l = 2 m - długość złoża filtracyjnego V=5 m/h 
24 min
|
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/dm3 |
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/dm3 |
2,7 |
0,33 |
0,58 |
0,85 |
Mangan |
mg Mn/dm3 |
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