Hvernig á að reikna út kalíumpermanganatskammt til að fjarlægja járn, mangan og brennisteinsvetni

Kalíumpermanganat (KMnO₄) er almennt notað í vatnsmeðferð til að oxa járn (Fe²⁺), uppleyst mangan (Mn²⁺) og brennisteinsvetni (H₂S) fyrir síun.

En ein mikilvægasta spurningin fyrir vatnsmeðferðaraðila og efnakaupendur er:

Hversu mikið kalíumpermanganati ? ætti að bæta við

Svarið fer eftir styrk mengunarefna, efnafræði hrávatns, pH, lífrænum efnum, snertitíma og síunarkerfi. Hagnýt nálgun er:

Vatnsgreining → Reiknaðu upphafsþörf → Krukkupróf → Athugaðu leifar → síun

Leiðbeiningar frá bandarískum EPA tilgreina permanganat sem meðferðarmöguleika fyrir járn- og manganoxun og bendir á að raunverulegir skammtar eru mjög háir vatnsgæðum og notkunarstað.

Skammtur kalíumpermanganats: Flýtivísun

Fyrir upphafsútreikning eru eftirfarandi hlutföll gagnleg:

Tæknirit frá EPA gefa fræðilegar kröfur um 0,94 mg/L KMnO₄ á 1 mg/L járns og 1,92 mg/L KMnO₄ á 1 mg/L mangan.

Fyrir brennisteinsstýringu frárennslisvatns, EPA leiðbeiningar tilkynna KMnO₄-til-H₂S þyngdarhlutföll um það bil 6:1 til 7:1 sem almennt rekstrarsvið.

Líta skal á þessi gildi sem upphafspunkta frekar en endanlega notkunarskammta.

1. Hvernig á að reikna út KMnO₄ skammt til að fjarlægja járn

Hægt er að oxa uppleyst járn í óleysanleg járnsambönd sem eru síðan fjarlægð með botnfalli eða síun.

Fræðilegt samband er um það bil:

1 mg/L Fe²⁺ × 0,94 = 0,94 mg/L KMnO₄

Dæmi

Ef hrávatn inniheldur:

Járn = 2,0 mg/L

Síðan:

2,0 × 0,94 = 1,88 mg/L KMnO4

Fyrsta fræðilega kalíumpermanganatþörfin er því um það bil:

1,88 mg/L

Hins vegar geta náttúruleg lífræn efni og önnur afoxandi efni einnig neytt permanganats, þannig að raunverulegur plöntuskammtur ætti að vera staðfestur með prófun.

2. Hvernig á að reikna út KMnO₄ skammt til að fjarlægja mangan

Mangan þarf venjulega meira kalíumpermanganat en járn.

Fræðilegt samband er um það bil:

1 mg/L Mn²⁺ × 1,92 = 1,92 mg/L KMnO₄

Dæmi

Ef styrkur mangans er:

0,5 mg/L Mn²⁺

Síðan:

0,5 × 1,92 = 0,96 mg/L KMnO4

Upphaflega reiknuð eftirspurn er:

0,96 mg/L KMnO4

Oxað mangan myndar agna manganoxíð sem síðan verður að fjarlægja með viðeigandi síunarferli.

3. Hversu mikið kalíumpermanganat þarf til að fjarlægja H₂S?

Brennisteinsvetni skapar hina einkennandi 'rottna egg' lykt sem finnst í sumum grunnvatns- og frárennsliskerfum.

Kalíumpermanganat getur oxað súlfíð og er notað til að stjórna lykt og súlfíð. Carus auðkennir einnig permanganatvörur fyrir brennisteinsvetni og brennisteinssambönd í sveitarfélögum.

Fyrir brennisteinsstýringu frárennslisvatns er gagnlegt upphaflegt rekstrarmat:

H₂S styrkur × 6–7 = áætlaður KMnO4 skammtur

Dæmi

Ef styrkur H₂S er:

0,5 mg/L

Áætluð KMnO₄ eftirspurn:

0,5 × 6 = 3,0 mg/L

til

0,5 × 7 = 3,5 mg/L

Þannig að upphaflegt matssvið væri um það bil:

3,0–3,5 mg/L KMnO₄

Vegna þess að efnafræði súlfíðs breytist með pH og meðferðaraðstæðum, eru prófun á bekknum sérstaklega mikilvæg áður en endanleg fóðurhraði er ákvarðaður.

4. Hvernig á að reikna út KMnO₄ þegar nokkur aðskotaefni eru til staðar

Raunverulegt grunnvatn getur innihaldið járn, mangan og brennisteinsvetni á sama tíma.

Gagnlegt upphafsmat er:

Áætluð KMnO₄ eftirspurn = járneftirspurn + manganeftirspurn + H₂S eftirspurn

Segjum til dæmis að vatnsgreining sýni:

• Járn: 1,5 mg/L

• Mangan: 0,20 mg/L

• H₂S: 0,10 mg/L

Eftirspurn eftir járni

1,5 × 0,94 = 1,41 mg/L

Mangan eftirspurn

0,20 × 1,92 = 0,384 mg/L

H₂S eftirspurn

0,10 × 6–7 = 0,60–0,70 mg/L

Upphafleg áætluð KMnO₄ eftirspurn

1,41 + 0,384 + 0,60–0,70

= um það bil 2,39–2,49 mg/L KMnO₄

Þetta gefur stjórnandanum upphafsprófunarsvið , ekki sjálfvirkt lokaskammtasettpunkt.

5. Hvers vegna fræðilegur skammtur er ekki lokaskammturinn

Hrávatn inniheldur meira en Fe²⁺, Mn²⁺ og H₂S.

Kalíumpermanganat getur einnig brugðist við:

• Náttúrulegt lífrænt efni

• Aðrir minni málmar

• Súlfíð

• Lífræn aðskotaefni

• Að draga úr efnasamböndum í iðnaðarafrennsli

Þar af leiðandi geta tvær vatnslindir með sama járnstyrk þurft mismunandi hagnýta KMnO4 skammta.

EPA skjöl sýna að vettvangsskammtar geta verið verulega frábrugðnir fræðilegri eftirspurn og að krukkuprófanir og vettvangsprófanir eru notaðar til að koma á viðeigandi rekstrarskilyrðum.

6. Notaðu krukkupróf til að ákvarða raunverulegan skammt

Eftir að hafa reiknað út fræðilega eftirspurn skaltu framkvæma krukkupróf eða tilraunapróf með því að nota raunverulegt hrávatn.

Hagnýtt ferli er:

Skref 1 — Greindu vatnið

Mæling:

• Uppleyst járn

• Uppleyst mangan

• H₂S eða súlfíð

• pH

• Grugg

• Lífræn efni

• Hitastig

Skref 2 — Reiknaðu upphaflega KMnO₄ eftirspurn

Notaðu fræðileg eða rekstrarhlutföll sem útgangspunkt.

Skref 3 — Prófaðu nokkra skammta

Prófaðu örlítið mismunandi styrk KMnO₄ í kringum reiknaða þörf.

Skref 4 — Leyfðu fullnægjandi viðbragðstíma

Oxun er ekki alltaf tafarlaus. Snertitími og pH geta haft veruleg áhrif á mangan- og súlfíðmeðferð.

Skref 5 — Athugaðu meðhöndlaða vatnið

Mæling:

• Eftirstöðvar járn

• Eftirstöðvar mangan

• Súlfíð

• Grugg

• Permanganat leifar

Skref 6 — Síið oxað fast efni

KMnO₄ breytir uppleystum aðskotaefnum í oxað form, en samt verður að fjarlægja þessi fasta efni með síun eða öðru aðskilnaðarferli.

Leiðbeiningar um drykkjarvatn í Kaliforníu notar einnig krukkupróf sem hagnýta aðferð til að hámarka efnameðferðarskammta.

Forðastu ofskömmtun kalíumpermanganats

Meira KMnO₄ þýðir ekki sjálfkrafa betri meðferð.

Of mikið permanganat getur valdið:

• Viðvarandi bleikur eða fjólublár litur

• Auknar manganleifar

• Meiri efnanotkun

• Hleðsla á föstum efnum til viðbótar

• Óþarfa rekstrarkostnaður

Leiðbeiningar EPA vara sérstaklega við því að ofskömmtun permanganats geti leyft umfram mangani að fara í gegnum meðferðarferlið.

Markmiðið er því að finna lægsta virka skammtinn sem nær oxun og gerir áreiðanlega síun kleift.

Þættir sem hafa áhrif á KMnO₄ skammta

pH

Viðbragðshegðun breytist með pH, sérstaklega fyrir mangan og brennisteinsvetni.

Lífrænt efni

Náttúruleg lífræn efni geta neytt permanganats og aukið efnaþörf.

Hafðu samband við Time

Ófullnægjandi viðbragðstími getur valdið ófullkominni oxun fyrir síun.

Hitastig

Lægra hitastig getur hægt á oxunarhvörfum.

Síunarkerfi

Fjarlægja þarf oxað járn og mangan eftir meðferð. Síumiðlar og rekstrarskilyrði hafa því áhrif á heildarframmistöðu meðferðar.

Hagnýtt KMnO₄ skammtaverkflæði

Fyrir vatnsmeðferð iðnaðar og sveitarfélaga er gagnlegt verkflæði:

1. Vatnsgreining

↓

2. Ákvarða Fe, Mn og H₂S styrk

↓

3. Reiknaðu upphaflega eftirspurn eftir permanganati

↓

4. Framkvæmdu krukku eða flugprófa

↓

5. Stilltu KMnO₄ skammtinn

↓

6. Staðfestu leifar af járni, mangani og súlfíði

↓

7. Sía oxað fast efni

↓

8. Fínstilltu straumhraðann

Þessi aðferð er áreiðanlegri en að velja skammt úr styrk mengunarefna eingöngu.

Algengar spurningar

Hversu mikið KMnO₄ þarf til að fjarlægja 1 mg/L af járni?

Fræðileg krafa er um það bil 0,94 mg/L KMnO₄ fyrir hvern 1 mg/L af Fe²⁺.

Hversu mikið KMnO₄ þarf til að fjarlægja 1 mg/L af mangani?

Fræðileg krafa er um það bil 1,92 mg/L KMnO₄ fyrir hvern 1 mg/L af Mn²⁺.

Hversu mikið KMnO₄ þarf fyrir brennisteinsvetni?

Leiðbeiningar EPA um skólpvatn vitna í almennt KMnO₄:H₂S þyngdarhlutfall um það bil 6:1–7:1 fyrir súlfíðstýringu. Raunverulegar kröfur eru mjög háðar efnafræði vatns og vinnsluaðstæðum.

Get ég notað útreiknaðan skammt beint?

Það ætti að meðhöndla sem upphaflegt mat . Raunverulegt vatn ætti að meta með krukkuprófun, tilraunaprófi eða stýrðri hagræðingu ferlis áður en stöðugt fóðurhraði efna er komið á.

Að velja kalíumpermanganat fyrir vatnsmeðferð

Þegar þeir kaupa kalíumpermanganat til vatnsmeðferðar ættu kaupendur að meta:

• KMnO₄ prófun

• Hreinleiki

• Raki

• Vatnsóleysanlegt efni

• Kornastærð

• Umbúðir

• COA framboð

• SDS/MSDS

• Samkvæmni í lotu

• Tæknileg aðstoð birgja

AOZUN útvegar kalíumpermanganat fyrir iðnaðar- og vatnsmeðferðarnotkun , með forskriftir og pökkunarvalkosti í boði í samræmi við kröfur viðskiptavina.

Fyrir fyrirspurn, að veita vatnsgreiningu, umsókn, nauðsynlegt magn, umbúðir og ákvörðunarhöfn getur hjálpað til við að ákvarða viðeigandi vöruforskrift.

Niðurstaða

Útreikningur á kalíumpermanganatisskammti hefst með styrk mengunarefna sem verið er að meðhöndla.

Sem fyrstu tilvísun:

Járn:
KMnO₄ ≈ Fe × 0,94

Mangan:
KMnO₄ ≈ Mn × 1,92

Brennisteinsvetni:
KMnO₄ ≈ H₂S × 6–7 fyrir almennt mat á brennisteinsstýringu í skólpi.

En fræðilegi útreikningurinn er aðeins útgangspunkturinn.

Fyrir áreiðanlega meðferð, notaðu:

Vatnsgreining → Fræðileg eftirspurn → Krukkupróf → Afgangsathugun → Síun → Hagræðing skammta

Þessi aðferð hjálpar til við að ná skilvirkri fjarlægingu járns, mangans og brennisteinsvetnis en dregur úr hættu á vanskömmtun eða óhóflegri viðbót við permanganat.