Что такое деманганация — статьи ГК «Экволс»

Что такое деманганация?

Содержание соединений марганца в земной коре находится на значительном уровне, аналогичная ситуация наблюдается и в природных водоемах, а также в подземных источниках воды. Процесс деманганации представляет собой удаление марганцевых солей как с помощью бытовых средств, так и с применением промышленных технологий. Современное оборудование для водоочистки эффективно справляется с удалением соединений тяжелых металлов, представляющих угрозу для здоровья человека.

Содержание марганца в природных водах и причины загрязнения

Марганец проникает в пресные водоемы в результате естественного вымывания железосодержащих руд и минералов, таких как черная охра, браунит, псиломелан и пиролюзит. Загрязнение открытых водоемов, требующих процедуры деманганации, может иметь как природный, так и антропогенный характер:

Естественное разложение органических остатков растений, водорослей, рыб и других водных организмов в реках, прудах и озерах.
Сброс сточных вод от предприятий металлургии, горнодобывающей и химической промышленности.

Деманганация подземных вод становится особенно актуальной при поднятии глубинных пластов, происходящем из-за тектонических процессов. В водной среде соединения марганца чаще всего присутствуют в виде коллоидов и взвешенных частиц. Их концентрация зависит от состава горных пород, сквозь которые проходит вода.

Допустимое содержание марганца в питьевой воде

Санитарные нормы регулируют предельно допустимую концентрацию вредных веществ в питьевой воде, подаваемой через централизованные водопроводы или поставляемой в бутылках. В соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01, максимально допустимое содержание марганца в водопроводной воде составляет 0,1 мг/дм³, а в бутилированной — не более 0,05 мг/дм³. Чтобы соблюсти эти нормативы, необходима современная система очистки, включающая обезжелезивание и деманганацию.

Превышение норм по содержанию марганца может негативно сказаться на здоровье человека, вызывая различные нарушения. Кроме того, высокие уровни марганца в воде способствуют образованию налета на сантехнике и преждевременному выходу из строя бытовых приборов. Поэтому деманганация — это ключевой этап в подготовке безопасной питьевой воды и воды для хозяйственных нужд.

Воздействие марганца на организм при регулярном употреблении воды с его избытком

Использование современных фильтрационных систем для обезжелезивания и деманганации позволяет снизить содержание марганца до безопасных уровней. Этот микроэлемент играет важную роль в жизнедеятельности человека — он необходим для нормального кроветворения, функционирования гипофиза и репродуктивной системы у обоих полов. Однако превышение суточной дозы в 40 мг может вызвать серьезные функциональные сбои и интоксикацию организма:

Нарушения в работе центральной нервной системы, проявляющиеся в апатии, быстрой утомляемости, сонливости и снижении умственных способностей.
Аллергические реакции, сопровождающиеся кожными высыпаниями и дерматитами.
Формирование камней в почках, ухудшение сосудистой проходимости и развитие сердечно-сосудистых патологий.
Сбои в работе эндокринной системы, вегетативные расстройства и поражения печени.

Качественная водоочистка от марганца и железа — необходимая мера для обеспечения безопасности питьевой воды как в централизованных сетях, так и в индивидуальных источниках. Одной из опасностей является скрытый характер накапливающихся нарушений, проявляющихся спустя длительное время.

Как определяется уровень марганца в воде?

Избыток марганца в водной среде негативно влияет на вкусовые и визуальные характеристики воды. На поверхности жидкости, не прошедшей должную очистку, часто появляется темная пленка и неприятный металлический привкус.

Для точной оценки уровня загрязнения проводят химический анализ в лабораторных условиях. Применяются методы, основанные на специфических реакциях для определения катионов пятой аналитической группы, к которой относится марганец. Полученные данные используются для подбора подходящего способа деманганации — как для централизованных систем водоснабжения, так и для частных источников. Отбор проб осуществляется в строгом соответствии с установленными санитарными нормами.

Профессиональные способы удаления марганца из воды

В воде марганец, как правило, присутствует в виде растворимых соединений в двухвалентной форме. Для его эффективного удаления необходимо перевести металл в нерастворимое состояние — трех- или четырехвалентную форму — путем окисления. С этой задачей справляются различные технологии водоочистки, включая:

аэрацию в сочетании с химическим окислением;
использование систем обратного осмоса;
дистилляцию с последующим отстаиванием очищенной жидкости.

Выбор конкретной схемы очистки осуществляется на основе исходного содержания марганца и требований к качеству питьевой воды. Также учитываются экономическая эффективность и удобство эксплуатации оборудования.

Фильтрационные системы и роль аэрации

Марганец в природной воде часто сопровождает железо, находясь как в растворенной, так и в нерастворенной форме. Процессы обезжелезивания и деманганации имеют много общего, однако удаление марганца технически сложнее. Для его эффективного устранения применяются следующие методы:

Интенсивная аэрация — как под давлением, так и в условиях атмосферного давления — с последующей фильтрацией.
Введение реагентов-окислителей, таких как перманганат калия, хлор, диоксид хлора, озон или гипохлорит натрия.
Каталитическое окисление после предварительной коррекции кислотно-щелочного баланса воды.

На финальном этапе очистки применяются специальные фильтры, укомплектованные модифицированной фильтрующей средой. Такая загрузка включает стойкие катализаторы, не подверженные износу, и позволяет эффективно удалять как двухвалентные, так и трехвалентные формы марганца, обеспечивая высокий уровень очистки воды.

Обратный осмос как метод удаления марганца из воды

Системы деманганации, основанные на технологии обратного осмоса, обеспечивают почти полное удаление марганца за счет использования полупроницаемых мембран. Такие установки, применяемые как в быту, так и в промышленности, очищают воду в несколько последовательных этапов:

Механическая очистка — фильтры задерживают крупные взвешенные частицы и нерастворимые примеси.
Сорбционная стадия — активированный уголь связывает органические вещества и другие загрязнители.
Мембранное разделение — вода проходит через обратноосмотическую мембрану, разделяясь на очищенную (пермеат) и концентрат, который отводится в дренаж.
Минерализация — восстановление содержания необходимых минеральных веществ в воде для улучшения вкуса и пользы для здоровья.

Современные установки обратного осмоса оснащаются накопительными резервуарами для хранения очищенной воды. Подача воды может осуществляться как через основную систему водоснабжения, так и через отдельный кран — выбор зависит от мощности и конфигурации оборудования.

Дистилляция и последующее отстаивание

Процесс перегонки воды — еще один способ снижения содержания марганца до допустимых значений. Метод применяется преимущественно в промышленных условиях из-за высокой энергоемкости. В коммунальном и бытовом водоснабжении он используется крайне редко.

Тем не менее в домашних условиях возможно применение простейших перегонных аппаратов для очистки подземных вод. После перегонки полученный дистиллят отстаивается, чтобы устранить остаточные примеси. Такой метод требует значительных временных затрат и постоянного контроля, особенно если речь идет о самодельных установках с базовыми средствами безопасности.

Избыточное содержание марганца в воде опасно для здоровья и может повредить бытовую технику. Для его удаления применяются различные методы: аэрация, реагентное и каталитическое окисление, обратный осмос, дистилляция. Наиболее эффективны многоступенчатые системы фильтрации и установки обратного осмоса. Своевременная деманганация — важный шаг к получению безопасной и качественной питьевой воды.