Kuinka laskea kaliumpermanganaattiannos raudan, mangaanin ja vetysulfidin poistoon

Kaliumpermanganaattia (KMnO4) käytetään yleisesti vedenkäsittelyssä rautaraudan (Fe²⁺), liuenneen mangaanin (Mn2⁺) ja rikkivedyn (H₂S) hapettamiseksi ennen suodatusta.

Mutta yksi tärkeimmistä kysymyksistä vedenkäsittelyalan toimijoiden ja kemikaalien ostajille on:

Kuinka paljon kaliumpermanganaattia ? pitäisikö lisätä

Vastaus riippuu epäpuhtauksien pitoisuudesta, raakaveden kemiasta, pH:sta, orgaanisesta aineesta, kosketusajasta ja suodatusjärjestelmästä. Käytännön lähestymistapa on:

Vesianalyysi → Laske alkutarve → Purkkitesti → Tarkista jäännös → Suodatus

US EPA:n ohjeissa permanganaatti yksilöidään raudan ja mangaanin hapettumisen käsittelyvaihtoehtona ja todetaan, että todelliset annokset riippuvat voimakkaasti veden laadusta ja käyttökohdasta.

Kaliumpermanganaatin annostus: Pikaopas

Alkulaskennassa seuraavat suhteet ovat hyödyllisiä:

EPA:n teknisessä kirjallisuudessa esitetään teoreettiset vaatimukset noin 0,94 mg/l KMnO4 per 1 mg/l rautaa ja 1,92 mg/l KMnO4 per 1 mg/l mangaania.

Jäteveden sulfidin hallintaa varten EPA-ohjeet raportoivat KMnO₄:n ja H₂S:n painosuhteet noin 6:1 - 7:1 yleisenä toiminta-alueena.

Näitä arvoja tulee käsitellä lähtöpisteinä eikä lopullisina käyttöannoksina.

1. Kuinka laskea KMnO₄-annos raudanpoistoa varten

Liuennut rautarauta voidaan hapettaa liukenemattomiksi rautayhdisteiksi, jotka myöhemmin poistetaan sedimentoimalla tai suodattamalla.

Teoreettinen suhde on suunnilleen:

1 mg/l Fe²⁺ × 0,94 = 0,94 mg/l KMnO4

Esimerkki

Jos raakavesi sisältää:

Rauta = 2,0 mg/l

Sitten:

2,0 × 0,94 = 1,88 mg/l KMnO4

Alkuperäinen teoreettinen kaliumpermanganaatin tarve on siis noin:

1,88 mg/l

Luonnollinen orgaaninen aines ja muut pelkistävät aineet voivat kuitenkin kuluttaa myös permanganaattia, joten todellinen kasvin annos tulee varmistaa testaamalla.

2. Mangaaninpoiston KMnO₄-annoksen laskeminen

Mangaani vaatii yleensä enemmän kaliumpermanganaattia kuin rauta.

Teoreettinen suhde on suunnilleen:

1 mg/l Mn²⁺ × 1,92 = 1,92 mg/l KMnO4

Esimerkki

Jos mangaanipitoisuus on:

0,5 mg/l Mn2+

Sitten:

0,5 x 1,92 = 0,96 mg/l KMnO4

Alkuperäinen laskettu kysyntä on:

0,96 mg/l KMnO4

Hapetettu mangaani muodostaa hiukkasmaisia ​​mangaanioksideja, jotka on sitten poistettava sopivalla suodatusprosessilla.

3. Kuinka paljon kaliumpermanganaattia tarvitaan H₂S:n poistamiseen?

Rikkivety luo tyypillisen 'mädän munan' hajun, jota löytyy joistakin pohjavesi- ja jätevesijärjestelmistä.

Kaliumpermanganaatti voi hapettaa sulfidia ja sitä käytetään hajun ja sulfidin torjuntaan. Carus tunnistaa myös permanganaattituotteita rikkivety- ja rikkiyhdistekäsittelyyn kunnallisissa sovelluksissa.

Jäteveden sulfidin hallinnassa hyödyllinen ensimmäinen käyttöarvio on:

H₂S-pitoisuus × 6–7 = likimääräinen KMnO₄-annos

Esimerkki

Jos H2S-pitoisuus on:

0,5 mg/l

Arvioitu KMnO₄:n kysyntä:

0,5 x 6 = 3,0 mg/l

to

0,5 × 7 = 3,5 mg/l

Joten alkuperäinen arviointialue olisi noin:

3,0-3,5 mg/l KMnO₂

Koska sulfidikemia muuttuu pH:n ja käsittelyolosuhteiden mukaan, penkkitestaus on erityisen tärkeää ennen lopullisen syöttönopeuden määrittämistä.

4. Kuinka laskea KMnO₄, kun läsnä on useita epäpuhtauksia

Todellinen pohjavesi voi sisältää samanaikaisesti rautaa, mangaania ja rikkivetyä.

Hyödyllinen aloitusarvio on:

Arvioitu KMnO₄:n kysyntä = raudan kysyntä + mangaanin kysyntä + H₂S:n kysyntä

Oletetaan esimerkiksi, että vesianalyysi osoittaa:

• Rauta: 1,5 mg/l

• Mangaani: 0,20 mg/l

• H2S: 0,10 mg/l

Raudan kysyntä

1,5 × 0,94 = 1,41 mg/l

Mangaanin kysyntä

0,20 × 1,92 = 0,384 mg/l

H₂S kysyntä

0,10 × 6–7 = 0,60–0,70 mg/l

Alkuperäinen arvioitu KMnO₄-kysyntä

1,41 + 0,384 + 0,60–0,70

= noin 2,39–2,49 mg/L KMnO₂

Tämä antaa käyttäjälle alkuperäisen testausalueen , ei automaattista lopullista annosteluarvoa.

5. Miksi teoreettinen annostus ei ole lopullinen annos

Raakavesi sisältää enemmän kuin Fe²⁺, Mn²⁺ ja H2S.

Kaliumpermanganaatti voi myös reagoida:

• Luonnollinen orgaaninen aine

• Muut pelkistetyt metallit

• Sulfidit

• Orgaaniset epäpuhtaudet

• Pelkistävät yhdisteet teollisuuden jätevesissä

Tämän seurauksena kaksi vesilähdettä, joilla on sama rautapitoisuus, voivat vaatia erilaisia ​​käytännön KMnO₄-annoksia.

EPA:n dokumentaatio osoittaa, että kenttäannokset voivat poiketa merkittävästi teoreettisesta kysynnästä ja että sopivien käyttöolosuhteiden luomiseen käytetään purkkitestausta ja kenttäkokeita.

6. Käytä Jar Testingia todellisen annoksen määrittämiseen

Laskettuasi teoreettisen tarpeen, suorita purkitesti tai pilottitesti käyttäen todellista raakavettä.

Käytännön prosessi on:

Vaihe 1 – Analysoi vesi

Mitata:

• Liuotettu rauta

• Liuennut mangaani

• H2S tai sulfidi

• pH

• Sameus

• Orgaaninen aine

• Lämpötila

Vaihe 2 – Laske alkuperäinen KMnO₄-tarve

Käytä lähtökohtana teoreettisia tai toiminnallisia suhteita.

Vaihe 3 – Testaa useita annoksia

Testaa hieman erilaisia ​​KMnO₄-pitoisuuksia lasketun tarpeen ympärillä.

Vaihe 4 – Anna riittävä reaktioaika

Hapeutuminen ei aina tapahdu hetkellisesti. Kosketusaika ja pH voivat vaikuttaa merkittävästi mangaani- ja sulfidikäsittelyyn.

Vaihe 5 – Tarkista käsitelty vesi

Mitata:

• Jäljellä oleva rauta

• Jäljellä oleva mangaani

• Sulfidi

• Sameus

• Permanganaattijäännös

Vaihe 6 – Suodata hapettuneet kiinteät aineet

KMnO₄ muuttaa liuenneet epäpuhtaudet hapettuneiksi muodoiksi, mutta nämä kiinteät aineet on silti poistettava suodattamalla tai muulla alavirran erotusprosessilla.

Kalifornian juomavesiohjauksessa käytetään myös tölkkitestausta käytännöllisenä menetelmänä kemikaalien käsittelyannosten optimoinnissa.

Vältä kaliumpermanganaatin yliannostusta

Enemmän KMnO₄ ei automaattisesti tarkoita parempaa hoitoa.

Liiallinen permanganaatti voi aiheuttaa:

• Pysyvä vaaleanpunainen tai violetti väri

• Lisääntynyt mangaanijäännös

• Suurempi kemikaalien kulutus

• Lisäkiintoaineiden lataus

• Tarpeettomat käyttökustannukset

EPA-ohjeet varoittavat erityisesti, että permanganaatin yliannostus voi päästää ylimääräistä mangaania läpäisemään käsittelyprosessin.

Tavoitteena on siis tunnistaa pienin tehokas annos, jolla saavutetaan hapettuminen ja luotettava suodatus.

KMnO₄-annostukseen vaikuttavat tekijät

pH

Reaktiokäyttäytyminen muuttuu pH:n myötä, erityisesti mangaanin ja rikkivedyn osalta.

Orgaaninen aine

Luonnollinen orgaaninen aines voi kuluttaa permanganaattia ja lisätä kemikaalien tarvetta.

Yhteydenottoaika

Riittämätön reaktioaika voi johtaa epätäydelliseen hapettumiseen ennen suodatusta.

Lämpötila

Alhaiset lämpötilat voivat hidastaa hapettumisreaktioita.

Suodatusjärjestelmä

Hapeutunut rauta ja mangaani on poistettava käsittelyn jälkeen. Siksi suodatinmateriaalit ja käyttöolosuhteet vaikuttavat hoidon kokonaistehoon.

Käytännön KMnO₄-annostelun työnkulku

Teolliseen ja kunnalliseen vedenkäsittelyyn hyödyllinen työnkulku on:

1. Vesianalyysi

↓

2. Määritä Fe-, Mn- ja H2S-pitoisuudet

↓

3. Laske permanganaattien alkuperäinen kysyntä

↓

4. Suorita jar- tai pilottitestaus

↓

5. Säädä KMnO₄-annosta

↓

6. Tarkista raudan, mangaanin ja sulfidin jäämät

↓

7. Suodata hapettuneet kiinteät aineet

↓

8. Optimoi syöttönopeus

Tämä lähestymistapa on luotettavampi kuin annoksen valitseminen pelkän kontaminanttipitoisuuden perusteella.

Usein kysytyt kysymykset

Kuinka paljon KMnO₄ tarvitaan poistamaan 1 mg/l rautaa?

Teoreettinen vaatimus on noin 0,94 mg/l KMnO4 jokaista 1 mg/l Fe2⁺:tä kohden..

Kuinka paljon KMnO₄ tarvitaan poistamaan 1 mg/l mangaania?

Teoreettinen vaatimus on noin 1,92 mg/l KMnO₂ kutakin 1 mg/l Mn2⁺.

Kuinka paljon KMnO₄ tarvitaan vetysulfidiin?

EPA:n jätevesiohjeissa mainitaan yleinen KMnO₄:H2S-painosuhde, joka on noin 6:1–7:1 sulfidin hallinnassa. Todelliset vaatimukset riippuvat voimakkaasti veden kemiasta ja prosessiolosuhteista.

Voinko käyttää laskettua annosta suoraan?

Sitä tulee käsitellä alustavana arviona . Todellinen vesi tulee arvioida tölkkitestauksella, pilottitestauksella tai kontrolloidulla prosessin optimoinnilla ennen jatkuvan kemikaalin syöttönopeuden määrittämistä.

Kaliumpermanganaatin valinta vedenkäsittelyyn

Kun ostat kaliumpermanganaattia vedenkäsittelyyn, ostajien tulee arvioida:

• KMnO4-määritys

• Puhtaus

• Kosteus

• Veteen liukenematon aine

• Partikkelikoko

• Pakkaus

• COA:n saatavuus

• SDS/MSDS

• Erän johdonmukaisuus

• Toimittajan tekninen tuki

AOZUN toimittaa kaliumpermanganaattia teollisuus- ja vedenkäsittelysovelluksiin eritelmillä ja pakkausvaihtoehdoilla asiakkaiden tarpeiden mukaan.

Tiedusteluja varten vesianalyysin , sovelluksen, vaaditun määrän, pakkauksen ja kohdeportin ilmoittaminen voi auttaa määrittämään sopivan tuotespesifikaation.

Johtopäätös

Kaliumpermanganaattiannoksen laskeminen alkaa käsiteltävien epäpuhtauksien pitoisuudesta.

Alustavana referenssinä:

Rauta:
KMnO4 ≈ Fe × 0,94

Mangaani:
KMnO4 ≈ Mn × 1,92

Vetysulfidi:
KMnO4 ≈ H₂S × 6–7 yleisille jäteveden sulfidikontrolliarvioille.

Mutta teoreettinen laskelma on vain lähtökohta.

Luotettavaa hoitoa varten käytä:

Vesianalyysi → Teoreettinen kysyntä → Purkitesti → Jäännöstarkistus → Suodatus → Annoksen optimointi

Tämä menetelmä auttaa saavuttamaan tehokkaan raudan, mangaanin ja rikkivedyn poiston vähentäen samalla aliannostuksen tai liiallisen permanganaatin lisäyksen riskiä.