Jak usunąć żelazo i mangan z wody?

Żelazo w instalacjiŻelazo oraz mangan to substancje, które są najczęściej spotykane w wodzie podziemnej. Podwyższone stężenie jest częstym problemem właścicieli studni. Wytrącający się osad pochodzący z wody powoduje liczne szkody. Jakie są sposoby usuwania żelaza i manganu z wody? Która metoda jest najbardziej wydajna? Jaka metoda filtracji sprawdzi się u Ciebie?

Najpowszechniejszymi składnikami wody podziemnej, które uznajemy za naturalne zanieczyszczenia są sole żelaza i manganu. Najczęściej jony tych metali występują na drugim stopniu utlenienia w postaci rozpuszczonej lub koloidalnej.

Skąd bierze się żelazo i mangan w wodzie?

Żelazo w wodzie może pochodzić ze skał magmowych. Można tu wymienić piryt, biotyt i magnetyt. Innym źródłem żelaza mogą być skały osadowe takie jak: syderyt, hematyt czy limonit.

Żelazo jest wymywane ze skał w procesach hydratacji, a także hydrolizy pod wpływem: dwutlenku węgla, niektórych jonów, sorpcji, oraz pod wpływem mikroorganizmów.

Źródłem manganu w wodach podziemnych - tak jak w przypadku żelaza - są skały zarówno magmowe jak i osadowe. Droga przedostawania się manganu do wody jest podobna, jak w przypadku żelaza. Największe znaczenie ma rozpuszczanie się zawiązków manganu w obecności jonów siarczanowych oraz tworzenie się kompleksów z substancjami organicznymi.

Żelazo występuje najczęściej w stężeniach rzędu 0,1-10 mg/l. Mangan przyjmuje przeciętnie stężenia o rząd wielkości mniej niż żelazo.

Co powoduje żelazo i mangan w wodzie?

Sole żelaza i manganu traktujemy jako niechciane zanieczyszczenie, ponieważ powodują zarastanie instalacji wodnej oraz brudzą armaturę. Mogą mieć wpływ na powstawanie plam na ubraniach. Zmieniają zabarwienie wody, pogarszają jej smak. Z powodu ich obecności może również pojawić się nieprzyjemny zapach.

Żelazo w wodzie

Jak usunąć żelazo i mangan z wody?

Żelazo i mangan można usuwać stosując większość znanych metod uzdatnia wody, m.in. filtrację mechaniczną, utlenienie, koagulację czy wymianę jonową.

Najczęściej w procesie uzdatniania wody łączy się kilka procesów w celu redukcji żelaza i manganu. Dobór właściwego rozwiązania zależy od stężenia zanieczyszczeń w wodzie oraz celu do jakiego woda jest przeznaczona.

Usuwanie z wody żelaza występującego w formach nieorganicznych (węglan żelaza, siarczan żelaza, chlorek żelaza) zachodzi w wyniku hydrolizy soli żelaza i utlenieniu Fe2+ do Fe3+, a następnie przejście zolu Fe(OH) ₃ w żel i jego wytrącenie.

Proces odmanganiania przebiega podobnie. Mangan dwuwartościowy utleniany jest do czterowartościowego i to powoduje jego wytrącenie.

Filtracja wspomagana utlenianiem

Najbardziej powszechną metodą usuwania żelaza i manganu jest zastosowanie filtracji wspomaganej utlenieniem. Filtracja ta polega na oddzielaniu fazy stałej od fazy ciekłej podczas przepływu przez ośrodek porowaty.

W przypadku odżelaziania rolę ośrodka porowatego spełniają różnego rodzaju złoża filtracyjne. Istotnymi czynnikami przy odżelazianiu są: stopień napowietrzenia wody, czas kontaktu wody z powietrzem, prędkość filtracji, uziarnienie złoża.

W gospodarstwach indywidualnych do uzdatnienia wody najczęściej stosuje się właśnie filtrację mechaniczną wspomaganą utlenieniem. Proces ten prowadzony jest w urządzeniach ciśnieniowych, wypełnionych materiałem filtracyjnym z możliwością prowadzenia okresowej regeneracji w procesie płukania. W tego typu urządzeniach w zależności od dobranego złoża można prowadzić uzdatnianie na drodze filtracji, utlenienia, sorpcji, wymiany jonowej.

Złoża do usuwania żelaza i manganu

Złoża stosowane do usuwania żelaza i manganu mogą być pochodzenia naturalnego i syntetycznego. Wśród naturalnych składników warto wymienić: piasek kwarcowy o rożnej granulacji, kruszony granit, grys, antracyt, diatomit, piroluzyt, zeolit oraz inne.

Wśród złóż syntetycznych mamy do czynienia z: modyfikowanymi złożami naturalnymi (aktywowanymi chemicznie), żywicami jonowymiennymi lub specjalnie przygotowanymi złożami mineralnymi.

Większość złóż stosowanych w Polsce wymaga jedynie regularnego płukania napowietrzoną wodą. Duży udział stanowią również złoża, których skuteczna praca wymaga regeneracji nadmanganianem potasu, który wspomaga utlenianie żelaza i manganu, a w konsekwencji ustawanie tych składników z wody.

Żywice jonowymienne stosuje się jedynie przy niewielkich stężeniach żelaza, ponieważ przy większej zawartości żelaza w wodzie żywotność złoża mogłaby być znacznie mniejsza.

Problemy w trakcie usuwania żelaza i manganu

Żelazo w zlewie

Często ze względu na niskie pH mogą występować problemy z usuwaniem żelaza i manganu. W przypadku instalacji domowych zazwyczaj wystarczy dodatek alkalizującego minerału w złożu. W przypadku większych przepływów lub nietypowych wód konieczne jest chemiczna korekta pH.

Jeśli żelazo występuje w kompleksach z kwasami humusowymi, często w celu jego redukcji niezbędne jest zastosowanie dodatkowych chemicznych utleniaczy jak: podchloryn, dwutlenek chloru, ozon lub nadmanganian.

W temacie złóż warto jeszcze nadmienić, że większość złóż naturalnych do usuwania żelaza i manganu nabywa z czasem zdolności katalitycznych, które wspomagają utlenienie żelaza i manganu. Dzieje się tak pod wpływem osadzania tlenków żelaza i tlenków manganu na ziarnach złoża. Tworzą one warstwę katalizującą. Dlatego większość złóż potrzebuje kilku dni by w pełni zacząć działać.

Na polskim rynku można znaleźć kilka gotowych mieszanek złóż do usuwania żelaza i manganu, które bardzo dobrze działają i cieszą się dużą popularnością. Jednak z uwagi na to, że skład wody może być bardzo różny - najlepiej dobierać mieszankę złoża pod konkretną wodę.

Autor: www.ultrafiltracja.pl.

Ocena: 5.0

Komentarze