малое инновационное предприятие
УФИМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО НЕФТЯНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
«АКВИТА»
ГлавнаяФильтрующий материалОчистные сооруженияДокументыКонтакты
Статьи

Роль окислительно-восстановительного потенциала при выборе метода деманганации подземных вод

Для установления состояния и формы, в которых находятся элементы, очень удобны окислительно-восстановительный потенциал и рН среды. Окислительно - восстановительный потенциал (Eh) является одной из важных характеристик окислительно-восстановительного состояния природных вод. Он в значительной степени определяет геохимическую подвижность элементов с переменной валентностью и формой их миграции [1].

Природные воды содержат в себе разновалентные ионы и нейтральные молекулы одного и того же элемента, которые и составляют отдельную окислительно - восстановительную систему. Совместное существование ряда таких систем приводит к установлению подвижного равновесного состояния вод. Окислительно - восстановительные системы, влияние которых на общий окислительно-восстановительный потенциал среды преобладает, являются потенциалообразующими. Таких систем несколько. Главные из них образуются за счет кислорода, соединений железа и марганца, серы различных валентностей.

В природе марганец встречается в нескольких состояниях окисления: двух- и четырехвалентном.

Мn2+ + 2Н20 - 2е -> МnO2 + 4Н+

На равновесие в этом уравнении влияют количество электронов, обозначаемая через Eh и также концентрация ионов водорода. Как показал анализ воды, в скважинах Патраковского водозабора содержание железа в нескольких скважинах не превышает ПДК, а в большинстве - на уровне чувствительности метода определения (<0,05 мг/л), содержание марганца в скважинах в очень широких пределах: от 0,05 до 4,5 мг/л, следовательно, окислительно-восстановительная система марганца может быть Eh-pH задающей [1].

Снята зависимость окислительно-восстановительного потенциала от рН (диаграмма Пурбе) для воды Патраковского водозабора (рисунок).


Зависимость окислительно-восстановительного потенциала от рН для воды Патраковского водозабора.

Данная диаграмма показывает переход между окисленными и восстановленными состояниями марганца. Наклонная прямая показывает равновесие между двух- и четырехвалентными соединениями марганца, находящимися в растворенном состоянии. В каждой точке прямой концентрации двух состояний одинаковы. Для всех значений рН и при Eh расположенных ниже наклона прямой концентрация двухвалентного марганца больше концентрации четырехвалентного марганца. Для того, чтобы осадить весь марганец, мы должны поднять значения рН и Eh выше тех, что представлено прямой. Прямая линия не является строго определенной и устойчивой, может изменяться в зависимости от концентрации других веществ. В природе высокие величины рН и Eh часто обеспечивают железо- и марганецокисляющие микроорганизмы [3].

Велика также роль органических веществ, окисление которых (главным образом биохимическое) может снизить Eh до весьма низких значений.

Величина Eh в воде Патраковского водозабора в пределах от -45 до -65 мВ, рН от 6,93 до 7,30 т.е. геохимическая обстановка восстановительная. Сопоставляя данные рН и Eh с данными рисунка видно, что в воде марганец находится в двухвалентном состоянии. Исходя из этого, можно наметить направление реализации технологии удаления марганца [4]. Возможные способы очистки воды в этих условиях:

  • увеличение окислительно-восстановительного потенциала путем использования сильных окислителей без изменения рН среды;
  • повышение значения рН среды при недостаточном окислительно-восстановительном потенциале при применении слабых окислителей;
  • совместное применение окислителя и щелочного реагента.
Все права защищены.
Малое инновационное предприятие УГНТУ Аквита
Создание сайта профессионально и быстро - Уфа