Khử sắt và mangan trong nước

Sắt và mangan trong nước ngầm và nước mặt

Nước ngầm sâu thường không có oxy, độ PH thấp thường tồn tại sắt và mangan ở dạng hóa trị II. Nồng độ sắt có thể dao động từ dưới 1mg/l đến hơn 40mg/l. Bên cạnh dạng hóa trị II, sắt và mangan cũng có thể tồn tại trong các hình thức khác, nên khó khăn hơn để lựa chọn phương pháp để loại bỏ. Các phức hợp có thể là một chất hữu cơ và khoáng chất hoặc có thể kết hợp cả 2 yếu tố này. Các phức hợp hữu cơ khác như humic, fulvic hoặc tannic. Sắt và mangan trong các phức hợp như vậy có thể gây khó khăn để loại bỏ do các phân tử hữu cơ có thể tạo ra lớp vỏ bảo vệ.

Trong nước mặt: Trong nước mặt sắt và mangan có thể xuất hiện từ sự hình thành địa chất hoặc từ sự phân hủy hữu cơ. Sắt ở nguồn nước mặt gần như trung tính bão hòa với oxy thường tồn tại trong trạng thái oxy hóa ( sắt hóa trị III không hòa tan). Axit hữu cơ thường xuyên có mặt cũng có thể hình thành các phức hợp sắt và mangan. Mangan trong nước mặt có thể tồn tại ở một trong hai dạng hòa tan hoặc không hòa tan phục thuộc vào các điều kiện tìm thấy trong các nguồn cung cấp nước.

Quy trình khử sắt và mangan

+ Quá trình oxy hóa:

Oxy hóa sắt và mangan là quá trình gặp ở bất cứ một hệ thống xử lý nước nào. Oxy hóa được tiến hành bằng các biện pháp làm thoáng nước ( trộn nước vào không khí hoặc bổ sung không khí vào nước). Kết quả của quá trình làm thoáng là PH của nước tăng, độ PH tăng tạo điều kiện thuận lợi hơn cho quá trình oxy hóa hoàn toàn sắt và mangan.

Sau làm thoáng có thể sử dụng các chất oxy hóa mạnh như clo, thuốc tím để oxy hóa sắt, chlorine dioxide hoặc ozone cũng có thể được sử dụng để oxy hóa sắt và mangan còn lại. Bảng dưới đây chi tiết lượng chất cần để oxy hóa 1 mg sắt và 1 mg mangan

Trong thực tế việc sử dụng một chất oxy hóa bổ sung có thể không thường  được sử dụng vì nhiều nguyên nhân.  Ví dụ hiệu quả của clo như chất oxy hóa cho mangan phụ thuộc vào độ PH, clo dư và các điều kiện trộng. Trong thực tế không dùng oxy hóa mangan bằng clo. Kali permanganat là một tác nhân oxy hóa rất hiệu quả nhưng rất khó để kiểm soát cho chính xác yêu cầu liều lượng. Ozone cũng không được sử dụng để oxy hóa sắt và mangan do chi phí cao ngoài ra dư thừa ozone với sự hiện diện của mangan sẽ tạo ra ion permanganat làm cho nước có màu hồng.

Sau quá trình oxy hóa sắt và mangan là quá tình lọc bằng cách sử dung các vật liệu lọc như cát, mangan, than hoạt tính để loại bỏ các  oxit không hòa tan của sắt và mangan. Sau 1 khối  lượng nước nhất định cần tiến hành rửa ngược để loại bỏ các sản phẩm của quá trình oxy hóa. Thông thường nước thải rửa ngược có thể được đưa trực tiếp đến hệ thống thoát nước .

Việc áp dụng cách để oxy hóa sắt và mangan tùy thuộc vào yêu cầu của thiết bị lọc nước. Chẳng hạn nếu mangan không có trong nước thô hoặc nếu mangan có thể được cho phép có trong nước sau xử lý, việc sử dụng chất oxy hoá mạnh hơn sau làm thoáng là không cần thiết.