Kā aprēķināt kālija permanganāta devu dzelzs, mangāna un sērūdeņraža noņemšanai

Kālija permanganātu (KMnO₄) parasti izmanto ūdens attīrīšanā, lai melno dzelzi (Fe²⁺), izšķīdušo mangānu (Mn²⁺) un sērūdeņradi (H₂S) . pirms filtrēšanas oksidētu

Taču viens no svarīgākajiem jautājumiem ūdens attīrīšanas operatoriem un ķīmisko vielu pircējiem ir:

Cik daudz kālija permanganāts ? jāpievieno

Atbilde ir atkarīga no piesārņotāju koncentrācijas, neapstrādāta ūdens ķīmijas, pH, organiskās vielas, kontakta laika un filtrēšanas sistēmas. Praktiska pieeja ir:

Ūdens analīze → Aprēķināt sākotnējo pieprasījumu → Burkas pārbaude → Pārbaudīt atlikumu → Filtrēšana

US EPA vadlīnijās ir norādīts, ka permanganāts ir dzelzs un mangāna oksidācijas apstrādes iespēja, un norāda, ka faktiskās devas ir ļoti atkarīgas no ūdens kvalitātes un lietošanas vietas.

Kālija permanganāta deva: ātra uzziņa

Sākotnējam aprēķinam ir noderīgas šādas attiecības:

EPA tehniskajā literatūrā sniegtas teorētiskās prasības aptuveni 0,94 mg/L KMnO₄ uz 1 mg/l dzelzs un 1,92 mg/L KMnO4 uz 1 mg/l mangāna..

Notekūdeņu sulfīdu kontrolei EPA vadlīnijās ir norādīta KMnO₄ un H₂S svara attiecība aptuveni no 6:1 līdz 7:1 kā vispārējs darbības diapazons.

Šīs vērtības jāuzskata par sākumpunktiem, nevis galīgajām darbības devām.

1. Kā aprēķināt KMnO₄ devu atdzelžošanai

Izšķīdušo melno dzelzi var oksidēt nešķīstošos dzelzs savienojumos, kurus pēc tam atdala sedimentācijas vai filtrēšanas ceļā.

Teorētiskā sakarība ir aptuveni:

1 mg/l Fe²⁺ × 0,94 = 0,94 mg/l KMnO₄

Piemērs

Ja neapstrādāts ūdens satur:

Dzelzs = 2,0 mg/l

Pēc tam:

2,0 × 0,94 = 1,88 mg/L KMnO4

Tāpēc sākotnējā teorētiskā kālija permanganāta nepieciešamība ir aptuveni:

1,88 mg/l

Tomēr permanganātu var patērēt arī dabiskās organiskās vielas un citas reducējošās vielas, tāpēc faktiskā augu deva ir jāapstiprina, veicot testus.

2. Kā aprēķināt KMnO₄ devu mangāna noņemšanai

Mangānam parasti nepieciešams vairāk kālija permanganāta nekā dzelzs.

Teorētiskā sakarība ir aptuveni:

1 mg/L Mn²⁺ × 1,92 = 1,92 mg/L KMnO₄

Piemērs

Ja mangāna koncentrācija ir:

0,5 mg/L Mn²⁺

Pēc tam:

0,5 × 1,92 = 0,96 mg/L KMnO₄

Sākotnēji aprēķinātais pieprasījums ir:

0,96 mg/L KMnO₄

Oksidēts mangāns veido daļiņveida mangāna oksīdus, kas pēc tam ir jānoņem, izmantojot atbilstošu filtrēšanas procesu.

3. Cik daudz kālija permanganāta ir nepieciešams H₂S noņemšanai?

Sērūdeņradis rada raksturīgu 'puvušu olu' smaku, kas sastopama dažās gruntsūdeņu un notekūdeņu sistēmās.

Kālija permanganāts var oksidēt sulfīdu, un to izmanto smakas un sulfīdu kontrolei. Carus identificē arī permanganāta produktus sērūdeņraža un sēra savienojumu apstrādei pašvaldību vajadzībām.

Notekūdeņu sulfīdu kontrolei noderīgs sākotnējais darbības aprēķins ir:

H₂S koncentrācija × 6–7 = aptuvenā KMnO₄ deva

Piemērs

Ja H₂S koncentrācija ir:

0,5 mg/l

Paredzamais KMnO₄ pieprasījums:

0,5 × 6 = 3,0 mg/l

uz

0,5 × 7 = 3,5 mg/l

Tātad sākotnējais novērtējuma diapazons būtu aptuveni:

3,0–3,5 mg/L KMnO₄

Tā kā sulfīdu ķīmija mainās atkarībā no pH un apstrādes apstākļiem, stenda pārbaude ir īpaši svarīga pirms galīgā padeves ātruma noteikšanas.

4. Kā aprēķināt KMnO₄, ja ir vairāki piesārņotāji

Īstie gruntsūdeņi vienlaikus var saturēt dzelzi, mangānu un sērūdeņradi.

Noderīgs sākuma aprēķins ir:

Paredzamais KMnO₄ pieprasījums = dzelzs pieprasījums + mangāna pieprasījums + H₂S pieprasījums

Piemēram, pieņemsim, ka ūdens analīze parāda:

• Dzelzs: 1,5 mg/l

• Mangāns: 0,20 mg/l

• H₂S: 0,10 mg/l

Dzelzs pieprasījums

1,5 × 0,94 = 1,41 mg/l

Mangāna pieprasījums

0,20 × 1,92 = 0,384 mg/l

H₂S pieprasījums

0,10 × 6–7 = 0,60–0,70 mg/l

Sākotnējais aptuvenais KMnO₄ pieprasījums

1,41 + 0,384 + 0,60–0,70

= aptuveni 2,39–2,49 mg/L KMnO₄

Tas sniedz operatoram sākotnējo pārbaudes diapazonu , nevis automātisku galīgās dozēšanas uzdoto punktu.

5. Kāpēc teorētiskā deva nav galīgā deva?

Neapstrādāts ūdens satur vairāk nekā Fe²⁺, Mn²⁺ un H2S.

Kālija permanganāts var reaģēt arī ar:

• Dabiskā organiskā viela

• Citi reducēti metāli

• Sulfīdi

• Organiskie piesārņotāji

• Reducējošie savienojumi rūpnieciskajos notekūdeņos

Rezultātā diviem ūdens avotiem ar vienādu dzelzs koncentrāciju var būt nepieciešamas dažādas praktiskās KMnO₄ devas.

EPA dokumentācija liecina, ka lauka devas var būtiski atšķirties no teorētiskā pieprasījuma un ka, lai izveidotu atbilstošus darbības apstākļus, tiek izmantota burku pārbaude un lauka izmēģinājumi.

6. Izmantojiet Jar Testing, lai noteiktu faktisko devu

Pēc teorētiskā pieprasījuma aprēķināšanas veiciet burkas testu vai izmēģinājuma testu, izmantojot faktisko neapstrādātu ūdeni.

Praktisks process ir:

1. darbība — analizējiet ūdeni

Pasākums:

• Izšķīdis dzelzs

• Izšķīdināts mangāns

• H₂S vai sulfīds

• pH

• Duļķainība

• Organiskās vielas

• Temperatūra

2. darbība. Aprēķiniet sākotnējo KMnO₄ pieprasījumu

Kā sākumpunktu izmantojiet teorētiskās vai darbības attiecības.

3. darbība — pārbaudiet vairākas devas

Pārbaudiet nedaudz atšķirīgas KMnO₄ koncentrācijas ap aprēķināto prasību.

4. darbība — nodrošiniet atbilstošu reakcijas laiku

Oksidācija ne vienmēr notiek uzreiz. Kontakta laiks un pH var būtiski ietekmēt apstrādi ar mangānu un sulfīdu.

5. darbība. Pārbaudiet apstrādāto ūdeni

Pasākums:

• Atlikušais dzelzs

• Atlikušais mangāns

• Sulfīds

• Duļķainība

• Permanganāta atlikums

6. solis — filtrējiet oksidētās cietās vielas

KMnO₄ pārvērš izšķīdušos piesārņotājus oksidētās formās, taču šīs cietās vielas joprojām ir jānoņem, filtrējot vai citā pakārtotā atdalīšanas procesā.

Kalifornijas dzeramā ūdens vadlīnijās tiek izmantota arī burku pārbaude kā praktiska metode ķīmiskās apstrādes devu optimizēšanai.

Izvairieties no kālija permanganāta pārdozēšanas

Vairāk KMnO₄ automātiski nenozīmē labāku ārstēšanu.

Pārmērīgs permanganāts var izraisīt:

• Noturīga rozā vai violeta krāsa

• Palielināts mangāna atlikums

• Lielāks ķīmisko vielu patēriņš

• Papildu cietvielu iekraušana

• Nevajadzīgas ekspluatācijas izmaksas

EPA norādījumi īpaši brīdina, ka permanganāta pārdozēšana var ļaut mangāna pārpalikumam iziet cauri apstrādes procesam.

Tāpēc mērķis ir noteikt zemāko efektīvo devu, kas nodrošina oksidāciju un nodrošina drošu filtrēšanu.

Faktori, kas ietekmē KMnO₄ devu

pH

Reakcijas uzvedība mainās līdz ar pH līmeni, īpaši mangāna un sērūdeņraža gadījumā.

Organiskā viela

Dabiskās organiskās vielas var patērēt permanganātu un palielināt ķīmisko vielu pieprasījumu.

Saziņas laiks

Nepietiekams reakcijas laiks var izraisīt nepilnīgu oksidēšanos pirms filtrēšanas.

Temperatūra

Zemāka temperatūra var palēnināt oksidācijas reakcijas.

Filtrēšanas sistēma

Pēc apstrādes jānoņem oksidētais dzelzs un mangāns. Tāpēc filtra materiāls un darbības apstākļi ietekmē kopējo apstrādes veiktspēju.

Praktiska KMnO₄ dozēšanas darbplūsma

Rūpnieciskai un sadzīves ūdens attīrīšanai noderīga darbplūsma ir:

1. Ūdens analīze

↓

2. Nosakiet Fe, Mn un H₂S koncentrāciju

↓

3. Aprēķiniet sākotnējo permanganāta pieprasījumu

↓

4. Veiciet jar vai pilottestēšanu

↓

5. Pielāgojiet KMnO₄ devu

↓

6. Pārbaudiet atlikušo dzelzs, mangāna un sulfīda daudzumu

↓

7. Filtrējiet oksidētās cietās vielas

↓

8. Optimizējiet padeves ātrumu

Šī pieeja ir uzticamāka nekā devas izvēle tikai no piesārņotāju koncentrācijas.

Bieži uzdotie jautājumi

Cik daudz KMnO₄ ir nepieciešams, lai noņemtu 1 mg/l dzelzs?

Teorētiskā prasība ir aptuveni 0,94 mg/l KMnO₄ uz katru 1 mg/l Fe²⁺.

Cik daudz KMnO₄ ir nepieciešams, lai noņemtu 1 mg/l mangāna?

Teorētiskā prasība ir aptuveni 1,92 mg/l KMnO₄ uz katru 1 mg/l Mn²⁺.

Cik daudz KMnO₄ ir nepieciešams sērūdeņražam?

EPA notekūdeņu vadlīnijās ir norādīta vispārējā KMnO₄:H₂S svara attiecība aptuveni 6:1–7:1 sulfīdu kontrolei. Faktiskās prasības ir ļoti atkarīgas no ūdens ķīmijas un procesa apstākļiem.

Vai es varu izmantot aprēķināto devu tieši?

Tas jāuzskata par sākotnējo novērtējumu . Pirms nepārtrauktas ķīmiskās padeves ātruma noteikšanas faktiskais ūdens ir jānovērtē, veicot burku testēšanu, izmēģinājuma testēšanu vai kontrolētu procesa optimizāciju.

Kālija permanganāta izvēle ūdens attīrīšanai

Iegādājoties kālija permanganātu ūdens attīrīšanai, pircējiem ir jāizvērtē:

• KMnO₄ tests

• Tīrība

• Mitrums

• Ūdenī nešķīstoša viela

• Daļiņu izmērs

• Iepakojums

• COA pieejamība

• SDS/MSDS

• Partijas konsistence

• Piegādātāja tehniskais atbalsts

AOZUN piegādā kālija permanganātu rūpnieciskiem un ūdens attīrīšanas lietojumiem ar specifikācijām un iepakošanas iespējām, kas pieejamas atbilstoši klientu prasībām.

Pieprasījuma gadījumā ūdens analīzes, pielietojuma, nepieciešamā daudzuma, iepakojuma un galamērķa ostas nodrošināšana var palīdzēt noteikt atbilstošu produkta specifikāciju.

Secinājums

Kālija permanganāta devas aprēķināšana sākas ar apstrādājamo piesārņotāju koncentrāciju.

Kā sākotnējā atsauce:

Dzelzs:
KMnO₄ ≈ Fe × 0,94

Mangāns:
KMnO₄ ≈ Mn × 1,92

Ūdeņraža sulfīds:
KMnO₄ ≈ H₂S × 6–7 vispārīgiem notekūdeņu sulfīdu kontroles aprēķiniem.

Bet teorētiskais aprēķins ir tikai sākuma punkts.

Lai iegūtu uzticamu ārstēšanu, izmantojiet:

Ūdens analīze → Teorētiskais pieprasījums → Burka pārbaude → Atlikuma pārbaude → Filtrēšana → Devas optimizācija

Šī metode palīdz nodrošināt efektīvu dzelzs, mangāna un sērūdeņraža atdalīšanu, vienlaikus samazinot nepietiekamas devas vai pārmērīgas permanganāta pievienošanas risku.