Odżelazianie i odmanganianie wód podziemnych.doc

Odżelazianie i odmanganianie wód podziemnych

1.     WSTĘP

Proces odżelaziania sprowadza się do przeprowadzenia związków żelaza łatwo rozpuszczalnych w wodzie w trudno rozpuszczalne Fe(OH)3, który można zatrzymać w procesie filtracji. Na proces odżelaziania wody składają się jednostkowe procesy takie jak:

-                      hydroliza związków Fe2+

-                      utlenianie Fe2+

-                      hydroliza związków Fe3+

-                      sorpcja Fe(OH)2 i Fe(OH)3 na filtrze

Zjawiska te mogą w różnym stopniu oddziaływać na siebie wzajemnie i wpływać na przebieg i końcowy efekt procesu odżelaziania. Uzależnione jest to indywidualnego charakteru każdej wody, form występowania w niej żelaza, jego ilości. O składzie wody decyduje głównie odczyn, postać żelaza, zawartość wolnego CO2, tlenu, obecność związków organicznych, potencjał redox wody.

Proces odmanganiania został poznany w znacznie mniejszym stopniu. Przy dużym podobieństwie podstaw obydwu procesów, w wielu przypadkach przy odmanganianiu odgrywają decydującą rolę czynniki, które przy odżelazianiu mogą wcale nie mieć znaczenia (lub znacznie mniejsze), np. odpowiednie pH wody oraz zjawisko katalityczne w utlenianiu.

2.     CEL I ZAKRES ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z procesem filtracji wody oraz uzyskanie zależności pomiędzy efektami usuwania Fe i Mn a prędkością filtracji.

Zakres ćwiczenia obejmuje próby technologiczne odżelaziania i odmanganiania wody poprzez napowietrzanie i filtrację przez złoże piaskowe pokryte dwutlenkiem manganu.

3.     SZKŁO, ODCZYNNIKI, APARATURA

1.       Zestaw do oznaczania barwy wody

2.       Zestaw do oznaczania mętności wody

3.       Zestaw do oznaczania zasadowości

4.       Zestaw do oznaczania żelaza

5.       Zestaw do oznaczania manganu

6.       Zestaw do oznaczania wolnego CO2

7.       Zestaw do oznaczania tlenu

8.       Filtr piaskowy pokryty MnO2 (z brausztynem)

9.       Termometr

10.   pH-metr

11.   Stoper

12.   Sprężarka powietrza do napowietrzania

4.     SPOSÓB WYKONYWANIA BADAŃ

Przygotowanie filtrów

Przed rozpoczęciem każdego doświadczenia filtr należy przepłukać strumieniem wody wodociągowej z dołu do góry. Stosuje się czas płukania ok. 5 min. Po przepłukaniu reguluje się wydajność w zależności od żądanej prędkości filtrowania, używając również wody wodociągowej. Aby nie dopuścić do zbyt dużych wahań w prędkości przepływu wody, należy poziom wody utrzymać na granicy przelewu.

Przygotowanie próbki i zakres badania wody surowej

Próbę wody przeznaczoną do badań przygotowuje się w ilości 40-50 dm3. W wodzie surowej należy oznaczyć: odczyn, żelazo Fe2+, Fe3+, mangan i zasadowość zgodnie z obowiązującą w Polsce metodyką.

Próba odżelaziania i odmanganiania wody

Badania rozpoczyna się od zastosowania w pierwszej próbie prędkości filtrowania ~ 2,5 m/h. Należy dokładnie mierzyć i notować ilość otrzymywanego przesączu. Pierwszą porcję przesączu odpowiadającą dwukrotnej całkowitej objętości kolumny filtracyjnej odrzuca się. Następną porcję zbiera się w ilości 1 dm3 i wykonuje oznaczenia kontrolne: barwy, mętności, odczynu, żelaza ogólnego i manganu. Następnie bada się wpływ prędkości filtrowania na efekt odżelaziania i odmanganiania wody, stosując zwiększoną prędkość filtrowania V2 = ~5 m/h i V3 = ~10 m/h .

Wyniki należy opracować tabelarycznie i graficznie.

5.     SPRAWOZDANIE POWINNO ZAWIERAĆ

-                      ocenę własności wody surowej i potrzebę jej odżelaziania i odmanganiania

-                      omówienie zakresu, przebiegu i efektu przeprowadzonych doświadczeń oraz wnioski wynikające z otrzymanych wyników