FI102160B - Menetelmä vedenpuhdistuskemikaalin käyttökelpoisuuden parantamiseksi j a saostusaine - Google Patents

Description

, 102160

Menetelmä vedenpuhdistuskemikaalin käyttökelpoisuuden parantamiseksi ja saos-tusaine - Förfarande för förbättring av användbarheten av en vattenbehandlingske-mikalie och koagulant 5 Tämä keksintö koskee menetelmää sellaisen vedenpuhdistuskemikaalin käyttökelpoisuuden parantamiseksi, joka sisältää rauta- ja/tai alumiiniyhdistettä pääaineosana ja liukoista kaksiarvoista mangaania Mn(II) epäpuhtautena. Keksintö koskee myös saostusainetta konsentroidun vesiliuoksen muodossa.

10

Liukoisen mangaanin haitalliseen vaikutukseen juomavedessä ei liity mitään spesifistä terveysongelmaa. Mn^+m korkeisiin konsentraatioihin liittyvät haitalliset vaikutukset ovat luonteeltaan pikemmin esteettisiä. Veden värin muuttuminen on toistuva kuluttajan valitus. Samoin rautaa ja mangaania hapettavien bakteerien kasvu 15 päävesijohdoissa voi johtaa jakeluveden laadun yleiseen huononemiseen. Näistä syistä on juomavedessä olevan liukoisen mangaanin maksimikonsentraatioille asetettu standardiarvot. Euroopan unionissa on sallittu maksimikonsentraatio 50 pg/l ja ohjetaso on 20 pg/l.

20 Aikaisemmasta tekniikasta tunnetaan useita menetelmiä, joiden avulla voidaan kontrolloida liukoisen mangaanin konsentraatioita vedenpuhdistuslaitoksissa. Aikaisemmin mangaanin kontrolliin liittyi usein kloori joko yksinään tai yhdistettynä kaliumpermanganaatin kanssa aikalisissä pH-olosuhteissa. Viime vuosina on lisääntynyt vaihtoehtoisten hapetinten käyttäminen. Otsonia on käytetty hapettamaan vedessä 25 olevaa liukoista mangaania seuraavasti (Wilczak, A. et ai., Journal AWWA 85 . (1993) 10,98-104): • · « • · · • · · (1) Mn^ + + O3 + H2O —> Mn02(s) + 02(aq) + 2 H+ • · · ; I; 30 Hapetusreaktiossa muodostunut mangaanidioksidi on joko hiukkas- tai kolloidimuo- • · · *\ * dossa. Kiinteää mangaanidioksidia on vaikea saada pois suodattamalla, mutta se : voidaan helposti poistaa saostamalla höytäleinä. Esimerkiksi saostuskemikaalia, :' *': kuten ferrikloridia, voidaan lisätä veteen ennnen otsonointia muodostamaan ferri- .;. hydroksidihöytäleitä, jotka sitten poistavat kiinteän mangaanidioksidin laskeutu- ·' 35 maila.

Reaktion (1) stökiometria ennustaa, että vaaditaan 0,88 mg O3 hapettamaan 1 mg Mn2+ On ilmoitettu, että liian suuret O3-annokset tai otsonointi riittävän alhaisella 102160 2 pH-arvolla saattavat johtaa permanganaatin muodostumiseen (Seby, F. et ai., Ozone Science & Engineering, voi. 17, s. 135-147) seuraavan reaktion mukaisesti: (2) 2 Mn2+ + 5 03 + 3 H20 2 MnO^ + 5 02 + 6 H+ 5

Seuraavassa esitetään hapetusreaktiot KMn04:lle, HOCklle (vapaa kloori), kloori-dioksidille ja kloraateille (Langlais, B et ai., Ozone in Water Treatment, AWWA Research Fdn, 1991, sivu 139) 10 (3) 3 Mn2 + + 2 MnO4- + 2 H20 5 Mn02(s) + 4H+ (4) Mn2+ + HOC1 + H20 Mn02(s) + Cl' + 3 H+ (5) Mn2 + + 2 C102 + 2 H20 -> Mn02(s) + 2 C102- + 4H+ 15 (6) 6 Mn2+ + 5 CIO3- + 9 H20 5 Cl' + 6 Mn04- + 18 H+

Eri hapettunet voidaan järjestää alenevan hapetusvoiman järjestykseen normaalire-doksipotentiaalin E^:n mukaan. Taulukossa A esitetään luettelo potentiaaliarvoista, 20 jotka on saatu eri lähteistä (CRC Handbook of Chemistry and Physics, Langlais et ai.).

Taulukko A . Normaaliredoksipotentiaalit eri hapettimille.

. i Hapetin__E° (V) ; Otsoni 2,07 • · ·

Vetyperoksidi 1,78

Permanganaatti 1,68 . Alikloorihapoke 1,49 "I Kloraatti 1,45 :·; : Mn02 1,22 : Kloori di oksidi 0,954 25

Vaikka taulukon A arvot eivät kerro, kuinka nopeasti tietty hapetusreaktio tapahtuu, se on hyödyllinen ennustamaan, mitkä reaktiot ovat termodynaamisesti mahdollisia vedessä. Taulukko A esimerkiksi ennustaa, että on termodynaamisesti mahdollista 3 102160 otsonin avulla hapettaa MnC>2 permanganaatiksi. Viitataan vielä mukaan liitettyyn kaavioon (kuvio 1), joka esittää mangaanin tasapainoa vedessä. Tästä kuviosta voidaan nähdä, että vaaditaan spesifinen hapetusvoima hapettamaan Μη^+ MnC^ksi riippuen vesisysteemin pH-arvosta. Kaikilla edellä olevilla hapettimilla on vaaditttu 5 hapetusvoima.

Vedenpuhdistuskemikaalit ovat tyypillisesti rauta- tai alumiiniyhdisteitä, jotka on valmistettu erilaisista, näitä metalleja sisältävistä raaka-aineista. Jos raaka-aine, josta kemikaali valmistetaan, sisältää korkean mangaanikonsentraation, tuotteena saadulla 10 kemikaalilla tulee myös olemaan korotettu mangaanikonsentraatio, ellei mangaania poisteta. Tämä on kuitenkin vaikeata raudan ja mangaanin kemiallisen samankaltaisuuden vuoksi. Esimerkkinä tämän kaltaisesta korkean mangaanipitoisuuden omaavasta raaka-aineesta mainittakoon ferrosulfaatti, joka on titaanidioksidiprosessin sivutuotetta.

15

Saostuskemikaalilla, joka on valmistettu korotetun mangaanipitoisuuden omaavasta raaka-aineesta, on alempi käypä arvo, koska sen käyttäminen vaatii mangaanin pois-tovaiheen puhdistusprosessissa. Mikäli vedenpuhdistuslaitteistossa on jo olemassa mangaanin poistovaihe, kuten usein on laita, sen käyttäminen vaatii suurennetun 20 annoksen mangaania kontrolloivaa hapetinta sisään viilaavassa vedessä. Kaikissa tapauksissa mangaania sisältävän saostuskemikaalin käyttäminen tuo vesivirtaan lisäkuormituksena liukoista mangaania. Ihanteellinen ratkaisu tähän pulmaan olisi menetelmä, jonka avulla voitaisiin poistaa saostuskemikaalissa oleva liukoinen mangaani ennen sen lisäämistä veteen.

. : 25 . Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää menetelmä, jossa liukoisen mangaanin haitallista vaikutusta saostuskemikaalissa voidaan vähentää minimiin. Keksinnön • · · tarkoituksena on erikoisesti lisätä rautayhdisteiden, erikoisesti ferrosulfaatin, joka . sisältää mangaania epäpuhtautena, käyttökelpoisuutta raaka-aineena saostuskemi- 30 kaalien valmistuksessa. Menetelmän tunnusmerkit esitetään mukaan liitetyssä pa- • · · ’·1 ' tenttivaatimuksessa 1.

· · • · · : ’": Esillä oleva keksintö koskee siis menetelmää, jonka avulla voidaan parantaa veden- puhdistuskemikaalin käyttökelpoisuutta saostusaineena vedenpuhdistusmenetelmäs-’ 35 sä, joka käsittää höytälöittämisvaiheen, jossa saostusaine vesiliuoksen muodossa lisätään puhdistettavaan veteen, joka vedenpuhdistuskemikaali sisältää rauta- ja/tai alumiiniyhdistettä pääaineosana ja liukoista kaksiarvoista mangaania Mn(II) epäpuhtautena, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että mainitun vedenpuhdistuske- 4 102160 mikaalin konsentroidulle vesiliuokselle suoritetaan hapettaminen hapettunen avulla, niin että saadaan konsentroitu vesiliuos käytettäväksi mainittuna saostusaineena, tai saatu konsentroitu vesiliuos muutetaan kiinteäksi tuotteeksi, joka myöhemmin muutetaan vesiliuokseksi, jota käytetään mainittuna saostusaineena, jota hapetinta käyte-5 tään määrä, joka on riittävä hapettamaan ainakin vedenpuhdistuskemikaalissa oleva liukoinen Mn(II) mangaanidioksidiksi MnC>2 tai permanganaatiksi Mn04", jolloin mainittu MnC>2 höytälöitetään pois seuraavassa höytälöittämi s vaiheessa ja mainittu MnC>4" toimii hapettimena vedenpuhdistusmenetelmässä.

10 Keksinnön mukaan, ennen kuin vedenpuhdistuskemikaalissa olevaa liukoista mangaania lisätään sisään viilaavaan veteen, se "naamioidaan" muotoon, joka saostuu höytäleinä helposti yhdessä muiden epäpuhtauksien kanssa. Tämä naamiointivaiku-tus saadaan aikaan kemikaalin konsentroituun vesiliuokseen lisätyn hapettimen avulla. Käyttämällä sopivaa hapetinta osa liukoisesta mangaanista voidaan jopa hapettaa 15 seitsenarvoiseksi permanganaatiksi, joka toimii sitten hapettimena seuraavassa ve-denpuhdistusprosessissa. Täten osa liukoisesta mangaanista voidaan muuntaa hyvin käyttökelpoiseen muotoon, jota käytetään hyväksi seuraavissa vedenpuhdistusvai-heissa.

20 Hapetinta lisätään ainakin riittävä määrä hapettamaan vedenpuhdistuskemikaalissa oleva Mn2+, mutta sitä lisätään mieluummin riittävä määrä hapettamaan myös sisään virtaavan veden liukoinen Mn.

Hapetin voi olla vetyperoksidia, permanganaattia, kuten alkalipermanganaatti, otso-25 nia> happea, klooria, klooridioksidia, kloraattia, kuten alkalikloraatti, ferraattia tai . ferriittiä tai niiden seosta.

• · ·

On olemassa useita tapoja keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.

• · · 30 Ensimmäisen suoritusmuodon mukaan hapetinta lisätään vedenpuhdistuskemikaalin • · · konsentroituun vesiliuokseen, niin että saadaan konsentroitu vesiliuos käytettäväksi : mainittuna saostusaineena höytälöittämisvaiheessa. Tässä tapauksessa hapetin voi- !"': daan lisätä joko saostusainetta valmistavassa laitoksessa tai vedenpuhdistamossa.

35 Toisen suoritusmuodon mukaan hapetin lisätään vedenpuhdistuskemikaalin konsentroituun vesiliuokseen ja sen jälkeen saatu liuos rakeistetaan kiinteäksi tuotteeksi, joka liuotetaan vedenpuhdistamossa, niin että saadaan vesiliuos, jota käytetään mainittuna saostusaineena höytälöittämisvaiheessa.

5 102160

Kolmannen suoritusmuodon mukaan hapetin lisätään vedenpuhdistuskemikaaliin molempien ollessa kiinteässä muodossa, ja saatu seos liuotetaan vedenpuhdistamos-sa, niin että saadaan konsentroitu vesiliuos käytettäväksi mainittuna saostusaineena höytälöittämisvaiheessa. Kiinteä hapetin on mieluummin permanganaattia, kuten al- 5 kalipermanganaatti, kloraattia, kuten alkalikloraatti, ferraattia tai ferriittiä.

Vedenpuhdistuskemikaali sisältää mieluummin ferrisulfaattia pääkomponenttina. Sopiva alumiinia sisältävä vedenpuhdistuskemikaali on alumiinisulfaatti.

10 Siinä tapauksessa, että vedenpuhdistuskemikaali sisältää ferriyhdistettä, Fe:n kon-sentraatio hapetettavassa konsentroidussa vesiliuoksessa, samoin kuin saadussa konsentroidussa vesiliuoksessa on mieluummin noin 10-14 paino-% ja vielä mieluummin noin 11-12 paino-%.

15 Siinä tapauksessa, että vedenpuhdistuskemikaali sisältää alumiiniyhdistettä, Al:n konsentraatio hapetettavassa konsentroidussa vesiliuoksessa, samoin kuin saadussa konsentroidussa vesiliuoksessa on mieluummin noin 6-9 paino-% laskettuna Al2C>3:na.

20 Siinä tapauksessa, että vedenpuhdistuskemikaali on kiinteässä muodossa, kuten esimerkiksi ferrosulfaatti, se voidaan liuottaa veteen kohotetussa lämpötilassa. Saadaan konsentroitu liuos (esimerkiksi 11-12 % Fe), jonka pH-arvo on välillä -1 ja 3, tyypillisesti 0,5-1. Tämä liuos sisältää liukoista Mn2+. Keksinnön mukaan voidaan liukoisen kaksiarvoisen mangaanin haitallinen vaikutus eliminoida lisäämällä sopivaa . : 25 hapetinta tai hapettimia ennen kuin tätä liuosta käytetään veden puhdistamiseen.

: : Kaksiarvoinen mangaani hapettuu neliarvoiseksi dioksidiksi, joka pysyy kolloidise- na liuoksessa alhaisen pH-arvon vuoksi. Kun liuos lisätään puhdistettavaan veteen, pH nousee ja mangaanidioksidi saostuu höytäleinä pois yhdessä veden muiden epä-. puhtauksien kanssa.

30

Ml • I · *·' Hapetin voi itse asiassa olla kahden tai useamman hapettunen seos tai hapettaminen voidaan suorittaa käyttäen useita hapettimia samanaikaisesti tai peräkkäin. Suositel-tu hapetinyhdistelmä on vetyperoksidi ja permanganaatti niille, jotka haluavat käyttää saostuskemikaalia liuoksena.

Keksinnön tarkoituksena on vielä aikaansaada saostusaine, joka sisältää rajoitetusti liukoista kaksiarvoista mangaania Mn(II). Keksintö koskee siten myös saostusainetta konsentroidun vesiliuoksen muodossa, joka sisältää rauta- ja/tai alumiiniyhdistettä ja ···; 35 6 102160 valinnanvaraisesti hapetinta ja jota voidaan saada suorittamalla vedenpuhdistuske-mikaalin konsentroidulle vesiliuokselle, joka sisältää rauta- ja/tai alumiiniyhdistettä pääaineosana ja liukoista kaksiarvoista Mn(II):ta epäpuhtautena, hapetus hapettunen avulla, jonka määrä riittää hapettamaan ainakin vedenpuhdistuskemikaalissa oleva 5 liukoinen Mn(II) mangaanidioksidiksi MnC>2 tai permanganaatiksi MnC^-.

Keksintöä tullaan selostamaan vielä mukaan liitettyjen piirustusten avulla, joissa kuvio 1 esittää mangaanin tasapainokaaviota vedessä, ja 10 kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista menetelmää liitettynä juoma-vesilaitteistoon.

Kuvio 1 esittää potentiaali-pH -tasapainokaaviota mangaani-vesisysteemille (Pour-15 baix, M., Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions, Pergamon Press, 1966, sivu 290). Kuten kuviosta nähdään, mangaani-ionin Mn++ja perman-ganaatti-ionin Mn04' stabiliteettialueita erottaa Mn02:n ja muiden oksidien stabili-teettialue pH:sta riippuen. Kuviosta voidaan vielä nähdä, että pH-alueella 0-3, joka on tässä keksinnössä tärkeä, Mn++:n hapettaminen voi mennä niin pitkälle kuin 20 MnC>2:een tai jopa MnC>4':een voimakkaitten hapetinten mukana ollessa.

; Kuvio 2 esittää kaavamaisesti puhdistusprosessia, jossa käytetään vedenpuhdistus- kemikaalina kiinteää ferrosulfaattia, joka sisältää Mn.a epäpuhtautena. Liuotusvai-heessa 1 se liuotetaan veteen 80°C:ssa, jolloin tuloksena on jonkin verran liukoista . · 25 Mn2+:a sisältävä liuos. Seuraavassa hapetusvaiheessa 2 liuokseen lisätään . KMn04:a riittävän suuri määrä hapettamaan ferrikemikaalissa oleva Mn2+

Mn02:ksi ja vielä hapettamaan raakavedessä oleva liukoinen Mn2+. Mn02 muodostaa liukenemattoman hiukkasfaasin tai kolloidifaasin saostuskemikaalin liuok-. sessa. Kun lisätään saostuskemikaalia raakaveteen höytälöittämisen 3 aikaansaami- ’"·/ 30 seksi vaiheessa 3, pH nousee ja veteen ilmestyy kiinteitä MnC>2-hiukkasia. KMnCty- ’ ylimäärä hapettaa nyt raakaveden liukoisen Mn2+:n kiinteäksi Mn02:ksi. Kiinteät mangaanidioksidihiukkaset vangitaan ferrihydroksidihöytäleiden avulla ja ne kerros-i"': tuvat pohjaan laskeutumisvaiheessa 4. Lopuksi kiinteä Mn02 poistetaan muiden . . kiinteiden epäpuhtauksien kanssa laskeutusaltaan pohjasta.

: ; 35

Seuraavassa havainnollistetaan keksintöä lisää esimerkkien avulla.

7 102160

Esimerkki 1 (vertailu)

Vesinäyte oli jokivettä Oulujoesta, jota käytettiin raakavetenä juomaveden valmistuksessa. Tämä vesi sisälsi 21 pg/l Μη ja sen orgaanisten aineiden pitoisuus ilmaistuna kemikaalin hapentarpeena (CODjvin) °li 11 mg/1.

5

Kaupallista kiinteää ferrikemikaalia (ferrisulfaattia), kaupallinen nimi Ferix-3, käytettiin saostuskemikaalina. Tämä kemikaali liuotettiin (liuotusaika 5 h) veteen 80°C:ssa seuraavan liuoksen aikaansaamiseksi: 12 % Fe, 0,29 % Fe2+ja 0,055 % Mn. Tämän liuoksen tiheys oli 1,55 g/cm^.

10

Seuraava vedenpuhdistusmenetelmä suoritettiin edellä mainitun veden ja liuoksen kanssa käyttäen Kemira Kemi -höytälöittämislaitteistoa. Ferix-liuos laimennettiin suhteessa 10/100 ja lisättiin 235 μΐ tätä laimennettua liuosta 1 litraan vesinäytettä. Lisäämisen jälkeen oli Mn:n kokonaismäärä vedessä 41 μg/l. Näytteen sekoittami-15 nen suoritettiin kahdessa vaiheessa. Ensiksi näytettä sekoitettiin 30 s ajan kiertonopeudella 400 kierrosta/min ja sitten 30 min nopeudella 30 kierrosta/min. Lämpötila pidettiin 12°C:ssa ja pH oli saostuksen aikana 4,4.

Höytälöittämisen jälkeen vesi sisälsi 19 μg/l Mn ja sen COD\4n oli 2,75 mg/1. Kä-20 sittely alensi Mn:n konsentraatiota raakavedessä 9,5 %.

Esimerkki 2 (vertailu) Tässä esimerkissä oli menetelmä sama kuin esimerkissä 1, paitsi että kemikaalian-nos oli 355 μΐ/ΐ, jolloin Mn:n kokonaiskonsentraatio vedessä ennen höytälöittämistä •: ! 25 oli 51 μ/1.

i • · « Höytälöittämisen jälkeen Mn:n konsentraatio vedessä oli 27 ug/1 ja sen COD^n oli 2,0 mg/1. Siten käsittely lisäsi Mn:n konsentraatiota raakavedessä 28 %.

• · f ;;; 30 Esimerkki 3 • · · ' Valmistettiin kemikaaliliuos lisäämällä 0,5823 g KMnC>4 huoneenlämmössä 150 : g:aan esimerkki l:n ferrisulfaattiliuosta. Tämä liuos sisälsi 12 % Fe, < 0,02 % Fe2+ i ’"; ja 0,19 % Mn. Liuosta käytettiin höytälöittämistestissä, joka oli samanlainen kuin , , esimerkissä 1 ja annos oli 235 μΐ/ΐ. Lisäämisen jälkeen oli Mn:n kokonaiskonsent- 35 raatio vedessä 89 μg/l.

Höytälöittämisen jälkeen oli Mn:n konsentraatio vedessä 5 μg/l ja sen CODf4n oli 2,75 mg/1. Käsittely alensi siten raakaveden Mn:n konsentraatiota 76 %.

8 102160

Esimerkki 4 Tässä esimerkissä oli menetelmä sama kuin esimerkissä 3, paitsi että kemikaalian-nos oli 355 μΐ/ΐ, jolloin Mn:n kokonaiskonsentraatio vedessä ennen höytälöittämistä oli 124 pg/l.

5 Höytälöittämisen jälkeen oli veden Mn:n konsentraatio 5 pg/I ja sen COD^n oli 2,0 mg/1. Siten käsittely alensi raakaveden Mn:n konsentraatiota 76 %.

Esimerkki 5 (vertailu) 10 Vesinäyte oli poistovettä turpeenkuivatusalueelta. Tämä vesi sisälsi 250 pg/l Mn ja sen CODfy[n oli 28,3 mg/1.

Samaa kaupallista kiinteää ferrikemikaalia kuin esimerkissä 1 käytettiin saostuske-mikaalina. Tämä kemikaali liuotettiin kuten esimerkissä 1.

15

Seuraava vedenpuhdistusmenetelmä suoritettiin edellä mainitulla vedellä ja liuoksella käyttäen Kemira Kemi -höytälöittämislaitteistoa, kuten selostettiin esimerkissä 1. Ferrisulfaattiliuos laimennettiin suhteessa 10/100 ja 75 μΐ tätä laimennettua liuosta lisättiin 1 litraan vesinäytettä. Lisäämisen jälkeen oli veden Mn:n kokonaispitoisuus 20 310 pg/l. Lämpötila pidettiin 13°C:ssa ja pH oli saostamisen aikana 3,77.

Höytälöittämisen jälkeen vesi sisälsi 230 pg/l Mn ja sen COD\,fn oli 6,75 mg/1. Käsittely alensi raakaveden Mn:n konsentraatiota 8 %.

•.' ·: 25 Esimerkki 6 (vertailu) t Tässä esimerkissä menetelmä oli sama kuin esimerkissä 5, mutta kemikaaliannos oli • · · 110 μΐ/ΐ, ja Mn:n kokonaiskonsentraatio vedessä ennen höytälöittämistä oli 340 mg/1. Höytälöittämisen jälkeen oli veden Mn:n konsentraatio 250 pg/l ja sen COD^n oli « t · TL 30 6,0 mg/1. Käsittely ei siten muuttanut raakaveden Mn:n konsentraatiota.

• · < • · « : Esimerkki 7 • » · - Tässä esimerkissä käytettiin esimerkki 3:n kemikaaliliuosta (ferrisulfaatti + KMnC>4) höytälöittämistestissä, joka oli samanlainen kuin esimerkki 5:n ja annos oli 35 75 μΐ/ΐ. Lisäämisen jälkeen oli veden Mn:n kokonaiskonsentraatio 470 pg/l.

Höytälöittämisen jälkeen oli raakavedessä Mn:n konsentraatio 180 pg/l ja sen COD]vjn oli 6,75 mg/1. Käsittely alensi siis raakaveden Mn:n konsentraatiota 28 %.

9 102160

Esimerkki 8 Tässä esimerkissä oli menetelmä sama kuin esimerkissä 7, paitsi että kemikaalian-nos oli 110 μΐ/ΐ, jolloin Mn:n kokonaiskonsentraatio vedessä oli ennen höytälöittä-mistä 570 pg/l.

5 Höytälöittämisen jälkeen Mn:n konsentraatio vedessä oli 170 pg/l ja sen COD^n oli 6,25 mg/1. Käsittely alensi siten raakaveden Mn:n konsentraatiota 32 %.

Taulukko 1 Esimerkkien 1-8 tulokset 10 Esimerkit 1, 2, 5 ja 6 esittävät vertailuesimerkkejä, kun taas esimerkit 3, 4, 7 ja 8 esittävät keksinnön mukaisia esimerkkejä. Taulukon sarake 6 antaa veden Mn:n kokonaispitoisuuden kemikaalin lisäämisen jälkeen, sarakkeet 7 ja 8 antavat lämpötilan T ja pH-arvon höytälöittämisen aikana. Viimeinen sarake antaa suhteellisen eron veden Mn:n pitoisuudessa ennen ja jälkeen käsittelyn.

15 N:o Vesi Mn Kemikaali Annos^) Kokon. Μη T pH Mn käsitt. iälk.

pg/l μΐ/l pg/l °C Mn Alenn.-% _________ 1 Joki 21 FS1) 235__41 12 4,4 19 10 2 __^__355__51 12 4,1 27 noussut 3 " " FS+KMnQ4 235__89 13 4,4 5 76 4 __”__355 120 13 4,1 5 76 5 Turve 250 FS__75__310 13 3,8 230 8 6 Π0__340 12 3,8 250 0 7 " ” FS+KMnQ4 75__470 13 3,8 180 28 *T: 8 " " 11 1 110 1 570 12 13,8 j 170 32 : 0 FS = ferrisulfaatti

··· - V

. ·:'. laimennettu ferri sulfaattiliuos 20 • · · '···' Taulukon 1 tuloksista voidaan nähdä, että ferrisulfaattiliuoksessa, johon lisättiin ka liumpermanganaattia, mangaani "naamioidaan" niin, että se pysyy höytäleinä. Man-gaanimäärät puhdistetussa vedessä ovat selvästi alemmat kuin alkuperäisessä raakavedessä. Tämä on erikoisen selvää jokiveden tapauksessa. Huomattava 76 % ale-25 neminen mangaanissa saavutettiin jokivedelle.

10 102160

Huonommat tulokset turveveden tapauksessa johtuvat mangaanin korkeasta määrästä vedessä. Tämän kaltainen vesi ei kuitenkaan esitä realistista tapausta juomavesi-lähteenä. Kuitenkin saostusaineen Mn:n pitoisuus poistettiin.

5 Tulosten mukaan ferrisulfaattisaostusaineen aiheuttama mangaanin emissio voidaan eliminoida käyttämällä sopivaa hapetinta tai hapetmyhdistelmää ennen kuin käytetään reagenssia veden puhdistamiseen. Mn^+ hapetetaan Mn(IV):ksi, joka pysyy kolloidisena reagenssiliuoksessa, jossa on alhainen pH (-1 - 3, tyypillisesti 0,5-1). Kun tämä liuos sekoitetaan puhdistettavan veden kanssa, kolloidinen mangaani pois-10 tetaan höytäleinä. Mangaanin hapetus voidaan tehdä jo kemikaaliliuoksen valmistus-laitoksessa asiakkaita varten, jotka käyttävät kemikaalia liuoksena. Sopiva hapetin tässä tapauksessa on otsoni. Jos asiakas ostaa kemikaalin kiinteässä muodossa, hän voi hapettaa mangaanin itse liuotuksen aikana. Tässä tapauksessa hapettaminen voidaan tehdä esimerkiksi vetyperoksidin ja permanganaatin yhdistelmän avulla.

• · · • · · • · · • · · • ♦ · • « « • · « • · • · · • 1 t • · i • · · · · • · · • · ·

Claims (13)

1. Menetelmä, jonka avulla voidaan parantaa vedenpuhdistuskemikaalin käyttökelpoisuutta saostusaineena vedenpuhdistusmenetelmässä, joka käsittää höytälöit-tämisvaiheen, jossa saostusaine vesiliuoksen muodossa lisätään puhdistettavaan ve- 5 teen, joka vedenpuhdistuskemikaali sisältää rauta- ja/ tai alumiiniyhdistettä pääaine-osana ja liukoista kaksiarvoista mangaania Mn(II) epäpuhtautena, tunnettu siitä, että mainitun vedenpuhdistuskemikaalin konsentroidulle vesiliuokselle suoritetaan hapettaminen hapettimen avulla, niin että saadaan konsentroitu vesiliuos käytettäväksi mainittuna saostusaineena, tai saatu konsentroitu vesiliuos muutetaan kiinte-10 äksi tuotteeksi, joka myöhemmin muutetaan vesiliuokseksi, jota käytetään mainittuna saostusaineena, jota hapetinta käytetään määrä, joka on riittävä hapettamaan ainakin vedenpuhdistuskemikaalissa oleva liukoinen Mn(II) mangaanidioksidiksi MnC>2 tai permanganaatiksi Mn04", jolloin mainittu MnC>2 höytälöitetään pois seu-raavassa höytälöittämisvaiheessa ja mainittu Mn04" toimii hapettimena vedenpuh-15 distusmenetelmässä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetinta käytetään määrä, joka on riittävä hapettamaan sekä vedenpuhdistuskemikaalissa mukana oleva liukoinen Mn(II) että puhdistettavassa vedessä oleva liukoinen Mn(II). 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetin on otsoni, vetyperoksidi, kloori, klooridioksidi, kloraatti, permanganaatti, ferraatti tai ferriitti, tai niiden seos.

4. Minkä tahansa edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu . siitä, että hapetin lisätään vedenpuhdistuskemikaalin konsentroituun vesiliuokseen niin, että saadaan mainittuna saostusaineena höytälöittämisvaiheessa käytettävä konsentroitu vesiliuos. • · ·

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • I * * että hapetin lisätään vedenpuhdistuskemikaalin konsentroituun vesiliuokseen ja : saatu liuos rakeistetaan sitten kiinteäksi tuotteeksi, joka tuote liuotetaan vedenpuh- i *": distamossa vesiliuoksen saamiseksi, jota käytetään mainittuna saostusaineena höytä löittämisvaiheessa. '···'. 35

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetin lisätään vedenpuhdistuskemikaaliin molempien ollessa kiinteässä muodossa, ja saatu 102160 12 seos liuotetaan vedenpuhdistamossa, jolloin saadaan konsentroitu vesiliuos käytettäväksi mainittuna saostusaineena höytälöittämisvaiheessa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetin on 5 kloraatti, permanganaatti, ferraatti tai ferriitti.

8. Minkä tahansa edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vedenpuhdistuskemikaali sisältää ferrisulfaattia pääaineosana.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ve- denpuhdistuskemikaalin konsentroitu vesiliuos ja mainittu saatu konsentroitu vesi-liuos sisältävät molemmat noin 10-14 paino-% Fe.

10. Konsentroidun vesiliuoksen muodossa oleva saostusaine, tunnettu siitä, että se 15 sisältää rauta- ja/tai alumiiniyhdistettä ja valinnaisesti hapetinta ja sitä saadaan suo rittamalla vedenpuhdistuskemikaalin konsentroidulle vesiliuokselle, joka sisältää rauta-ja/tai alumiiniyhdistettä pääaineosana ja liukoista kaksiarvoista Mn(II):ta epäpuhtautena, hapetus hapettimen avulla, jonka määrä on riittävä hapettamaan ainakin vedenpuhdistuskemikaalissa mukana oleva liukoinen Mn(II) mangaanidioksidiksi

20 MnC>2 tai permanganaatiksi MnO^ .

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen saostusaine, tunnettu siitä, että hapetin on otsoni, vetyperoksidi, kloori, klooridioksidi, kloraatti, permanganaatti, ferraatti tai ferriitti, tai niiden seos. v 25 .

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen saostusaine, tunnettu siitä, että saos- i t · 7 ’ • * · tusaine sisältää ferrisulfaattia. * * f .

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen saostusaine, tunnettu siitä, että saostusaine I « I ;;; 30 on konsentroidun vesiliuoksen muodossa, joka sisältää noin 10-14 paino-% Fe. * 4 · * · · * < « » » · t • « « i : 13 102160