Grundvattenrening 2010-09-14 1
2010-09-14 2
Järn Livsnödvändigt, kan fås från annan föda Max 0,1 mg/l i utgående dricksvatten Kan ge slambildning som kan orsaka bakterietillväxt och missfärgning av tvätt Kan ge lukt och smak Löst järn Fe 2+ är färglös, Fe 3+ ger färg Ger lukt och smak även i låga halter Läsanvisning: U6 samt U7 sid 43-44
Mangan Livsnödvändigt Max halt 0,05 mg/l i utgående dricksvatten Kan ge slambildning som kan orsaka bakterietillväxt och missfärgning av tvätt Ovanligt att det ger smak Läsanvisning: U6 samt U7 sid 44-45
Vad är oxidation? Elektroner överförs från det ämnet som ska oxideras till oxidationsmedlet som då reduceras. Ex Fe 2+ (löst järn) övergår till Fe 3+ vilket gör det möjligt att avskilja järnet i en filtrering. Faller ut som rost Fe(OH) 3 Läsanvisning: U7 sid 39-41
Oxidationsstyrka Syre, O 2 Klor, Cl 2 Väteperoxid, H 2 O 2 Kaliumpermanganat, KMnO 4 Klordioxid, ClO 2 Ozon, O 3 (Hydroxylradikaler *OH, AOT)
Vad påverkar resultatet? ph, alkalinitet Temperatur Redoxpotential Oxidationstid Komplexbindning till humus Val av oxidationsmetod och dos
Redoxpotenital Är ett mått på den oxiderande förmågan Om redoxpotentialen är låg säger man att vattnet är reducerat. (tex i brunnar med låg syrehalt) Tillsats av oxideringsmedel höjer redoxpotentialen.
Oxidation med syre 4 Fe 2+ + O 2 + 10 H 2 0 => 4 Fe(OH) 3 + 8 H + 2 Mn 2+ + O 2 + 2H 2 O => 2MnO 2 + 4H + (långsam reaktion) Mn 2+ *MnO 2 + O 2 => 2MnO 2 (i filter, snabb reaktion)
Brunsten Om man väl fått en brunstensbeläggning, MnO 2, i filtret så får man en autokatalys. Brunstenen adsorberar snabbt Mn 2+ och manganet fastnar i filtret. Sanden blir svart. Man kan också köpa färdigpreparerad sand eller preparera den själv.
Dosering KMnO 4 Ungefärlig min dos KMnO 4 mg/l: 0,5*Fe mg/l + 1,0*Mn mg/l Ungefärlig max dos KMnO 4 mg/l: 1*Fe mg/l + 2,0*Mn mg/l
Räkneexempel 1 För att bereda en Kaliumpermanganatlösning blandas 4 kg KMnO 4 per 200 liter vatten. Hur många gram KMnO 4 per liter vatten innehåller lösningen?
4 kg motsvarar 4000 gram 4000 gram/200 liter => 20 gram/liter
Räkneexempel 2 Ett vatten innehåller 1 mg/l järn och 0,3 mg/l mangan. Hur mycket KMnO 4 -lösning från exempel 1 bör doseras? A) I milligram KMnO 4 /liter B) I ml/m 3
Dosering i mg/l: 2+ 2+ 2+ 2+ ( 1 mgfe l *1mgFe ) + ( 2mgKMnO mgfe *0,3mgMn l) = 1, mgkmno l mgkmno4 4 6 4 Dosering i ml/m 3 : 1,6 mg/l motsvarar 1,6 g/m 3 och lösningen innehöll 20 g/l. Doseringsbehov/Koncentrationen=> 1,6 g m 20 g l 3 = 0,08l m 3 *1000ml l = 80ml m 3
Syre (verksamt främst på järn) Kaliumpermanganat, KMnO 4 Bakterier! Vanliga oxidationsmedel för järn och mangan Biologiskt filter Snabbfilter
Markoxidation Kemisk/biologisk metod Enkel och lättskött Inga kemikalier Kräver noggranna fältundersökningar
Uttagsbrunn Syresättning Syresättningsbrunn Syresättningsbrunnar Syresättning direkt i brunnen alternativt återföring av syresatt vatten från uttagsbrunnen Uttagsbrunn Markoxidation sett ovanifrån, tex vyredox
Återinfiltration Luftning Makadambädd Råvatten Infiltrations bassänger Renvatten
Avhärdning Jonbytare Fällning över jämvikts -ph Läsanvisning: U7 sid 55-62
Jonbyte Katjonbytare (positiva joner är katjoner, negativa är anjoner) Oftast ett trycksatt filter med jonbytarmassa av polystyren. Regenereras med koksalt NaCl. Åtgår ca 30 g salt/m 3 vatten. Positiva natriumjoner byts mot kalcium och magnesiumjoner. Påverkar inte alkalinitet eller koldioxidhalt. Filterhastighet ca 25 m/h Vattnet blir totalavhärdat Måste shuntas en mängd förbi filtret, annats korrosivt samt risk för höga halter natrium som är blodtryckshöjande!
Avhärdning med jonbyte R*2Na R*2Na + + Ca Mg 2+ 2+ R* Ca + R* Mg + 2Na + 2Na + R står för de aktiva grupperna i jonbytarmassan. En mol Ca dvs 40 g (molvikt 40 g/mol) ersätts av två molerna dvs 2*23=46 g (molvikt 23 g/mol) Ett vatten med 15 dhsom avhärdas till 5 dhökar Na halten enligt: 10dH = 71mgCa 2+ [ 1dH = 7,1 mgca l] 2+ 71mgCa l = 1,78 mmolca 40mg mmol 1,78mmolCa 3,6 mmolna 2+ + 2+ l *2mmolNa + 2+ 3,6mmolNa l *23mg mmol = 85mg l l + Om halten i råvattnet är 30 mg/l blir utgående Na-halt 85+30= 115 mg/l. (gränsvärde för tjänligt med anmärkning hos användaren är 200 mg/l om man har jonbytemed natrium annars 100 mg/l Sägs inget om fällning med lut el. soda!)
Shuntning Hur mycket ska shuntas förbi i exemplet? Q Hi X*Q/100 Q= flöde m3/h X= % shuntat vatten Hi= hårdhet inkommande Hu= hårdhet utgående Hu=Hi*x/100 Q Hu X = 100* Hu Hi = 100*4 10 = 40%
Jonbyte forts Jonbyte kan användas för andra ändamål också Tex anjonbytare för humus. Regenereras med alkaliks koksaltlösning. Negativa kloridjoner byts mot humus. Se upp med höga utgående kloridhalter (korrosivt och kan smaka salt!)
Avhärdning med kalkfällning ph-värdet höjs med soda, kalk eller lut över jämviktsphså kalk fäller ut. ph över jämvikts-phger utfällning av pannsten, CaCO 3-. Jämvikten är temperaturberoende. Fäller ut vid lägre ph-värden om vattnet värms upp. Ca 2+ +2HCO 3- +NaOH CaCO 3 + Na + +H 2 O + CO 2 Ca 2+ +2HCO 3- +Ca(OH) 2 2CaCO 3 2H 2 O + CO 2 Läsanvisning: P71 sid 133-135
Metoder Tex pelletsreaktor (Uppsala, Sydvatten Vombverket) Tex Dynasand (Dalarö VV) Alkali Alkali pellets Pannsten fäller ut på sandkornen Syra