INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
		OCZYSZCZANIE WODY LABORATORIUM
III ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA DZIENNE GRUPA 37 B		26.11.2013 TYDZIEŃ 7
TEMAT Odżelazianie i odmanganianie wód podziemnych AUTORZY OPRACOWANIA: JAKUB WOŹNIAK DOROTA FRANKIEWICZ EWA KOŁOSZYC PIOTR WAŚKOWICZ

CZĘŚĆ TEORETYCZNA

ŻELAZO

Żelazo występuje głównie w postaci rud (hematyt, magnetyt, piryt), a w wolnej postaci jedynie w niewielkich ilościach w meteorytach. Źródłem związków żelaza w wodach naturalnych mogą być:

- gleba i skały, z których te związki są wymywane;

- zanieczyszczenia, głównie ściekami przemysłowymi z kopalni, galwanizerni, zakładów metalurgicznych, farbiarskich;

W wodzie naturalnej żelazo występuje w związkach na II i III stopniu utlenienia w formie rozpuszczonej, koloidalnej i zawiesin. Związki żelaza(II) stanowią najczęściej rozpuszczony kwaśny węglan żelaza(II) lub siarczan(VI) żelaza(II) (w wodach z torfowisk). Ten kwaśny dwuwęglan żelazawy utrzymuje się w wodzie w postaci rozpuszczonej dzięki obecności wolnego CO₂ i braku powietrza.

Wybór metody usuwania żelaza z wody zależy od formy występowania w wodzie surowej:

- Fe(HCO₃)₂, to stosuje się napowietrzanie → sedymentacja → odżelazianie → dezynfekcja

- FeSO₄, wówczas do powyższego układu powinien być włączony proces alkalizacji.

MANGAN

Mangan występuje w postaci minerałów takich jak: braunit, hausmanit. Jego rozpowszechnienie w skorupie ziemskiej wynosi ok. 0,08%. Źródłem związków manganu w wodach naturalnych mogą być:

- gleba i skały, z których te związki są wymywane;

- zanieczyszczenia, głównie ściekami przemysłowymi z kopalni, galwanizerni, zakładów metalurgicznych, farbiarskich;

W wodzie naturalnej mangan występuje w związkach na I- VII stopniu utlenienia. Mn (II) to związki rozpuszczalne w wodzie, Mn(III) i Mn(IV) to związki bardzo trudno rozpuszczalne w wodzie.

Usuwanie manganu z wody:

Istota procesu polega na utlenianie jonów Mn(II) do Mn(IV) i wytrąceniu ich w postaci MnO₂⋅H₂O

Metody odmanganiania:

-utlenianie

-utlenianie w warstwie wodonośnej

-wymiana jonowa

-sorpcja jonów Mn(II) na wodorotlenku żelazowy

-filtracja przez złoże z minerałów manganowych

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z procesem filtracji oraz uzyskanie zależności pomiędzy skutecznością usuwania Fe i Mn z wody a prędkością filtracji.

METODYKA

Na początku ćwiczenia zmierzyliśmy wymiary stanowiska badawczego i obliczyliśmy wydajności dla badanych prędkości przepływu wody. Podłączyliśmy aparaturę do prądu i uruchomiliśmy pompę zanurzoną w wodzie. Następnie podłączyliśmy ją do rotametru i ustawiliśmy obliczone wcześniej wydajności, i pobraliśmy 1dm³ wody surowej do zbiornika. Obliczyliśmy czas potrzebny na przetłoczenie całej objętości filtra i po danym czasie pobieraliśmy około 1 dm³ filtratu dla każdej prędkości (5/10/15 m/h), między każdą próbą dokonywaliśmy około 5min płukania filtratu. Wodę surową i dane filtraty poddaliśmy badaniom barwy, mętności, pH, Fe ogólnego i manganu. Wyniki zestawiliśmy w zamieszczonej poniżej tabeli.

l = 2 m - długość złoża filtracyjnego V=5 m/h
24 min

V=10 m/h
12 min V=15 m/h
8 min

Wskaźnik	Jednostka	Woda surowa	Woda oczyszczona (prędkość filtracji, m/h)
						5	10	15
Barwa	mg Pt/dm^3	34,73	7,75	11,60	17,11
Mętność	NTU	4,5	1	1,2	1,9
pH	-	7,16	7,27	7,27	7,05
Feog	mg Fe/dm^3	2,7	0,33	0,58	0,85
Mangan	mg Mn/dm^3	0,46	0,18	0,20	0,14

PODSUMOWANIE I WNIOSKI

LITERATURA

1) B. i E. Gomółkowie, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii wody, Politechnika Wrocławska, Wrocław, 1992

2) Dz.U. 2010 nr 72 poz. 466, Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2010 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi

---