Fjerning av jern og mangan i drikkevannsbehandling. Erling Rost, siviling. Sterner Aquatech AS

Transkript

1 Fjerning av jern og mangan i drikkevannsbehandling Erling Rost, siviling. Sterner Aquatech AS

2 Sterner AquaTech AS Selskapet ble etablert 1990 med vannbehandling som hovedfelt. Hovedkontoret er på Ski, med avdelinger i Bergen og Leknes i Nordland 23 ansatte derav 14 på Ski. Omsetning i 2011 NOK 83,9 mil. Selskap i Skottland ( Sterner AquaTech UK ) med 8 ansatte. SAT AS er Norges største leverandør innen vannbehandling til fiskeoppdrett Wedecos største samarbeidspartner siden 1997 Levert flere en 80 ozongeneratorer siden 1998, derav 12 komplette AquaZone linjer til drikkevann, industri og fiskeoppdrett. Godt representert med servicepersonell ( 6 service teknikere ) Vår hjemmeside:

3 Innhold: Bakgrunn jern og mangan Fysisk-kjemisk behandling Reaksjonsmønster «Testvinneren» Prosessbeskrivelse Konklusjon

4 Bakgrunn Jern og mangan finnes naturlig i berggrunnen Fravær av oksygen gjør jern og mangan vannløselig Slikt vann er ikke direkte forbundet med helsefare Gir et uestetisk inntrykk, farget vann Grenseverdier i Norge Mangan: 0,05 mg Mn/l Jern: 0,20 mg Fe/l

5 Metoder for fjerning av Fe og Mn Fysisk-kjemisk behandling er mest vanlig Overføre flytende jern/mangan til fast form: 1. Kjemisk behandling oksydasjon 2. Fysisk behandling felling på filter Aktuelle oksydasjonsmidler: Oksygen i vann - O 2 (aq) Ozon i vann - O 3 (aq) Hypokloritt - HOCl Klordioksid - ClO 2 Kaliumpermanganat - KMnO 4

6 Oksydasjon av jern og mangan Oksygen (luft) i vann - O 2 (aq) Jern effektivt Mangan sen reaksjon under ph 9,2 Ozon i vann - O 3 (aq) Jern meget rask reaksjon Mangan rask reaksjon uavhengig av ph Hypokloritt HOCl Jern rask reaksjon Mangan mye mindre effektivt enn for jern Klordioksid - ClO 2 Jern rask reaksjon Mangan mye mindre effektivt enn for jern Kaliumpermanganat - KMnO 4 Jern rask reaksjon ph>5 Mangan rask reaksjon ph>5,5

7 Oksygen (luft) Ozon Klorering KMnO4 Oppsummering Metode med lave kostnader (investering og drift). Ingen kjemikalietilsetning. Ingen sterk oksidant, egner seg ikke når Fe/Mn er bundet til organisk stoff (humus). Reagerer raskt med jern, men meget sakte med mangan under ph 9,5. Metode med lave driftskostnader, dog noe investering. Ingen kjemikalietilsetning. Meget sterk oksidant, egner seg godt når Fe/Mn er bundet til organisk stoff (humus). Rask reaksjon med Fe/Mn. God desinfeksjonseffekt. Oksygenoverskudd gir friskere smak. Kan ved overdosering danne kaliumpermanganat. Utstrakt brukt i utlandet. Krever nøye dosering. Reagerer med Fe/Mn omtrent som med luft. God desinfeksjoneffekt. Kan danne trihalometaner (THM). Metode med lav investeringskostnad, dyrt kjemikalium. Relativt effektiv metode. Må doseres nøye. Kan danne kaker i filteret som er vanskelig å fjerne. Egner seg for mindre vannverk.

8 Reaksjonsmønster Metall/oksidant Reaksjon Støkiometri 1.Fe (II) O 2 (aq) 2Fe /2O 2 (aq) + 5H 2 O 2Fe(OH) 3 (s) + 4H + 0,14 mg O 2 /mg Fe O 3 (aq) 2Fe 2+ + O 3 (aq) + 5H 2 O 2Fe(OH) 3 (s) + O 2 (aq) + 4H + 0,43 mg O 3 /mg Fe HOCl 2Fe 2+ + HOCl + 5H 2 O 2Fe(OH) 3 (s) + Cl - + 5H + 0,64 mg HOCl/mg Fe ClO 2 Fe 2+ + ClO 2 + 3H 2 O Fe(OH) 3 (s) + ClO H + 1,20 mg ClO 2 /mg Fe KmnO 4 3Fe 2+ + MnO H 2 O Fe(OH) 3 (s) + ClO H + 0,94 mg KMnO4/mg Fe 2.Mn(II) O 2 (aq) Mn /2O 2 (aq) + H 2 O MnO 2 (s) + 2H + 0,29 mg O 2 /mg Mn O 3 (aq) Mn 2+ + O 3 (aq) + H 2 O MnO 2 (s) + O 2 (aq) + 2H + 0,88 mg O 3 /mg Mn HOCl Mn 2+ + HOCl + H 2 O MnO 2 (s) + Cl - + 3H + 1,30 mg HOCl/mg Mn ClO 2 Mn ClO 2 + 2H 2 O MnO 2 (s) + 2ClO H + 2,45 mg ClO 2 /mg Mn KmnO 4 3Mn MnO H 2 O 5MnO 2 (s) + 4H + 1,92 mg KMnO 4 /mg Mn

9 Oksygenering med luft Luft Råvann Skyllevann Rent vann Skyllevann

10 Anlegg for jern/manganfjerning med UV 40 m3/t 1,2-8 m3/t > 10 m3/t

11 Skjematisk beskrivelse - ozon OZONDESTRUKTOR UTLUFTING BARRIERE 1 RÅVANN INN FORFILTRERING FILTER KONTAKT KAMMER AVLØP EJEKTOR OZON PRODUKSJON BARRIERE 2 UV ANLEGG OKSYGEN PRODUKSJON TRYKKTANK RENSET VANN UT

12 Aquazone - ozon og (bio)filtrering Vannrensing med 2 uavhengige hygienske barrierer Fjerning av humus, jern og mangan Følgende trinn inngår: Innløpssiling Kontakttank ozon-vann Biofilter UV-anlegg

13 AquaZone-anlegg Luftproduksjon Oksygenproduksjon Ozonproduksjon Oksidasjon og filtrering

14 Ozon er «testvinneren» fordi: Reaksjon med oppløst jern går meget raskt Reaksjon med oppløst mangan går raskt og er uavhengig av ph Ingen frakt, tilbredning av kjemikalier, ozon produseres på stedet Intet kjemikalieutslipp Gir best resultat dersom andre substanser f.eks. humus er til stede Ingen fare for dannelse av klorerte hydrokarboner Ozon gir i tillegg god desinfeksjonseffekt Oksygen i vannet er en fordel i grunnvann (friskere smak) Obs: For høy ozondose kan føre til dannelse av kaliumpermanganat

15 Anlegg levert og under bygging Bostrak vannverk, Drangedal (25m 3 /t) Vestresand vannverk,bøstad (18m 3 /t) Valnesfjord vba, Fauske (54m 3 /t) Bønsnes vba, Hole (216m 3 /t) Steinsvika vannverk, Skien (1650m 3 /t) Hellesvik og Sund vv, Sundøy (8m 3 /t) Nes vannverk, Ringsaker (75m 3 /t) Haus vassverk, Osterøy (54m 3 /t) Skåtavatn RA, Fusa (80m 3 /t) Ulefoss vannverk, Nome (100m 3 /t) Stengvatn vba, Fauske (188m 3 /t) Klungset vba, Fauske (144m 3 /t) Tine Meierier, Brumunddal (60m 3 /t) Hoff Norske Potetindustrier, Brumunddal (50m 3 /t) Ozonert vann smaker utrolig godt! Takk for oppmerksomheten!