№9/2012
№9/2012
№9/2012
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
фильтров [1–4]. Основываясь на литературных<br />
данных и исходя из диаграммы Пурбэ рV–pH<br />
для соединений железа и марганца [5], можно<br />
утверждать, что окисление ионов Mn (II) до Mn<br />
(IV) происходит только в щелочной среде при<br />
рН более 8,5. При наличии в воде катализатора<br />
и кислорода процесс можно осуществить уже<br />
при рН 7,5. Поэтому наиболее эффективным<br />
способом удаления марганца из воды считается<br />
ее предварительная аэрация и последующее<br />
доокисление ионов Mn 2+ контактным способом<br />
на каталитической загрузке [1, 2].<br />
Альтернативой зернистым загрузкам в данном<br />
случае являются волокнистые сорбенты. Большой<br />
перспективой обладают базальтовые волокна,<br />
используемые в качестве матрицы (носителя)<br />
для нанесения на них различных оксидных<br />
композиций с целью получения каталитически<br />
активных материалов. Такие сорбенты имеют<br />
высокоразвитую поверхность (до 8 м 2 /г), низкую<br />
плотность загрузки (150–350 кг/м 3 ), позволяют<br />
очищать воду от частиц размером 2–5 мкм,<br />
организовывать технологический процесс на<br />
основе картриджных или патронных фильтров.<br />
Нами разработан способ получения сорбционнокаталитического<br />
материала с функциональным<br />
покрытием из оксидов марганца, получивший<br />
рабочее название «Марганосорб» [6].<br />
Целью данной работы является исследование<br />
технологических параметров полученного волокнистого<br />
сорбента для последующего использования<br />
в водоочистных устройствах для очистки воды<br />
от ионов марганца, для этого необходимо изучить<br />
его сорбционные и каталитические характеристики,<br />
продолжительность времени защитного<br />
действия фильтра, сорбционную емкостью, способ<br />
и режим регенерации, сравнить эффективность<br />
работы с существующими аналогами.<br />
Водоочистка<br />
Таблица<br />
Фильтрующий материал<br />
Параметры загрузок фильтра<br />
Масса загрузки, кг Высота загрузки, мм<br />
Birm 0,10 180<br />
Цеолит природный 0,25 180<br />
«Марганосорб» 0,02 60*<br />
* Изначально высота загрузки сорбента составляла 180 мм, в процессе очистки за счет уплотнения материала высота<br />
уменьшалась в среднем до 60 мм.<br />
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ<br />
Для определения сорбционных характеристик<br />
полученного материала проводили испытания<br />
в динамических условиях.<br />
Для определения динамической сорбционной<br />
емкости использовались растворы<br />
с начальными концентрациями 0,25; 0,50;<br />
1,00 мг/л, при этом рН раствора составлял<br />
6,9–7,1. «Марганосорб» помещали в прозрачную<br />
колонку из пластика диаметром 55 мм, масса –<br />
20 г, скорость фильтрования поддерживали<br />
12 м/ч, направление фильтрования – сверхувниз.<br />
Концентрацию катионов марганца<br />
определяли до и после процесса сорбции<br />
фотометрическим методом на фотоколориметре<br />
КФК – 3МП по стандартным методикам [7]. Для<br />
сравнения полученного сорбента с аналогами<br />
(цеолит и Birm) были проведены эксперименты<br />
по очистке загрязненной ионами марганца<br />
воды с концентрацией 0,5 мг/л и скоростью<br />
фильтрования 12 м/ч. Для создания идентичных<br />
условий начальная высота загрузки была выбрана<br />
одинаковой. Параметры загрузок фильтра<br />
представлены в табл.<br />
Регенерацию сорбента производили с помощью<br />
приготовленного раствора соляной<br />
кислоты с концентрацией 0,001 % об. и водной<br />
промывки.<br />
РЕЗУЛЬТАТЫ<br />
ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ<br />
Процесс окисления ионов марганца (II) в воде<br />
можно описать уравнениями [5]:<br />
Mn 2+ +1/2O 2 + H 2 O → MnO 2 + 2H + , (1)<br />
Mn 2+ +1/4O 2 + 3/2H 2 O → MnOOH + 2H + , (2)<br />
3Mn 2+ + 1/2O 2 + 3H 2 O → Mn 3 O 4 + 6H + , (3)<br />
Mn 3 O 4 + 2H + → 2MnOOH + Mn 2+ , (4)<br />
Mn 3 O 4 + 4H + → MnO 2 + 2Mn 2+ + 2H 2 O. (5)<br />
9 • <strong>2012</strong> • ВОДООЧИСТКА<br />
21
Change language