Очистка воды от марганца озоном

Проблема повышенного содержания марганца в воде

Марганец часто встречается в подземных водах вместе с железом и сероводородом в виде хорошо растворимых солей 2-х валентного марганца Mn (II). Предельно допустимое содержание марганца в воде хозяйственно-питьевого назначения установлено на уровне 0,1 мг/л. Для воды бутилированной норматив жестче в 2 раза – 0,05 мг/л. Превышение установленного ПДК марганца приводит к ухудшению органолептических характеристик воды: появлению привкуса, выпадению темно-бурых хлопьев и появлению черных пятен на сантехнике и стираемом белье. Некоторые исследователи утверждают, что избыток марганца в организме отрицательно воздействует на нервную систему, вызывая вялость, повышенный мышечный тонус, тремор, психические отклонения и проблемы с репродуктивной функцией у мужчин [1]. К суточной передозировке марганца может привести ежедневное употребление воды с повышенным содержанием марганца в количестве более 2 литров. Таким образом, очистка воды от марганца или деманганация воды – задача не менее важная, чем удаление железа и сероводорода, как с точки зрения эстетических свойств воды, так и с точки зрения вреда марганца для здоровья.

Способы очистки воды от марганца

В отличие от железа марганец удалить из воды намного сложнее. Очень часто при очистке воды, содержащей одновременно и железо, и марганец, можно наблюдать типичную картину: в воде после аэрации и фильтрования содержание железа снизилось до 0,05 мг/л и ниже, а содержание марганца осталось прежним или упало незначительно – на 10-15% от исходной величины, оставаясь выше ПДК. Если железо сравнительно легко окисляется кислородом воздуха и образует хорошо фильтруемый осадок гидроокиси железа при рН от 6,8 и выше, то с марганцем дело обстоит иначе. Для окисления кислородом растворимого в воде марганца (II) до марганца (IV), образующего осадок нерастворимого диоксида MnO2, требуется либо повышение уровня рН до 9 и выше, либо окислитель более сильный, чем кислород, либо комбинация того и другого. Поэтому практически все известные способы эффективного удаления марганца из воды предполагают использование реагентов – щелочи, извести, сильных окислителей - хлора и его производных, перманганата калия, перекиси водорода, озона или специальных окислительных загрузок для фильтров (требующих для регенерации опять-таки сильных окислителей) [2]. Это усложняет состав оборудования для очистки воды от марганца и повышает эксплуатационные расходы потребителей.

Преимущества применения озона для очистки воды от марганца

Применительно к очистке воды от марганца и не только, из всех перечисленных реагентов озон выделяется своими существенными преимуществами, а именно:

  • Озон имеет самый высокий окислительный потенциал по сравнению с остальными окислителями и поэтому быстрее и полнее окисляет марганец;
  • Озон удобен в эксплуатации, т.к. производится и используется прямо на месте и поэтому не требует закупки, хранения, разведения и, следовательно, не несет рисков для персонала, в отличие от «химических» реагентов;
  • Озонирование не приводит к росту в воде концентраций веществ токсичных и ухудшающих органолептические свойства воды, не изменяет минерального состава воды. Наоборот, в результате озонирования вкусовые качества воды заметно улучшаются.

Благодаря озону глубина очистки воды от марганца может быть существенно увеличена: остаточное содержание марганца снижается в 2-3 раза ниже ПДК - до сотых долей мг/л, в то время как применение хлорсодержащих окислителей часто не позволяет снизить содержание марганца даже до ПДК – 0,1 мг/л [3].
Отдельно стоит отметить такое преимущество озона, как его универсальность: озоновая установка очистки воды от марганца к тому же надежно обеззараживает и дезодорирует воду.
Благодаря этим преимуществам озон и технология озонирования воды позволяют получать питьевую воду высочайшего качества в промышленных масштабах без затрат на закупку реагентов (или с минимальными затратами), практически без участия персонала и необходимости выполнять рутинные ручные операции, не поддающиеся автоматизации.

Современные озоновые установки для очистки воды от марганца

В учебных пособиях и методических материалах по очистке воды от железа и марганца закрепилось мнение, что озоновые технологии очистки воды от марганца хоть и отличаются высокой эффективностью, но широкого распространения не получили ввиду высокой стоимости, сложности, низкой надежности, повышенных энергозатрат и т.п. Это представление об озонировании воды в системах очистки от железа и марганца является устаревшим. Современная озоновая установка отличается компактностью, эксплуатационной надежностью и длительным сроком службы до капитального ремонта – 10 лет и более, благодаря использованию современной элементной базы, материалов и технологий. Озонированием можно без труда дополнить уже эксплуатируемые фильтры очистки воды от железа и марганца на станциях обезжелезивания, что на порядок повысит эффективность очистки воды от марганца. Единственным недостатком озоновой установки является то, что она лишает производителей и продавцов химической продукции определенного сектора рынка сбыта и устраняет зависимость потребителя очищенной воды от поставок реагентов. Для потребителя стоимость озонаторного оборудования пока еще остается относительно высокой по сравнению с дозаторами химикатов. Затраты оправдываются простотой эксплуатации оборудования и стабильностью результата.
Очистка воды от марганца озоном - оптимальный выбор для предприятий пищевой промышленности и всех потребителей, где решающее значение имеет гарантированное качество питьевой воды и отказ от использования химикатов.

Источники:
1. Drinking Water Health Advisory for Manganese U.S. Environmental Protection Agency Office of Water (4304T) Health and Ecological Criteria Division Washington, DC 20460. EPA-822-R-04-003 January, 2004
http://www.epa.gov/ogwdw/ccl/pdfs/reg_determine1/support_cc1_magnese_dwreport.pdf
2. Фрог Б.Н. Водоподготовка. Учебное пособие для вузов. Под редакцией Николадзе Г.И., М. Издательство МГУ, 2001 г.
3. Драгинский В.Л., Алексееева Л.П., Самойлович В.Г. Озонирование в процессах очистки воды./под общей ред. В.Л.Драгинского.-М.:ДеЛи принт, 2007.
 
Варианты технологических решений по удалению из воды марганца, а также железа, сероводорода, нитритов, а также для сточных вод по очистке воды от фенола, формальдегида, сульфидов, меркаптанов, нефтепродуктов, ДМСО можно посмотреть на других разделах сайта, например: