bbk 000000

УДК 628.16.081:546.72/.711

Рязанцев А. А., Глазков Д. В., Просяников Е. Д.

Удаление железа и марганца из природных вод

Аннотация

Целью исследований было изучение влияния кавитации, инициированной в низконапорных устройствах струйного типа, на кинетику окисления ионов Fe²⁺ и Mn²⁺, а также разработка метода удаления марганца и железа из природных вод без использования химических реагентов. Приведены результаты исследований и механизмы каталитического окисления железа Fe²⁺ и марганца Mn²⁺ в воде под воздействием кавитации. Устройство струйного типа снабжено кассетой, выполненной в виде конуса, с помещенной в нее загрузкой из дробленого природного марганцевого минерала псиломелана или мелких кусочков стальной стружки. Частицы катализатора MnO₂ и (или) FeOOH, попадающие в воду вследствие коррозии загрузки под воздействием кавитации, становятся центрами, на которых осуществляется адсорбция и окисление ионов Fe²⁺ и Mn²⁺. Установлено, что в этих условиях окисление Fe²⁺ не является лимитирующей стадией, а полное окисление ионов Mn²⁺, исходная концентрация которых составляла 2 мг/л, происходит за 5 минут. Причинами быстрого окисления марганца в реакторе с загрузкой из стальной стружки служат высокая скорость коррозии Fe⁰ под воздействием кавитации и каталитическое действие аморфных гидроксидов железа, образующихся при коррозии загрузки. Полученные экспериментальные данные позволили разработать технологическую схему очистки воды от марганца и железа, включающую кавитационный модуль и керамические мембранные фильтры, работающие в режиме кросс-фильтрации. Рассчитаны размеры и объем очистных сооружений для станции водоподготовки производительностью 60 м³/сут.

Ключевые слова

железо , марганец , природные воды , деманганация , обез­железивание , каталитическое окисление , кавитация , кросс-фильтрация

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Scientific opinion of the panel on food additives, flavourings, processing aids and materials in contact with food (AFC) // The EFSA Journal. 2008. № 784. P. 1–19.
2. Юдович Я. Э., Кетрис М. П. Геохимия марганца в процессах гипергенеза: обзор // Биосфера. 2013. Т. 5. № 1. С. 21–36.
3. Environmental Catalysis: Edited by V. H. Grassian. – USA, CRC Press, 2005. P. 61–82.
4. Пат. 94564, РФ. МПК С 02 А 1/463. Устройство для очистки промышленных сточных вод. Рязанцев А. А., Батоева А. А., Хандархаева М. С. // Изобретения. Полезные модели. 2010. № 15.
5. Батоева А. А., Асеев Д. Г., Рязанцев А. А. и др. Применение реакторов гидродинамической кавитации в технологиях очистки сточных вод // Известия вузов. Серия Строительство. 2011. № 5. С. 45–52.
6. Миловский А. В. Минералогия и петрография. – М.: Недра, 1985. 432 с.
7. Лурье Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. – М.: Химия, 1984. 448 с.
8. Hem J. D. Chemical equilibria and rates of manganese oxidation / U. S. Geological Survey Water-Supply. Paper 1667a. – Washington, U. S. Government Printig Office, 1963. 63 p.