Odstranění železa a manganu

Železo je druhý nejrozšířenější kov na Zemi (nejrozšířenější je hliník). Ve vodách jsou sloučeniny železa často doprovázeny sloučeninami manganu. Přítomnost železa ve vodě způsobuje její hnědočervené zabarvení, pachuť a nežádoucí zápach, pro mangan, který se ve vodě vyskytuje v podobě manganatých iontů, jsou typické naopak mastné skvrny, které se objevují na vodní hladině a ničí tím kvalitu pitné vody, zanechávají stopy na prádle apod.

Již malé koncentrace těchto látek způsobují nárůst železitých bakterií, které zapříčiňují zápach vody. Tato voda pak není vhodná ani k použití pro užitkové účely. Pro zvýšený obsah železa je typická tvorba rezavých a načervenalých povlaků. Velmi často pak dochází k zanášení trubek, kde se vytváří pevné usazeniny a krusty, které brání průtoku vody do praček nebo myček.  Se zvýšeným obsahem železa a manganu mají potíže převážně vlastníci vrtaných studní.

Technologie odstranění Fe a Mn z vody jsou založeny na jejich oxidaci, při které přechází do formy nerozpustných látek. Pro tyto chemické reakce byly vypracovány technologie na principu tzv.:

1. katalytické oxidaci – bez regenerace
2. přímé oxidaci oxidačním činidlem
3. oxidační schopností použité náplně

  1) Při katalytické oxidaci bez regenerace probíhá oxidace železa a manganu kyslíkem rozpuštěným ve vodě. Oba prvky pak přechází do nerozpustných forem a následně jsou z vody odstraněny vyplavením – tzv. zpětným proplachem. Nejčastěji používanými katalyzátory pro tento účel jsou Birm a Pyrolox. Podmínkou pro zdárný úspěch této technologie je dostatečné množství rozpuštěného kyslíku v upravované vodě a také dodržení předepsané hodnoty pH pro danou katalytickou náplň.

  2) Při zvolení technologie s přímou oxidací se nejčastěji používá k přímé oxidaci manganistan draselný KMnO₄. Při této technologii se vstřikuje manganistan draselný KMnO₄ jako oxidační činidlo do vodovodního potrubí proporcionálně k toku vody pomocí dávkovacího čerpadla. V průběhu několika metrů toku vody v potrubí dochází k oxidaci nežádoucího železa a manganu. Nerozpuštěné látky Fe a Mn jsou následně zfiltrovány. Tato technologie odstranění železa a manganu se používá především v průmyslu.

  3) Filtrační náplně pro odstranění železa a manganu z vody se také nazývají kontaktní filtry. Tyto filtry mají na povrch aktivní oxidačně-redukční vrstvu, která redukuje či oxiduje rozpuštěné železo a mangan, přítomné ve vodě. Po vyčerpání kapacity filtru je nutné obnovit tuto aktivní vrstvu regenerací filtračního lože, pomocí manganistanu draselného (KmnO₄). Železo a mangan se vylučují v podobě nerozpustných sloučenin, které se zpětným proplachem odstraní. Nejpoužívanější filtrační náplně jsou MTM a Greensand.

MTM je granulovaný oxid manganičitý s oxidačně-redukčními vlastnostmi, který je možné používat v rozpětí pH 6,2 – 8,5 a voda nemusí obsahovat rozpuštěný kyslík.

Greensand je glaukonitový písek, který po aktivaci manganistanem draselným má oxidační vlastnosti. Funkční oblast pH pro tento materiál je také 6,2 – 8,5.