Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

DEMİR VE MANGAN GİDERİMİ

No description
by

Seda Bilgin

on 16 January 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of DEMİR VE MANGAN GİDERİMİ

DEMİR VE MANGAN GİDERİMİ


1.1.DEMİR VE MANGANEZ BİLEŞİKLERİNİN MEYDANA GELİŞİ


Demir;
Demir ve manganez birçok sularda bulunan zararlı maddelerdir. Bunlar toprakta, erimeyen, ferri ve mangeni oksitler şeklinde bulunur.
2 Fe2O2 (ferri oksit) -----> 4 Fe O (ferro oksit) + O2
C + O2 -----> CO2
CO2 +H2 -----> O H2 CO2
FeO+2H2 CO2 Fe H2 (CO2 ) 2 (Ferro bikarbonat) + B2 O
Mangan;
Genelde sularda tek başına çok nadir olarak bulunur. Manganın, etkisi demirle oldukça benzerdir. Mangan genelde Mn+2 iyonu olarak bulunur. Mangan tuzları, asitli sularda, alkalin sulara göre daha çözünürdür.
Manganın oksidasyonu;
2Mn+2 + O2 + 2H2O 2MnO2 + 4H+
(http://www.filtrasyon.net/urun_detay_demir_mangan_filtrasyon.html )


İçme ve kullanma sularındaki demir ve manganın giderilmesi, netice itibarıyla bu iyonların eriyebilen şekillenirinin oksitlenerek eriyemeyen şekillerine sokulmasından ibarettir. Bu sebeple aşağıda demir ve manganın eriyebilme kabiliyetleri verilmiştir.

b. Klor Dioksit:
Klordioksit mangano halindeki manganı hızla oksitleyen çok aktif bir oksitleyicidir, fakat klordan çok pahalıdır. Bunun için ancak küçük tesislerde ve mangan miktarı 1,0 ppm den küçük olduğu hallerde uygulanmalıdır. ClO2 suya hızla ve tamamen karıştırılmalıdır.
2 NaClO2 + Cl2 2 ClO2 + 2 NaCl

c. Ozon :
Nötr ve hafif asit sularda ozon, mangan arıtımı için, fevkalade bir oksidasyon ve pıhtılaştırma maddesidir. Nötr ortamda, manganın bazı organik bileşikleri dahi ancak ozonla oksitlenip pıhtılaştırılabilmektedir.

3. PH AYARLAMASI :
Arıtımda pH nın düzenlenmesi şu sebeplerden zorunludur,
a) Çok düşük pH da oksidasyon işlemi kısa zamanda olamaz ve tam olmayabilir.
b) Oksidasyon sonucu meydana gelen pıhtıların büyüklük, sağlamlık gibi özellikleri de pH ya bağlıdır.(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB09223083BF302407F)


Tablo:Demir ve Mangan bileşikleri(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB0E762C792C53194A8)

1.2.Demir Bakterileri
Demir ve manganın bulunduğu sularda rastlanan, ekseriya yosunumsu saçaklı bir görünüşü olan bir çeşit canlılara "demir bakterileri" denmektedir.

Resim: Clonothrix putealis in büyütülmüş görünümleri
(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB0E762C792C53194A8

2.DEMİR VE MANGAN KİMYASI
2.2.Demir ve Manganın Bulunuş Şekilleri

1. Asidik olmayan, berrak ve temiz yeraltı sularında demir, ferro bikarbonat şeklinde görülür; manganda mangano bikarbonat halinde bulunur.
2. Asidik yüzeysel sularda demirin bir kısmı veya hepsi eriyik ferro sülfat halinde, manganda mangano sülfat halinde bulunmaktadır.
3. Fazlasıyla renkli sularda demir ve mangan organik kolloid (chelate ) halinde bulunmaktadır.
4. Kırmızı sularda, demir genellikle erimeyip asılı halde bulunan hidroksit tanecikleri şeklinde bulunur.

2.3.Ferro ve Mangano Bikarbonatın Giderilmesi

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

2.4.Ferri ve Mangani Hidroksitin Giderilmesi
2.5.Ferro ve Mangano Sülfatın Giderilmesi
2.6.Kolloidal Demir ve Manganın Giderilmesi
(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB0B1624919F9A12D6A)
3.ÇEŞİTLİ KARAKTERDEKİ SULARA UYGULANABİLECEK ARITMA SİSTEMLERİ

1.Yalnız demir var,organik maddeler yok:
Havalandırma ve süzme işlemleri uygulanır.

2.Yalnız demir var,önemli miktarda organik madde yok
: Havalandırma, çökeltme ve süzme işlemleri uygulanır.

3.Demirle mangan organik maddeye gevşek şekilde bağlanmış; fakat fazla CO2 veya organik asit yok:
Havalandırma, temas oksidasyonu, çökeltme, kum filtrasyonu işlemleri gerekir.

4.Demir ve mangan organik maddeye bağlı; fakat fazla organik asit yok:
Havalandırma, temas filtrasyonu işlemleri gerekiR

5. Demir ve mangan organik maddeye bağlı; fakat hiç CO2 veya organik asit yok:
Temas filtrasyonu işlemi gerekir.

6.Organik madde ile bağlı mangan var:
Katalizör etkilemesi, havalandırma, çökeltme, filtrasyon işlemleri uygulanır.
7.Demir ve mangan organik maddelere gevşek olarak bağlı:
Havalandırma, klorlama, çökeltme, kum filtresi işlemleri uygulanır.

8.Organik madde ile bağlı olarak demir ve mangan var, organik asitler yok:
Havalandırma, kireç işlemi, çökeltme, kum filtrasyonu işlemleri uygulanır.

9.Organik madde ile bileşik halde demir ve mangan içeren renkli ve bulanık yüzey suları :
Havalandırma, koagülasyon ve kireç işlemleri uygulanır.

10.Oksijenden yoksun, sadece ferro bikarbonat içeren yumuşak kuyu suyu:
Kireç işlemi, çökeltme, kum filtrasyonu işlemleri uygulanır.

11.Oksijenden yoksun ferro ve mangano bikarbonat içeren sert kuyu suları:
Suda eriyik oksijen bulunmayacak, demir ve mangan miktarı 0,5 ppm den az olmalı, her ppm demir ve mangan için 17 ppm sertlik giderilmektedir. (http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB0801B9F90FA0A50AD )

4.DEMİR VE MANGAN GİDERİLMESİNDE YARARLANILAN ANA İŞLEMLER

a ) pH nın yükseltilmesi




b ) Oksidasyon




c ) pH nın yükseltilmesi ile oksidasyonun birlikte uygulanması
Bu 3 hususu da içine alan aşağıdaki ana işlemlerin yardımı ile demir ve manganın giderilmesi gerçekleşmektedir,
1. Havalandırma
2. Kimyasal oksidasyon
3. pH ayarlaması
4. Katalitik etki
5. Koagülasyon-sedimantasyon
6. Filtrasyon
7. İyon değiştirme
8. Yumuşatma
9. Geciktirme



1. HAVALANDIRMA :
Demir ve manganın artımında ilk basamak olarak havalandırma yapılması, karbondioksit ve H2S in sudan ayrılması, böylece pH in bir miktar yükselmesini ve suya lüzumu kadar O2 girmesini sağladığı ve maliyeti de çok ucuz olduğu için akla ilk gelecek işlemdir.
4 Fe++ + 8HCO3 + O2 + H2O 4 Fe(OH)3 + 8 CO2
Mn++ + 2 HCO3 + 1/2 O2 MnO(OH)2 + 2 CO2
Mangan arıtımında havalandırma, yalnız başına nadiren etkili bir metotdur. Başlıca havalandırıcılar,
a) Kok veya çakıllı tabla tipi havalandırıcılar
b) Ahşaptan yarıklı tabla tipi havalandırıcılar
c) Cebri hava
d) Fıskiyeli hava
e) Yayılarak dökülen, çeşme tipi hava
f) Açık tanktaki su kitlesi içine basınçlı hava verilen hava
g) Basınçlı havalandırıcılar (satüratörler)
(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB09223083BF302407F)

2.KİMYASAL OKSİDASYON :
Demir ve manganın kimyasal oksidasyonu klor dioksit, bakırla birlikte klor, potasyum permanganat ve ozon gibi maddelerle yapılır.

a. Klorla Oksidasyon :

2Fe(HCO3)2+Cl2+Ca(HCO3)2 2Fe(OH)3 + CaCl2 +6CO2

Şekil: Klorlama ile demir ve mangan gideren bir tesis şeması(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB09223083BF302407F)

4. KATALİTİK ETKİ :
Temas filtreleri ya havalandırma ve oksidasyonlarla rejenerasyon gibi yollarla önceden sağlanmış olan, veya filtreyi teşkil eden malzemenin kendisinde (pirolusit gibi) bulunan oksijenin, filtre malzemesi taneleri üzerinde önceden meydana gelmiş olan oksidasyon çökeltisi maddelerle mevcut katalitik etki yardımıyla, sudaki demir ve manganı oksitleyerek ayrılmalarını sağlayan ünitelerdir. Bunlara oksidasyon filtreleri de denebilir.

5. KOAGÜLASYON, FLOKÜLASYON VE ÇÖKELTME :
Koagülasyon, floklaştırma ve çökeltme filtreden evvel, fakat havalandırmadan, temas filtresi ve kimyasal oksidasyon gibi işlemlerden sonra yapılır.

Şekil: İstenilen sertlikte demir ve manganı alınmış su temini için sodyum zeolitin mangan zeolitle birlikte kullanılışı(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB09223083BF302407F)
6.FİLTRASYON:
Havalandırıcılar, temas filtresi ve çökeltme havuzlarında tutulamayan demir ve manganın giderilmesi için filtreler kullanılır.

Şekil:Demir ve mangan arıtımında oksidasyon, çökeltme ve filtrasyonun rolü(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB09223083BF302407F)
7. İYON DEĞİŞTİRME İŞLEMİ:
Katyon değiştirici maddeler bünyelerindeki sodyumu verip bunun yerine sudaki demir ve mangan iyonlarını alırlar.

Fe Fe
Na2 Z + (HC03)2 Z + 2 NaHCO3
Mn Mn

Zeolitin yeniden canlandırılması (rejenerasyonu) tuz yardımı ile ve aşağıdaki formüle göre olur.

Fe Fe
Z + 2 NaCl Na2Z + Cl2
Mn Mn



Hem demir hem mangan içeren sularda demirin havalandırma ve filtrasyonla tutulması, geri kalan manganın ise reçineler yardımı ile alınması da tavsiye edilen ikinci bir yoldur.
Bikarbonat, klorür ve sülfat şeklindeki ferro iyonu hidrojen katyon değiştirme metodu ile de giderilebilir. Giderme ve rejenerasyon reaksiyonları ise şöyledir,
H2Z + Fe(HCO3)2 FeZ + 2 H2O + CO2
H2Z + FeSO4 FeZ + H2SO4
Reaksiyonlar sonunda meydana gelen CO2 havalandırma ile dışarı atılabilir. Rejenerasyon
H2SO4 H2Z + FeSO4


Tuza acıktırma işlemi:

Şekil: Fe ve Mn olmayan uygun sertlikte su elde etmek için tuza acıktırma işlemi(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB09223083BF302407F)

8. KİREÇ - SODA İŞLEMİ :
Bu metot sertlik ile birlikte demir ve manganın giderilmesi istendiğinde uygulanır. Burada demir ve manganın giderilmesi daha çok bir yan işlemdir. İlk basamak olarak su havalandırılır, böylece Fe ve Mn oksitlenerek çökelme tankında 3 değerli hidroksitler şekline geçer. Kalsiyum ve magnezyumun giderilerek suyun yumuşatılması için verilen kireç ve soda ile pH derecesi zaten 9 un üzerine çıktığından demir ve manganın, bu arada, gayet hızlı şekilde oksidasyonu kendiliğindin meydana gelmektedir.
Kireç-zeolit işleminde ise atılması güç olan organik veya koloidal demir ve manganı gidermeye elverişlidir.
Son yıllarda problemin öneminden dolayı demir ve mangan arıtımı üzerine araştırmalar yoğunlaşmıştır. Bunlardan biride Uluslar arası Su Birliğinin 1980 yılı kongresinde tebliğ olarak sunulan suyun zeminde arıtılmasıyla demir ve manganın giderilmesini açıklayan Vyredox metodudur.


Vyredox metodunda su kuyusu etrafında bir Fe ve Mn çökelme bölgesi oluşur. Su kuyudan pompalanırken, yeraltı suyu bu bölgeden geçerek, Fe ve Mn zemin tarafından tutulacaktır. Redox potansiyelinin farklı olması nedeniyle önce Fe çözülecektir. Sadece Fe ve Mn dan arınmış su kuyuya girebilecektir.(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB09223083BF302407F)
Tablo:Vyredox Metodu(http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB09223083BF302407F
Tablo:Fe ve Mn Arıtma Yöntemleri(http://www.aquasu.com/su2.htm)
5.DEMİR VE MANGANEZİN ZARARLARI

- Demir beyaz çamaşırlar ve porselen eşyalar üzerinde, çıkması zor sarımsı ve kırmızımsı - kahverengi lekeler bırakır. Manganez ise aynı eşyalar üzerinde gri-siyah lekeler bırakır.
- Su borularının cidarlarında biriken demir ve manganez çapı daraltarak yük kayıplarını artırır.
- Klorlama sonucu demir ve manganez depo cidarlarında birikip, zaman zaman da buralardan koparak pompa, valf ve benzeri gibi unsurları tıkar.
- Ferri ve Mangani bileşikleri iyon değiştirici madde yatakları ile kum filtresi yataklarını kaplayarak onların kapasitesini düşürür.


- Suda gayet cüzi miktarda demir ve manganez olması demir ve manganez bakterilerinin meydana gelip çoğalmasına kafidir. Bu bakteriler birbirine yapışarak saçaklar oluşturarak tıkanmalara ve kötü kokulara yol açar. Boruların kapasitesinin düşmesine, pompaların tıkanarak arızalanmasına sebep olur.
- Demir ve Mangan miktarı çok olan sulardan, o bölgeye yeni gelen insanlar içtiğinde ishal gibi bağırsak sorunları yaşayabilirler ancak belli bir süre sonra vücut buna alışır ve problem ortadan kalkar.
- Demir ve manganezin suda bulunması daha ziyade sanayi yönünden çok önemlidir. Çünkü, bu maddeler kağıt, tekstil, plastik, deri, buz, alkollü içkiler gibi sanayi kollarındaki mamullerin rengini, görünüşünü ve tadını bozmaktadır. O nedenle bu gibi sanayi ihtiyaçlarında kullanılan sulardaki demir ve manganın kesinlikle alınması gerekmektedir.
- Demir ve Maganez suya bilhassa 1.0 mg/lt üzerinde ise, madeni ve mürekkebimsi bir tad verir. Çay ve rakı gibi içeceklerde ren siyahlaşır ve içilemez hale gelir.(http://www.aritmaciyiz.com/index.php?option=com_content&task=view&id=27&Itemid=79 )

http://www.aritmaciyiz.com/index.php?option=com_content&task=view&id=27&Itemid=79
http://www.aquasu.com/su2.htm
http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB09223083BF302407F
http://www.filtrasyon.net/urun_detay_demir_mangan_filtrasyon.html
6.KAYNAKLAR
Full transcript