כיצד לחשב מינון אשלגן פרמנגנט להסרת ברזל, מנגן ומימן גופרתי

אשלגן פרמנגנט (KMnO₄) משמש בדרך כלל בטיפול במים כדי לחמצן ברזל ברזל (Fe²⁺), מנגן מומס (Mn²⁺) ומימן גופרתי (H₂S) לפני הסינון.

אבל אחת השאלות החשובות ביותר עבור מפעילי טיפול במים וקונים כימיקלים היא:

כַמָה אשלגן פרמנגנט ? צריך להוסיף

התשובה תלויה בריכוז המזהם, כימיה של מים גולמיים, pH, חומר אורגני, זמן מגע ומערכת הסינון. גישה מעשית היא:

ניתוח מים ← חשב ביקוש ראשוני ← בדיקת צנצנת ← בדוק שאריות ← סינון

הנחיית EPA של ארה'ב מזהה פרמנגנט כאפשרות טיפול לחמצון ברזל ומנגן ומציינת שהמינונים בפועל תלויים מאוד באיכות המים ובנקודת היישום.

מינון אשלגן פרמנגנט: עזר מהיר

לחישוב ראשוני, היחסים הבאים שימושיים:

הספרות הטכנית של EPA נותנת דרישות תיאורטיות של כ -0.94 מ'ג/ליטר KMnO4 לכל 1 מ'ג/ליטר ברזל ו -1.92 מ'ג/ליטר KMnO4 לכל 1 מ'ג/ליטר מנגן.

לבקרת מי שפכים גופרתי, הנחיות ה-EPA מדווחות על יחסי משקל של KMnO₄ ל-H₂S של כ -6:1 עד 7:1 כטווח תפעולי כללי.

יש להתייחס לערכים אלו כנקודות התחלה ולא כאל מנות הפעלה סופיות.

1. כיצד לחשב מינון KMnO₄ להסרת ברזל

ניתן לחמצן ברזל ברזל מומס לתרכובות ברזל בלתי מסיסות אשר מוסרות לאחר מכן על ידי שקיעה או סינון.

הקשר התיאורטי הוא בערך:

1 מ'ג/ליטר Fe²⁺ × 0.94 = 0.94 מ'ג/ליטר KMnO₄

דוּגמָה

אם מים גולמיים מכילים:

ברזל = 2.0 מ'ג/ליטר

אָז:

2.0 × 0.94 = 1.88 מ'ג/ליטר KMnO₄

הדרישה התיאורטית הראשונית לאשלגן פרמנגנט היא אפוא בקירוב:

1.88 מ'ג/ליטר

עם זאת, חומר אורגני טבעי וחומרים מפחיתים אחרים יכולים גם לצרוך פרמנגנט, ולכן יש לאשר את מינון הצמח בפועל באמצעות בדיקה.

2. כיצד לחשב מינון KMnO₄ להסרת מנגן

מנגן בדרך כלל דורש יותר אשלגן פרמנגנט מאשר ברזל.

הקשר התיאורטי הוא בערך:

1 מ'ג/ליטר Mn²⁺ × 1.92 = 1.92 מ'ג/ליטר KMnO₄

דוּגמָה

אם ריכוז המנגן הוא:

0.5 מ'ג/ליטר Mn²⁺

אָז:

0.5 × 1.92 = 0.96 מ'ג/ליטר KMnO₄

הביקוש המחושב הראשוני הוא:

0.96 מ'ג/ליטר KMnO₄

מנגן מחומצן יוצר תחמוצות מנגן חלקיקיות שאותן יש להסיר על ידי תהליך סינון מתאים.

3. כמה אשלגן פרמנגנט צריך להסרת H₂S?

מימן גופרתי יוצר את הריח האופייני ל'ביצה רקובה' המצוי בחלק ממערכות מי התהום והשפכים.

אשלגן פרמנגנט יכול לחמצן גופרתי ומשמש לבקרת ריחות וסולפידים. Carus מזהה גם מוצרי פרמנגנט לטיפול במימן גופרתי ובתרכובות גופרית ביישומים עירוניים.

עבור בקרת מי שפכים גופרתי, אומדן תפעולי ראשוני שימושי הוא:

ריכוז H₂S × 6–7 = מינון KMnO₄ משוער

דוּגמָה

אם ריכוז H₂S הוא:

0.5 מ'ג/ליטר

ביקוש משוער של KMnO₄:

0.5 × 6 = 3.0 מ'ג/ליטר

אֶל

0.5 × 7 = 3.5 מ'ג/ליטר

אז טווח הערכה ראשוני יהיה בערך:

3.0–3.5 מ'ג/ליטר KMnO₄

מכיוון שהכימיה של הגופרית משתנה עם ה-pH ותנאי הטיפול, בדיקת ספסל חשובה במיוחד לפני קביעת קצב ההזנה הסופי.

4. כיצד לחשב KMnO₄ כאשר קיימים מספר מזהמים

מי תהום אמיתיים עשויים להכיל ברזל, מנגן ומימן גופרתי בו זמנית.

אומדן התחלתי שימושי הוא:

ביקוש משוער של KMnO₄ = ביקוש לברזל + ביקוש מנגן + ביקוש H₂S

לדוגמה, נניח שניתוח מים מראה:

• ברזל: 1.5 מ'ג/ליטר

• מנגן: 0.20 מ'ג/ליטר

• H₂S: 0.10 מ'ג/ליטר

ביקוש ברזל

1.5 × 0.94 = 1.41 מ'ג/ליטר

ביקוש מנגן

0.20 × 1.92 = 0.384 מ'ג/ליטר

H₂S ביקוש

0.10 × 6–7 = 0.60–0.70 מ'ג/ליטר

ביקוש KMnO₄ משוער ראשוני

1.41 + 0.384 + 0.60–0.70

= כ- 2.39-2.49 מ'ג/ליטר KMnO₄

זה נותן למפעיל טווח בדיקה ראשוני , לא נקודת קביעת מינון סופי אוטומטית.

5. מדוע מינון תיאורטי אינו המינון הסופי

מים גולמיים מכילים יותר מ- Fe²⁺, Mn²⁺ ו- H₂S.

אשלגן פרמנגנט עשוי גם להגיב עם:

• חומר אורגני טבעי

• מתכות מופחתות אחרות

• סולפידים

• מזהמים אורגניים

• הפחתת תרכובות בשפכים תעשייתיים

כתוצאה מכך, שני מקורות מים עם אותו ריכוז ברזל עשויים לדרוש מינונים מעשיים שונים של KMnO₄.

תיעוד של EPA מראה שמינוני שטח יכולים להיות שונים באופן מהותי מהביקוש התיאורטי וכי נעשה שימוש בבדיקות צנצנות וניסויי שטח כדי לקבוע תנאי הפעלה מתאימים.

6. השתמש בבדיקת צנצנות כדי לקבוע את המינון האמיתי

לאחר חישוב הביקוש התיאורטי, בצע בדיקת צנצנת או בדיקת פיילוט באמצעות המים הגולמיים בפועל.

תהליך מעשי הוא:

שלב 1 - נתח את המים

לִמְדוֹד:

• ברזל מומס

• מנגן מומס

• H₂S או גופרית

• pH

• עֲכִירוּת

• חומר אורגני

• טֶמפֶּרָטוּרָה

שלב 2 - חשב את הביקוש הראשוני של KMnO₄

השתמש ביחסים התיאורטיים או התפעוליים כנקודת ההתחלה.

שלב 3 - בדוק מספר מנות

בדוק ריכוזי KMnO₄ מעט שונים סביב הדרישה המחושבת.

שלב 4 - אפשר זמן תגובה הולם

החמצון אינו תמיד מיידי. זמן מגע ו-pH יכולים להשפיע באופן משמעותי על הטיפול במנגן וסולפיד.

שלב 5 - בדוק את המים המטופלים

לִמְדוֹד:

• ברזל שנותר

• מנגן שנותר

• סולפיד

• עֲכִירוּת

• שאריות פרמנגנט

שלב 6 - סנן את המוצקים המחומצנים

KMnO₄ הופך מזהמים מומסים לצורות מחומצנות, אך עדיין יש להסיר מוצקים אלה על ידי סינון או תהליך הפרדה אחר במורד הזרם.

הדרכה למי שתייה בקליפורניה משתמשת גם בבדיקת צנצנות כשיטה מעשית לייעול מינוני טיפול כימיים.

הימנע ממנת יתר של אשלגן פרמנגנט

יותר KMnO₄ לא אומר באופן אוטומטי טיפול טוב יותר.

עודף פרמנגנט יכול לגרום ל:

• צבע ורוד או סגול מתמשך

• שאריות מנגן מוגברות

• צריכה גבוהה יותר של כימיקלים

• טעינת מוצקים נוספים

• עלות תפעול מיותרת

הנחיות ה-EPA מזהירות במפורש כי מינון יתר של פרמנגנט יכול לאפשר לעודף מנגן לעבור את תהליך הטיפול.

המטרה היא אפוא לזהות את המינון האפקטיבי הנמוך ביותר שמשיג חמצון ומאפשר סינון אמין.

גורמים המשפיעים על מינון KMnO₄

pH

התנהגות התגובה משתנה עם ה-pH, במיוחד עבור מנגן ומימן גופרתי.

חומר אורגני

חומר אורגני טבעי יכול לצרוך פרמנגנט ולהגביר את הביקוש הכימי.

זמן קשר

זמן תגובה לא מספיק עלול לגרום לחמצון לא שלם לפני הסינון.

טֶמפֶּרָטוּרָה

טמפרטורות נמוכות יותר יכולות להאט את תגובות החמצון.

מערכת סינון

יש להסיר ברזל מחומצן ומנגן לאחר הטיפול. אמצעי הסינון ותנאי ההפעלה משפיעים אפוא על ביצועי הטיפול הכוללים.

זרימת מינון מעשית של KMnO₄

לטיפול במים תעשייתיים ועירוניים, זרימת עבודה שימושית היא:

1. ניתוח מים

↓

2. קבע את ריכוזי Fe, Mn ו-H₂S

↓

3. חשב ביקוש פרמנגנט ראשוני

↓

4. ערכו בדיקות צנצנת או טייס

↓

5. התאם מינון KMnO₄

↓

6. ודא שאריות ברזל, מנגן וסולפיד

↓

7. סינון מוצקים מחומצנים

↓

8. מטב את קצב ההזנה

גישה זו אמינה יותר מאשר בחירת מינון מריכוז מזהמים בלבד.

שאלות נפוצות

כמה KMnO₄ צריך כדי להסיר 1 מ'ג/ליטר של ברזל?

הדרישה התיאורטית היא כ -0.94 מ'ג/ליטר KMnO4 לכל 1 מ'ג/ליטר של Fe²⁺.

כמה KMnO₄ צריך כדי להסיר 1 מ'ג/ליטר מנגן?

הדרישה התיאורטית היא כ -1.92 מ'ג/ליטר KMnO4 לכל 1 מ'ג/ליטר של Mn²⁺.

כמה KMnO₄ נדרש למימן גופרתי?

הנחיית שפכים של EPA מצטטת יחס משקל כללי של KMnO₄:H₂S של כ -6:1-7:1 לבקרת גופרית. הדרישות בפועל תלויות מאוד בכימיה של המים ובתנאי התהליך.

האם אוכל להשתמש במינון המחושב ישירות?

יש להתייחס אליו כאל אומדן ראשוני . יש להעריך את המים בפועל באמצעות בדיקת צנצנות, בדיקות פיילוט או אופטימיזציה של תהליך מבוקר לפני קביעת קצב הזנה כימי מתמשך.

בחירת אשלגן פרמנגנט לטיפול במים

בעת רכישת אשלגן פרמנגנט לטיפול במים, הקונים צריכים להעריך:

• בדיקת KMnO₄

• טוֹהַר

• לַחוּת

• חומר בלתי מסיס במים

• גודל החלקיקים

• אריזה

• זמינות COA

• SDS/MSDS

• עקביות אצווה

• תמיכה טכנית לספק

AOZUN מספקת אשלגן פרמנגנט ליישומים תעשייתיים וטיפול במים , עם מפרטים ואפשרויות אריזה זמינות בהתאם לדרישות הלקוח.

לבירור, אספקת ניתוח המים, היישום, הכמות הנדרשת, האריזה ונמל היעד יכולים לעזור לקבוע מפרט מוצר מתאים.

מַסְקָנָה

חישוב מינון אשלגן פרמנגנט מתחיל בריכוז המזהמים המטופלים.

כהתייחסות ראשונית:

בַּרזֶל:
KMnO₄ ≈ Fe × 0.94

מַנגָן:
KMnO₄ ≈ Mn × 1.92

מימן גופרתי:
KMnO₄ ≈ H₂S × 6-7 להערכות כלליות של בקרת שפכים גופרתי.

אבל החישוב התיאורטי הוא רק נקודת ההתחלה.

לקבלת טיפול אמין, השתמש ב:

ניתוח מים → דרישה תיאורטית → בדיקת צנצנת → בדיקת שאריות → סינון → אופטימיזציה של מינון

שיטה זו מסייעת בהשגת סילוק יעיל של ברזל, מנגן ומימן גופרתי תוך הפחתת הסיכון של תת-מינון או תוספת מופרזת של פרמנגנט.