A víz vas- és mangántalanítása
A víz vas- és mangántartalma
A mélyfúrású kutak vize az oldott vasat Fe2+ ionok, illetve oldott Fe(HCO3)2 formájában tartal-mazza. A mangán Mn2+ ionok, illetve Mn(HCO3)2 formájában van jelen. Az Fe2+ és Mn2+ ionokat különféle oxidálószerek, köztük a levegő oxigénje, Fe3+ illetve Mn4+ ionokká képesek oxidálni. A keletkező Fe(OH)3 és MnO2 csapadék vízben oldhatatlan.
2 Fe(HCO3)2 + ½ O2 + H2O = 2 Fe(OH)3 + 4 CO2
(1)
Mn(HCO3)2 + ½ O2 = MnO2 + 2 CO2 + H2O
(2)
Felszíni, oldott oxigént tartalmazó vizekben, illetve mélységi vizek felszínre kerülésekor, az oxi-dáció magától végbemegy, éppen ezért a felszíni vizek (folyók, tavak) vas- és mangántartalma rendszerint nem jelentős. Ivóvíz esetében az oldott vas ízrontó hatású, a kiváló csapadékok lera-kódnak a csövekben, foltot hagynak, stb. A kivált hidroxidok a technológiai berendezésekben is súlyos üzemzavarokat okozhatnak, pl. az RO-berendezések membránjaira kivált vas és mangán csapadék nagyon nehezen távolítható el, akár véglegesen is tönkreteheti a membránokat. Ez az oka annak, hogy a vas és mangán eltávolítása fontos technológiai művelet a vízkezelésben.
 
A vas- és mangántartalom eltávolítása
A vas- és mangántartalom eltávolítása csapadékképzéssel, vagy oxidációval történhet
 

Csapadékos eljárás

Lúgos közegben a vas- és mangán vegyületek hidroxid csapadékot képeznek:
FeSO4 + 2 NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4
(3)
Mn(HCO3)2+2 Ca(OH)2 = Mn(OH)2 + 2 CaCO3 + 2 H2O
(4)
A kivált vas(II)-hidroxid, mangán(II)-hidroxid tovább oxidálódik:
4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O = 4 Fe(OH)3
(5)
Mn(OH)2 + ½ O2 = MnO2 + H2O
(6)
Látható, hogy a hagyományos meszes dekarbonizálás egyben igen hatékony vastalanítás is.
 
Oxidációs eljárások
A klórgáz, klórmész, nátrium-hipoklorit oldat, ózon, mind lehetséges oxidálószerek a víz vas- és mangántalanítására. A reakciók pillanatszerűek, a keletkezett csapadékok szűréssel eltávolítha-tók.
(1) klórozás
2 Fe(HCO3)2 + Cl2 + 2H2O = 2 Fe(OH)3 + 2 HCl + 4 CO2
(7)
Mn(HCO3)2 + Cl2 = MnO2 + 2 CO2 + 2 HCl
(8)
(2) klórmész vagy nátrium-hipoklorit adagolás
2 Fe(HCO3)2 + NaOCl + H2O = 2 Fe(OH)3 + NaCl + 4 CO2
(9)
Mn(HCO3)2 + NaOCl = MnO2 + NaCl + 2 CO2 + H2O
(10)
(3) ózon adagolás
2 Fe(HCO3)2 + O3 + H2O = 2 Fe(OH)3 + O2 + 4 CO2
(11)
Mn(HCO3)2 + O3 = MnO2 + O2 + 2 CO2 + H2O
(12)
(4) oxidáció káliumpermanganáttal
3 Fe(HCO3)2 + KMnO4 + 2 H2O = 3 Fe(OH)3+MnO2+6 CO2+KOH
(13)
3 Mn(HCO3)2 + 2 KMnO4 = 5 MnO2 + 6 CO2+ 2 H2O + 2 KOH
(14)
(5) oxidáció levegővel, illetve oldott oxigénnel
Itt a korábban már ismertetett reakciók játszódnak le.
2 Fe(HCO3)2 + ½ O2 + H2O = 2 Fe(OH)3 + 4 CO2
(1)
Mn(HCO3)2 + ½ O2 = MnO2 + 2 CO2 + H2O
(2)
A levegő oxigénjével végzett oxidáció reakciósebessége alacsony. Ez a reakciósebesség megnö-velhető a különféle katalitikus szűrőanyagok alkalmazásával.
A katalitikus szűrőanyagok önmaguk nem oxidálószerek, az oxidációt csak felgyorsítják, haté-konnyá teszik. Alkalmazásuk igen gazdaságos, mert nem igényelnek sztöchiometrikus mennyi-ségű vegyszert, de az eljárás sebessége megegyezik a vegyszeres eljárások sebességével. Előnyös, hogy az oxidáció és a keletkezett csapadék kiszűrése térben és időben egyszerre megy végbe.
 
Katalitikus szűrőanyagok
 
Manganese Greensand = zöldhomok
Természetes ásványi anyag. Időszakos reaktiválást igényel, ezt káliumpermanganát oldattal kell végezni. Ma még sok helyen alkalmazásban van, de európai forgalmazása megszűnt, a kedvezőtlen hosszú távú tapasztalatok miatt. (Összetömörödés, nehézkes moshatóság).
Kiváltására az MTM-et javasolják.
 
MTM jelű szűrőanyag
A zöldhomok mesterséges változata. Ugyancsak időszakos káliumpermanganátos reaktiválást igényel. Előnyös a zöldhomoknál kisebb sűrűsége, ez kisebb mosási sebességet tesz lehetővé.
 
BIRM jelű szűrőanyag
Mesterséges ásványi szűrőanyag. Fontos tulajdonsága, hogy egyáltalán nem igényel kálium-permanganátos reaktiválást. Csak alacsonyabb vas- és mangántartalom esetében használható.
 
A KATALITIKUS SZŰRŐANYAGOKAT MINDIG A VÍZÖSSZETÉTEL ISMERETÉBEN KELL KIVÁLASZTANI.