Kaip apskaičiuoti kalio permanganato dozę geležies, mangano ir vandenilio sulfido pašalinimui

Kalio permanganatas (KMnO4) dažniausiai naudojamas vandens valymui, kad oksiduotų juodąją geležį (Fe²⁺), ištirpintą manganą (Mn²⁺) ir vandenilio sulfidą (H2S) prieš filtravimą.

Tačiau vienas iš svarbiausių klausimų vandens valymo operatoriams ir cheminių medžiagų pirkėjams yra:

Kiek kalio permanganato ? ar reikia pridėti

Atsakymas priklauso nuo teršalų koncentracijos, žaliavinio vandens chemijos, pH, organinių medžiagų, sąlyčio laiko ir filtravimo sistemos. Praktinis požiūris yra toks:

Vandens analizė → Apskaičiuoti pradinį poreikį → Stiklainio bandymas → Patikrinkite likutį → Filtravimas

US EPA rekomendacijose permanganatas nurodomas kaip geležies ir mangano oksidacijos gydymo būdas ir pažymima, kad faktinės dozės labai priklauso nuo vandens kokybės ir panaudojimo vietos.

Kalio permanganato dozavimas: greita nuoroda

Pradiniam skaičiavimui naudingi šie santykiai:

EPA techninėje literatūroje pateikiami teoriniai reikalavimai apie 0,94 mg/l KMnO₄ 1 mg/l geležies ir 1,92 mg/l KMnO4 1 mg/l mangano..

Siekiant kontroliuoti nuotekų sulfidų kiekį, EPA rekomendacijose nurodomas KMnO₄ ir H₂S svorio santykis maždaug nuo 6:1 iki 7:1 kaip bendras veikimo diapazonas.

Šios vertės turėtų būti traktuojamos kaip pradiniai taškai, o ne galutinės darbinės dozės.

1. Kaip apskaičiuoti KMnO₄ dozę geležies pašalinimui

Ištirpusi juodoji geležis gali būti oksiduojama į netirpius geležies junginius, kurie vėliau pašalinami nusodinant arba filtruojant.

Teorinis ryšys yra maždaug:

1 mg/l Fe²⁺ × 0,94 = 0,94 mg/l KMnO₄

Pavyzdys

Jei žaliaviniame vandenyje yra:

Geležis = 2,0 mg/l

Tada:

2,0 × 0,94 = 1,88 mg/l KMnO₄

Taigi pradinis teorinis kalio permanganato poreikis yra maždaug:

1,88 mg/l

Tačiau natūralios organinės medžiagos ir kitos redukuojančios medžiagos taip pat gali sunaudoti permanganatą, todėl tikroji augalų dozė turėtų būti patvirtinta atliekant bandymus.

2. Kaip apskaičiuoti KMnO₄ dozę manganui pašalinti

Manganui paprastai reikia daugiau kalio permanganato nei geležies.

Teorinis ryšys yra maždaug:

1 mg/l Mn²⁺ × 1,92 = 1,92 mg/l KMnO4

Pavyzdys

Jei mangano koncentracija yra:

0,5 mg/L Mn²⁺

Tada:

0,5 × 1,92 = 0,96 mg/L KMnO₄

Pradinė apskaičiuota paklausa yra:

0,96 mg/L KMnO₄

Oksiduotas manganas sudaro mangano oksidų daleles, kurios turi būti pašalintos atitinkamu filtravimo procesu.

3. Kiek kalio permanganato reikia H₂S pašalinimui?

Vandenilio sulfidas sukuria būdingą 'supuvusių kiaušinių' kvapą, randamą kai kuriose požeminio vandens ir nuotekų sistemose.

Kalio permanganatas gali oksiduoti sulfidą ir yra naudojamas kvapams ir sulfidams kontroliuoti. „Carus“ taip pat identifikuoja permanganato produktus, skirtus vandenilio sulfido ir sieros junginių apdorojimui savivaldybėse.

Nuotekų sulfido kontrolei naudinga pradinė eksploatacinė sąmata yra tokia:

H₂S koncentracija × 6–7 = apytikslė KMnO₄ dozė

Pavyzdys

Jei H₂S koncentracija yra:

0,5 mg/l

Numatomas KMnO₄ poreikis:

0,5 × 6 = 3,0 mg/l

į

0,5 × 7 = 3,5 mg/l

Taigi pradinis įvertinimo diapazonas būtų maždaug:

3,0–3,5 mg/L KMnO₄

Kadangi sulfidų cheminė sudėtis kinta priklausomai nuo pH ir apdorojimo sąlygų, prieš nustatant galutinį padavimo greitį ypač svarbu atlikti bandymą ant stendo.

4. Kaip apskaičiuoti KMnO₄, kai yra keletas teršalų

Tikrame požeminiame vandenyje tuo pačiu metu gali būti geležies, mangano ir vandenilio sulfido.

Naudingas pradinis įvertinimas yra:

Apskaičiuota KMnO₄ paklausa = geležies poreikis + mangano poreikis + H₂S poreikis

Pavyzdžiui, tarkime, kad vandens analizė rodo:

• Geležis: 1,5 mg/l

• Manganas: 0,20 mg/l

• H₂S: 0,10 mg/l

Geležies paklausa

1,5 × 0,94 = 1,41 mg/l

Mangano paklausa

0,20 × 1,92 = 0,384 mg/l

H₂S paklausa

0,10 × 6–7 = 0,60–0,70 mg/l

Pradinė numatoma KMnO₄ paklausa

1,41 + 0,384 + 0,60–0,70

= maždaug 2,39–2,49 mg/L KMnO₄

Tai suteikia operatoriui pradinį bandymo diapazoną , o ne automatinį galutinį dozavimo tašką.

5. Kodėl teorinė dozė nėra galutinė

Žaliame vandenyje yra daugiau nei Fe²⁺, Mn²⁺ ir H2S.

Kalio permanganatas taip pat gali reaguoti su:

• Natūrali organinė medžiaga

• Kiti redukuoti metalai

• Sulfidai

• Organiniai teršalai

• Redukuojantys junginiai pramoninėse nuotekose

Dėl to dviem vandens šaltiniams, kurių geležies koncentracija yra tokia pati, gali prireikti skirtingų praktinių KMnO₄ dozių.

EPA dokumentai rodo, kad lauko dozės gali labai skirtis nuo teorinės poreikio ir kad tinkamoms eksploatavimo sąlygoms nustatyti naudojami stiklainių bandymai ir lauko bandymai.

6. Norėdami nustatyti tikrąją dozę, naudokite stiklainio testavimą

Apskaičiavę teorinį poreikį, atlikite stiklainio testą arba bandomąjį bandymą naudodami faktinį žaliavinį vandenį.

Praktinis procesas yra:

1 veiksmas – analizuokite vandenį

Išmatuoti:

• Ištirpusi geležis

• Ištirpęs manganas

• H₂S arba sulfidas

• pH

• Drumstumas

• Organinės medžiagos

• Temperatūra

2 veiksmas – apskaičiuokite pradinį KMnO₄ poreikį

Kaip atskaitos tašką naudokite teorinius arba eksploatacinius santykius.

3 veiksmas – išbandykite kelias dozes

Išbandykite šiek tiek kitokias KMnO₄ koncentracijas pagal apskaičiuotą poreikį.

4 veiksmas – palikite tinkamą reakcijos laiką

Oksidacija ne visada vyksta akimirksniu. Kontakto laikas ir pH gali labai paveikti apdorojimą manganu ir sulfidu.

5 veiksmas – patikrinkite išvalytą vandenį

Išmatuoti:

• Likusios geležies

• Likęs manganas

• Sulfidas

• Drumstumas

• Permanganato likutis

6 veiksmas – filtruokite oksiduotas kietąsias medžiagas

KMnO₄ ištirpusius teršalus paverčia oksiduotomis formomis, tačiau šios kietosios medžiagos vis tiek turi būti pašalintos filtruojant ar kitu pasroviui skirtu atskyrimo procesu.

Kalifornijos geriamojo vandens gairėse taip pat naudojamas stiklainių bandymas kaip praktinis metodas optimizuoti cheminio apdorojimo dozes.

Venkite perdozuoti kalio permanganato

Daugiau KMnO₄ automatiškai nereiškia geresnio gydymo.

Permanganato perteklius gali sukelti:

• Išliekanti rožinė arba violetinė spalva

• Padidėjęs mangano likutis

• Didesnis cheminių medžiagų suvartojimas

• Papildomas kietųjų medžiagų pakrovimas

• Nereikalingos eksploatacinės išlaidos

EPA rekomendacijose konkrečiai įspėjama, kad permanganato perdozavimas gali leisti mangano perteklių patekti į apdorojimo procesą.

Todėl tikslas yra nustatyti mažiausią veiksmingą dozę, užtikrinančią oksidaciją ir užtikrinančią patikimą filtravimą.

Veiksniai, turintys įtakos KMnO₄ dozei

pH

Reakcijos elgsena keičiasi priklausomai nuo pH, ypač mangano ir vandenilio sulfido.

Organinė medžiaga

Natūralios organinės medžiagos gali sunaudoti permanganatą ir padidinti cheminių medžiagų poreikį.

Susisiekimo laikas

Dėl nepakankamo reakcijos laiko prieš filtravimą gali įvykti nepilna oksidacija.

Temperatūra

Žemesnė temperatūra gali sulėtinti oksidacijos reakcijas.

Filtravimo sistema

Po apdorojimo būtina pašalinti oksiduotą geležį ir manganą. Todėl filtravimo medžiaga ir veikimo sąlygos turi įtakos bendram apdorojimo efektyvumui.

Praktinė KMnO₄ dozavimo darbo eiga

Pramoniniam ir komunaliniam vandens valymui naudinga darbo eiga:

1. Vandens analizė

↓

2. Nustatykite Fe, Mn ir H₂S koncentracijas

↓

3. Apskaičiuokite pradinį permanganato poreikį

↓

4. Atlikite „Jar“ arba „Pilot“ testavimą

↓

5. Sureguliuokite KMnO₄ dozę

↓

6. Patikrinkite geležies, mangano ir sulfido likučius

↓

7. Filtruokite oksiduotas kietąsias medžiagas

↓

8. Optimizuokite tiekimo greitį

Šis metodas yra patikimesnis nei dozės parinkimas vien tik pagal teršalų koncentraciją.

Dažnai užduodami klausimai

Kiek KMnO₄ reikia norint pašalinti 1 mg/l geležies?

Teorinis reikalavimas yra maždaug 0,94 mg/l KMnO₄ kiekvienam 1 mg/l Fe²⁺.

Kiek KMnO₄ reikia norint pašalinti 1 mg/l mangano?

Teorinis reikalavimas yra maždaug 1,92 mg/l KMnO₄ kiekvienam 1 mg/l Mn²⁺.

Kiek KMnO₄ reikia vandenilio sulfidui?

EPA nuotekų gairėse nurodomas bendras KMnO₄:H2S svorio santykis maždaug 6:1–7:1 sulfidų kontrolei. Tikrieji reikalavimai labai priklauso nuo vandens chemijos ir proceso sąlygų.

Ar galiu apskaičiuotą dozę naudoti tiesiogiai?

Tai turėtų būti laikoma pradine sąmata . Prieš nustatant nuolatinį cheminių medžiagų tiekimo greitį, tikrasis vanduo turėtų būti įvertintas atliekant stiklainio bandymus, bandomuosius bandymus arba kontroliuojamą proceso optimizavimą.

Kalio permanganato pasirinkimas vandens valymui

Pirkdami kalio permanganatą vandens valymui, pirkėjai turėtų įvertinti:

• KMnO₄ tyrimas

• Grynumas

• Drėgmė

• Vandenyje netirpi medžiaga

• Dalelių dydis

• Pakuotė

• COA prieinamumas

• SDS/MSDS

• Partijos konsistencija

• Tiekėjo techninė pagalba

AOZUN tiekia kalio permanganatą pramonės ir vandens valymo reikmėms su specifikacijomis ir pakavimo galimybėmis pagal klientų poreikius.

Pateikus užklausą vandens analizė, pritaikymas, reikalingas kiekis, pakuotė ir paskirties uostas gali padėti nustatyti tinkamą produkto specifikaciją.

Išvada

Kalio permanganato dozės apskaičiavimas pradedamas nuo apdorojamų teršalų koncentracijos.

Kaip pradinė nuoroda:

Geležis:
KMnO₄ ≈ Fe × 0,94

Manganas:
KMnO₄ ≈ Mn × 1,92

Vandenilio sulfidas:
KMnO₄ ≈ H₂S × 6–7 bendriems nuotekų sulfidų kontrolės įverčiams.

Tačiau teorinis skaičiavimas yra tik atskaitos taškas.

Norėdami gauti patikimą gydymą, naudokite:

Vandens analizė → Teorinis poreikis → Stiklainio bandymas → Likučio patikrinimas → Filtravimas → Dozės optimizavimas

Šis metodas padeda efektyviai pašalinti geležį, manganą ir vandenilio sulfidą, tuo pačiu sumažinant per mažos dozės ar per didelio permanganato pridėjimo riziką.