Remoção de ferro e manganês é um dos usos mais comuns para o ozônio em sistemas de água potável. Ferro e manganês são facilmente oxidado pelo ozônio. Este documento servirá para ajudar a entender os fundamentos da oxidação com ozônio do ferro e manganês. 

Oxidação de ferro e manganês com ozônio é uma reação extremamente rápida. 

Química

Ferro e manganês na água não causam problemas de saúde relacionados, o objetivo principal para a remoção de ferro e manganês é a estética, devido à descoloração da água. A remoção também pode ser necessária devido ao acúmulo de ferro e manganês nas tubulações, equipamentos e outras superfícies.

Ambos ferro Fe (II) e de manganês de Mn (II) são solúveis (não removíveis) em água fazendo com que eles possam fluir diretamente através de filtração convencional sem alguma forma de oxidação, para transformá-los em partículas (removível).

A remoção do ferro

Ferro solúvel Fe (II) é chamado de ferro ferroso. Ferro ferroso Fe (II) é oxidado a ferro férrico Fe (III) pelo ozônio.Este ferro férrico Fe (III), em seguida, hidrolisa para formar Fe (OH) 3, que é um material em partículas e pode ser removido por meio de filtração padrão. A reacção do ferro ferroso Fe (II) a ferro férrico Fe (II) consome 0,43 mg de ozono por mg de Fe (II). O ferro também pode ser oxidado por oxigénio. Devido à oxidação do ferro por oxigénio, um Sistema de ozônio para a remoção do ferro pode ser mais eficiente. A oxidação do ferro ferroso requer apenas uma troca de elétrons e, portanto, é uma reação rápida. A velocidade desta reação tipicamente consomem praticamente todo o ozônio na reação de oxidação de ferro, antes de qualquer oxidação do manganês.

 

Remoção de Manganês

Solúvel Mn Manganês (II) é oxidado pelo ozônio para formar o dióxido de manganês MnO2, que é um material em partículas e podem ser facilmente removidos por meio de filtração padrão. Este processo consome 0,88 mg de ozônio por mg de manganês de Mn (II). No entanto, durante a oxidação do manganês formarão permanganato MnO4-solúvel. Enquanto permanganato normalmente retornar ao MnO2 dióxido de manganês ao longo do tempo (20-30 minutos) é melhor projetar um sistema de remoção de manganês com as dosagens de ozônio adequados e integrar os controles para evitar o excesso de oxidação.

 

Filtração

Ozônio oxidará o ferro e o manganês, para formar partículas insolúveis que podem ser facilmente filtrados a partir da água. Ferro e manganês irão acumular-se no filtro ao longo do tempo e devem ser removidos da água do processo. Um filtro de back-lavável é altamente recomendado para estas aplicações. Os filtros de areia são amplamente utilizados para a remoção de ferro e manganês, devido ao design simples e a longa vida dos meios filtrantes. Em sistemas de utilização contínua, será necessária a utilização de dois (2) filtros em paralelo e ciclos de retro lavagem.

A água da retro lavagem destes filtros vai ter níveis extremamente elevados de ferro e manganês e devem ser eliminados com cuidado. Embora nem ferro ou manganês tem qualquer riscos de segurança ou de saúde, existem considerações de canalização para manter em mente, como tubos de drenagem podem ficar obstruídos com ferro e manganês devido ao acúmulo ao longo do tempo.

 

Aplicação Prática

O uso do ozônio para remoção de ferro e manganês é muito comum e tem sido usado por muitos anos. A reação do ozônio a estes metais é bastante simples e direta. Existem algumas considerações de projeto que devem ser contabilizados antes de instalar um sistema de ozônio para remoção de ferro e manganês.

 

Dimensionamento do Sistema

Dimensionamento de um sistema de ozônio para remoção de ferro e manganês pode ser bastante simples.Exigência básica de ozônio deve ser calculado para determinar quanto é necessário para oxidar ferro e manganês com ozônio. Tenha em mente que todos os outros elementos na água podem reagir com o ozônio e consumir algum ozônio. Outras reações possíveis devem ser contabilizadas e entrarem nos cálculos. Para simplificar, vamos supor apenas ferro e manganês estão em nossa amostra de água.

As tarifas de demanda de ozônio estequiométricas foram abordados na seção de química deste documento. Eles são 0,43 mg de ferro e 0,88 mg de manganês.

A dosagem de Ozônio em água é calculado utilizando a seguinte fórmula:

(3,78 * 60 * GPM PPM *) / 1000 = g / hr

Se, por exemplo, a entrada de água de 10 galões por minuto (GPM) tem 3 ppm de ferro e 0,5 ppm de manganês os seguintes cálculos seriam usados

3 ppm de ferro x 0,43 = 1,29 ppm, o consumo de ozônio

0,5 ppm Manganês x 0,44 ppm consumo de ozônio

1,29 + 0,44 = 1,73 ppm, o consumo total de ozônio

(3,78 * 60 * 10 * GPM 1,73 ppm) / 1000 = 3,9 g / hr de ozônio

Este cálculo fornece o ozônio necessário, em gramas, por hora (g / hr) para oxidar o ferro e manganês. Produção de ozônio adicionais podem ser necessários para ultrapassar as ineficiências do sistema, a temperatura da água, ou a outros fatores. (Isto é apenas para fins de demonstração.)

Canalizações do sistema

Devido à rápida reação do ozônio e oxidação de ferro, há algumas considerações importantes do projeto que devem ser avaliadas antes da implementação do sistema. 

 

Resumo
Uso do ozônio para oxidação do ferro e manganês pode ser uma ótima solução para o que pode ter sido um problema difícil de resolver usando outras tecnologias. O ozônio pode ser implementado de forma muito fácil e segura, sem grandes manutenções e custos de operação. No entanto, o ozônio também pode ser difícil de gerir se não for instalado corretamente. O ferro pode precipitar a partir da solução em locais indesejáveis, e manganês podem ser sobre-oxidado e passar através da filtração, mesmo depois de tratamento com ozônio. Este documento informativo serve para dar algumas dicas úteis e informações úteis. Se você acha que o ozônio pode ser uma solução para a sua aplicação, entre em contato conosco para ajudarmos a projetar uma solução correta para você.