วิธีการคำนวณปริมาณโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในการกำจัดเหล็ก แมงกานีส และไฮโดรเจนซัลไฟด์

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO₄) มักใช้ในการบำบัดน้ำเพื่อออกซิไดซ์ เหล็กที่เป็นเหล็ก (Fe²⁺), แมงกานีสละลาย (Mn²⁺) และไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ก่อนการกรอง

แต่หนึ่งในคำถามที่สำคัญที่สุดสำหรับผู้ดำเนินการบำบัดน้ำและผู้ซื้อสารเคมีคือ:

เท่าไร โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต หรือไม่? ควรเติม

คำตอบขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารปนเปื้อน เคมีในน้ำดิบ ค่า pH สารอินทรีย์ เวลาสัมผัส และระบบการกรอง แนวทางปฏิบัติคือ:

การวิเคราะห์น้ำ → คำนวณความต้องการเริ่มต้น → การทดสอบขวด → ตรวจสอบสิ่งตกค้าง → การกรอง

คำแนะนำของสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมสหรัฐ (EPA) ระบุว่าเปอร์แมงกาเนตเป็นตัวเลือกการบำบัดสำหรับการเกิดออกซิเดชันของเหล็กและแมงกานีส และตั้งข้อสังเกตว่าปริมาณที่แท้จริงขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำและจุดใช้งานเป็นอย่างมาก

ปริมาณโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต: การอ้างอิงด่วน

สำหรับการคำนวณเบื้องต้น อัตราส่วนต่อไปนี้มีประโยชน์:

เอกสารทางเทคนิคของ EPA ให้ข้อกำหนดทางทฤษฎีประมาณ 0.94 มก./ลิตร KMnO₄ ต่อธาตุเหล็ก 1 มก./ลิตร และ KMnO₄ 1.92 มก./ลิตร ต่อแมงกานีส 1 มก./ลิตร.

สำหรับการควบคุมซัลไฟด์ของน้ำเสีย คำแนะนำของ EPA จะรายงานอัตราส่วนน้ำหนัก KMnO₄-to-H₂S ที่ประมาณ 6:1 ถึง 7:1 เป็นช่วงการปฏิบัติงานทั่วไป

ค่าเหล่านี้ควรถือเป็น จุดเริ่มต้นมากกว่าขนาดยาสุดท้าย.

1. วิธีคำนวณปริมาณ KMnO₄ ในการกำจัดธาตุเหล็ก

เหล็กที่ละลายในน้ำสามารถออกซิไดซ์เป็นสารประกอบเฟอร์ริกที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งต่อมาถูกกำจัดออกโดยการตกตะกอนหรือการกรอง

ความสัมพันธ์ทางทฤษฎีมีประมาณ:

1 มก./ลิตร Fe²⁺ × 0.94 = 0.94 มก./ลิตร KMnO₄

ตัวอย่าง

หากน้ำดิบประกอบด้วย:

เหล็ก = 2.0 มก./ลิตร

แล้ว:

2.0 × 0.94 = 1.88 มก./ลิตร KMnO₄

ดังนั้นความต้องการโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตตามทฤษฎีเบื้องต้นจึงอยู่ที่ประมาณ:

1.88 มก./ลิตร

อย่างไรก็ตาม อินทรียวัตถุธรรมชาติและสารรีดิวซ์อื่นๆ สามารถบริโภคเปอร์แมงกาเนตได้ ดังนั้นควรยืนยันปริมาณพืชจริงผ่านการทดสอบ

2. วิธีคำนวณปริมาณ KMnO₄ เพื่อกำจัดแมงกานีส

แมงกานีสมักต้องการโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตมากกว่าธาตุเหล็ก

ความสัมพันธ์ทางทฤษฎีมีประมาณ:

1 มก./ลิตร Mn²⁺ × 1.92 = 1.92 มก./ลิตร KMnO₄

ตัวอย่าง

หากความเข้มข้นของแมงกานีสคือ:

0.5 มก./ลิตร Mn²⁺

แล้ว:

0.5 × 1.92 = 0.96 มก./ลิตร KMnO₄

ความต้องการที่คำนวณเบื้องต้นคือ:

0.96 มก./ลิตร KMnO₄

แมงกานีสที่ถูกออกซิไดซ์จะก่อให้เกิดอนุภาคแมงกานีสออกไซด์ซึ่งจะต้องถูกกำจัดออกโดยกระบวนการกรองที่เหมาะสม

3. ต้องใช้โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเท่าใดในการกำจัด H₂S

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ทำให้เกิดกลิ่น 'ไข่เน่า' ที่เป็นลักษณะเฉพาะ ซึ่งพบได้ในน้ำใต้ดินและระบบน้ำเสียบางระบบ

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตสามารถออกซิไดซ์ซัลไฟด์และใช้สำหรับควบคุมกลิ่นและซัลไฟด์ Carus ยังระบุผลิตภัณฑ์เปอร์แมงกาเนตสำหรับการบำบัดไฮโดรเจนซัลไฟด์และสารประกอบซัลเฟอร์ในการใช้งานระดับเทศบาล

สำหรับการควบคุมซัลไฟด์ของน้ำเสีย การประมาณการการปฏิบัติงานเบื้องต้นที่เป็นประโยชน์คือ:

ความเข้มข้นของ H₂S × 6–7 = ปริมาณ KMnO₄ โดยประมาณ

ตัวอย่าง

หากความเข้มข้นของ H₂S คือ:

0.5 มก./ลิตร

ความต้องการ KMnO₄ โดยประมาณ:

0.5 × 6 = 3.0 มก./ลิตร

ถึง

0.5 × 7 = 3.5 มก./ลิตร

ดังนั้นช่วงการประเมินเบื้องต้นจะอยู่ที่ประมาณ:

3.0–3.5 มก./ลิตร KMnO₄

เนื่องจากเคมีซัลไฟด์เปลี่ยนแปลงไปตาม pH และสภาวะการบำบัด การทดสอบแบบตั้งโต๊ะจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษก่อนที่จะกำหนดอัตราการป้อนขั้นสุดท้าย

4. วิธีคำนวณ KMnO₄ เมื่อมีสารปนเปื้อนหลายชนิด

น้ำบาดาลที่แท้จริงอาจมีเหล็ก แมงกานีส และไฮโดรเจนซัลไฟด์ในเวลาเดียวกัน

การประมาณการเริ่มต้นที่มีประโยชน์คือ:

ความต้องการ KMnO₄ โดยประมาณ = ความต้องการเหล็ก + ความต้องการแมงกานีส + ความต้องการ H₂S

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าการวิเคราะห์น้ำแสดงให้เห็นว่า:

• เหล็ก: 1.5 มก./ลิตร

• แมงกานีส: 0.20 มก./ลิตร

• H₂S: 0.10 มก./ลิตร

ความต้องการเหล็ก

1.5 × 0.94 = 1.41 มก./ลิตร

ความต้องการแมงกานีส

0.20 × 1.92 = 0.384 มก./ลิตร

ความต้องการH₂S

0.10 × 6–7 = 0.60–0.70 มก./ลิตร

ความต้องการ KMnO₄ โดยประมาณเบื้องต้น

1.41 + 0.384 + 0.60–0.70

= ประมาณ 2.39–2.49 มก./ลิตร KMnO₄

ซึ่งจะทำให้ผู้ปฏิบัติงานมี ช่วงการทดสอบเริ่มต้น ไม่ใช่ค่าที่ตั้งไว้ของการจ่ายสารขั้นสุดท้ายโดยอัตโนมัติ

5. เหตุใดปริมาณตามทฤษฎีจึงไม่ใช่ปริมาณสุดท้าย

น้ำดิบมีมากกว่า Fe²⁺, Mn²⁺ และ H₂S

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตอาจทำปฏิกิริยากับ:

• อินทรียวัตถุจากธรรมชาติ

• โลหะรีดิวซ์อื่นๆ

• ซัลไฟด์

• สารปนเปื้อนอินทรีย์

• การลดสารประกอบในน้ำเสียอุตสาหกรรม

ด้วยเหตุนี้ แหล่งน้ำ 2 แห่งที่มีความเข้มข้นของธาตุเหล็กเท่ากันจึงอาจต้องใช้ปริมาณ KMnO₄ ในทางปฏิบัติที่แตกต่างกัน

เอกสารของ EPA แสดงให้เห็นว่าปริมาณภาคสนามอาจแตกต่างกันอย่างมากจากความต้องการทางทฤษฎี และมีการใช้การทดสอบขวดและการทดลองภาคสนามเพื่อสร้างสภาวะการทำงานที่เหมาะสม

6. ใช้การทดสอบขวดโหลเพื่อกำหนดปริมาณที่แท้จริง

หลังจากคำนวณความต้องการตามทฤษฎีแล้ว ให้ทำการ ทดสอบขวดโหลหรือการทดสอบนำร่อง โดยใช้น้ำดิบจริง

กระบวนการปฏิบัติคือ:

ขั้นตอนที่ 1 — วิเคราะห์น้ำ

วัด:

• เหล็กละลาย

• แมงกานีสละลายน้ำ

• H₂S หรือซัลไฟด์

• ค่า pH

• ความขุ่น

• สารอินทรีย์

• อุณหภูมิ

ขั้นตอนที่ 2 — คำนวณความต้องการ KMnO₄ เริ่มต้น

ใช้อัตราส่วนทางทฤษฎีหรืออัตราส่วนปฏิบัติการเป็นจุดเริ่มต้น

ขั้นตอนที่ 3 — ทดสอบหลายๆ ปริมาณ

ทดสอบความเข้มข้น KMnO₄ ที่แตกต่างกันเล็กน้อยตามข้อกำหนดที่คำนวณไว้

ขั้นตอนที่ 4 — เผื่อเวลาปฏิกิริยาให้เพียงพอ

ออกซิเดชันไม่ได้เกิดขึ้นทันทีเสมอไป เวลาสัมผัสและ pH สามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการบำบัดแมงกานีสและซัลไฟด์

ขั้นตอนที่ 5 — ตรวจสอบน้ำที่ผ่านการบำบัด

วัด:

• เหล็กเหลืออยู่

• แมงกานีสที่เหลืออยู่

• ซัลไฟด์

• ความขุ่น

• เปอร์แมงกาเนทตกค้าง

ขั้นตอนที่ 6 — กรองของแข็งออกซิไดซ์

KMnO₄ แปลงสารปนเปื้อนที่ละลายอยู่ในรูปแบบออกซิไดซ์ แต่ของแข็งเหล่านี้ยังคงต้องถูกกำจัดออกโดยการกรองหรือกระบวนการแยกอื่นขั้นปลายน้ำ

คำแนะนำเกี่ยวกับน้ำดื่มของรัฐแคลิฟอร์เนียยังใช้การทดสอบขวดโหลเป็นวิธีปฏิบัติในการปรับปริมาณการบำบัดด้วยสารเคมีให้เหมาะสม

หลีกเลี่ยงการใช้ยาเกินขนาดโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต

KMnO₄ ที่มากขึ้น ไม่ได้ หมายความว่าการรักษาดีขึ้นโดยอัตโนมัติ

เปอร์แมงกาเนตส่วนเกินอาจส่งผลให้:

• สีชมพูหรือสีม่วงถาวร

• เพิ่มแมงกานีสตกค้าง

• ปริมาณการใช้สารเคมีที่สูงขึ้น

• กำลังโหลดของแข็งเพิ่มเติม

• ต้นทุนการดำเนินงานที่ไม่จำเป็น

คำแนะนำของ EPA เตือนเป็นพิเศษว่าการใช้เปอร์แมงกานีสเกินขนาดอาจทำให้แมงกานีสส่วนเกินผ่านกระบวนการบำบัดได้

ดังนั้นวัตถุประสงค์คือเพื่อระบุ ปริมาณรังสีที่มีประสิทธิภาพต่ำสุดที่ทำให้เกิดออกซิเดชันและช่วยให้การกรองเชื่อถือได้.

ปัจจัยที่ส่งผลต่อปริมาณ KMnO₄

ค่า pH

พฤติกรรมของปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงไปตาม pH โดยเฉพาะแมงกานีสและไฮโดรเจนซัลไฟด์

สารอินทรีย์

อินทรียวัตถุธรรมชาติสามารถบริโภคเปอร์แมงกาเนตและเพิ่มความต้องการสารเคมีได้

เวลาติดต่อ

เวลาปฏิกิริยาที่ไม่เพียงพออาจส่งผลให้เกิดออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์ก่อนการกรอง

อุณหภูมิ

อุณหภูมิที่ต่ำกว่าอาจทำให้ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นช้าลง

ระบบการกรอง

ต้องกำจัดเหล็กและแมงกานีสออกซิไดซ์หลังการรักษา วัสดุกรองและสภาวะการทำงานจึงส่งผลต่อประสิทธิภาพการบำบัดโดยรวม

เวิร์กโฟลว์การจ่าย KMnO₄ ที่ใช้งานได้จริง

สำหรับการบำบัดน้ำเสียในโรงงานอุตสาหกรรมและเทศบาล ขั้นตอนการทำงานที่เป็นประโยชน์คือ:

1. การวิเคราะห์น้ำ

↓

2. หาความเข้มข้นของ Fe, Mn และ H₂S

↓

3. คำนวณความต้องการทับทิมเริ่มต้น

↓

4. ดำเนินการทดสอบขวดหรือนำร่อง

↓

5. ปรับปริมาณ KMnO₄

↓

6. ตรวจสอบเศษเหล็ก แมงกานีส และซัลไฟด์

↓

7. กรองของแข็งออกซิไดซ์

↓

8. ปรับอัตราการป้อนให้เหมาะสม

วิธีการนี้มีความน่าเชื่อถือมากกว่าการเลือกขนาดยาจากความเข้มข้นของสารปนเปื้อนเพียงอย่างเดียว

คำถามที่พบบ่อย

ต้องใช้ KMnO₄ เท่าใดในการขจัดธาตุเหล็ก 1 มก./ลิตร

ข้อกำหนดทางทฤษฎีคือประมาณ 0.94 มก./ลิตร KMnO₄ สำหรับ Fe²⁺ 1 มก./ลิตร.

จำเป็นต้องใช้ KMnO₄ เท่าใดในการกำจัดแมงกานีส 1 มก./ลิตร

ข้อกำหนดทางทฤษฎีคือประมาณ 1.92 มก./ลิตร KMnO₄ สำหรับ Mn²⁺ 1 มก./ลิตร.

ต้องใช้ KMnO₄ เท่าใดสำหรับไฮโดรเจนซัลไฟด์

คำแนะนำเกี่ยวกับน้ำเสียของ EPA อ้างอิงอัตราส่วนน้ำหนัก KMnO₄:H₂S โดยทั่วไปที่ประมาณ 6:1–7:1 สำหรับการควบคุมซัลไฟด์ ข้อกำหนดที่แท้จริงขึ้นอยู่กับเคมีของน้ำและสภาวะของกระบวนการเป็นอย่างยิ่ง

ฉันสามารถใช้ปริมาณที่คำนวณได้โดยตรงหรือไม่

ควรถือเป็นการ เบื้องต้น ประมาณการ น้ำจริงควรได้รับการประเมินผ่านการทดสอบขวด การทดสอบนำร่อง หรือการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการควบคุม ก่อนที่จะกำหนดอัตราการป้อนสารเคมีอย่างต่อเนื่อง

การเลือกโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในการบำบัดน้ำ

เมื่อซื้อโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเพื่อบำบัดน้ำผู้ซื้อควรประเมิน:

• การทดสอบ KMnO₄

• ความบริสุทธิ์

• ความชื้น

• สารที่ไม่ละลายน้ำ

• ขนาดอนุภาค

• บรรจุภัณฑ์

• ความพร้อมใช้งานของ COA

• เอกสารความปลอดภัย/เอกสารความปลอดภัย

• ความสม่ำเสมอของแบทช์

• การสนับสนุนด้านเทคนิคของซัพพลายเออร์

AOZUN จัดจำหน่าย โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและการบำบัดน้ำ โดยมีข้อกำหนดและตัวเลือกบรรจุภัณฑ์ตามความต้องการของลูกค้า

สำหรับการสอบถาม การจัดหา การวิเคราะห์น้ำ การใช้งาน ปริมาณที่ต้องการ บรรจุภัณฑ์ และท่าเรือปลายทาง สามารถช่วยกำหนดข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมได้

บทสรุป

การคำนวณปริมาณโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเริ่มต้นจากความเข้มข้นของสารปนเปื้อนที่กำลังบำบัด

เป็นข้อมูลอ้างอิงเบื้องต้น:

เหล็ก:
KMnO₄ หยาบคาย เฟ × 0.94

แมงกานีส:
KMnO₄ µn × 1.92

ไฮโดรเจนซัลไฟด์:
KMnO₄ µ H₂S × 6–7 สำหรับการประมาณค่าการควบคุมซัลไฟด์ของน้ำเสียทั่วไป

แต่การคำนวณทางทฤษฎีเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น

เพื่อการรักษาที่เชื่อถือได้ ให้ใช้:

การวิเคราะห์น้ำ → ความต้องการตามทฤษฎี → การทดสอบขวด → การตรวจสอบสารตกค้าง → การกรอง → การเพิ่มประสิทธิภาพปริมาณ

วิธีการนี้ช่วยให้กำจัดเหล็ก แมงกานีส และไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็ลดความเสี่ยงของการเติมเปอร์แมงกาเนตเกินขนาดหรือมากเกินไป