Скорость окисления ионов марганца (II) хлором, озоном, оксздсм хлора зависит от величины рН среды. Хлор — сильный окислитель, однако эффект окисления им марганца может быть достаточно полным при рН=8—8,5, что чаще всего требует подщелачивания воды. На окисление 1 мгМп2+ вМп4+ требуется 1,3мг хлора. Хлор окисляет марганец (II) при рН 7 за 60—90 мин всего на 50%. В отсутствии иона NH4 при рН 8 окисление марганца (II) хлором за 60—90 мин завершается полностью. Окисление марганца (II) озоном или оксидом хлора (IV) при рН = =6,5—7,0 завершается в течение 10—15 мин, при этом расход озона составляет 1,45, а оксида хлора (IV) 1,35 мг/мг марганца (II).
Исследованиями установлено, что слабый окислитель (кислород) в присутствии более сильного (хлора) активизируется. Это позволило разработать технологию деманганации воды, сущность которой сводится к глубокой аэрации воды, что влечет за собой повышение рН, обогащение воды кислородом воздуха, окисление железа (II) с образованием гидроксида. Затем в «водяную подушку» фильтра вводится хлор, воздействующий как окислитель и как катализатор окислительного действия растворенного кислорода. В результате в поровом пространстве фильтрующей загрузки формируется гидроксид железа (III), на поверхности которого адсорбируется, а затем окисляется марганец (II). Образующийся оксид марганца (IV) также катализирует процесс окисления марганца (II). Для осуществления этого метода требуется соблюдение соотношения Fe2+/Mn2+o=:10. Процесс деманганации воды зависит от ее температуры, рН, окисляемости, присутствия силикатов, соотношения Fe2+/Mn2+.
Исследования процессов окисления иона марганца (Щ озоном показали, что при концентрации марганца 0,4 мг/л расходуется озона 2 мг и при концентрации 0,8 кг/л — 4 мг на 1 мг марганца. Несмотря на высокую эффективность, озон используют редко из-за высокой стоимости и сложности эксплуатации озонаторных установок.
Удаление марганца (II) и железа (II) из воды методом ионного обмена. Это происходит как при натрий-, так и при водород-катионировании при фильтровании воды через ка-тионовую загрузку в ходе умягчения. Метод целесообразно применять при необходимости одновременного глубокого умягчения воды и освобождения ее от железа (II) и марганца (II).
Биохимический метод удаления марганца заключается в высевании на зернах загрузки фильтра марганецпотреб-ляющих бактерий и последующем фильтровании обрабатываемой воды. Эти бактерии поглощают марганец из воды в процессе жизнедеятельности, а отмирая, образуют на зернах песка пористую массу, содержащую большое количество оксида марганца, служащего катализатором окисления марганца (II). При скорости фильтрования до 22 м/ч фильтры полностью удаляют из воды марганец.
Предложен метод удаления марганца на биофильтрах и скорых обычных фильтрах. Для очистки воды от железа (до 9 мг/л) и марганца (до 0,5 мг/л) использовались двухступенчатые биофильтры. Первая ступень, предназначенная для удаления железа, состояла из двух слоев кварцевого песка: нижнего высотой 0,8 м и крупностью 1—2 мм и верхнего высотой 1,05 м и крупностью 1,5—2,5 мм. Вторая ступень, предназначенная для удаления марганца, состояла из песка крупностью 1,5—2,5 мм, высота слоя 1,4 м. При скорости фильтрования 16—28 м/ч достигалось стабильное снижение содержания железа до 0,1—0,2 мг/л, марганца до 0,02—0,05 мг/л. Продолжительность фильтро-цикла (до достижения сопротивления 0,08—0,1 МПа) составляла 40—100 ч в зависимости от скорости фильтрования. Для интенсификации процессов очистки на биофильтры подавался кислород.
В заключение следует отметить, что для деманганации чподземных вод целесообразно применять метод сорбции на гидроксиде железа (III), фильтрование через модифицированную загрузку и биохимический метод.