_ Phải khử mangan (Mn) nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt và ăn uống khi hàm lượng mangan trong nước nguồn lớn hơn 0,2 mg/l.
_ Khử Mn trong nước mặt và nước ngầm được tiến hành đồng thời với quá trình làm trong và khử màu.
_ Khử Mn trong nước ngầm: Trường hợp nguồn nước chứa cả Mn và Fe, thì phải so sánh hiệu quả kinh tế giữa phương án khử Fe và Mn đồng thời với phương án khử Fe xong mới khử Mn. Nếu việc khử Fe bắt buộc phải dùng hóa chất (sắt nằm ở dạng keo hoặc có hàm lượng lớn) thì việc khử Fe và Mn sẽ tiến hành đồng thời. Nhưng phải chú ý: Quá trình ôxy hóa Mn(II) thành Mn(III) và Mn(IV) bằng ôxy của không khí hòa tan trong nước xảy ra rất chậm. Khi pH<8, nếu không dùng hóa chất thì việc ôxy hóa Mn2+ trong thực tế không xảy ra hoặc xảy ra rất chậm. Khi pH>8, quá trình ôxy hóa Mn(II) thành Mn(IV) bằng ôxy không khí xảy ra rất nhanh.
_ Dây chuyền khử Mn là dùng phối hợp giữa bể lọc cùng các biện pháp dùng hóa chất để ôxy hóa Mn. Có thể dùng một trong các biện pháp sau để khử Mn:
1) Làm thoáng rồi lọc qua Piroluzit, cát đen
Dây chuyền này chỉ thực hiện khi pH của nước sau quá trình làm thoáng đạt được giá trị pH≥8,5. Khi pH<7, mặc dù có chất xúc tác, quá trình ôxy hóa Mn(II) bằng ôxy không khí cũng không xảy ra. Trong trường hợp này phải kiềm hóa để nâng pH của nước.
2) Lọc nước bằng cát thạch anh sau khi đã dùng hóa chất như Clo,
Clođioxít, Ôzôn hoặc KMnO4 để oxy hóa Mn
Thời gian để chuyển hóa Mn(II) thành Mn(III) và Mn(IV) khi dùng Clođioxit và ozone tại pH = 6,5 – 7 là 10 – 15 phút.
Khi dùng Clo tại pH = 6,5 – 7 cần 60 – 90 phút.
3) Dùng vôi, xút hoặc sôđa, kết hợp dùng phèn rồi lắng lọc
Dùng cho nguồn nước có yêu cầu làm mềm bằng vôi hoặc sôđa khi kết hợp với cả quá trình khử sắt đồng thời. Bản chất hiện tượng khi nâng pH lên 9 – 9,5 quá trình ôxy hóa Mn(II) bằng ôxy không khí diễn ra rất nhanh chóng và trong nước tạo ra bông cặn Mn(OH)3 và Mn(OH)4, nó lại đóng ai trò xúc tác trong quá trình ôxy hóa Mn(II).
4) Lọc qua bể cationit
Bản chất của phương pháp này là quá trình hấp phụ, trao đổi, tự xúc tác của ion Mn2+ xảy ra trên bề mặt lớp vật liệu lọc có phủ màng hấp phụ – tự xúc tác mangan điôxít hydrat MnOx.yH2O. Loại vật liệu lọc này có thể điều chế nhân tạo hoặc tự nhiên trong bể lọc. Quá trình khử Mn theo phương pháp này phải tách khỏi quá trình khử Fe bằng bể lọc hai lớp hoặc hai đợt là tùy thuộc vào tổng lượng Fe và Mn của nước ngầm tính theo công thức 5Mn2+ + 2Fe2+≤ 5mg/l và công suất Q < 100 m3/h. Trong trường hợp Fe tồn tại ở dạng keo và có hàm lượng lớn, có thể tách quá trình khử Fe tại bể lắng và bể lọc chỉ làm nhiệm vụ khử Mn
và một phần nhỏ Fe còn lại sau bể lắng. Khử Mn bằng phương pháp này có thể áp dụng đối với cả nguồn nước có 6,5 < pH < 7,5. Nước ở trạng thái cân bằng CaCO3. Chu kỳ lọc của bể lọc mangan nên lấy trong khoảng (3 ngày <t < 14 ngày).
_ Liều lượng hóa chất để khử Mn như sau: • Liều lượng Clo, n tính bằng mg/l
Khi trong nước không có NH4+ n=1,3*[Mn2+]
Khi trong nước có NH4+
n= 1,3*[Mn2+] + (5÷10)*[NH4+] • Liều lượng Clođioxít (mg/l)
c=1,35*[Mn2+] • Liều lượng ôzôn (mg/l)
o= 1,45*[Mn2+] _Liều lượng KMnO4 (mg/l)
k=2,06*[Mn2+]
• Liều lượng vôi hoặc xút, hoặc sôđa đưa vào nước: đủ để nồng độ pH của nước nguồn lên trị số 9 – 9,5.
_ Khi khử Mn dùng Clo mà độ pH của nước ngầm ≤ 7 thì bể lắng phải có thời gian lưu nước không ít hơn 60 phút.
_ Khi khử Mn bằng KMnO4 thì dùng dung dịch KMnO4 pha ở nồng độ 3%. Việc hòa trộn và bảo quản dung dịch bằng các thùng thép không rỉ, hoặc nhựa. Khuấy trộn dung dịch bằng khí nén hoặc bằng thiết bị cơ khí. Hòa tan KMnO4 bằng nước nồng ở nhiệt độ 50 – 60oC. Thời gian khuấy là 2 – 3 giờ.
Lưu lượng KMnO4 tính theo công thức:
C D Q q ∗ ∗ = 3600
Trong đó:
q: lưu lượng dung dịch KMnO4 (l/s) Q: lưu lượng trạm xử lý (m3/h) D: liều lượng KMnO4 (g/m3) C: nồng độ dung dịch KMnO4 (g/l)
Điểm đưa dung dịch KMnO4 vào nước phải đảm bảo sao cho quá trình chuyển hóa màu hồng sang màu vàng gạch đạt kết thúc ở bể lắng hay bể lắng trong. Nếu không có bể lắng thì quá trình đó phải kết thúc trước khi dẫn nước vào bể lọc. Trong trường hợp dùng phèn thì đưa dung dịch KMnO4 vào trước khi đưa phèn vào nước.