Ứng dụng công nghệ ozone trong việc loại bỏ sắt và mangan ra khỏi nguồn nước

Loại bỏ sắt và mangan là một trong những ứng dụng phổ biến đối với ozone trong hệ thống xử lý nước uống. Sắt và mangan dễ bị oxi hóa bởi ozon. Quá trình Ozone hóa sắt và mangan là một phản ứng cực kỳ nhanh.

Vì sao cần loại bỏ sắt và mangan ra khỏi nước?

Sắt và mangan trong nước không gây ra các vấn đề liên quan đến sức khỏe, mục đích chính để loại bỏ sắt và mangan là do chúng làm thay đổi màu nước. Đồng thời, việc xử lý sắt và mangan trong nước cũng cần thiết vì sau một thời gian, chúng có thể tích tụ lại trên đường ống nước, đồ đạc.
Cả Sắt Fe (II) và Mangan Mn (II) đều hòa tan trong nước nên chúng dễ dàng đi qua các bộ lọc thông thường, khó có thể loại bỏ.

Loại bỏ sắt

Sắt hòa tan Fe (II) được gọi là sắt đen. Sắt Fe (II) bị oxi hóa thành Sắt Fe (III) bằng ozon. Sắt Fe (III) này sau đó sẽ thủy phân để tạo thành Fe(OH)3 là một dạng hạt và có thể được loại bỏ bằng cách lọc tiêu chuẩn. Phản ứng của Sắt Fe (II) với Sắt Fe (II) tiêu thụ 0,43 mg ozon trên mỗi mg Fe (II). Sắt cũng có thể bị oxy hóa bởi oxy. Do quá trình oxy hóa sắt bằng oxy, một hệ thống ozone để khử sắt có thể hiệu quả hơn so với nhu cầu ozone được tính toán là 0,43 mg ozone trên mỗi mg sắt. Quá trình oxy hóa sắt đen chỉ cần một sự trao đổi điện tử và do đó là một phản ứng nhanh. Tốc độ của phản ứng này thường sẽ tiêu thụ gần như toàn bộ lượng ozone trong phản ứng oxy hóa sắt trước bất kỳ quá trình oxy hóa mangan nào.

Loại bỏ Mangan

Mangan hòa tan Mn (II) bị ôxy hóa bởi ôzôn để tạo thành mangan đioxit MnO2 là một dạng hạt và có thể dễ dàng loại bỏ bằng cách lọc tiêu chuẩn. Quá trình này tiêu thụ 0,88 mg ozon trên mỗi mg Mangan Mn (II). Tuy nhiên, quá trình oxy hóa mangan sẽ tạo thành pemanganat hòa tan MnO4. Mặc dù pemanganat thông thường sẽ trở lại mangan đioxit MnO2 theo thời gian (từ 20-30 phút), tốt nhất nên thiết kế hệ thống loại bỏ mangan với liều lượng ôzôn thích hợp và các biện pháp kiểm soát tích hợp để ngăn quá trình ôxy hóa.

Lọc nước

Ozone sẽ oxy hóa sắt và mangan để tạo thành các hạt không hòa tan có thể dễ dàng lọc khỏi nước. Sắt và mangan sẽ tích tụ trên bộ lọc theo thời gian và phải được loại bỏ khỏi nước xử lý. Bộ lọc cát được sử dụng rộng rãi để loại bỏ sắt và mangan do thiết kế đơn giản và sử dụng lâu dài. Trong các hệ thống sử dụng liên tục, cần sử dụng song song hai bộ lọc và định thời gian cho các chu trình rửa ngược xảy ra vào các thời điểm ngược nhau.
Nước rửa ngược từ các bộ lọc này sẽ có hàm lượng sắt và mangan cực cao và phải được xử lý cẩn thận. Mặc dù cả sắt hoặc mangan đều không có bất kỳ rủi ro nào về sức khỏe hoặc an toàn, nhưng có những đối với hệ thống ống nước cần lưu ý vì các đường ống thoát nước có thể bị tắc nghẽn do tích tụ sắt và mangan theo thời gian.