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2019-05-16    来源:北京同林臭氧实验站   浏览量:    
使用臭氧去除铁和锰
 
去除铁和锰是饮用水系统中臭氧的更常见用途之一。铁和锰很容易被臭氧氧化。本文件将有助于了解用臭氧氧化铁和锰的基本原理。我们还将介绍臭氧在此应用中的实际应用,同时提供多年来学到的有用提示。
 

 
 
臭氧氧化铁和锰是一种极快的反应。在许多臭氧应用中,由于可溶性铁和锰无意中被臭氧氧化并在不太理想的位置掉出溶液,因此铁和锰的含量升高会引起麻烦问题。如果这些问题引起了您的注意,请继续阅读,我们将提供有用的提示,以尽可能地缓解这些问题。
 
化学
水中的铁和锰不会引起健康问题,因为水的变色,去除铁和锰的主要目的是美观。由于在管道,固定装置和其他表面上积聚铁和锰,也可能需要去除。
 
铁Fe(II)和锰Mn(II)都可溶于水(不可除去),导致它们直接通过常规过滤而没有某种形式的氧化,从而将它们转化为颗粒(可除去)。
 
除铁
 
可溶性铁Fe(II)称为亚铁。通过臭氧将亚铁Fe(II)氧化成三价铁Fe(III)。然后,这种三价铁Fe(III)水解形成Fe(OH)3,它是一种颗粒,可以通过标准过滤除去。亚铁Fe(II)与铁Fe(II)的反应每mg Fe(II)消耗0.43mg臭氧。铁也可以被氧氧化。由于氧气对铁的氧化,用于除铁的臭氧系统可能更有效,计算出的臭氧需求为每毫克铁0.43毫克臭氧。亚铁的氧化仅需要电子交换,因此是快速反应。在任何锰氧化之前,该反应的速度通常会消耗铁氧化反应中的几乎所有臭氧。
 
锰去除
 
可溶性锰Mn(II)被臭氧氧化形成二氧化锰MnO2,它是一种颗粒,可以通过标准过滤容易地除去。该方法每mg锰Mn(II)消耗0.88mg臭氧。然而,过度氧化锰会形成可溶性高锰酸盐MnO4-。虽然高锰酸盐通常会随着时间的推移(20-30分钟)返回二氧化锰MnO2,但最好设计一个具有适当臭氧剂量的锰去除系统,并整合控制以防止过度氧化。
 
过滤
臭氧会氧化铁和锰,形成不溶的微粒,可以很容易地从水中过滤掉。随着时间的推移,铁和锰会积聚在过滤器上,必须从工艺用水中除去。对于这些应用,强烈建议使用可反洗的过滤器。由于简单的设计和持久的过滤介质,砂滤器广泛用于去除铁和锰。在连续使用系统中,必须并联使用两(2)个过滤器,并且在相反的时间进行反洗循环。
 
这些过滤器的反洗水含有极高水平的铁和锰,必须小心处理。虽然铁或锰都没有任何健康或安全风险,但要记住管道因素,因为随着时间的推移,排水管可能会因铁和锰的积聚而受阻。
 
实际应用
 
使用臭氧去除铁和锰是非常常见的并且已经使用多年,臭氧和这些金属的反应相当简单和直接。在安装用于去除铁和锰的臭氧系统之前,应考虑一些设计因素。
 
系统规模
 
典型的臭氧注入系统
 
确定消除铁和锰的臭氧系统的规模可以相当直接。必须计算基本的臭氧需求,以确定氧化铁和锰所需的臭氧量。请记住,水中的所有其他元素都可能与臭氧发生反应并消耗一些臭氧。必须考虑其他潜在的反应并将其输入计算中。为简单起见,我们假设样品水中只含有铁和锰。
 
化学计量臭氧需求率包含在本文件的化学部分中。铁含量为0.43毫克,锰含量为0.88毫克。
 
使用以下公式计算水中的臭氧剂量:
 
例如,如果每分钟10加仑(GPM)的进水含有3 ppm的铁和0.5 ppm的锰,则将使用以下计算
 
3ppm铁x 0.43 = 1.29ppm臭氧消耗量
 
0.5 ppm锰x 0.44 ppm臭氧消耗量
 
1.29 + 0.44 = 1.73 ppm总臭氧消耗量 
 
(3.78 * 60 * 10 GPM * 1.73 ppm)/ 1000 = 3.9克/小时的臭氧需求量
 
该计算提供了以克/小时(g / hr)为单位的必要臭氧,以氧化铁和锰。可能需要额外的臭氧产生以克服系统低效率,水温或其他因素。(这仅用于演示目的。)
 
额外的臭氧配方和方程式
 
摘要
 
用于铁和锰氧化的臭氧可以很好地解决使用其他技术可能难以解决的问题。臭氧可以非常容易和可靠地实施,无需大量维护或运营成本。但是,如果安装不当,臭氧也很难管理。铁可以在不希望的位置从溶液中沉淀出来,并且即使在臭氧处理之后,锰也可以被过度氧化并通过过滤。此信息性文档旨在提供一些有用的提示和有用的信息。如果您认为臭氧可能是您的应用的解决方案,请致电我们的办公室并与我们的应用工程师联系,以帮助您设计适合您的解决方案。

标签:臭氧(23)铁(1)锰(1)
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