Czy filtr osmoza usuwa mangan? Kompleksowy przewodnik
- Szczegóły
Mangan to naturalnie występujący składnik wód podziemnych i powierzchniowych. Najczęściej bierze się ze źródeł naturalnych, jednak zdarza się też, że jego pochodzenie może mieć charakter antropogeniczny. Mangan jest substancją, której obecność w wodzie wynika głównie z przedostawania się z utworów geologicznych (najczęściej skał magmowych oraz osadowych, które rozpuszczają się pod wpływem obecności jonów siarczanowych). Rzadziej zdarza się, że jego obecność w wodzie jest związana z działalnością człowieka, taką jak choćby przemysł.
Wysokie stężenia manganu obecne w wodzie najczęściej występują wraz z przekroczeniami żelaza. Podwyższone stężenia manganu zazwyczaj występują w wodzie wraz z przekroczeniami żelaza. Mangan przyjmuje różny stopień utleniania. W środowisku wodnym najczęściej mamy do czynienia z utlenianiem na II i IV stopniu.
Źródła i zastosowanie manganu
Mangan jest stosowany między innymi w przemyśle metalurgicznym, do produkcji baterii, szkła, sztucznych ogni. W wodach podziemnych o odczynie pH wynoszącym od 4 do 7 przeważa forma dwuwartościowa manganu. To postać charakteryzująca się dużą rozpuszczalnością. W wodach o większym potencjale utleniającym, mangan przejmuje wyższy stopień utleniania i jest zazwyczaj obecny w postaci na czwartym stopniu utleniania.
Wpływ manganu na jakość wody i zdrowie
Mangan ma przede wszystkim znaczący wpływ na właściwości organoleptyczne wody. Dość intensywnie oddziałuje na jej barwę oraz mętność, ale i smak, zapach. Mangan obecny w wodzie najczęściej pochodzi ze skał magmowych i osadowych, które rozpuszczają się w obecności jonów siarczanowych, choć wpływ na jego występowanie ma także działalność przemysłowa. Metal ten jest stosowany w przemyśle metalurgicznym, jako składnik stopów stalowych.
Główny Inspektorat Sanitarny w wydanej przez siebie publikacji wskazuje, że sprawa oddziaływania manganu w wodzie na zdrowie człowieka jest obecnie kwestią kontrowersyjną. Niektóre wyniki badań wskazują, że mangan faktycznie może mieć negatywny wpływ na stan czynnościowy organizmu. Mangan wykazuje największą toksyczność, jeśli jest wprowadzany do organizmu drogą wziewną. Badania pokazały, że u osób narażonych na długotrwałe wdychanie manganu wystąpiły zmiany w funkcjonowaniu układu nerwowego, przybierające postać kliniczną zespołu pozapiramidowego. Bardzo ciekawą częścią doświadczeń w tym zakresie są badania związane z wpływem wody bogatej w mangan a prawidłowym rozwojem układu neurologicznego u dzieci. Naukowcy zaobserwowali zaburzenia zachowania, upośledzenie zdolności poznawczych u maluchów, które spożywały większe dawki manganu zawarte w wodzie.
Przeczytaj także: Filtr osuszacz klimatyzacji - kiedy wymiana?
Konsekwencje używania wody z manganem:
- Właściwości organoleptyczne wody - zmieniają jej barwę oraz powodują mętność. Dodatkowo problemem może być także zmiana smaku i zapachu wody
- Na pranych tkaninach mogą pozostawać przebarwienia - mangan brudzi tkaniny, powoduje, że szarzeją, tracą swój naturalny kolor, pozostają na nich odbarwienia i plamy
- Smolisty osad - mangan pod wpływem kontaktu z tlenem wytrąca się z wody pod postacią drobnych, smolistych cząsteczek, tworzących osad. Często pozostaje na armaturze, w urządzeniach AGD korzystających z wody oraz w instalacji
- Bakterie manganowe - podobnie jak w osadzie żelazowym mogą występować bakterie żelazowe, tak i w osadzie po manganie mogą zbierać się bakterie manganowe. Stanowią one idealne środowisko do rozwoju i bytowania innych gatunków, w tym również niebezpiecznych dla zdrowia.
- Niedrożność instalacji, spadki wydajności - osad po manganie może gromadzić się w instalacji oraz urządzeniach, na istotnych komponentach, powodując tym samym spadki wydajności, kłopoty z prawidłowym działaniem, może zatykać światło rur, prowadzić do drogich napraw
- Koszty utrzymania - obecność manganu w wodzie może generować spore koszty związane z codziennym życiem i funkcjonowaniem. Niekiedy użytkownicy nie chcą pić wody, której właściwości organoleptyczne uległy zmianie właśnie przez mangan. Z tego względu zaczynają kupować wodę butelkowaną, co znacznie podnosi koszty związane z codziennym życiem.
Zamanganiona woda pozostawia po sobie przebarwienia. Jeśli zaistnieją odpowiednie warunki, to mangan może zacząć wytrącać się w postaci smolistych osadów. Są one jeszcze trudniejsze do usunięcia niż te, które pozostawia po sobie żelazo. Ponadto osad manganowy zalegający w rurach tworzy doskonałe środowisko do rozwoju różnego rodzaju mikroorganizmów. Zmiana barwy wody oraz wytrącanie się osadów to zjawiska, które są obecne nawet przy niskich stężeniach manganu. Można je zaobserwować już przy 0,02 mg Mn/l, wtedy nie jest to jednak aż tak dokuczliwe.
Metody usuwania manganu z wody
Związki manganu można usuwać z wody w taki sam sposób, co żelaza. Najczęściej proces odżelaziania i odmanganiania przeprowadzany jest łącznie. Pierwszym krokiem do wyboru właściwej metody usuwania manganu z wody jest przeprowadzenie fizykochemicznej analizy wody. Dzięki temu badaniu będzie wiadomo ile dokładnie manganu znajduje się w wodzie oraz jakie woda ma parametry i czy jej właściwości pozwolą na zastosowanie konkretnych metod uzdatniania wody.
Mangan wytrąca się znacznie gorzej z wody niż żelazo. Co ciekawe, mniejsze stężenia manganu jest znacznie trudniej zredukować z wody niż te duże. Aby zażegnać problem, najczęściej stosowane są silne utleniacze, jak nadmanganian potasu, chlor, ozon. Poniżej najczęściej wykorzystywane w gospodarstwach domowych metody usuwania manganu z wody.
1. Odwrócona osmoza
To przykład na punktowe uzdatnianie wody z zastosowaniem filtra kuchennego. Odwrócona osmoza to bardzo dokładny filtr kuchenny, który pozwoli na redukcję nie tylko manganu, ale i innych substancji, nawet o wielkości niewielkich jonów z wody spożywczej. To doskonała opcja, jeśli potrzeba uzdatnić na przykład wodę w domku letniskowym na działce.
Przeczytaj także: Zastosowanie wężyków do filtra osmozy
Membrana osmotyczna to bardzo dokładny komponent, na którym z wody usuwany jest nie tylko mangan, ale i cały szereg innych substancji, jak: metale ciężkie, pestycydy, chlor i jego pochodne, związki organiczne, bakterie, wirusy. Dodatkowo z wody usuwane są zanieczyszczenia mechaniczne oraz poprawie ulegają jej właściwości organoleptyczne.
2. Wstępne napowietrzanie wody
Jedną z najpopularniejszych i najczęściej stosowanych metod usuwania manganu z wody w gospodarstwach domowych jest zastosowanie urządzeń wykorzystujących wstępne napowietrzanie wody. Wynika to z kilku względów. Przede wszystkim jest to sposób w pełni skuteczny niezależnie od pierwotnych przekroczeń manganu w wodzie. Mogą być naprawdę wysokie, a dzięki tej metodzie po problemie pozostanie jedynie wspomnienie. Jest to też metoda w pełnie ekologiczna. Do regeneracji nie ma potrzeby wykorzystywania żadnych dodatkowych środków chemicznych, dzięki czemu nic nie oddziałuje negatywnie na środowisko. Po trzecie jest to metoda naprawdę tania w eksploatacji. Na proces płukania złoża wykorzystywane jest jedynie woda, a samo urządzenie jest bardzo proste w użytkowaniu i tanie w utrzymaniu.
Na rynku istnieją dwa rodzaje odżelaziaczy i odmanganiaczy wody wykorzystujących wstępne napowietrzanie wody. Jedne z nich wymagają obecności zewnętrznego aeratora oraz ocynkowanego zbiornika ciśnieniowego (na przykład Ecoperla Sanitower).
Usuwanie manganu z wody z wykorzystaniem wstępnego napowietrzania jest metodą w pełni naturalną, która wykorzystuje reakcję manganu z tlenem. W tej metodzie woda jest wstępnie wzbogacana w tlen z zastosowaniem zewnętrznego aeratora lub wbudowanej poduszki sprężonego powietrza. Następnie trafia na złoże filtracyjne, na którym zachodzi kataliza. Cząsteczki manganu są wytrącane z wody i osiadają na złożu filtracyjnym.
3. Złoża jonowymienne
Istnieje możliwość usuwania manganu z wody dzięki zastosowaniu niektórych rodzajów złóż jonowymiennych. Z bardzo małymi przekroczeniami żelaza i manganu są w stanie poradzić sobie nawet niektóre złoża dostępne w zmiękczaczach wody. Do zatrzymania żelaza i manganu dochodzi w procesie wymiany jonowej, podczas której redukowany jest stopień twardości wody.
Przeczytaj także: Analiza dzbanków filtrujących wodę z RO
Na rynku są dostępne specjalne mieszanki złóż, które radzą sobie w sposób w pełni efektywny z nadmiernym stężeniem żelaza i manganu. Są one bardzo często wykorzystywane w stacjach wielofunkcyjnych.
4. Złoża regenerowane nadmanganianem potasu
Usuwanie manganu z wody może też przebiegać na złożach regenerowanych nadmanganianem potasu. Przykładem popularnego złoża działającego na tej zasadzie jest zielony glaukonit powszechnie znany pod nazwą Greensand. Ma właściwości pozwalające na wymianę jonową, jednak cały proces jest dość zbliżony do redukcji manganu na złożach ze wstępnym napowietrzaniem wody.
Podczas gdy woda przepływa przez filtr, rozpuszczone żelazo oraz mangan wytrącają się z roztworu na skutek utleniania. Przybierają formę nierozpuszczalną - drobnych, stałych cząsteczek. Te gromadzą się na złożu i po jakimś czasie muszą zostać wypłukane. Do regeneracji stosuje się nadmanganian potasu. Jest to substancja, której dozowanie i użytkowanie wymaga podjęcia szczególnych środków ostrożności. Dodatkowo jeśli podczas jakiegokolwiek z cyklów działania dojdzie do awarii, a nadmanganian potasu przedostanie się do instalacji, taka woda może stanowić zagrożenie dla ludzkiego zdrowia.
Podsumowanie metod usuwania manganu z wody
Dobór właściwej metody uzdatniania jest uzależniony od wielu czynników. Aby wybrać optymalny sposób filtracji, najlepiej jest zacząć od wykonania analizy wody pod kątem fizykochemicznym. Przy doborze metody odmanganiania kluczowe jest nie tylko stężenie samego manganu, ale i żelaza, pH wody, utlenialność, mętność czy barwa. Oprócz tego pozostaje decyzja czy chcemy uzdatniać wodę tylko do celów spożywczych, czy na całą instalację.
Tabela porównawcza metod usuwania manganu z wody:
| Metoda | Zalety | Wady | Zastosowanie |
|---|---|---|---|
| Odwrócona osmoza | Bardzo dokładna filtracja, usuwa wiele zanieczyszczeń | Punktowe uzdatnianie, nie na całą instalację | Woda do celów spożywczych |
| Wstępne napowietrzanie | Skuteczna, ekologiczna, tania w eksploatacji | Wymaga zewnętrznego aeratora lub wbudowanej poduszki | Cała instalacja |
| Złoża jonowymienne | Usuwa mangan i zmiękcza wodę | Mogą tracić właściwości przy dużych przekroczeniach | Niewielkie przekroczenia manganu i żelaza |
| Złoża regenerowane nadmanganianem potasu | Skuteczne | Wymaga stosowania i ostrożnego dozowania chemii | Wymaga ostrożności |
Mangan nie jest prostym w usuwaniu zanieczyszczeniem. Metody uzdatniania nie można wybierać na chybił trafił, jeśli zależy nam na optymalnym oczyszczaniu wody. O przekroczeniach żelaza w wodzie mimo wszystko mówi się nieco więcej, co wcale nie oznacza, że obecność manganu stanowi mniejsze kłopoty.
tags: #czy #filtr #osmoza #usuwa #mangan
