Главная Водоподготовка  Фильтрующие загрузки  Каталитические загрузки

Каталитические загрузки

Принципиально новыми продуктами, появившимися в последнее десятилетие, являются специальные каталитические загрузки, позво­ляющие с высокой эффективностью проводить обезжелезивание и деманганацию. К ним относятся Бирм (Birm), пиролюзит, магнетит, Гринсанд (Manganese Greensand, MZ-10) и МТМ и их аналоги с другими на­званиями, производства конкурирующих фирм. Это природные мате­риалы, содержащие диоксид марганца, например, типа пиролюзита, ли­бо цеолиты, в которые при соответствующей обработке вводится диок­сид марганца. При пропускании воды, содержащей двухвалентное же­лезо и поливалентный марганец, через слой таких наполнителей проис­ходит окисление железа и марганца и их перевод в нерастворимую гид­роокись, осаждающуюся на загрузке.

Бирм (Birm) представляет собой горную породу, содержащую при­родный диоксид марганца, эффективно работающий при наличии в воде растворенного кислорода воздуха. В случае, когда содержание железа незначительно (единицы мг в 1 литре), при пропускании воды через каталитическую загрузку типа Birm содержащегося в воде кислорода оказывается достаточно для окисления железа. Образующаяся гидро­окись отфильтровывается на слое загрузки. При большем содержании железа (до 10 мг/л) или недостатке растворенного кислорода (например, в подземных водах) для окисления всего железа в воду необходимо вве­сти кислород воздуха. Он может быть подан прямо в питающий трубо­провод с помощью эжектора или компрессора или методом объемной аэрации.

Гринсанд (Manganese Greensand, MZ-10) и его химический аналог МТМ представляют собой пористые носители (цеолиты), в струк­туру которых введен марганец. Greensand (в переводе с английского - зеленый песок) - это минерал глауконит. Manganese Greensand является натриевым глауконитом (NaZ), предварительно обработанным раство­ром хлорида марганца, который необратимо поглощается цеолитом.

Na2Z + МпС12 <—> MnZ + 2NaCl

При последующем контактировании с раствором перманганата ка­лия на поверхности частиц образуется слой высших окислов марганца:

MnZ + 2KMnO4 -> K2Z*MnO*Mn2O7

В такой форме марганцевый цеолит служит источником кислорода, который окисляет ионы двухвалентных железа и марганца до трехва­лентных. В окисленном состоянии железо и марганец осаждаются виде нерастворимых гидроокисей:

K2Z*Mn0*Mn207+ 4Fe(HCO3)2 -> K2Z + 3MnO2 +2Fe2O3 +8CO2 + 4H2O

Пленка высших окислов марганца расходуется на окисление желе­за и марганца, и поэтому необходимо ее постоянное или периодическое восстановление. Для этого загрузка либо предварительно обрабатывает­ся раствором перманганата калия, либо его постоянно дозируют в воду с помощью системы пропорционального дозирования (насоса-дозатора) перед ее поступлением в фильтр. Использование перманга­ната калия совместно с данными загрузками позволяет также удалить сероводород, окислив его до элементарной серы, и частично органиче­ские вещества и биологические загрязнения, обеспечивая обеззаражива­ние воды.

В первом варианте обработка перманганатом калия производится при каждой регенерации загрузки. Регенерация включает в себя взрыхле­ние загрузки подачей воды снизу, при этом из слоя удаляются задержан­ные гидроокиси металлов и механические загрязнения. Затем в фильтр сверху подается раствор перманганата калия в расчетном количестве, и после его пропуска загрузка отмывается водой до отсутствия в ней следов марганцовки.

Во втором случае регенерация фильтра производится традицион­ной обратной промывкой, аналогично с механическими фильтрами.

Сравнивая эти два способа, можно отметить, что при непрерывном дозировании перманганат калия используется в стехиометрическом ко­личестве. Однако при изменении состава воды, например, сезонном, возможно либо недоокисление железа и марганца, либо попадание не прореагировавшего избытка перманганата в очищенную воду. Последнее приводит к превышению ПДК по марганцу.