Kako izračunati odmerek kalijevega permanganata za odstranitev železa, mangana in vodikovega sulfida

Kalijev permanganat (KMnO₄) se običajno uporablja pri obdelavi vode za oksidacijo železovega železa (Fe²⁺), raztopljenega mangana (Mn²⁺) in vodikovega sulfida (H₂S) pred filtracijo.

Toda eno najpomembnejših vprašanj za izvajalce čistilnih naprav in kupce kemikalij je:

koliko kalijev permanganat ? je treba dodati

Odgovor je odvisen od koncentracije onesnaževalcev, kemije surove vode, pH, organske snovi, kontaktnega časa in filtrirnega sistema. Praktični pristop je:

Analiza vode → Izračunaj začetno povpraševanje → Preizkus kozarca → Preveri ostanke → Filtracija

Smernice US EPA opredeljujejo permanganat kot možnost zdravljenja oksidacije železa in mangana ter ugotavljajo, da so dejanski odmerki močno odvisni od kakovosti vode in točke uporabe.

Odmerjanje kalijevega permanganata: hitri napotki

Za začetni izračun so uporabna naslednja razmerja:

Tehnična literatura EPA podaja teoretične zahteve za približno 0,94 mg/L KMnO₄ na 1 mg/L železa in 1,92 mg/L KMnO₄ na 1 mg/L mangana.

Za nadzor sulfida v odpadni vodi smernice EPA poročajo o masnih razmerjih med KMnO₄ in H₂S približno 6:1 do 7:1 kot splošno delovno območje.

Te vrednosti je treba obravnavati kot izhodiščne točke in ne kot končne operativne odmerke.

1. Kako izračunati odmerek KMnO₄ za odstranitev železa

Raztopljeno železovo železo se lahko oksidira v netopne železove spojine, ki se nato odstranijo s sedimentacijo ali filtracijo.

Teoretično razmerje je približno:

1 mg/L Fe²⁺ × 0,94 = 0,94 mg/L KMnO₄

Primer

Če surova voda vsebuje:

Železo = 2,0 mg/L

Nato:

2,0 × 0,94 = 1,88 mg/l KMnO₄

Začetna teoretična potreba po kalijevem permanganatu je torej približno:

1,88 mg/l

Vendar pa lahko naravne organske snovi in ​​druge redukcijske snovi prav tako zaužijejo permanganat, zato je treba dejanski odmerek za rastline potrditi s testiranjem.

2. Kako izračunati odmerek KMnO₄ za odstranitev mangana

Mangan običajno zahteva več kalijevega permanganata kot železo.

Teoretično razmerje je približno:

1 mg/L Mn²⁺ × 1,92 = 1,92 mg/L KMnO₄

Primer

Če je koncentracija mangana:

0,5 mg/L Mn²⁺

Nato:

0,5 × 1,92 = 0,96 mg/l KMnO₄

Začetno izračunano povpraševanje je:

0,96 mg/L KMnO₄

Oksidirani mangan tvori delce manganovega oksida, ki jih je treba nato odstraniti z ustreznim postopkom filtracije.

3. Koliko kalijevega permanganata je potrebno za odstranitev H₂S?

Vodikov sulfid ustvarja značilen vonj po gnilih jajcih, ki ga najdemo v nekaterih sistemih podtalnice in odpadne vode.

Kalijev permanganat lahko oksidira sulfid in se uporablja za nadzor vonja in sulfida. Carus identificira tudi permanganatne izdelke za obdelavo z vodikovim sulfidom in žveplovimi spojinami v komunalnih aplikacijah.

Za nadzor sulfida v odpadni vodi je koristna začetna operativna ocena:

Koncentracija H₂S × 6–7 = približen odmerek KMnO₄

Primer

Če je koncentracija H₂S:

0,5 mg/L

Ocenjeno povpraševanje KMnO₄:

0,5 × 6 = 3,0 mg/l

do

0,5 × 7 = 3,5 mg/l

Torej bi bil začetni razpon vrednotenja približno:

3,0–3,5 mg/L KMnO₄

Ker se kemija sulfidov spreminja s pH in pogoji obdelave, je testiranje na napravi še posebej pomembno, preden se določi končna hitrost dovajanja.

4. Kako izračunati KMnO₄, ko je prisotnih več onesnaževal

Prava podzemna voda lahko hkrati vsebuje železo, mangan in vodikov sulfid.

Uporabna začetna ocena je:

Ocenjeno povpraševanje KMnO₄ = povpraševanje po železu + povpraševanje po manganu + povpraševanje po H₂S

Denimo, da analiza vode pokaže:

• Železo: 1,5 mg/L

• Mangan: 0,20 mg/L

• H₂S: 0,10 mg/l

Povpraševanje po železu

1,5 × 0,94 = 1,41 mg/l

Povpraševanje po manganu

0,20 × 1,92 = 0,384 mg/l

Povpraševanje po H₂S

0,10 × 6–7 = 0,60–0,70 mg/l

Začetno ocenjeno povpraševanje KMnO₄

1,41 + 0,384 + 0,60–0,70

= približno 2,39–2,49 mg/L KMnO₄

To daje upravljavcu začetno območje testiranja , ne pa samodejne nastavitve končnega odmerjanja.

5. Zakaj teoretični odmerek ni končni odmerek

Surova voda vsebuje več kot Fe²⁺, Mn²⁺ in H₂S.

Kalijev permanganat lahko reagira tudi z:

• Naravna organska snov

• Druge reducirane kovine

• Sulfidi

• Organski onesnaževalci

• Redukcijske spojine v industrijskih odpadnih vodah

Posledično lahko dva vodna vira z enako koncentracijo železa zahtevata različne praktične odmerke KMnO₄.

Dokumentacija EPA kaže, da se doze na terenu lahko bistveno razlikujejo od teoretičnega povpraševanja in da se za vzpostavitev ustreznih delovnih pogojev uporabljajo preskusi v kozarcih in terenski poskusi.

6. Za določitev dejanskega odmerka uporabite testiranje v kozarcu

Po izračunu teoretičnega povpraševanja izvedite test v kozarcu ali pilotni test z dejansko surovo vodo.

Praktični postopek je:

1. korak — Analizirajte vodo

Ukrep:

• Raztopljeno železo

• Raztopljeni mangan

• H₂S ali sulfid

• pH

• Motnost

• Organske snovi

• Temperatura

2. korak — Izračunajte začetno povpraševanje KMnO₄

Za izhodišče uporabite teoretična ali operativna razmerja.

3. korak — preizkusite več odmerkov

Preizkusite rahlo drugačne koncentracije KMnO₄ okoli izračunane zahteve.

4. korak — Dovolite ustrezen reakcijski čas

Oksidacija ni vedno takojšnja. Kontaktni čas in pH lahko pomembno vplivata na obdelavo z manganom in sulfidom.

5. korak — Preverite obdelano vodo

Ukrep:

• Preostalo železo

• Preostali mangan

• Sulfid

• Motnost

• Ostanki permanganata

Korak 6 — Filtrirajte oksidirane trdne snovi

KMnO₄ pretvori raztopljene onesnaževalce v oksidirane oblike, vendar je treba te trdne snovi še vedno odstraniti s filtracijo ali drugim postopkom ločevanja.

Kalifornijske smernice za pitno vodo tudi uporabljajo testiranje v kozarcih kot praktično metodo za optimizacijo odmerkov kemične obdelave.

Izogibajte se prevelikemu odmerjanju kalijevega permanganata

Več KMnO₄ ne pomeni samodejno boljše obdelave.

Presežek permanganata lahko povzroči:

• Obstojna roza ali vijolična barva

• Povečan ostanek mangana

• Večja poraba kemikalij

• Dodatna obremenitev trdnih snovi

• Nepotrebni obratovalni stroški

Smernice EPA izrecno opozarjajo, da lahko preveliko odmerjanje permanganata omogoči prehod odvečnega mangana skozi proces zdravljenja.

Cilj je torej določiti najnižjo učinkovito dozo, ki doseže oksidacijo in omogoči zanesljivo filtracijo.

Dejavniki, ki vplivajo na odmerjanje KMnO₄

pH

Obnašanje reakcije se spreminja s pH, zlasti za mangan in vodikov sulfid.

Organska snov

Naravna organska snov lahko porabi permanganat in poveča povpraševanje po kemikalijah.

Kontaktni čas

Nezadosten reakcijski čas lahko povzroči nepopolno oksidacijo pred filtracijo.

Temperatura

Nižje temperature lahko upočasnijo oksidacijske reakcije.

Sistem filtracije

Po obdelavi je treba odstraniti oksidirano železo in mangan. Filtrirni mediji in delovni pogoji torej vplivajo na celotno učinkovitost obdelave.

Praktični delovni potek doziranja KMnO₄

Za industrijsko in komunalno čiščenje vode je koristen potek dela:

1. Analiza vode

↓

2. Določite koncentracije Fe, Mn in H₂S

↓

3. Izračunajte začetno povpraševanje po permanganatu

↓

4. Izvedite testiranje v kozarcu ali pilotno testiranje

↓

5. Prilagodite odmerek KMnO₄

↓

6. Preverite ostanke železa, mangana in sulfida

↓

7. Filtrirajte oksidirane trdne snovi

↓

8. Optimizirajte hitrost podajanja

Ta pristop je bolj zanesljiv kot izbira odmerka samo na podlagi koncentracije onesnaževal.

Pogosto zastavljena vprašanja

Koliko KMnO₄ je potrebno za odstranitev 1 mg/l železa?

Teoretična zahteva je približno 0,94 mg/L KMnO₄ za vsak 1 mg/L Fe²⁺.

Koliko KMnO₄ je potrebno za odstranitev 1 mg/l mangana?

Teoretična zahteva je približno 1,92 mg/L KMnO₄ za vsak 1 mg/L Mn²⁺.

Koliko KMnO₄ je potrebno za vodikov sulfid?

Smernice EPA za odpadne vode navajajo splošno masno razmerje KMnO₄:H₂S približno 6:1–7:1 za nadzor sulfida. Dejanske zahteve so močno odvisne od kemije vode in procesnih pogojev.

Ali lahko neposredno uporabim izračunani odmerek?

Treba ga je obravnavati kot prvotno oceno . Dejansko vodo je treba ovrednotiti s testiranjem v kozarcu, pilotnim testiranjem ali nadzorovano optimizacijo postopka, preden vzpostavite neprekinjeno hitrost dovajanja kemikalij.

Izbira kalijevega permanganata za pripravo vode

Pri nakupu kalijevega permanganata za čiščenje vode morajo kupci oceniti:

• KMnO₄ test

• Čistost

• Vlaga

• V vodi netopna snov

• Velikost delcev

• Pakiranje

• Razpoložljivost potrdila o originalnosti

• SDS/MSDS

• Konsistentnost serije

• Tehnična podpora dobavitelja

AOZUN dobavlja kalijev permanganat za uporabo v industriji in obdelavi vode , s specifikacijami in možnostmi pakiranja, ki so na voljo glede na zahteve kupcev.

Za poizvedbo lahko zagotovitev analize vode, uporabe, zahtevane količine, pakiranja in ciljnega pristanišča pomaga določiti ustrezno specifikacijo izdelka.

Zaključek

Izračun odmerka kalijevega permanganata se začne s koncentracijo kontaminantov, ki se čistijo.

Kot začetna referenca:

železo:
KMnO₄ ≈ Fe × 0,94

Mangan:
KMnO₄ ≈ Mn × 1,92

vodikov sulfid:
KMnO₄ ≈ H₂S × 6–7 za splošne ocene nadzora sulfida v odpadni vodi.

Toda teoretični izračun je le izhodišče.

Za zanesljivo zdravljenje uporabite:

Analiza vode → Teoretična zahteva → Preizkus kozarca → Preverjanje ostankov → Filtriranje → Optimizacija odmerka

Ta metoda pomaga doseči učinkovito odstranjevanje železa, mangana in vodikovega sulfida, hkrati pa zmanjša tveganje premajhnega odmerjanja ali pretiranega dodajanja permanganata.