FI117337B - Menetelmä mangaanin poistamiseksi vedestä - Google Patents

Description

117337

Menetelmä mangaanin poistamiseksi vedestä - Förfarande för avlägsnande av mangan frän vatten

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää mangaanin poistamiseksi vesipitoisesta 5 nesteestä käsittelemällä vesipitoista nestettä hapettimella ja mahdollisesti koagu-lantilla.

Mangaani on yleinen epäpuhtaus luonnonvesilähteissä, joissa se esiintyy usein yhdessä muiden metalliepäpuhtauksien, kuten raudan, alumiinin ja/tai luonnostaan esiintyvien värillisten yhdisteiden kanssa. Suomessa raakavesi on usein värjäyty-10 nyttä, koska samea pintavesi saattaa sisältää humusta sekä rautaa ja mangaania. Suomen selluloosa- ja paperitehtaiden käyttämä raakavesi on pintavettä. Myös huomattava osa Suomen talousvedestä on pintavettä.

Veden laadun päävaatimukset koskevat väri- tai humusaineita sekä rauta- ja man-gaanipitoisuuksia. Liukoisen mangaanin haitallinen vaikutus juomaveteen liittyy 15 värjäytymiseen. Myös rautaa ja mangaania hapettavien bakteerien kasvu vesijohdoissa voi johtaa toimitettavan veden laadun yleiseen heikkenemiseen. Näistä syistä juomaveden sisältämän liukoisen mangaanin maksimipitoisuuksiile on mää-! ritetty standardeja.

i

Mangaani poistetaan vedestä tavanomaisesti seuraavan menettelyn mukaisesti: 20 ilmastus, koagulaatio, emäksen lisäys, selkeytys ja hiekkasuodatus.

Mangaanin poistaminen edellyttää tavallisesti mangaani(ll):n hapettamista korke-ampiin hapetustiloihin, joissa mangaani saostuu kiinteänä yhdisteenä. Kaikkein yleisin hapetustila on (IV), mutta myös tilaa (III) esiintyy ja tilojen (III) ja (II) välinen hapetustila voi olla hapetustuötteena. Kemialliset kaavat ovat pääasiassa man- * * * 25 gaanioksideja tai -oksihydraatteja. Hapetusta varten on käytettävissä lukuisia menetelmiä ja kemikaaleja. Tavanomaisessa vedenkäsittelyssä mangaaninpoisto : suoritetaan esimerkiksi hapettamalla kloorilla, klooridioksidilla, otsonilla, vetyper- .···. oksidilla tai kaliumpermanganaatilla vedestä saostuvien kiinteiden mangaaniyhdis- teiden muodostamista varten. Sen jälkeen saostuneet kiinteät yhdisteet poistetaan : V 30 liuoksesta suodattamalla. Joitakin näistä tunnetuista menetelmistä kuvataan jäl-jempänä.

« · · m\ \ Patenttijulkaisussa DE-A1-24 08 051 on esitetty menetelmä mangaanin poistami- seksi vedestä. Menetelmän mukaisesti puhdistettavaan veteen lisätään hapetinta 2 117337 ja natriumaluminaattia, jotta saostuu mangaani(IV)oksihydraattia, joka voidaan erottaa suodattamalla. Esitetyt hapettimet ovat ilma ja/tai kaliumpermanganaatti.

Patenttijulkaisussa DE-B-15 17 542 on esitetty menetelmä mangaanin poistamiseksi vedestä. Menetelmän mukaisesti vesivirta jaetaan kahteen osaan, joista tois-5 ta hapetetaan otsonilla Mn(ll):n hapettamiseksi Mn(!V):ksi. Näin hapettunut vesivirta yhdistetään toisen virran kanssa, jolloin saadaan aikaan hapettuminen, jossa Mn(VII) hapettaa Mn(ll):n Mn(IV):ksi, joka saostuu mangaani(IV)oksihydraattina, joka voidaan erottaa suodattamalla.

Patenttijulkaisussa DE-B-16 42 479 on esitetty menetelmä, joka käsittää liukoista 10 rautaa ja mangaania sisältävän raakaveden hapettamisen ja rauta(lll)oksihydraa-tin ja mangaani(IV)oksihydraatin lisäämisen siihen ennen hapettamista, sen jälkeen tai sen aikana. Nämä lisätyt aineet katalysoivat flokkulaatioprosessia ja toimivat flokkulanttina. Flokkulaatiossa saatu kiinteä aine, joka sisältää rau-ta(l!l)oksihydraatti- ja mangaani(IV)oksihydraattisaostumaa, erotetaan suodatta-15 maila. Osa suodattimen kiinteästä saostumasta tai lietteestä kierrätetään. Hapettaminen voidaan suorittaa käyttämällä ilmaa, otsonia, klooria tai kaliumpermanganaattia.

Patenttijulkaisussa WO-A-97/34836 on esitetty koagulantin valmistaminen hapettamalla vedenkäsittelykemikaalin, joka sisältää pääaineosana rauta- ja/tai alumii-20 niyhdistettä ja epäpuhtautena liukoista kahdenarvoista Mn(ll):ta, väkevä vesiliuos .···.' hapettimen avulla liukoisen Mn(l!):n muuttamiseksi mangaanidioksidiksi tai per- .·!*· manganaatiksä. Esitetyt hapettimet ovat otsoni, vetyperoksidi, kloori, klooridioksidi, kloraatti, permanganaatti ja ferriitti. Koagulanttia voidaan käyttää mangaanin pois-tamiseen raakavedestä, jolloin mangaani hapettuu mangaanidioksidiksi koagulan- * * 25 tin sisältämän hapettimen ylimäärän johdosta.

« 4 · «*··

Patenttijulkaisussa JP-2003001272 on esitetty menetelmä mangaanin poistamiseksi raakavedestä lisäämällä raakaveteen vetyperoksidia liukoisen mangaanin β Β.β muuttamiseksi liukenemattomaksi mangaanidioksidiksi ja poistamalla muodostu- neet mangaanidioksidihiukkaset kalvosuodatuksen avulla.

• » * i ««« 30 Jotkin tunnetun tekniikan menetelmissä käytetyt hapettimet ovat ympäristölle hai- • · \.I tai lisiä (klooriyhdisteet) tai ne ovat melko tehottomia tai kalliita (kaliumpermanga- **:·* naatti).

»f · • · · • * \·'ι Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan yksinkertainen ja tehokas * * menetelmä mangaanin poistamiseksi raakavedestä tai muista vesipitoisista nes- 3 117337 teistä käyttämällä hapetinta, joka toimii myös biosidinä estäen bakteerien kasvua vesijohdoissa.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti saadaan aikaan menetelmä mangaanin poistamiseksi vesipitoisesta nesteestä, joka menetelmä käsittää vesipitoisen nesteen 5 käsittelemisen peretikkahapolla vesipitoisessa nesteessä olevan liukoisen Mn(ll):n hapettamiseksi liukenemattomaksi mangaaniyhdisteeksi ja mahdollisesti koagu-lantilla sekä muodostuneen liukenemattoman mangaaniyhdisteen erottamisen käsitellystä raakavedestä.

Vesipitoisessa nesteessä oleva liukoinen Mn(ll) hapetetaan korkeampaan hape-10 tustilaan, jossa mangaani saostuu kiinteänä yhdisteenä. Hapetustila on edullisesti (IV), mutta se voi olla myös (III) tai tilojen (III) ja (II) välinen hapetustila. Hapettumisen aikana voi muodostua myös liukenemattomien mangaaniyhdisteiden seoksia. Edullisia liukenemattomia mangaaniyhdisteitä ovat mangaanioksidit ja mangaani-oksihydraatit, ja erityisen edullisia ovat mangaani(IV)dioksidi ja mangaani(IV)oksi-15 hydraatti.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti vesipitoista nestettä käsitellään koa-guiantilla ennen peretikkahapolla käsittelemistä. Tämä käsittelyjärjestys saa aikaan hyvän mangaaninpoiston. Orgaanista ainesta sisältävä flokkuloitunut aine voidaan poistaa ennen käsittelyä peretikkahapolla.

20 Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisesti vesipitoista nestettä käsitel- *·*·* lään koagulantilia peretikkahapolla käsittelemisen jälkeen.

• « · • *· * « ; Hyviä tuloksia mangaaninpoiston suhteen saadaan, kun peretikkahappokäsittelyn retentioaika on 1 minuutti - 24 tuntia. Tämä koskee sekä tapausta, jossa vesipi- * * mlm toista nestettä käsitellään koagulantilia ennen peretikkahapolla käsittelemistä, että ·;;; 25 tapausta, jossa vesipitoista nestettä käsitellään koagulantilia peretikkahapolla kä- :·*·' sitteiemisen jälkeen.

; Koagulantti voi olla epäorgaanista koagulanttia, edullisesti rauta- tai alumiini- ,···, yhdistettä. Rautayhdiste voi olla kahden- tai kolmenarvoista rautayhdistettä, edulli- [y sesti kolmenarvoista rautayhdistettä, kuten ferrisulfaattia tai ferrikloridia. Polyalu- : V 30 miinikloridi on edullinen alumiiniyhdiste. Voidaan käyttää myös muita alumiiniyh-disteitä, kuten alunaa (alumiinisulfaattia).

** * i V Saostunut mangaaniyhdiste voidaan erottaa suodattamalla, kuten hiekkasuoda- V·: tuksen avulla.

4 117337

Peretikkahappo voi olla peretikkahapon tasapainoliuosta tai tislattua peretikkahap-poa.

Peretikkahapon tasapainoliuos (ePAA) on vesiliuos, joka sisältää edullisesti noin 10-20 painoprosenttia peretikkahappoa, 13-16 painoprosenttia vetyperoksidia ja 5 21-26 painoprosenttia etikkahappoa. Tyypillinen ePAA sisältää noin 13 painopro senttia peretikkahappoa, 15 painoprosenttia vetyperoksidia ja 22 painoprosenttia etikkahappoa.

Tislattu peretikkahappo (dPAA) on vesiliuos, joka sisältää edullisesti noin 20-60 painoprosenttia peretikkahappoa, 0,5-1,5 painoprosenttia vetyperoksidia ja 1-3 10 painoprosenttia etikkahappoa. Tyypillinen dPAA sisältää noin 40 painoprosenttia peretikkahappoa, 1 painoprosentin vetyperoksidia ja 2 painoprosenttia etikkahappoa.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa pH-arvossa 5-11, edullisesti 7-9.

15 Keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa, jossa koagulaatio suoritetaan ennen peretikkahappokäsitfcelyä, vesipitoisen nesteen pH voidaan koagulaation jälkeen ja ennen peretikkahapon lisäämistä säätää vähintään arvoon 7, edullisesti vähintään arvoon 8. Peretikkahapon lisäämisen jälkeen pH voidaan pitää vähintään arvossa 7, edullisesti vähintään arvossa 8. pH:n säätöön voidaan käyttää mitä tahansa so-20 pivaa emästä.

• · ·♦»

Vastaavasti keksinnön siinä suoritusmuodossa, jossa koagulaatio suoritetaan per-: etikkahappokäsittelyn jälkeen, vesipitoisen nesteen pH ennen peretikkahap- pokäsittelyä tai sen aikana voidaan säätää vähintään arvoon 7, edullisesti vähin-tään arvoon 8. Seuraavan koagulaation aikana pH on alempi.

···* • · · 25 Peretikkahappoa lisätään edullisesti 0,1 mg/l - 100mg/l, edullisemmin 1 mg -10 mg/l. Määrällä tarkoitetaan peretikkahapon painoa.

• · · • · ·

It; Vesipitoinen neste on edullisesti raakavettä, pintavesi ja pohjavesi mukaan lukien, **;** jota käytetään mangaanin poistamisen jälkeen talousvetenä, juomavesi mukaan lukien, tai prosessivetenä esim. selluloosa- ja paperiteollisuudessa. Esillä olevan :***: 30 keksinnön mukaisesti puhdistettavan raakaveden suurin mangaanipitoisuus on 2.\ tyypillisesti 1 mg/l. Vesipitoinen neste voi olla myös teollisuuden jäte- tai kiertovet- \ ta, joka on peräisin esimerkiksi metalliteollisuudesta tai tekstiiliteollisuudesta, tai : · * · 5 yhdyskuntajätevettä.

5 117337

Seuraavassa keksintöä havainnollistetaan esimerkkien avulla.

Esimerkki 1

Tutkittiin hapettavien aineiden vaikutusta mangaaninpoistoon. Kokeet suoritettiin 1 l:n erinä miniflokkulointilaitteessa. Veteen lisättiin Mn:a pitoisuuden 0,15 mg/l ai-5 kaansaamiseksi. Vesi koaguloitiin joko polyalumiinikloridilla (PAX-18:lla) tai ferri-sulfaatilla (PIX-322:lla). Hapettimet lisättiin joko ennen koagulanttia tai sen jälkeen. Μη-pitoisuus analysoitiin vedestä suodatuksen jälkeen. Kokeiden pH-arvot olivat 4,4-5,0, kun koagulanttina käytettiin ferrisulfaattia, ja 5,6-6,2, kun koagulanttina oli polyalumiinikloridi. Koemenetelmän yksityiskohtainen kuvaus on esitetty alla.

10 Koagulaatiomenetelmä, kun hapetin lisättiin ennen koagulanttia, oli seuraavanlainen:

Nopea sekoitus: 400 rpm, 30 s 1. nopea sekoitus -* hapettimen lisäys 2. nopea sekoitus -► pH:n säätäminen siten, että koagulantin lisäämisen jälkeen 15 pH on noin 6,0, kun koagulanttina käytettiin poiyalumiinikloridia (PAX-18:aa), ja noin 4,5, kun koagulanttina käytettiin ferrisulfaattia (PIX-322:ta).

3. nopea sekoitus -+ koagulantin lisäys

Hidas sekoitus: 30 rpm, 30 min

Sedimentaatio 30 min 20 Suodatus » i I»» 4 4 \‘*i Koagulaatiomenetelmä, kun hapetin lisättiin koagulantin jälkeen, oli seuraavanlai- nen: * * *

Nopea sekoitus: 400 rpm, 30 s 1. nopea sekoitus —► pH:n säätäminen siten, että koagulantin lisäämisen jälkeen '···* 25 pH on noin 6,0, kun koagulanttina käytettiin poiyalumiinikloridia (PAX-18:aa), ja noin 4,5, kun koagulanttina käytettiin ferrisulfaattia (P!X-322:ta).

2. nopea sekoitus -> koagulantin lisäys ·«·

Hidas sekoitus: 30 rpm, 30 min : v. Sedimentaatio 30 min • · [···. 30 Dekantointi (500 ml) » 4

Hapettimen lisäys supernatanttiin : V Sedimentaatio 15 min :.**! Suodatus 6 117337

Kokeiden tulokset on esitetty taulukossa I. Kokeen yhdessä kohdassa käytetään 5 minuutin aikaviivettä korkeassa pH:ssa ennen koagulantin lisäystä (dPAA1).

ePAA = peretikkahapon tasapainoliuos (vesiliuos, joka sisältää noin 13 paino-prosenttia peretikkahappoa, 22 painoprosenttia etikkahappoa ja 15 pai-5 noprosenttia vetyperoksidia) dPAA = tislattu peretikkahappo (vesiliuos, joka sisältää noin 40 painoprosenttia peretikkahappoa, 1 painoprosentin vetyperoksidia ja 2 painoprosenttia etikkahappoa) t

NaCIO = natriumhypokloriitti (vertailuyhdisteenä) 10 Taulukko I Hapettimen (ePAA:n, dPAA:n ja NaCIO:n) vaikutus mangaaninpois-toon. Kokeissa käytettiin koagulantteina ferrosulfaattia (PIX-322:ta) ja polyalumiini-kloridia (PAX-18:aa). Hapetin lisättiin joko ennen koagulaatiota tai sen jälkeen. Termillä "pH 5 min kuluttua’1 tarkoitetaan koagulaatio-pH:ta, joka on rekisteröity 5 min hitaan sekoittamisen aloittamisen jälkeen. ePAA:n tai dPAA:n annos laske-15 taan aktiivisen aineen perusteella, ts. 100-prosenttisena PAA:na.

oe • · • 1 e·· • · • 1 · • ·· ♦ 1 • « 1 • · · • 1 4 444 • · • 4 »•f • · · • ♦ · ··· 444 • 1 • · 444 44 · • « « 4 4 4 m »»· • 4 • ·

• «I

44 » • · · • 4 • 4 4 II» • 44 • 4 7 117337

Hapetin Annos__j>H__Mn 5 min

___ppm kuluttua mg/J

Aluksi +Mn__:__:__M__0,150

PlX-322 (ferrisuifaatti) 50 mg/l__:__:__4*5__0,094

Koagulantti hapettimen jälkeen ePAA 2__M__0,075 ePAA 8__4,5 0,087 dPAA 2,3__4,8 0,076 dPAA 8__4,8 0,075 ____dPAA* 2,3 4,4 0,032

Koagulantti ennen hapetinta ePAA 2__4^5__0,039 ePAA 8__4,4 0,043 dPAA 2,3__4,5 0,042 __dPAA 8__4,4 0,043

Aluksi +Mn____6J__0,150 PAX-18 (polyalu m iini kloridi) 30,7 mg/l____6,0 0,095

Koagulantti hapettimen jälkeen ePAA 2__6J__0,110 ePAA 8__5,9 0,110 dPAA 2,3__5,6 0,095 dPAA 8__5,8 0,010

NaCIO 2__5,8 0,095 __ NaCIO 8 6,0 0,092

Koagulantti ennen hapetinta ePAA 2 6,2__0,080 ePAA 8__6,2 0,081 dPAA 2,3__6,0 0,080 dPAA 8 6,1 0,049

NaCIO 2__6,1 0,081 !—s NaCIO 8 6,0 0,077 • · 1 ..... . 1.....— · --1 • v * ![ * 5 minuutin aikaviive ennen koagulantin lisäystä • · · • ·· ·:··: Testatun veden mangaanipitoisuus oli alussa 0,15 mg/l. Koagulaation jälkeen pi- ·*· toisuus oli 0,094 mg/l tai 0,095 mg/l. Sekä ePAA että dPAA pystyivät hapettamaan t··· .···. mangaania jonkin verran, kun koagulanttina oli ferrisuifaatti. Molemmat lisäyskoh- 5 dat myös toimivat. Parempia tuloksia saatiin, jos ePAA/dPAA lisättiin ferrosulfaatilla suoritetun koaguloinnin jälkeen. Ilmeisesti muut yhdisteet kuluttavat enemmän ha-petinta, jos hapetin lisätään ennen koagulanttia. Tämä saa aikaan sen, että man-*···* gaania poistuu vähemmän. Toinen selitys saattaa olla se, että jäännösrauta kiih- :*·*: dyttää mangaanin hapetusta per-tuotteiden avulla. Ilmeisesti myös orgaanisen 10 matriisin saostuminen "vapauttaa" Mn:a, jolloin se hapettuu helpommin.

Γ*[: 5 minuutin aikaviive ennen ferrisulfaattilisäystä lisäsi huomattavasti mangaanin vähenemistä. Tämä johtuu pidemmästä hapetusajasta korkeammassa pH-arvos- • « sa.

8 117337 ePAA ei pystynyt hapettamaan mangaania, kun koagulantti (polyalumiinikloridi) lisättiin hapettimen jälkeen. Suurempi dPAA-annos poisti erittäin tehokkaasti mangaania, jos lisäys suoritettiin ennen koagulanttia. NaCIO ei pystynyt poistamaan mangaania, mikäli se lisättiin ennen koagulanttia. Jos ePAA lisättiin polyalumiini-5 kloridilla suoritetun koagulaation jälkeen, se pystyi poistamaan mangaania. Myös tässä tapauksessa suurempi dPAA-annos oli tehokkaampi. Tässä tapauksessa NaCIO oli yhtä tehokas kuin ePAA.

Esimerkki 2

Hapettimien vaikutus mangaaninpoistoon on esitetty taulukossa II. Näissä kokeis-10 sa hapetin lisätään suoraan veteen. Kokeissa 2-5 pH säädettiin arvoon 8,5 0,1 M NaOH:lla. Näissä kokeissa hapetin lisättiin pH-arvon säätämisen jälkeen. Kokeessa nro 5 käytettiin KMn04:a (vertailuyhdisteenä).

Taulukko II Hapettimien (dPAA:n ja KMn04:n) vaikutus mangaaninpoistoon. Kokeissa 2-5 pH säädettiin arvoon 8,5 0,1 M NaOH:lla. Hapetin lisättiin pH-arvon 15 säätämisen jälkeen. dPAA:n annos lasketaan aktiivisen aineen perusteella, ts. 10O-prosenttisena PAA:na.

Koe KMn04 dPAA pH pH pH Mn, Mn, mg/l mg/l __ppm ppm 3 min 10 min 30 min 10 min 30 min . _1__ 5,9__0,28 2 __ 5 7,0 6,9__6,9 <0,02 <0,02 3 - 1_ 7,8 7,6__7,4 <0,025 <0,025 4 - 0,5 8,0 7,7__7,5 <0,05 <0,05 V 5 l 0,6 - 8,2 l 8,1 l - 0,02 - ····

Mn:n pitoisuus 0-kokeen (koe 1) alussa oli 0,28 mg/l. dPAA hapetti mangaania erittäin tehokkaasti korkeassa pH:ssa. Myös KMn04 pystyi hapettamaan mangaa-:20 nia.

t*· ··· *·;·’ Esimerkki 3 ·· · ♦ · · • · 3.1 Raakaveden ominaisuudet • *

Vesinäyte oli pintavettä, joka oli otettu eräästä joesta Länsi-Suomessa. Koska mangaani pitoisuus oli riittävän suuri erilaisten käsittelyjen vaikutuksen havaitsemi-25 seen, ylimääräisen mangaanin lisääminen ei ollut tarpeen. Vesinäytteen koostumus on esitetty taulukossa III.

Taulukko 111 117337 9 _βH__6,2_ Μη__mg/l__0,356 _Fe__mg/l 0,321

Permanganaattiarvo mg/l 77_

Johtavuus__juS/cm 221_

Sameus__NTU__83_ COPcr__mg/l 20_ ITOC mg/l [ 15 pH:n vaikutusta Mn-pitoisuuteen tutkittiin muuttamalla pH:ta happamampaan ja emäksisempään suuntaan. Kokeiden tulokset on esitetty taulukossa IV.

5 Taulukko IV

pH Mn __mg/l 4.1 0,353 4,8 0,353 6.2 0,352 7,1 0,331 O 7,5 0,307 8,0 0,297 .’.1! 8,6 0,287 .!!!: 8,9 0,264 « I 1,Ί ' '"^"L---- ' ♦ «««

Voidaan havaita vain vähäinen Mn-pitoisuuden pieneneminen. Heikosti emäksi-***** sessä pH:ssa Μη-pitoisuus pieneni juuri alle arvon 0,30 mg/l.

: 3.2 pH:n vaikutus Mn-pitoisuuteen erilaisilla PAA-annoksilla *# 1 * · · 9 9 ’1:2 10 pH:n vaikutusta Mn-pitoisuuteen tutkittiin erilaisilla PAA-annoksilla. Tulokset on :3: esitetty taulukoissa V-VII. dPAA-annokset ovat suhteessa PAA-liuoksen painoon (aktiivisen aineen paino voidaan laskea kertomalla arvo 0,4:ilä).

• · · 9 9® · • 9 9 • 9 • 1 9 2 »99 « « 9 3 9 9 10

Taulukko V

117337 dPAA pH Redox Μη ppm lopuksi mV mg/l 0 6,3 319 0,354 1 6,3 414 0,338 10 6,1 450 0,335 100 5,2 610 0,337

Taulukon V tulokset osoittavat, että jos PAA:ta lisättiin veteen ilman pH-säätöä, Μη-pitoisuus ei muuttunut lainkaan.

5 Taulukko VI

dPAA pH Redox Μη ppm lopuksi mV mg/l 0 8,1 193 0,309 1 7,6 465 0,325 10 6,9 595 0,290 100 6,1 I 610 0,237

Taulukko VII

··· • · ___r___ΊΓ ]%'.· dPAA Μη, mg/l .*’.·! ppm pH 8,5 | pH 9,5 0 0,276 0,188 *!"! 1 0,258 0,190 ••'Γ 10 0,257 0,216 C’.: 50 I 0 235 0,205 2.:*: Taulukoiden VI ja VII tulokset osoittavat, että kun pH säädettiin vähintään arvoon 8 10 ennen PAA:n lisäämistä, voidaan havaita Mn-pitoisuuden pienenevän jonkin ver-;.\β ran. Μη-pitoisuus pysyy joka tapauksessa melko korkeana, liian korkeana teolli- seen käyttöön tai kotitalouksien vesijohtovedeksi.

* « • ♦ 3.3 Raudalla suoritetun koagulaation vaikutus Mn-pitoisuuteen • · • 9 :Λ: Raakaveden käsittelymenetelmän ensimmäisenä vaiheena on tavallisesti kemialli- 15 nen saostus epäorgaanisella koagulantilla. Kokeissa köaguiantiksi valittiin ferrosulfaatti, kauppanimi PIX 322. Saostuman saostumisen ja erotuksen jälkeen pH sää- 11 117337 dettiin haluttuun arvoon, ja sen jälkeen PAA:ta annosteltiin erisuuruisia määriä säätäen mahdollisesti vielä pH-arvoa. Tulokset on esitetty taulukoissa Vili—X. dPAA-annokset ovat suhteessa PAA-liuoksen painoon (aktiivisen aineen paino voidaan laskea kertomalla arvo 0,40:llä).

5 Taulukko Vili dPAA pH Redox Μη ppm lopuksi mV mg/l 0 8,1 210 0,353 1 7,0 430 0,277 10 6,7 427 0,014 100 I 5,6 640 0,126

Taulukon Vili tulokset (ΡΙΧ-annos oli 75 mg/l) osoittavat, että annosteltu PAA-määrä vaikuttaa loppu-pH-arvoon. Annoksella 10ppm voitiin pH-arvossa 6,7 havaita selvä Mn-pitoisuuden pieneneminen.

10 Taulukko IX

dPAA, pH lopuksi__Redox mV__Mn, mg/l ppm PIX 322, mg/l PIX 322, mg/l PIX 322, mg/l 75 | 150 75 150 75 150 • · ——— - — ...... 1 - - ........

* · • « * * * -_______ - . . - · —_ _ 0 8,6 8,6 160 160 0,305 0,217 :·ί·; 1 8,5 8,6 255 240 0,137 0,052 10 8,6 8,6 305 355 0,011 0,029 ..t 50 8,5 8,5 [ 460 460 0,008 0,005 • * * « · · * i ·· ·

Taulukon IX tulokset osoittavat, että jos pH pidettiin vakiona, 8,5-8,6, koko hape- : tuksen ajan, Μη-pitoisuus pieneni merkittävästi. Rautakoagulanttimäärien 75 ja • · * .*·*. 150 mg/l vertailu osoitti, että suurempi koagulanttiannos auttaa PAA:ta pienentä- 15 mään Mn-pitoisuutta.

• * » » · « · pH:n vaikutuksen yksityiskohtaisempaa tutkimista varten pH säädettiin koagulaati-on jälkeen eri arvoihin. Käytetty koagulantin PIX 322 määrä oli 75 mg/l. Tulokset 1 on esitetty taulukossa X.

♦ * * • #9 • * 12

Taulukko X

117337 dPAA ___ Μη-pitoisuus eri pH-an/oissa, mg/l__ PPm 5,6 6 6,5 6,7 7 7,3 7,5 8 8,5 _1__ 0,32 0,299__ 0,277 0,184___0,137 5__ 0,31 0,163 0,015__ 0,016 0,016 0,017 10__ 0,178 0,031 0,014__0,012__0,011 50 0,019 0,016 ____0____0,008 100 0,126 1 1

Tulokset on esitetty myös graafisesti oheisessa kuviossa 1. Tulokset osoittavat selvästi, että mitä pienempi pH-arvo on, sitä vähemmän Μη-pitoisuus pienenee.

5 Esimerkki 4

Suoritettiin lisäkokeita esimerkissä 3 kuvatulla tavalla toiselle raakavedelle, jonka koostumus on esitetty taulukossa XI.

Taulukko IX

_£H___5,2

Mn_ mg/l__0,507 ;···| _Fe__mg/J__0,360 V1: Permanganaattiarvo mg/l 14 \:.2 Johtavuus__//S/cm 186 *:1’i Sameus__NTU__1,23 ...t ICODc, mg/l | 17 • «I • · • » ··· 10 4.1 Raudalla suoritetun koagulaation vaikutus Mn-pitoisuuteen • · ·

Kokeet suoritettiin edellä kohdassa 3.3 kuvatulla tavalla. Koagulanttina käytettiin ferrosulfaattia (PIX-322:ta). Tulokset on esitetty taulukoissa XII-XIV.

«· · • · · ♦ · • · ··· • · ·· • · · • · • · · ♦

Taulukko XII

13 117337 dPAA pH Redox Μη ppm__mV__mg/l 0 8,5 215 0,473 1 __7,1 414 0,409 5 6,9 460 0,096 10 6,1 570 0,008 1 8,6 210 0,248 5 8,5 260 0,005 I" 10 8,5 420 0,011 PIX 322, 20 mg/l

Taulukon XII tulokset osoittavat, että annosteltu PAA-määrä vaikuttaa loppu-pH-arvoon ja että jos pH pidetään vakiona, 8,5-8,6, koko hapetuksen ajan, Mn-5 pitoisuus pieneni merkittävästi. Annoksella 5 ppm voidaan havaita selvä Mn-pitoisuuden pieneneminen.

Taulukko XIII

Fe ePAA pH Redox Μη mg/l ppm lopuksi mV__mg/l 10__0 8,5___0,218 :r; 10__30 8,4__240__0,055 :M 10__50 8,5__240__0,098 10 100 8,3 240 0,089

··· Taulukko XIV

* * ** * * * ’·♦·* Fe ePAA pH Redox Μη mg/l__ppm lopuksi__mV__mg/l KO 20__0 8,5___0,129 20__10 8,3__300 0,022 20__20 8,4__290__0,021 20__30 8,3__290__0,029 V 10 V\: Taulukoiden XIII ja XIV tulokset osoittavat, että myös ePAA vähentää tehokkaasti M n-pito is uutta ja että jos pH pidettiin vakioarvossa noin 8,5 koko hapetuksen ajan, m ·

Mn-pitoisuus pieneni merkittävästi suhteellisen pienillä rautakoagulanttiannoksilla.

Claims (14)

117337

1. Menetelmä mangaanin poistamiseksi vesipitoisesta nesteestä, joka menetelmä käsittää vesipitoisen nesteen käsittelemisen peretikkahapolla vesipitoisessa nesteessä olevan liukoisen Mn(ll):n hapettamiseksi liukenemattomaksi mangaani- 5 yhdisteeksi ja mahdollisesti koagulantiila sekä muodostuneen liukenemattoman mangaaniyhdisteen erottamisen käsitellystä vesipitoisesta nesteestä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa vesipitoista nestettä käsitellään koagulantiila ennen peretikkahapolla käsittelemistä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, jossa koaguioitu aine poiste-10 taan ennen peretikkahapolla käsittelemistä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa vesipitoista nestettä käsitellään koagulantiila peretikkahapolla käsittelemisen jälkeen.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, jossa peretikkahapolla käsittelemisen retentioaika on 1 minuutti - 24 tuntia.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, jossa koagulantti on epäorgaanista koagulanttia, edullisesti rauta- tai alum iin iyhdistettä. « · ··«

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, jossa koagulantti on . polyalumiinikloridia tai kolmenarvoista rautayhdistettä, kuten ferrisulfaattia. *****

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, jossa liukenematon „1? 20 mangaaniyhdiste erotetaan suodattamalla, kuten hiekkasuodatuksen avulla. # · • *

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1^8 mukainen menetelmä, jossa peretikkahappo . on peretikkahapon tasapainoliuosta tai tislattua peretikkahappoa, edullisesti tislat- « · · “·|·* tua peretikkahappoa. * » • · • · · # \e

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen menetelmä, jossa pH on mene- 25 telmän aikana 5-11, edullisesti 7-9. • · • · ·« 9

:·] 11. Jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen menetelmä, jossa vesipitoisen ; nesteen pH säädetään koagulaation jälkeen ja ennen peretikkahapon lisäystä vä- *· hintään arvoon 7, edullisesti vähintään arvoon 8.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, jossa pH pidetään peretikka-30 hapon lisäämisen jälkeen vähintään arvossa 7, edullisesti vähintään arvossa 8. 117337

13. Jonkin patenttivaatimuksista 1-12 mukainen menetelmä, jossa peretikkahap-poa lisätään 0,1 mg/l -100 mg/l, edullisesti 1 mg/l - 10 mg/l,

14. Jonkin patenttivaatimuksista 1-13 mukainen menetelmä, jossa vesipitoinen neste on raakavettä, pintavesi ja pohjavesi mukaan lukien, tai vesipitoinen neste 5 on jätevettä.