鉄、マンガン、硫化水素を除去するための過マンガン酸カリウムの投与量を計算する方法

過マンガン酸カリウム (KMnO₄) は、濾過前に 第一鉄 (Fe2⁺)、溶解マンガン (Mn2⁺)、および硫化水素 (H2S) を酸化するために水処理で一般的に使用されます 。

しかし、水処理事業者と化学物質の購入者にとって最も重要な質問の 1 つは次のとおりです。

いくら 過マンガン酸カリウム を加えるべきでしょうか？

答えは、汚染物質の濃度、原水の化学的性質、pH、有機物、接触時間、ろ過システムによって異なります。実際的なアプローチは次のとおりです。

水分析 → 初期需要の計算 → ジャーテスト → 残留物のチェック → ろ過

米国 EPA のガイダンスでは、鉄とマンガンの酸化の治療オプションとして過マンガ​​ン酸塩が特定されており、実際の投与量は水質と使用箇所に大きく依存すると指摘されています。

過マンガン酸カリウムの投与量早見表

最初の計算では、次の比率が役立ちます。

EPA の技術文献では、理論上の必要量が約 0.94 mg/L KMnO4、1 mg/L マンガンあたり 1.92 mg/L KMnO4 とされてい 1 mg/L 鉄あたり ます 。.

廃水硫化物制御に関して、EPA ガイダンスは、KMnO4 と H2S の重量比を約 6:1 ～ 7:1と報告しています。 一般的な操作範囲として、

これらの値はとして扱う必要があります。 、最終的な操作線量ではなく、開始点.

1. 鉄除去のためのKMnO₄線量の計算方法

溶解した第一鉄は酸化されて不溶性の第二鉄化合物になり、その後沈殿または濾過によって除去されます。

理論的な関係はおよそ次のとおりです。

1 mg/L Fe2⁺ × 0.94 = 0.94 mg/L KMnO4

例

原水に次のものが含まれている場合:

鉄 = 2.0 mg/L

それから：

2.0 × 0.94 = 1.88 mg/L KMnO₄

したがって、初期の理論上の過マンガン酸カリウムの必要量はおよそ次のようになります。

1.88mg/L

ただし、天然有機物やその他の還元物質も過マンガン酸塩を消費する可能性があるため、実際の植物の投与量は試験によって確認する必要があります。

2. マンガン除去のための KMnO₄ 線量の計算方法

マンガンは通常、鉄よりも多くの過マンガン酸カリウムを必要とします。

理論的な関係はおよそ次のとおりです。

1 mg/L Mn2⁺ × 1.92 = 1.92 mg/L KMnO4

例

マンガン濃度が次の場合:

0.5 mg/L Mn²⁺

それから：

0.5 × 1.92 = 0.96 mg/L KMnO₄

最初に計算された需要は次のとおりです。

0.96 mg/L KMnO₄

酸化されたマンガンは粒子状の酸化マンガンを形成し、その後、適切な濾過プロセスによって除去する必要があります。

3. H₂S 除去にはどのくらいの過マンガン酸カリウムが必要ですか?

硫化水素は、一部の地下水や廃水システムで見られる特徴的な「腐った卵」のような臭いを発生させます。

過マンガン酸カリウムは硫化物を酸化することができ、臭気や硫化物の抑制に使用されます。 Carus はまた、地方自治体の用途における硫化水素および硫黄化合物処理用の過マンガン酸塩製品も特定しています。

廃水硫化物制御の場合、有用な初期運用推定値は次のとおりです。

H₂S 濃度 × 6–7 = KMnO₄ のおおよその投与量

例

H₂S 濃度が次の場合:

0.5mg/L

KMnO₄ の推定需要:

0.5 × 6 = 3.0 mg/L

に

0.5 × 7 = 3.5 mg/L

したがって、初期評価範囲はおよそ次のようになります。

3.0 ～ 3.5 mg/L KMnO₄

硫化物の化学的性質は pH や処理条件によって変化するため、最終的な供給速度を確立する前にベンチテストを行うことが特に重要です。

4. 複数の汚染物質が存在する場合の KMnO₄ の計算方法

本物の地下水には、鉄、マンガン、硫化水素が同時に含まれている可能性があります。

有用な開始見積もりは次のとおりです。

推定 KMnO₄ 需要 = 鉄需要 + マンガン需要 + H₂S 需要

たとえば、水の分析で次のことが示されたとします。

• 鉄： 1.5mg/L

• マンガン： 0.20mg/L

• H₂S: 0.10 mg/L

鉄の需要

1.5 × 0.94 = 1.41 mg/L

マンガン需要

0.20 × 1.92 = 0.384 mg/L

H₂S需要

0.10 × 6–7 = 0.60–0.70 mg/L

初期推定 KMnO₄ 需要

1.41 + 0.384 + 0.60–0.70

= 約 2.39 ～ 2.49 mg/L KMnO₄

これにより、オペレータは、 初期試験範囲を得ることができます。自動最終投与設定値ではなく、

5. 理論上の投与量が最終投与量ではない理由

原水には Fe²⁺、Mn²⁺、H₂S 以上が含まれています。

過マンガン酸カリウムは次のものとも反応する可能性があります。

• 天然有機物

• その他の還元金属

• 硫化物

• 有機汚染物質

• 産業廃水中の化合物の削減

その結果、鉄濃度が同じ 2 つの水源では、異なる実際的な KMnO4 用量が必要になる可能性があります。

EPAの文書には、現場線量は理論上の需要と大幅に異なる可能性があり、適切な動作条件を確立するために瓶試験と現場試験が使用されることが示されています。

6. ジャーテストを使用して実際の投与量を決定する

理論需要量を算出後、 ジャーテストまたはパイロットテストを実施します。 実際の原水を用いて

実際のプロセスは次のとおりです。

ステップ 1 — 水の分析

測定：

• 溶解鉄

• 溶解マンガン

• H₂Sまたは硫化物

• pH

• 濁度

• 有機物

• 温度

ステップ 2 — 初期の KMnO₄ 需要を計算する

理論上の比率または運用上の比率を開始点として使用します。

ステップ 3 — 数回の投与量をテストする

計算された要件の周囲でわずかに異なる KMnO4 濃度をテストします。

ステップ 4 — 適切な反応時間を確保する

酸化は必ずしも瞬時に起こるわけではありません。接触時間と pH は、マンガンと硫化物の処理に大きな影響を与える可能性があります。

ステップ 5 — 処理水の確認

測定：

• 残りの鉄分

• 残留マンガン

• 硫化物

• 濁度

• 過マンガン酸塩残留物

ステップ 6 — 酸化固体を濾過する

KMnO4 は溶解した汚染物質を酸化型に変換しますが、これらの固体は濾過または別の下流分離プロセスによって除去する必要があります。

カリフォルニア州の飲料水に関するガイダンスでは、化学処理の用量を最適化するための実際的な方法として瓶のテストも使用しています。

過マンガン酸カリウムの過剰摂取を避ける

KMnO₄が多いほど、自動的に治療がより良いというわけでは ありません 。

過剰な過マンガン酸塩は次のような結果を引き起こす可能性があります。

• ピンクまたは紫の色が持続する

• 残留マンガンの増加

• 化学物質の消費量が増える

• 追加の固体のロード

• 不必要な運用コスト

EPA のガイダンスでは、過マンガン酸塩の過剰摂取により過剰なマンガンが治療プロセスを通過する可能性があると特に警告しています。

したがって、目的は、 酸化を達成し、信頼性の高い濾過を可能にする最小有効量を特定することです。.

KMnO₄の投与量に影響を与える要因

pH

反応挙動は、特にマンガンと硫化水素の場合、pH によって変化します。

有機物

天然有機物は過マンガン酸塩を消費し、化学物質の需要を増加させる可能性があります。

連絡時間

反応時間が不十分であると、濾過前の酸化が不完全になる可能性があります。

温度

温度が低いと酸化反応が遅くなる可能性があります。

濾過システム

酸化した鉄とマンガンは処理後に除去する必要があります。したがって、フィルター媒体と動作条件は全体的な処理性能に影響を与えます。

実用的な KMnO₄ 投与ワークフロー

工業用および都市用水処理の場合、便利なワークフローは次のとおりです。

1. 水の分析

↓

2. Fe、Mn、H₂S 濃度の決定

↓

3. 初期過マンガン酸塩需要を計算する

↓

4. ジャーテストまたはパイロットテストを実施する

↓

5. KMnO₄ 投与量を調整する

↓

6. 残留鉄、マンガン、硫化物の確認

↓

7. 酸化固体のフィルター

↓

8. 送り速度の最適化

このアプローチは、汚染物質の濃度のみから投与量を選択するよりも信頼性が高くなります。

よくある質問

1 mg/L の鉄を除去するにはどのくらいの KMnO₄ が必要ですか?

理論上の必要量は、 1 mg/L の Fe2⁺ に対して約 0.94 mg/L KMnO4です。.

1 mg/L のマンガンを除去するにはどのくらいの KMnO₄ が必要ですか?

理論上の必要量は、 1 mg/L の Mn2⁺ ごとに約 1.92 mg/L KMnO4です。.

硫化水素にはどのくらいのKMnO₄が必要ですか?

EPA 廃水ガイダンスでは、硫化物制御に関して一般的な KMnO4:H2S の重量比を約 6:1 ～ 7:1としています 。実際の要件は、水の化学的性質とプロセス条件に大きく依存します。

計算された線量を直接使用できますか?

これはとして扱う必要があります 初期推定値。連続的な化学薬品の供給速度を確立する前に、実際の水はジャーテスト、パイロットテスト、または制御されたプロセスの最適化を通じて評価される必要があります。

水処理用の過マンガン酸カリウムの選択

水処理用に過マンガン酸カリウムを購入する場合、購入者は以下を評価する必要があります。

• KMnO₄ 分析

• 純度

• 水分

• 水不溶性物質

• 粒子サイズ

• 包装

• COA の利用可能性

• SDS/MSDS

• バッチの一貫性

• サプライヤーの技術サポート

AOZUN は 工業用および水処理用途向けの過マンガン酸カリウムを供給しています。、顧客の要件に応じて仕様とパッケージングのオプションを利用できる、

お問い合わせの際は、 水質分析、用途、必要数量、梱包形態、仕向港をお知らせいただく と、適切な製品仕様を決定することができます。

結論

過マンガン酸カリウムの投与量の計算は、処理する汚染物質の濃度から始まります。

最初の参考として:

鉄：
KMnO₄ ≈ Fe × 0.94

マンガン：
KMnO₄ ≈ Mn × 1.92

硫化水素:
KMnO₄ ≈ H₂S × 6–7 は、一般的な廃水硫化物制御の推定値です。

しかし、理論的な計算は出発点にすぎません。

信頼性の高い治療を行うには、以下を使用してください。

水分析 → 理論上の需要量 → ジャーテスト → 残留チェック → ろ過 → 投与量の最適化

この方法は、鉄、マンガン、硫化水素を効率的に除去しながら、過マンガン酸塩の過少投与または過剰な添加のリスクを軽減します。