Manganese Greensand — MGS

Фильтрующий материал MGS
Марганцевый цеолит (MZ), наиболее известный как Марганцевый зеленый песок(Manganese Greensand — MGS)  изготавливают из природного материала глауконита. Это почкообразные гранулы лилово-чёрного цвета (эффективный размер 0,3 мм). Материал используется для обезжелезивания воды  в обезжелезивателях реагентного  и балонныхфильтрах безреагентного типа  (при постоянном дозировании окислителя). Характерное свойство марганцевого цеолита — после обработки марганцовкой каждый раз на поверхности его гранул происходит образование слоя высших оксидов марганца (описание процесса см. ниже).MGS , помимо каталитических свойств, имеет способность максимальной утилизации окисляющих агентов, а именно перманганата калия, хлора или растворенного кислорода, в результате чего растет скорость и полнота окислительных реакций. Обладает высокой окислительно-восстановительной буферной емкостью (1,4 г./л). Так же как у ионообменных смол, применяемых для умягчения воды , имеется емкость по обмениваемым ионам, MGS располагает емкостью по обмениваемым электронам. То есть он способен окислять марганец или железо до тех пор, пока не растратит свой «резерв» по электронам. Восстановление этих электронов производится непрерывно или периодически дозированием окисляющих агентов, например, перманганата калия. С учетом этого свойства МGS  используется как в качестве каталитической, так и в качестве окисляющей загрузки. Если в воде отсутствует окислитель, восстанавливающий свойства МGS , регенерацию осуществляют раствором марганцовки. Преимущества MGS :

 

• долгий срок службы, что делает экономически целесообразным его применение, особенно в ситуации больших среднегодовых расходов воды;
• возможность восстановления каталитического слоя;
• повышение скорости фильтрования за счет мелкого размера гранул;
• поскольку диоксид марганца является окислителем сероводорода, то последний не является проблемой;
• работает при рН = 6,5;
• является эффективным окислителем для марганца;
• способен удалять радий и мышьяк.

Пленка высших оксидов марганца, расходуемая на окисление марганца и железа, требует постоянного или периодического восстановления. В этих целях загрузку или периодически обрабатывают раствором перманганата калия , или дозируют этот раствор в воду, используя дополнительную систему дозирования (постоянного или пропорционального).

Совместное использование данной загрузки и перманганата калия делает возможным удаление сероводорода (окисленного до серы), а также, частично, органических веществ и биологических загрязнений, тем самым обеззараживая обрабатываемую воду. Постоянную регенерацию загрузки применяют преимущественно для воды с преобладанием примесей железа и/или марганца; отложенную регенерацию используют для грунтовых вод и в случае преобладания примесей железа.

Марганцевый зеленый песок  представляет собой пористый цеолит, в структуре которого содержится марганец. MGS   — это натриевый глауконит, обработанный раствором хлорида марганца, который поглощается цеолитом (Z):

Na2 Z+MnCl2  <– –> MnZ+2NaCl

При последующем контактировании с раствором перманганата калия на поверхности гранул образуется слой высших оксидов марганца:

MnZ+2KMnO4  –> K2 Z x MnO x Mn2 O7

Эта форма MGS  является источником кислорода, окисляющего ионы марганца и железа. Окислившись, марганец и железо (в виде нерастворимых гидроокисей) оседают в фильтрующей среде:

K2 Z x MnO x Mn2 O7 +4Fe(HCO3 )2  –> K2 Z+3MnO2 +2Fe2 O3 +8CO2 +4H2 O
Физико-химические свойства:

• физическая форма – черные гранулы;
• плотность насыпная – 1,4 г/см3;
• плотность истинная – 2,3÷3,0 г/см3;
• коэффициент неоднородности гранул — 1,6;
• размер гранул – 0,25÷1,10 мм;

Условия применения:

• температура воды — до 27°С;
• pH исходной воды – 6,2÷8,8,(при pH<6,8 – необходимо дозирование окислителя)
• содержание железа(Fe) ≤ 15 мг/л, марганца(Mn) < 4 мг/л, сероводорода(H2S) < 5 мг/л;
• емкость MGS  по железу — 1330 л воды с содержанием Fe 1 мг/л на 1дм3 материала;
• емкость MGS  по железу и марганцу – 935л воды с концентрацией каждого по 1,56 мг/л на 1дм3 материала;
• емкость MGS  по сульфидам водорода (сероводород) – 400л воды с содержанием H2S 1 мг/л на 1дм3;
• высота фильтрующего слоя -75см;
• скорость фильтрования в рабочем режиме – 12-24 м/ч;
• доза перманганата калия(KMnO4) при регенерации – 2.0÷4.0 г на 1дм3.