Kuidas arvutada kaaliumpermanganaadi annus raua, mangaani ja vesiniksulfiidi eemaldamiseks

Kaaliumpermanganaati (KMnO4) kasutatakse tavaliselt veetöötluses raudraud (Fe²⁺), lahustunud mangaani (Mn2⁺) ja vesiniksulfiidi (H2S) oksüdeerimiseks enne filtreerimist.

Kuid üks olulisemaid küsimusi veepuhastusettevõtete ja kemikaalide ostjate jaoks on:

Kui palju kaaliumpermanganaati ? tuleks lisada

Vastus sõltub saasteainete kontsentratsioonist, toorvee keemiast, pH-st, orgaanilisest ainest, kokkupuuteajast ja filtreerimissüsteemist. Praktiline lähenemine on järgmine:

Veeanalüüs → Arvuta esialgne nõudlus → Purgi test → Kontrolli jääki → Filtreerimine

US EPA juhised määratlevad permanganaati kui raua ja mangaani oksüdatsiooni ravivõimalust ning märgivad, et tegelikud annused sõltuvad tugevalt vee kvaliteedist ja kasutuskohast.

Kaaliumpermanganaadi annustamine: kiirviide

Esialgse arvutuse jaoks on kasulikud järgmised suhted:

EPA tehnilises kirjanduses on teoreetilised nõuded umbes 0,94 mg/l KMnO4 1 mg/l raua kohta ja 1,92 mg/l KMnO4 1 mg/l mangaani kohta.

Reovee sulfiidide kontrollimiseks teatab EPA juhend KMnO₄-H2S massisuhteks ligikaudu 6:1 kuni 7:1 kui üldise töövahemiku.

Neid väärtusi tuleks käsitleda pigem lähtepunktidena kui lõplike töödoosidena.

1. Kuidas arvutada raua eemaldamise KMnO₄ annust

Lahustunud raudraud võib oksüdeerida lahustumatuteks raudühenditeks, mis seejärel eemaldatakse settimise või filtreerimise teel.

Teoreetiline seos on ligikaudu järgmine:

1 mg/l Fe²⁺ × 0,94 = 0,94 mg/L KMnO4

Näide

Kui toorvesi sisaldab:

Raud = 2,0 mg/l

Seejärel:

2,0 × 0,94 = 1,88 mg/l KMnO4

Seetõttu on esialgne teoreetiline kaaliumpermanganaadi vajadus ligikaudu järgmine:

1,88 mg/l

Siiski võivad permanganaati tarbida ka looduslikud orgaanilised ained ja muud redutseerivad ained, nii et tegelik taimedoos tuleks testimise teel kinnitada.

2. Kuidas arvutada KMnO₄ annust mangaani eemaldamiseks

Mangaan vajab tavaliselt rohkem kaaliumpermanganaati kui raud.

Teoreetiline seos on ligikaudu järgmine:

1 mg/l Mn²⁺ × 1,92 = 1,92 mg/L KMnO4

Näide

Kui mangaani kontsentratsioon on:

0,5 mg/l Mn2⁺

Seejärel:

0,5 × 1,92 = 0,96 mg/L KMnO4

Esialgne arvutatud nõudlus on:

0,96 mg/L KMnO₂

Oksüdeeritud mangaan moodustab mangaanoksiidide osakesi, mis tuleb seejärel sobiva filtreerimisprotsessiga eemaldada.

3. Kui palju kaaliumpermanganaati on H₂S eemaldamiseks vaja?

Vesiniksulfiid tekitab iseloomuliku 'mädamuna' lõhna, mida leidub mõnes põhjavee- ja reoveesüsteemis.

Kaaliumpermanganaat võib oksüdeerida sulfiidi ja seda kasutatakse lõhna ja sulfiidide kontrollimiseks. Carus tuvastab ka permanganaattooteid vesiniksulfiidi ja väävliühendite töötlemiseks munitsipaalrakendustes.

Reovee sulfiidide kontrollimiseks on kasulik esialgne tööprognoos:

H₂S kontsentratsioon × 6–7 = ligikaudne KMnO4 annus

Näide

Kui H₂S kontsentratsioon on:

0,5 mg/l

Hinnanguline KMnO₄ nõudlus:

0,5 × 6 = 3,0 mg/l

juurde

0,5 × 7 = 3,5 mg/l

Seega oleks esialgne hindamisvahemik ligikaudu järgmine:

3,0–3,5 mg/L KMnO₄

Kuna sulfiidide keemia muutub koos pH ja töötlemistingimustega, on stendi testimine eriti oluline enne lõpliku etteandekiiruse määramist.

4. Kuidas arvutada KMnO₄, kui esineb mitu saasteainet

Tõeline põhjavesi võib sisaldada samaaegselt rauda, ​​mangaani ja vesiniksulfiidi.

Kasulik algprognoos on:

Hinnanguline KMnO₄ nõudlus = raua nõudlus + mangaani nõudlus + H₂S nõudlus

Oletame näiteks, et veeanalüüs näitab:

• Raud: 1,5 mg/l

• Mangaan: 0,20 mg/l

• H₂S: 0,10 mg/l

Raua nõudlus

1,5 × 0,94 = 1,41 mg/l

Mangaani nõudlus

0,20 × 1,92 = 0,384 mg/l

H₂S nõudlus

0,10 × 6–7 = 0,60–0,70 mg/l

Esialgne hinnanguline KMnO₄ nõudlus

1,41 + 0,384 + 0,60–0,70

= ligikaudu 2,39–2,49 mg/L KMnO₄

See annab operaatorile esialgse testimisvahemiku , mitte automaatse lõpliku doseerimise seadepunkti.

5. Miks teoreetiline annus ei ole lõplik annus?

Toores vesi sisaldab rohkem kui Fe²⁺, Mn²⁺ ja H2S.

Kaaliumpermanganaat võib reageerida ka:

• Looduslik orgaaniline aine

• Muud redutseeritud metallid

• Sulfiidid

• Orgaanilised saasteained

• Redutseerivad ühendid tööstuslikus reovees

Selle tulemusena võivad kaks sama rauakontsentratsiooniga veeallikat vajada erinevaid praktilisi KMnO₄ annuseid.

EPA dokumentatsioon näitab, et väliannused võivad teoreetilisest nõudlusest oluliselt erineda ning sobivate töötingimuste loomiseks kasutatakse purkide katsetamist ja välikatseid.

6. Kasutage tegeliku annuse määramiseks purgi testimist

Pärast teoreetilise vajaduse arvutamist tehke purgi- või pilootkatse , kasutades tegelikku toorvett.

Praktiline protsess on:

1. samm – analüüsige vett

Mõõt:

• Lahustatud raud

• Lahustatud mangaan

• H₂S või sulfiid

• pH

• Hägusus

• Orgaaniline aine

• Temperatuur

2. samm – arvutage esialgne KMnO₄ nõudlus

Kasutage lähtepunktina teoreetilisi või operatiivseid suhteid.

3. samm – testige mitut annust

Katsetage veidi erinevaid KMnO₄ kontsentratsioone arvutatud vajaduse ümber.

4. samm – jätke piisav reaktsiooniaeg

Oksüdatsioon ei toimu alati silmapilkselt. Kokkupuuteaeg ja pH võivad oluliselt mõjutada mangaani ja sulfiidi töötlemist.

5. samm – kontrollige töödeldud vett

Mõõt:

• Ülejäänud raud

• Ülejäänud mangaan

• Sulfiid

• Hägusus

• Permanganaadi jääk

6. samm – filtreerige oksüdeeritud tahked ained

KMnO₄ muudab lahustunud saasteained oksüdeeritud vormideks, kuid need tahked ained tuleb siiski eemaldada filtreerimise või muu allavoolu eraldamise protsessiga.

California joogivee juhised kasutavad ka purkide testimist praktilise meetodina keemilise töötluse annuste optimeerimiseks.

Vältige kaaliumpermanganaadi üleannustamist

Rohkem KMnO₄ ei tähenda automaatselt paremat ravi.

Liigne permanganaat võib põhjustada:

• Püsiv roosa või lilla värv

• Suurenenud mangaani jääk

• Suurem kemikaalide tarbimine

• Täiendav tahkete ainete laadimine

• Tarbetud tegevuskulud

EPA juhised hoiatavad konkreetselt, et permanganaadi üleannustamine võib lubada liigsel mangaanil läbida töötlemisprotsessi.

Seetõttu on eesmärk tuvastada väikseim efektiivne annus, mis tagab oksüdatsiooni ja võimaldab usaldusväärset filtreerimist.

KMnO₄ annust mõjutavad tegurid

pH

Reaktsioonikäitumine muutub pH-ga, eriti mangaani ja vesiniksulfiidi puhul.

Orgaaniline aine

Looduslik orgaaniline aine võib tarbida permanganaati ja suurendada kemikaalide nõudlust.

Kontakti aeg

Ebapiisav reaktsiooniaeg võib enne filtreerimist põhjustada mittetäieliku oksüdatsiooni.

Temperatuur

Madalamad temperatuurid võivad oksüdatsioonireaktsioone aeglustada.

Filtreerimissüsteem

Oksüdeerunud raud ja mangaan tuleb pärast töötlemist eemaldada. Seetõttu mõjutavad filtrikandjad ja töötingimused üldist ravi tulemuslikkust.

Praktiline KMnO₄ doseerimise töövoog

Tööstusliku ja munitsipaalveepuhastuse jaoks on kasulik töövoog:

1. Veeanalüüs

↓

2. Määrake Fe, Mn ja H₂S kontsentratsioonid

↓

3. Arvutage esialgne permanganaadi nõudlus

↓

4. Viige läbi purgi- või piloottestimine

↓

5. Reguleerige KMnO₄ annust

↓

6. Kontrollige jääkrauda, ​​mangaani ja sulfiidi

↓

7. Filtreerige oksüdeeritud tahked ained

↓

8. Optimeerige etteandekiirust

See lähenemisviis on usaldusväärsem kui ainult saasteainete kontsentratsiooni põhjal annuse valimine.

Korduma kippuvad küsimused

Kui palju KMnO₄ on vaja 1 mg/l raua eemaldamiseks?

Teoreetiline nõue on ligikaudu 0,94 mg/l KMnO₄ iga 1 mg/l Fe²⁺ kohta..

Kui palju KMnO₄ on vaja 1 mg/l mangaani eemaldamiseks?

Teoreetiline nõue on ligikaudu 1,92 mg/l KMnO₄ iga 1 mg/l Mn2⁺ kohta.

Kui palju KMnO₄ on vaja vesiniksulfiidi jaoks?

EPA reoveejuhised viitavad üldiseks KMnO₄:H2S massisuhteks ligikaudu 6:1–7:1 sulfiidide kontrollimiseks. Tegelikud nõuded sõltuvad tugevalt vee keemiast ja protsessi tingimustest.

Kas ma saan arvutatud annust otse kasutada?

Seda tuleks käsitleda esialgse hinnanguna . Enne pideva keemilise etteandekiiruse kehtestamist tuleks tegelikku vett hinnata purkide testimise, piloottestimise või kontrollitud protsessi optimeerimise teel.

Kaaliumpermanganaadi valimine veetöötluseks

Veetöötluseks kaaliumpermanganaadi ostmisel peaksid ostjad hindama:

• KMnO₄ test

• Puhtus

• Niiskus

• Vees lahustumatu aine

• Osakeste suurus

• Pakendamine

• COA kättesaadavus

• SDS/MSDS

• Partii konsistents

• Tarnija tehniline tugi

AOZUN tarnib kaaliumpermanganaati tööstuslikeks ja veepuhastusrakendusteks , spetsifikatsioonide ja pakendamisvõimalustega, mis on saadaval vastavalt kliendi nõudmistele.

Päringu korral võib veeanalüüsi, rakenduse, vajaliku koguse, pakendi ja sihtkoha sadama esitamine aidata määrata sobiva tootespetsifikatsiooni.

Järeldus

Kaaliumpermanganaadi annuse arvutamine algab töödeldavate saasteainete kontsentratsioonist.

Esialgse viitena:

Raud:
KMnO₄ ≈ Fe × 0,94

Mangaan:
KMnO₄ ≈ Mn × 1,92

Vesiniksulfiid:
KMnO₄ ≈ H₂S × 6–7 reovee sulfiidide üldkontrolli hinnangute jaoks.

Kuid teoreetiline arvutus on ainult lähtepunkt.

Usaldusväärseks raviks kasutage:

Veeanalüüs → Teoreetiline nõudlus → Purgi test → Jääkide kontroll → Filtreerimine → Annuse optimeerimine

See meetod aitab saavutada tõhusa raua, mangaani ja vesiniksulfiidi eemaldamise, vähendades samal ajal aladoseerimise või liigse permanganaadi lisamise ohtu.