Duyuruyu Kapat
Facebook Gözat
Twitter Gözat

Havalandırmayla Demir ve Mangan Giderimi

Konu, 'Analizler ve Deneyler' kısmında Fatih Özcan tarafından paylaşıldı.

  1. Fatih Özcan

    Fatih Özcan Site Kurucusu

    1. DENEYİN AMACI
    Sularda bulunan demir ve manganın giderilme yöntemlerini öğrenmek, havalandırma ile giderilmesinin uygulamasını yapmaktır.

    2. DENEYİN ANLAM VE ÖNEMİ
    Demir, toprak ve kayalar içerisinde Fe2O3 (demir üç oksit) ve FeS2 (pirit) gibi çözünmez demir üç bileşikleri halindedir. Anaerobik şartlar altında +2 yükseltgenme basamağına indirgenebilirler. Bu durum, yağmur suyu yeraltına doğru akarken, içindeki çözünmüş oksijenin organik madde tarafından tüketilmesi nedeniyle meydana gelir. Sağlık açısından problem teşkil etmeyen bu sular, yıkamada lekelere ve borularda kazan taşı oluşumuna sebep olur. Demir ve manganın suda çözünmesi istenmez. Demir içeren sular hava ile temas ettiklerinde bulanık ve renkli bir hal alır, bu yüzden estetik nedenlerle kötü sular sınıfına girerler. Oksitlenmiş demir suda kahverengimsi bir renk oluştururken mangan siyah renkte
    lekeler oluşturur. Yüzeysel suların demir konsantrasyonu 1 mg/L’yi geçmez çünkü hava ile temas halindedir. Fakat yeraltı suları fazla miktarda demir ihtiva ederler çünkü bu sular oksijence yoksun karbondioksitçe zengin sulardır. Demir 1 mg/L’yi aştığı zaman suda kötü bir tat oluşur. Bazı jeolojik yapılar demiri, demir karbonat (siderit) halinde bulundurabilir. Sideritin sudaki çözünürlüğü de normal şartlarda çok azdır ancak yeraltı suyunun taşıdığı CO2, sideriti kolayca çözer ve bikarbonatlara çevirir.
    Mangan ise mangan dioksit (MnO2) olarak bulunur. Bu ise karbondioksit ihtiva eden suda bile çözünmeyen bir maddedir ancak toprakta anaerobik şartlar altında MnO2 indirgenerek Mn+2 içeren bileşiklerine dönüşür.

    Fe+2 ve Mn+2 iyonlarının çözünerek su ortamına karışması;
    • Oksijenden yoksun ancak karbondioksit bakımından zengin sularda Fe+2 ve Mn+2 iyonlarının bulunması,
    • İyi kalitedeki sular veren ve düşük konsantrasyonlarda Fe+2 ve Mn+2 içeren kuyuların çevresine organik atıklar yığılması, toprakta oluşan anaerobik koşullar yüzünden kısa sürede kalitesi çok kötü olan sular haline dönüşmesi,
    • Yeterli derinliğe sahip olan suni göllerde su tabakalaşması nedeni ile alt tabakanın (hipolimnion) anoksik olması sonucu ortaya çıkabilecek anaerobik koşullar yüzünden demir ve manganın bu alt tabakalarda bulunan suda konsantre olması. Göl tabakalaşmasının baharlardaki alt-üst olmasını (dikey sirkülasyonu) izleyen günlerde rezervuardan çekilen suların Fe+2 ve Mn+2 bakımından zengin olması,

    şeklinde olur.

    Suda bulunuş
    • Göllerin ve barajların tabana yakın dip kısımlarında organik maddeler çürürken suyun serbest oksijenini tüketir. Oksijene böylece aç kalan su zemindeki demir veya manganez oksit yataklarıyla temas halinde ise bunlardan oksijen alır, yani onları redükler(indirger). Böylece ferrik oksitler (Fe+3), ferrus oksit (Fe+2) haline dönüşür. Bu da aşağıdaki gibi karbonik asitle birleşerek suda eriyen ferrus hidrokarbonat
    [Fe(HCO3)2] şekline dönüşür.
    • Göllerin üzeri uzun süre buz tabakası ile kaplı kaldığı zaman çözünmüş oksijen azalması vuku bulacağından yine redükleme(indirgeme) işlemi meydana gelir ve demir, ferrus hidrokarbonat bileşiği yapısında çözünür formda suya geçer.
    • Yağmur suları bitki örtülü topraktan yeraltına doğru süzülürken içindeki eriyik oksijen çürümekte olan organik maddeden çıkan karbon tarafından tutulur. Reaksiyon (1) gereği karbondioksit meydana gelir.

    C + O2 → CO2 (1)

    Oluşan karbondioksit su molekülü ile tepkimeye girerek reaksiyon (2) gereği karbonik asit (H2CO3) meydana getirir.

    CO2 + H2O → H2CO3 (2)

    Böylece su oksijensiz kalır bu durumda, ferrik oksit suya oksijen vererek reaksiyon (3) gereği ferrus oksit şekline dönüşür.

    2FeO3 (ferrik oksit) → 4FeO (ferrus oksit) + O2 (3)

    Oluşan ferrus oksit reaksiyon (2) de oluşmuş bulunan H2CO3 ile birleşerek reaksiyon (4) gereği suda eriyen bir bileşik olan ferrus hidrokarbonatı meydana getirir.

    FeO + 2H2CO3 → Fe(HCO3)2 + H2O (4)

    Bu ferrus bikarbonat suda demir olarak 150 mg/l oranında eriyebilir ve sonuç olarak demir suya geçer. Herhangi bir şekilde yeraltında veya göl tabanındaki bu ferrus hidrokarbonatlı su rüzgâr veya yoğunluk akımları gibi çeşitli etkenlerle yüzeye çıkar ve bol serbest oksijen ile temas ederse, ferrus hidrokarbonat reaksiyon (5) gereği ferri hidroksit [Fe(OH)3] şekline dönüşür.

    4Fe(HCO3)2 + O2 + H2O → 4Fe(OH)3 + 8CO2 (5)

    Kullanma:
    Fazla demirli sular suya madeni bir tat verir, ishal yapar, çamaşırlarda leke bırakır, boruların içini tıkar, zeolit ve filtre kumunun üzerini kaplar, tekstil, kâğıt, fotoğraf, meşrubat ve diğer endüstri ürünlerinde koku ve lekeye neden olur. O yüzden fazla demirli sular kullanılmaz. TS 266’ya göre içme ve kullanma sularında Fe < 0,3-1,0 mg/l, Mn <0,1-0,5 mg/l olmalıdır.

    Arıtma:
    Demir ve manganın sudan alınması bu maddelerin suda eriyen ferrus bikarbonat ve manganus bikarbonat bileşiklerini oksitleyerek erimeyen ferrik bileşikleri şekline sokup çökelterek sudan ayırmak suretiyle yapılır. Kullanılan yöntemler:

    1. Havalandırma: Suyun çeşitli şekillerde hava ile temas ettirilmesi temin edilerek demir ve manganın çöktürülerek uzaklaştırılması sağlanabilir.
    2Fe2+ + 1/2O2 + 2H+ --> 2Fe3+ + H2O (6)
    Fe3+ + 3OH --> Fe(OH)3 (7)
    2. Kimyasal oksidasyon: Karbondioksit, klor, bakır sülfat, potasyum permanganat, ozon, kireç gibi maddeler kimyasal oksidasyon işlemi için kullanılabilir.
    3. pH ayarlaması: Suyun pH değeri çok düşükse oksidasyon engellenebilir, fazla yüksek pH ise kum filtresinde tutulması çok zor olan bir oksit verir. Suyun pH değerinin yükseltilmesi için ya havalandırma işlemi (bu yolla karbondioksitin uzaklaştırılması temin edilir) ya da kireç, soda veya kostik soda ilavesi yapılır.
    4. Çakıl, kok, magnetit veya pirolusit gibi bir maddeden meydana gelen ve aynen açık hızlı kum filtrelerine benzeyen bir katalitik temas yatağından su geçirilerek havalandırma yolu ile ferrus bikarbonatın oksidasyonu sağlanır.
    5. Koagülasyon: Suya şap veya demir tuzları verilerek özellikle demir ve manganın organik bileşiklerinin pıhtılaştırılması ve sudan uzaklaştırılması sağlanır.
    6. Sedimantasyon: Demir ve manganın, suda çözünmeyen bileşikleri formunda çöktürülerek su ortamından uzaklaştırılması temin edilebilir.
    7. Filtrasyon: Çökelmeyen demir oksitlerin tutulmasında filtrasyon işlemi iyi sonuç verir (4-5 m3/m2/sa hızlı kum filtreleri).
    8. İyon değiştirme: Ancak eriyik haldeki demir ve mangan bu yolla tutulabilir. Suyun iyon değiştirici ile temas ettirilmeden önce hava ile teması önlenmelidir.
    9. Kireç-soda yumuşatması: Demir ve mangan ile birlikte sertliğin giderilmesi de planlanıyorsa kireç-soda yöntemi uygulanabilmektedir.
    10. Gecikme: Suya demir ve manganın çökelmesini geciktiren polifosfat ilavesi yapılarak sudaki oksitlerin çökelemeden kullanıcıya gelmesi sağlanır. Boru ve diğer teçhizatın zarar görmesi bu yolla engellenebilir.


    Devamı Ektedir
     

    Ekli Dosyalar:

Havalandırmayla Demir ve Mangan Giderimi konusuna benzer içeriklerimiz
  1. Havalandırmayla Demir ve Mangan Giderimi

    YTU Çevre Mühendisliği Laboratuvarı tarafından hazırlanan "Havalandırmayla Demir ve Mangan Giderimi" adlı Deney Föyü Dökümana ekten ulaşabilirsiniz..
  2. Demir ve Mangan Gideriminde Saf ve Kaplı Pomza Kullanılması

    1) Hüseyin Cahit SEVİNDİR, 2) Nazlı BALDAN PAKDİL 1) Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Çevre Mühendisligi Bölümü / ISPARTA 2) Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Çevre Mühendisligi Bölümü / BOLU Alınıs Tarihi:30.11.2005, Kabul Tarihi:23.03.2009 makalesidir.
  3. metal, demir ve demir dışı hurda alınacak izinler ve izlenecek yol nedir?

    Atık yönetimi genel esasları yönetmeliğinde bu maddelere giren bir tesis için alınacak izin ve lisanslar nelerdir? 12 METALLERİN VE PLASTİKLERİN FİZİKİ VE MEKANİK YÜZEY İŞLEMLERİNDEN VE ŞEKİLLENDİRİLMESİNDEN KAYNAKLANAN ATIKLAR 12 01 Metallerin ve Plastiklerin Fiziki ve Mekanik Yüzey İşlemlerinden ve Biçimlendirilmesinden Kaynaklanan Atıklar 12 01 01 Demir metal çapakları ve talaşları...
  4. Havalandırmayla Demir ve Mangan Giderimi

    Havalandırmayla Demir ve Mangan Giderimi...
  5. Arıtma çamuru ve mangan sorunu ve giderimi

    Projem:arıtma çamuru ve mangan sorunun ve giderimi Yardımcı olursanız minettar olurum şimdiden teşekkür ederim