Очистка воды от марганца

Железо и марганец в воде присутствуют практически всегда, это естественные компоненты природной водной среды, особенно в случаях, когда вода мало контактирует с кислородом. В питьевой воде присутствие марганца должно быть ограничено, количество на единицу объема регламентировано нормами СанПиН и составляет не более 0,1-0,5 мг/л.

Что означает высокое содержание марганца в пищевой и питьевой воде

Потребность человека в марганце на естественном уровне невелика и полностью покрывается за счет питьевой и пищевой воды при нормальной очистке. При очистке до нормы по СанПиН поступление марганца в виде соединений и последующее усвоение будет вполне достаточным для нормальной жизнедеятельности.

Сколько марганца реально содержится в воде

Доступная для потребления вода поступает из речных водозаборов и скважин. Для речной воды характерна существенная нестабильность состава, поэтому показатели содержания марганца в ней могут колебаться в пределах 1-180 мкг/л. Скважинные источники в зависимости от региона и условий землепользования могут содержать от 800 до 1500 мкг/л, что в любом случае превышает ПДК и нормы СанПиН. Для конкретного места и скважины этот показатель зависит от:

• глубины залегания водоносного слоя и прохождения воды до него с поверхности;
• насыщения почвы марганцем и его соединениями с последующей фильтрацией элемента в водоносные слои;
• условий техногенного характера, специфики землепользования на территории;
• уровня загрязнения воды бактериями, сгустками слизи, иными артефактами, накапливающими марганец в виде соединений и препятствующими его естественному окислению.

При контакте с кислородом свободный марганец окисляется и выпадает в виде осадка, но связанный сторонними веществами и структурами поступает в организм и усваивается, иногда со значительным превышением дозы.

Чем опасен марганец в воде для человека

Чем грозит превышение марганца в питьевой и пищевой воде человеку? Металл поступает в виде соединений, которые попадают в пищеварительный тракт, там могут накапливаться и всасываться с замедлением, что приводит к постоянному превышению дозы марганца в организме. Это порождает расстройства со стороны ЖКТ, снижает эффективность мозговой деятельности, приводит к ухудшению и угнетению когнитивной деятельности. При длительном отравлении марганцем картина накладывается на результаты аккумуляции других веществ, поэтому распознавание усложняется. Часто превышение содержания марганца в организме путают с авитаминозами, метеозависимостью, расстройствами в обменных процессах. Если учесть, какое количество не полезных веществ наш организм получает из воздуха, то аккумуляция марганца в высоких дозах усиливает негативные эффекты. Постоянное высокое содержание марганца в организме может негативно сказаться на развитии детей, в том числе и на умственных способностях, и на психо-эмоциональной сфере.

Повышенное содержание марганца в воде и бытовая техника

Железо и марганец в воде ведут себя как все металлы — они образуют нерастворимые соединения, осадки и взвеси. Для системы коммуникаций и бытовой техники это означает:

• оседание хлопьев в трубах, постепенное уменьшение эффективного прохода труб и патрубков, вымывание осадка и поступление его в питьевую и пищевую воду;
• окрашивание постоянно контактирующих с водой предметов в коричневый цвет;
• ускоренное засорение встроенных фильтров стиральных и посудомоечных машин, кофеварок;
• накопление осадка в бойлерах, котлах, водонагревателях.

Для вас это постепенное ухудшение качества работы техники и лишние траты на ремонт коммуникаций, замену фильтров, покупку новых вещей вместо окрашенных, оплату дополнительного расхода электроэнергии и газа на подогрев воды. Если вы используете воду из скважины, то содержание марганца в ней будет выше ПДК с вероятностью 98%. Количество марганца в воде из водопровода, конечно, не так велико, но тоже периодически может возрастать. Точные данные дает лабораторный анализ, но высокую концентрацию марганца и его соединений можно заподозрить по визуальным признакам.

Как обнаружить превышение марганца в питьевой воде до лабораторного анализа

Признаки значительного повышения количества марганца и его соединений в воде:

• органолептические — появление вяжущего привкуса независимо от того, кипяченая вода или нет;
• вода приобретает цвет с желто-коричневым и серым оттенком, иногда присутствует взвесь в виде мелких черных хлопьев;
• осадок в виде черной крупы на дне после отстаивания;
• появление коричневого окрашивания на стенках посуды, особенно белой, желтизна белого белья после стирки, коричневые оттенки, которые можно принять за следы ржавчины.

Не стоит забывать о том, что в период паводков и дождей содержание марганца в воде может сильно меняться в сравнении с периодом жары и летней засухи. Это зависит от интенсивности протока в водоносном слое и прохождения воды через несколько горизонтов. Но даже водопроводная вода требует дополнительной очистки от примесей, которые она смывает с труб.

Технологическая основа очистки воды от марганца

Главной проблемой очистки питьевой воды от марганца остается то, что этот металл присутствует в виде соединений, и для его удаления необходимо применять комплексные методы. С технической точки зрения оценивается показатель перманганатной окисляемости, то есть, количество кислорода, которое затрачивается на окисление 1 миллиграмма металла на 1 литр объема воды. Этот показатель должен находиться в пределах 5-7 мг/л в оборудовании, использующем кислород.

Высокая перманганатная окисляемость воды указывает на присутствие специфических бактерий, связывающих марганец в соединениях и не дающих эффективно окислить его без применения реагентов. При высоком рН воды (от 8,5 до 10) процессы окисления металлов идут активнее, поэтому вполне возможно применение безреагентного метода удаления марганца и железа.

Методы очистки воды от примесей железа и марганца

Принято разделять системы очистки на безреагентные и реагентные, но в этом легко запутаться. Например, окислительный метод с колонной аэрации относится к безреагентным, так как в установку не добавляется никаких посторонних веществ. После смещения рН в сторону щелочности и удаления лишних газов воду насыщают кислородом, и металлы начинают окисляться, выпадать в хлопья и осадок, который фильтруется, а окончательная очистка может быть достигнута с применением обратного осмоса и реминерализации. Следует учитывать, что если вода загрязнена бактериями, извлечь из нее марганец методом окисления будет сложнее. Уровень рН после такой очистки восстанавливают подкислением, что можно сделать, добавив в установку отдельный картридж. Это решение для коттеджей и частных домов, то есть, оно позволяет провести водоподготовку на этапе поступления воды из скважины в дом, а завершить фильтрами обратного осмоса с реминерализацией.

Ионообменные фильтры для деманганации воды

Ионообменная методика построена на способности смол катионитов перехватывать ионы металлов и связывать их в картридже, который помещается в резервуар с водой. Происходит реакция с выделением водорода, выпадением осадка минеральных солей, которые удаляются в отдельную емкость с солью. Чистая вода поступает в систему водоснабжения. Требуется периодически менять картридж и соль. Дополнительная очистка от органики — это применение сорбционных систем с угольными фильтрами. В зависимости от сложности установки водоподготовки, они могут быть встроенными, с возможностью подбора производительности. Такие решения могут применяться не только для индивидуальных домов, но и для объектов малого бизнеса — гостиниц, клубов, баз отдыха, коттеджных поселков. Ионообменные методы не требуют использования электроэнергии, достаточно создать постоянный проток воды через емкость. От размеров емкости и скорости обмена зависит итоговая пропускная способность установки или комплекса.

Реагентная методика

В зависимости от сложности и производительности установки может быть реализована в квартире или частном доме. В протекающую по трубе воду подается небольшое количество гипохлорида натрия, который окисляет марганец и железо. Похожее на соль вещество после реакции с металлами дает несколько видов осадка, которые перехватываются встроенным фильтром. При использовании автоматизированной системы реагент подается только при открытии кранов, то есть, расход очень небольшой. Требуется замена фильтров и иногда пополнение запаса реагента. Установка может быть подобрана для квартир, коттеджей, объектов размещения гостей.

Очистка воды от марганца методом озонирования

Методика рассчитана на очистку воды от марганца при его незначительной концентрации. Плюс методики в том, что озон попутно удаляет из воды всю органику. Установка требует подключения внешнего питания для постоянной выработки озона. Для бытовых решений методика ограничена в применении, чаще ее используют для водоподготовки промышленного и полупромышленного типа, когда вода содержит немного марганца, но все же выше нормативного значения.

Выбор методики очистки воды от марганца и железа строится на результатах анализа воды. После проверки состава можно подобрать установку по способу очистки, производительности, цене, дополнить ее модулями фильтрации, обратного осмоса, реминерализации для получения воды питьевого качества.