使用臭氧去除鐵和錳

 

去除鐵和錳是飲用水系統中臭氧的更常見用途之一。鐵和錳很容易被臭氧氧化。本文件將有助于了解用臭氧氧化鐵和錳的基本原理。我們還將介紹臭氧在此應用中的實際應用，同時提供多年來學到的有用提示。
 

 

 

臭氧氧化鐵和錳是一種極快的反應。在許多臭氧應用中，由于可溶性鐵和錳無意中被臭氧氧化并在不太理想的位置掉出溶液，因此鐵和錳的含量升高會引起麻煩問題。如果這些問題引起了您的注意，請繼續閱讀，我們將提供有用的提示，以盡可能地緩解這些問題。

 

化學

水中的鐵和錳不會引起健康問題，因為水的變色，去除鐵和錳的主要目的是美觀。由于在管道，固定裝置和其他表面上積聚鐵和錳，也可能需要去除。

 

鐵Fe（II）和錳Mn（II）都可溶于水（不可除去），導致它們直接通過常規過濾而沒有某種形式的氧化，從而將它們轉化為顆粒（可除去）。

 

除鐵

 

可溶性鐵Fe（II）稱為亞鐵。通過臭氧將亞鐵Fe（II）氧化成三價鐵Fe（III）。然后，這種三價鐵Fe（III）水解形成Fe（OH）3，它是一種顆粒，可以通過標準過濾除去。亞鐵Fe（II）與鐵Fe（II）的反應每mg Fe（II）消耗0.43mg臭氧。鐵也可以被氧氧化。由于氧氣對鐵的氧化，用于除鐵的臭氧系統可能更有效，計算出的臭氧需求為每毫克鐵0.43毫克臭氧。亞鐵的氧化僅需要電子交換，因此是快速反應。在任何錳氧化之前，該反應的速度通常會消耗鐵氧化反應中的幾乎所有臭氧。

 

錳去除

 

可溶性錳Mn（II）被臭氧氧化形成二氧化錳MnO2，它是一種顆粒，可以通過標準過濾容易地除去。該方法每mg錳Mn（II）消耗0.88mg臭氧。然而，過度氧化錳會形成可溶性高錳酸鹽MnO4-。雖然高錳酸鹽通常會隨著時間的推移（20-30分鐘）返回二氧化錳MnO2，但 很好設計一個具有適當臭氧劑量的錳去除系統，并整合控制以防止過度氧化。

 

過濾

臭氧會氧化鐵和錳，形成不溶的微粒，可以很容易地從水中過濾掉。隨著時間的推移，鐵和錳會積聚在過濾器上，必須從工藝用水中除去。對于這些應用，強烈建議使用可反洗的過濾器。由于簡單的設計和持久的過濾介質，砂濾器廣泛用于去除鐵和錳。在連續使用系統中，必須并聯使用兩（2）個過濾器，并且在相反的時間進行反洗循環。

 

這些過濾器的反洗水含有極高水平的鐵和錳，必須小心處理。雖然鐵或錳都沒有任何健康或安全風險，但要記住管道因素，因為隨著時間的推移，排水管可能會因鐵和錳的積聚而受阻。

 

實際應用

 

使用臭氧去除鐵和錳是非常常見的并且已經使用多年，臭氧和這些金屬的反應相當簡單和直接。在安裝用于去除鐵和錳的臭氧系統之前，應考慮一些設計因素。

 

系統規模

 

典型的臭氧注入系統

 

確定消除鐵和錳的臭氧系統的規模可以相當直接。必須計算基本的臭氧需求，以確定氧化鐵和錳所需的臭氧量。請記住，水中的所有其他元素都可能與臭氧發生反應并消耗一些臭氧。必須考慮其他潛在的反應并將其輸入計算中。為簡單起見，我們假設樣品水中只含有鐵和錳。

 

化學計量臭氧需求率包含在本文件的化學部分中。鐵含量為0.43毫克，錳含量為0.88毫克。

 

使用以下公式計算水中的臭氧劑量：

 

例如，如果每分鐘10加侖（GPM）的進水含有3 ppm的鐵和0.5 ppm的錳，則將使用以下計算

 

3ppm鐵x 0.43 = 1.29ppm臭氧消耗量

 

0.5 ppm錳x 0.44 ppm臭氧消耗量

 

1.29 + 0.44 = 1.73 ppm總臭氧消耗量 

 

（3.78 * 60 * 10 GPM * 1.73 ppm）/ 1000 = 3.9克/小時的臭氧需求量

 

該計算提供了以克/小時（g / hr）為單位的必要臭氧，以氧化鐵和錳。可能需要額外的臭氧產生以克服系統低效率，水溫或其他因素。（這僅用于演示目的。）

 

額外的臭氧配方和方程式

 

摘要

 

用于鐵和錳氧化的臭氧可以很好地解決使用其他技術可能難以解決的問題。臭氧可以非常容易和可靠地實施，無需大量維護或運營成本。但是，如果安裝不當，臭氧也很難管理。鐵可以在不希望的位置從溶液中沉淀出來，并且即使在臭氧處理之后，錳也可以被過度氧化并通過過濾。此信息性文檔旨在提供一些有用的提示和有用的信息。如果您認為臭氧可能是您的應用的解決方案，請致電我們的辦公室并與我們的應用工程師聯系，以幫助您設計適合您的解決方案。