was successfully added to your cart.

Fierro y manganeso | Remoción

Símbolos de Manganeso y Hierro disolviendose.

Remoción de fierro y  de manganeso

¿Qué problemas son causados por el fierro y manganeso en agua?

Ni el fierro ni el manganeso en agua presentan un peligro para la salud. Sin embargo, su presencia en el agua puede causar sabor, manchas y los problemas de acumulación.

Dado que el fierro y el manganeso son químicamente similares, causan problemas similares. El hierro o fierro provocará manchas de color marrón rojizo de lavandería, porcelana, platos, utensilios y hasta cristalería. El manganeso actúa de forma similar, pero causa una mancha de color marrón-negro. Los jabones y detergentes no eliminan estas manchas, y el uso de cloro y productos alcalinos (tales como el carbonato de sodio) en realidad pueden intensificar las manchas.

Los depósitos de fierro y manganeso se acumulan en las tuberías, tanques de presión, calentadores de agua y suavizadores de agua. Esto reduce la cantidad y la presión del agua. El hierro y las acumulaciones de manganeso se convierten en un problema económico cuando se deben reemplazar el suministro de agua o equipo de ablandamiento. Además, el bombeo de agua a través de tuberías bloqueadas o calentar el agua con varillas de calor recubiertas de fierro o minerales de manganeso aumentan los costos de energía.

¿Cuáles son las fuentes de fierro y manganeso en el agua?

El fierro y el manganeso se concentran en el agua por el contacto con las rocas, minerales y materiales fabricados en ocasiones como tubos de fierro y acero. Los suministros de agua pueden requerir tratamiento para altos niveles de fierro y manganeso; generalmente unos suministros de agua superficial tienen niveles suficientemente altos de cualquiera de estos que causen problemas. De vez en cuando la descarga de residuos industriales de ácido o drenaje de las minas pueden aumentar el fierro o manganeso a los niveles de problemas en las aguas superficiales.

Hierro y la solubilidad de manganeso

El fierro y el manganeso existen en muchas formas químicas diferentes. La presencia de una forma dada de fierro o manganeso en materiales geológicos o agua depende de muchos factores ambientales diferentes. A menudo podemos anticipar los problemas de fierro y de manganeso en el agua mediante la observación de algunos principios generales que afectan la química del agua.

Un principio básico importante es la observación, si es que tenemos tiempo. Cuando se cambian las condiciones de ese entorno, como el bombeo de agua de una cisterna,  el color del agua, o los sedimentos en los depósitos de agua.

Una regla general es que el agua oxigenada tendrá bajos niveles de fierro y manganeso. La razón es que el fierro y el manganeso reacciona con el oxígeno para formar compuestos que no permanece disuelto en agua. El agua superficial y el agua subterránea poco profunda por lo general tienen suficiente oxígeno disuelto para mantener el fierro y el manganeso en un estado sin disolver. En las aguas superficiales, el fierro y el manganeso son más susceptibles de ser atrapados dentro de partículas de materia orgánica en suspensión.

La cantidad de fierro y manganeso disuelto en agua a menudo sigue una tendencia de menor a mayor y se reduce a medida que la profundidad del pozo aumenta.

Las aguas que no están en contacto regular con el ambiente tienden a ser bajas en oxígeno (pobres en oxígeno). Hierro y carbonatos de manganeso en un ambiente pobre de oxígeno son relativamente solubles y pueden causar altos niveles de fierro y manganeso disuelto. Sin embargo, si el fierro se asocia con azufre como sulfuro de fierro en lugar de carbonato de fierro, en este caso el fierro disuelto sigue siendo bajo. El oxígeno disuelto generalmente disminuye con la profundidad, por lo que este tipo de condiciones es más probable que ocurra en pozos profundos.

A veces, las condiciones pobres de oxígeno también pueden ocurrir en pozos relativamente poco profundos que tienen agua estancada o un movimiento muy lento. Los problemas se producen cuando este tipo de agua se bombea a la superficie. El equilibrio químico se cambia tras la exposición a la atmósfera. El resultado final es la precipitación de compuestos de fierro y manganeso en las tuberías, en los accesorios, y en la ropa, platos y utensilios.

Bacterias en el fierro y manganeso

Algunos tipos de bacterias obtienen su energía al reaccionar con las formas solubles de fierro y manganeso. Estos organismos se encuentran generalmente en aguas que tienen altos niveles de fierro y manganeso solubles. La reacción cambia el fierro y el manganeso de una forma soluble en una forma menos soluble, lo que provoca la precipitación y la acumulación de material gelatinoso negro o marrón rojizo (baba). Las masas de moco de fierro y / o manganeso pueden obstruir la plomería o los equipos de tratamiento de agua y pueden desprenderse en pegotes que se convierten en manchas de fierro o manganeso en lavanderías. Reacciones bacterianas con fierro y manganeso no causan ninguna precipitación adicional en comparación con la exposición normal al oxígeno. Sin embargo, la precipitación causada por bacterias ocurre más rápido y tiende a aumentar el teñido de telas, por lo que es más evidente.

Tuberías de agua

Una fuente adicional de fierro disuelto puede ser las tuberías a través de los cuales fluye el agua. El agua con alta salinidad o acidez a partir de dióxido de carbono disuelto u otros ácidos, son corrosivos para tubos de metal. Con el fin de establecer el equilibrio, fierro y otros metales se disuelven de las tuberías. Si las tuberías domésticas están siendo atacados por el agua y causan problemas en los metales tales como el fierro, el cobre y el plomo. El agua puede ser tratada para reducir la corrosividad, así como el nivel de metales disueltos.

La acidez se puede reducir ya sea por la adición de materiales alcalinos tales como carbonato de sodio o agua que pasa a través de filtros hechos de material alcalino. La salinidad puede ser tratado por  o ósmosis inversa.

Debido a que diferentes metales son más o menos corrosibles, una solución al problema puede ser el uso de un metal más resistente. Un fontanero debe ser consultado con respecto a los materiales que mejor se adapten a las condiciones locales del agua, pero mejor aun es colocar tuberías de polipropileno u otro plástico resistente.

¿Cuánto fierro o manganeso en el agua es un problema?

Normas para el fierro y el manganeso se basan en los niveles que causan problemas de sabor y de teñido. La norma en México Nom. 227, menciona que el máximo permisible de 0.30 ppm para el fierro y 0.15 ppm para el manganeso.

¿Cómo tratar el agua para eliminar el fierro y el manganeso?

Tratamiento con dióxido de manganeso

El dióxido de manganeso es un conjunto de medios granulares más utilizado para la eliminación de sulfuro de hidrógeno, fierro y compuestos de manganeso del agua. Los medios funcionan tanto como un filtro clásico y además con un oxidante, para hacer una acción catalítica debido a su capacidad de acelerar la reacción entre el agente oxidante y cualquier oxígeno disuelto previamente con fierro y manganeso presente.

Disuelto fierro, manganeso y sulfuro de hidrógeno se mantendrán así a menos que se cambie el equilibrio. Hierro y manganeso que no se oxidan es precipitado por el catalizador y luego retenido directamente en el mismo medio. Los medios de filtración son muy densos por lo que las formas oxidadas (precipitados) de fierro, manganeso y sulfuro de hidrógeno no pasan a través de la cama. La mayoría del Manganeso se elimina rápidamente en los primeros centímetros del medio en el que se oxida a dióxido de manganeso. El Manganeso adsorbido, fierro y azufre precipitado son expulsados durante el retrolavado. Cualquier crecimiento de partículas de hidróxido férrico insoluble también son expulsados durante el retrolavado.

Hay varias marcas de dióxido de manganeso (Birm, Pyrolox, GreenSand Plus, Filox, MTM…) cada fabricante tiene sus recomendaciones para la regeneración, flujos de servicio y retrolavado, lo más importante es hacer correctamente el retrolavado para desprender y eliminar los contaminantes filtrados y precipitan fierro, manganeso y sulfuro de hidrógeno. (Lo típico todos los días). Una reacción continua se produce con la adición de un oxidante, la regeneración de la superficie del medio y la reposición de los medios. Para aplicaciones difíciles, los filtros de dióxido de manganeso se pueden mejorar con la aireación, la cloración o el ozono. Se recomiendan los filtros de dióxido de manganeso antes de suavizantes para proteger la resina de intercambio iónico de ensuciamiento.

La cloración (oxidación), además de la filtración

La oxidación química seguido de filtración es el método aceptado de eliminación de fierro y manganeso cuando las concentraciones son mayores que 10 ppm. Un número de oxidantes fuertes se han utilizado en este procedimiento; Sin embargo, el cloro se utiliza generalmente en sistemas de uso doméstico.

Una solución de cloro se inyecta con una bomba de alimentación de producto químico por delante de un filtro de arena. Soluble fierro y manganeso comienzan a precipitar casi inmediatamente después del contacto con la solución de cloro. Sin embargo, se necesitan aproximadamente 20 minutos de tiempo de contacto para el precipitado para formar partículas que se pueden filtrar. A menudo, el tanque hidroneumático de 42 galones estándar es utilizado en muchos sistemas domésticos porque proporcionará el tiempo de contacto necesario si el agua es forzada a través del tanque. Una simple conexión en T de la tubería al tanque de presión no va a funcionar, ya que gran parte del agua que pasa por el tanque. Tiempo de contacto adicional se puede proporcionar mediante la conexión de otro tanque en serie o utilizando una bobina de tubo de plástico.

Este tipo de sistema eliminará tanto soluble como insoluble partículas de fierro y manganeso de la fuente de agua suspendida. El retrolavado del filtro de arena para quitar fierro precipitado y manganeso es una parte importante de la filtración continua. Al igual que con el filtro dióxido de manganeso, el caudal del sistema debe ser revisado para asegurarse de que puede ofrecer las tarifas necesarias para el lavado a contracorriente. Una ventaja adicional de utilizar el sistema de cloración es su efecto bactericida. Hierro y manganeso bacterias junto con otras bacterias, se destruyen. Se eliminan problemas de obstrucción potenciales en el filtro de arena. Cloración sí produce trihalometanos (THM) cuando la materia orgánica presente en el agua. THM son considerados como cancerígenos (nivel máximo de contaminación permitida en los sistemas públicos de agua es de 0,1 partes por millón) y si es necesario utilizar con un equipo de carbón activado.

La tasa óptima de oxidación del fierro y el manganeso por cloración está a un pH de aproximadamente 8,0 y 8,5, respectivamente. La ceniza de sosa inyectado con el cloro aumentará el pH a niveles óptimos. Ajustar el pH a niveles de alcalinidad también reduce la corrosividad del agua en tuberías y fontanería.

El intercambio iónico

Soluble fierro y manganeso (hierro y manganeso disuelto en agua) pueden ser intercambiados por sodio sobre una resina de intercambio. Este proceso de remoción de fierro y manganeso es el mismo proceso de intercambio iónico que elimina la dureza o el calcio y el magnesio. El fierro y el manganeso se eliminan durante el funcionamiento normal de un lecho de resinas de intercambio iónico.  Algunos sistemas pueden ser diseñados para tratar adecuadamente en agua que tiene el fierro de hasta 10 ppm. Sin embargo, la mayoría se limitan a tratar el agua con el fierro no superior a 1 ppm.

Una de las desventajas de la función de intercambio iónico para la eliminación de fierro y manganeso es la precipitación por el oxígeno. Algunos precipitados se unen fuertemente a la resina de intercambio y con el tiempo se reduce la capacidad de intercambio obstruyendo poros y disminuyendo prematuramente el tiempo de vida de la resina. Además si hay bacterias, el problema es aún peor.

¿Cuáles son las normas para el fierro y el equipo de remoción de manganeso?

Fierro: 0.30 ppm máximo permisible por la norma 227 mexicana

Manganeso: 0.15 ppm máximo permisible por la norma 227 mexicana

Fierro: 1.0 ppm de fierro soluble a no más de 0.2 ppm por a WQA
Manganeso: 0,2 ppm de manganeso soluble a no más de 0,5 ppm

 

Hem, JD Equilibrio química del fierro en las aguas subterráneas. 1967. En SD Fausto y JV Hunter (ed.), Págs. 625-643, Principios y aplicaciones de la química del agua. John Wiley and Sons, Inc., Nueva York.

Machmeier, R. E. fierro en el agua potable, FO-1318. Comentado 1990. Minnesota Servicio de Extensión de la Universidad de Minnesota, Agricultura.

O’Connor, J. T. fierro y manganeso. 1971. En ME Flentje y RJ Faust (ed.) Pp 380-396, calidad y tratamiento del agua -. Un manual de abastecimiento público de agua, tercera edición. Preparado por la American Water Works Association, Inc. McGraw-Hill Book Co., Nueva York.

Snoeyink, V. L. y D. Jenkins. Química del agua. 1980. John Wiley and Sons, Inc., Nueva York.

Asociación de Calidad del Agua. Estándares recomendados para los filtros domésticos de agua y comercial – un estándar voluntario de la industria, S-200. 1988. Sede Nacional y de laboratorio, Lisle, Illinois.

Asociación de Calidad del Agua. Técnicas de tratamiento para cumplir con las Normas Nacionales de Agua Potable secundario con la aplicación de sistemas de punto de uso. 1989. Reconocido Sede Nacional R28 y de laboratorio, Lisle, Illinois, 1989.

El financiamiento para esta publicación fue por el Departamento de Agricultura, Servicio de Extensión de los Estados Unidos, bajo el proyecto número 90 EWQI-19252.
Copyright © 2013 Regentes de la Universidad de Minnesota. Todos los derechos reservados.
WW-05940 1992

 

Fierro y manganeso | Remoción
5 (100%) 1 vote

Entradas relacionadas