Áskoranir til að fjarlægja mangan
Looking at specifications for a project earlier that had very tight targets for iron and manganese (combined target of >0,06 mg/L) en engin tilraunagögn voru til til að styðja við að þessi markmið væru náð. Bjóðendum var gert að tryggja að þessi mörk yrðu uppfyllt með tilgreindu þrýstisíukerfi með Greensand Plus miðli.
Þegar það kom aftur á bak við að tryggja afköst kerfisins (sem verkfræðingurinn hafði hannað) án nokkurra fyrri prófana til að sýna fram á að þetta væri hægt, var svar verkfræðingsins að það væru aðrar Greensand Plus síur í nálægum verksmiðjum sem væru að ná þessum stigum svo það ætti ekki að vera vandamál með að tryggja afköst.
Í meginatriðum er þetta að segja að búast megi við frammistöðu meðferðarferlis á einum vatnsból á allt öðru uppsprettuvatni án þess að taka tillit til vatnsgæða þessara tveggja uppsprettu. Þó að járn sé tiltölulega auðvelt að fjarlægja, er mangan allt öðruvísi. Þó að auðvelt sé að fjarlægja mangan á einum vatnsból, gæti verið mjög erfitt að fjarlægja það á öðrum.
Í 3. kafla AWWA 'Iron and Manganese Removal Handbook, Second Edition' eru eftirfarandi fullyrðingar settar fram:
Oxun Fe og Mn: Mangandíoxíð (mangan í oxuðu formi) myndar mun fínni flokki (en járnhýdroxíð), svo fínt stundum að kornótt miðilsía fjarlægir það ekki.
Lífræn flæking Fe og Mn: Rekstraraðilar sem eiga í erfiðleikum með að fjarlægja Fe og Mn (sérstaklega Mn) hafa afhjúpað nokkra algenga þætti:
o Magn lífræns kolefnis (TOC) yfir 2 mg/L
o Eitthvað magn af ammoníaki eða brennisteinsvetni í fóðurvatninu
Aðferðir til að fjarlægja frásog: Mangan er best fjarlægt með aðsog á mangandíoxíð miðli eins og Greensand Plus eða Pyrolusite.
Járn er best fjarlægt með útfellingu/síun vegna þess að járnaðsog blindar fjölmiðlana. Þess vegna, þegar bæði eru til staðar, er besta ferlið sem notað er sambland af járnoxun/síun og mangan aðsog.
Lengra að síðasta atriðinu tekur oxun mangans mun lengri tíma en járn þar sem horft er á frá sekúndum upp í eina mínútu fyrir járn og allt að 30 mínútur eða lengur fyrir mangan. Því í síukerfi þar sem oxunarefni er skammtað í fóðurlagnir til síanna getur maður haft nægan tíma í pípunum og pláss í síunum fyrir ofan miðilinn fyrir járnoxun (nokkrar mínútur) á sama tíma og aðsogsfjarlæging mangansins leyfir.
Í Opflow frá AWWA í desember 2021 sem ber titilinn „Metið og hagræðið manganmeðferð“, útskýrir að form og magn mangans geta verið töluvert mismunandi milli brunna.
Allar aðferðir til að fjarlægja mangan sem lýst er í þessari grein eru byggðar á frásogi í síumiðilinn. Þess vegna verður að fínstilla aðstæður fyrir frásogskerfi á manganoxíðhúðuðum miðlum, þar með talið að tryggja að það sé laus leifar af oxunarefni til að veita stöðugt endurnýjað aðsogsyfirborð. pH hefur einnig áhrif á Mn hvarfhvörf með pH yfir 7,0 hagstæðari.
Eins og getið er hér að ofan skapa TOC, ammoníak og H2S klórþörf sem hefur áhrif á klórið sem er tiltækt til að oxa Fe og endurnýja síumiðilinn fyrir Mn aðsog. Vegna þess að járnoxunarviðbrögðin eru miklu hraðari samanborið við TOC, fær maður venjulega járnoxun í nærveru TOC, svo framarlega sem járnið er ekki lífrænt bundið við TOC. Þegar ammoníak og H2S eru til staðar gæti þurft stærri klórskammt til að sigrast á eftirspurninni frá þessum efnasamböndum og veita nægilega járnoxun.
Þó að maður sé ekki að reyna að fjarlægja mangan með oxun/síun, þá þarf maður samt ókeypis leifar af oxunarefni til að halda mangandíoxíðmiðlinum endurnýjuð þannig að það gleypir manganið. Þess vegna getur vatn með mikla klórþörf haft áhrif á getu miðilsins til að gleypa mangan. Ef ammoníak er til staðar gæti kalíumpermanganat verið góður kostur frekar en klór sem oxunarefni vegna þess að það hvarfast ekki við ammoníakið.
Ef járn og/eða mangan blandast lífrænum efnum getur oxunarferlið haft veruleg áhrif. Að minnsta kosti þarf hærri oxunarskammt og lengri oxunartíma og ef þetta virkar gæti samt skapað annað vandamál með myndun aukaafurða til sótthreinsunar. Storknun gæti verið betri kostur til að fjarlægja lífrænt bundið mangan og hugsanlega járn líka.
Svo augljóst er að efnafræði til að fjarlægja járn og sérstaklega mangan er ekki einföld og ekki er hægt að gera ráð fyrir því að Fe og Mn gildi á einum vatnslind séu svipuð öðrum vatnslindum að tiltekin meðferðartækni muni virka jafnt á báðum. Aðrir efnisþættir í áhrifum vatnslindarinnar við að fjarlægja áhrif og verður að taka með í reikninginn og helst ætti að gera bekk- og/eða tilraunapróf til að staðfesta árangur fyrirhugaðs meðferðarferlis.
