Đặc điểm của nước nhiễm mangan: Nước bị nhiễm mangan thường có màu đen, hung đen hoặc có cặn đen trong bình chứa nước
Mangan trong nước giếng khoan thường cùng tồn tại với sắt ở dạng ion hóa trị II và dạng keo hữu cơ trong nước mặt. Quá trình khử mangan thường được tiến hành đồng thời với quá trình khử sắt.
Quá trình khử mangan phụ thuộc vào PH của nước, PH càng cao tức nồng độ H+ càng thấp, tốc độ oxy hóa và thủy phân càng lớn
Quy trình xử lý mangan cơ bản cũng bao gồm các khâu làm thoáng, lắng và lọc. Trong quá trình lọc lớp vật liệu lọc được phủ dần một lớp mangan hydroxit Mn(OH)4 , lớp mangan này có tác dụng làm chất xúc tác hấp thụ các ion Mn2+ oxy hóa Mn2+ theo phản ứng sau:
Mn(OH)4 + Mn(OH)2 →Mn(OH)3
4 Mn (OH)3 + O2 + 2H2O → 4 Mn(OH)4
Lớp phủ Mn(OH)4 mới tạo thành lại tham gia vào phản ứng mới và cứ như vậy tạo ra một chu trình phản ứng liên tục. Hiệu quả của quá trình khử mangan phụ thuộc vào lớp phủ Mn(OH)4 do chính bản thân quá trình khử tạo ra trên bề mặt hạt vật liệu lọc.
Các phương pháp khử mangan:
– Khử mangan bằng phương pháp oxy hóa làm thoáng:
Về cơ bản khử mangan cũng giống như khử sắt, tức là cũng bao gồm các công đoạn làm thoáng, lắng, lọc. Do phản ứng oxy hóa mangan xảy ra chậm nên lớp cát mangan phải dày hơn.
Biện pháp tốt nhất để quá trình có thể đạt được hiệu quả và đảm bảo tạo ra được lớp màng Mn(OH)4 bảo vệ bao quanh các hạt vật liệu lọc làm màng xúc tác cho chu kỳ lọc tiếp theo.
Trong trườnghợp nước có chứa cả sắt và mangan, cần phải tính toán giàn làm thoáng phải đảm bảo đủ lượng oxy hòa tan cho cả quá trình oxy hóa sắt và mangan. Do sắt bị oxy hóa trước nên quá trình oxy hóa mangan sẽ xảy ra ở lớp cát lọc nằm dưới
– Khử mangan dùng chất oxy hóa mạnh như clo, ozone, KMnO4 dùng để oxy hóa Mn2+ thành Mn4+.
Clo oxy hóa Mn2+ ở PH bằng 7 trong thời gian 60 đến 90 phút.
Đioxit clo ClO2 và ozon (O3) oxy hóa Mn2+ ở PH bằng 6,5 đến 7 trong thời gian từ 10 đến 15 phút
Để oxy hóa 1 mg Mn2+ cần đến 1,35 mg ClO2 hoặc 1,45 mg O3 hoặc 1,45 mg O3.
Nếu trong nước có các hợp chất amoni thì quá trình oxy hóa Mn2+ chỉ xảy ra sau khi clo kết hợp với amoni tạo thành cloramin và trong nước còn dư clo.
Kali permanganat oxy hóa Mn2+ ở mọi dạng tồn tại kể cả dạng keo hữu cơ thành Mn(OH)4
– Phương pháp khử mangan bằng sinh học
Phương pháp này sử dụng lớp vật liệu đã được cấy trên bề mặt một loại vi khuẩn có khả năng hấp thụ mangan trong quá trình sinh trưởng. Xác vi khuẩn chết sẽ tạo ra trên bề mặt hạt vật lọc màng đioxyt mangan MnO2 có tác dụng như chất xúc tác quá trình khử mangan
