Evaluasi Operasi Greensand Filtrasi untuk Reduksi Mangan Bag I

Mangan umumnya ditemukan bersama dengan besi dalam air tanah dan biasanya tidak dianggap sebagai masalah kesehatan. Namun, ada sejumlah masalah yang dapat terjadi jika terlalu banyak mangan hadir di dalam air, seperti menimbulkan rasa logam dan air berwarna, pewarnaan pada perlengkapan binatu dan pipa ledeng, pembentukan endapan dalam sistem distribusi dan pipa ledeng, dan gangguan. dengan proses desinfeksi (Ellis et al., 2000).

Pengantar

Standar kualitas air minum Ontario untuk mangan menunjukkan tujuan estetika 0,05 mg/L (MOE, 2006); namun, karena meningkatnya bukti potensi efek kesehatan, Health Canada telah mengusulkan konsentrasi maksimum yang dapat diterima (MAC) 0,1 mg/L, dan tujuan estetika 0,02 mg/L untuk total mangan dalam air minum (Health Canada, 2016).

Mangan (Mn) hadir di perairan alami sebagai spesies dan status valensi yang berbeda, tetapi terutama dalam bentuk terlarut (Mn II). Sebagian besar literatur menganggap bagian Mn yang melewati filter 0,45 m sebagai larut, dan bagian yang tidak melewati filter sebagai tidak larut.

Beberapa teknik yang tersedia untuk menghilangkan mangan dari sumber air minum, termasuk metode adsorpsi/oksidasi, metode oksidasi/filtrasi dan metode biologis. Proses adsorpsi/oksidasi melibatkan penggunaan media filter (misalnya mangan oksida dilapisi greensand) yang memiliki kapasitas untuk mengadsorpsi mangan larut dan kemudian dioksidasi menjadi mangan tidak larut dengan oksidasi berikutnya (Tobiason et al., 2008).

Metode oksidasi/filtrasi menggunakan oksidan kuat untuk mengoksidasi mangan yang larut menjadi mangan yang tidak larut, dan kemudian mangan yang tidak larut dihilangkan dengan proses penghilangan partikel fisik (seperti filtrasi atau filtrasi membran) (Tobiason et al., 2008). Metode biologis menggunakan proses biofiltrasi menggunakan bakteri pengoksidasi mangan (Burger et al., 2008) untuk menghilangkan mangan terlarut.

Sebagai contoh, sebuah kota yang terletak di Central Ontario memiliki instalasi pengolahan air minum (WTP) yang menggunakan penyaringan greensand untuk menghilangkan besi dan mangan dari air tanah serta untuk kontrol kekeruhan. Dua filter katalitik greensand dioperasikan secara paralel. Kedua filter terus diregenerasi dengan injeksi cairan kalium permanganat (KMnO4) di depan setiap filter.

Desinfeksi UV dan klorinasi kemudian diterapkan untuk mendisinfeksi air yang disaring. Air tanah mentah mengandung mangan tingkat tinggi (0,17 mg/L) dan besi (0,40 mg/L). Selain itu, kadar karbon organik terlarut (2,0 mg/L) dan amonia (2,0 mg/L) juga berada pada tingkat yang dapat menyebabkan masalah perawatan. Filter 1 mampu secara konsisten menurunkan konsentrasi Mn hingga di bawah 0,05 mg/L dari tahun 2003 hingga 2006. Namun, kedua filter tersebut mulai menunjukkan performa yang tidak stabil setelah Filter 2 dipasang pada tahun 2006.

Tujuan

Tujuan dari proyek uji coba ini adalah untuk mengidentifikasi dosis permanganat yang optimal untuk penghilangan besi dan mangan, dan untuk mengevaluasi pendekatan operasi dan pemeliharaan untuk meningkatkan penghilangan Mn oleh filter greensand. Oleh sebab itu, artikel tentang uji coba ini akan dibagi dalam beberapa bagian agar tidak terlalu panjang.

Metode Adsorpsi/Oksidasi

Mangan greensand terbuat dari mineral glaukonit yang diolah secara kimia untuk membentuk lapisan oksida mangan pada butiran pasir; oksida mangan (MnO2) mampu mengadsorbsi Mn terlarut (Morgan dan Stumm, 1964). Mangan greensand telah digunakan secara efektif untuk menghilangkan besi (Fe) dan mangan selama beberapa dekade (Knocke et al., 1990). Filter greensand biasanya terdiri dari tiga lapisan yang berbeda.

Lapisan atas biasanya terdiri dari antrasit, diikuti oleh mangan greensand, dengan kerikil bergradasi di bagian bawah. Greensand memiliki ukuran efektif 0,30 – 0,35 mm dan koefisien keseragaman 1,6 atau kurang (Knocke et al., 1988). Penghapusan Mn terlarut dicapai dengan adsorpsi diikuti oleh proses oksidasi. Adsorpsi mangan terlarut pada permukaan oksida dan oksidasi selanjutnya oleh proses oksidan ditunjukkan di bawah ini (Van Benschoten, 1992).

[Mn2+]  +  [MnO2]  ->  [MnO2  .  Mn]                                     (1)

[MnO2  .  Mn]  +  [Oxidant]  -> 2[MnO2]                               (2)

Ketika filter greensand berlapis oksida mangan digunakan dalam pengolahan air, mangan terlarut diadsorpsi pada butiran pasir dan diasosiasikan dengan lapisan oksida mangan (Persamaan 1) tetapi tidak teroksidasi. Oksidan kemudian mengoksidasi mangan terlarut yang terkait menjadi oksida mangan (Persamaan 2), yang dihilangkan dengan pencucian balik filter.

Media filter diregenerasi baik terus menerus atau sebentar-sebentar untuk mengembalikan kapasitas oksidasi (Merkle, 1997a). Regenerasi terus menerus paling cocok untuk air dengan konsentrasi besi tinggi dan konsentrasi mangan rendah, di mana penghilangan besi adalah tujuan utama.

Dalam regenerasi berkelanjutan, oksidan kuat seperti kalium permanganat atau klorin bebas dimasukkan ke dalam air sebelum memasuki filter. Akibatnya, besi dan beberapa mangan dioksidasi menjadi bentuk yang tidak larut sebelum mencapai filter. Mangan terlarut yang tersisa kemudian diadsorpsi pada permukaan butiran pasir (Merkle, 1997a). Di sisi lain, regenerasi intermiten cocok untuk air dengan konsentrasi mangan tinggi dan konsentrasi besi rendah.

Dalam mode regenerasi intermiten, tidak ada oksidan yang ditambahkan sebelum filter. Sebaliknya, adsorpsi dan oksidasi mangan terjadi langsung pada butiran greensand. Setelah mengolah volume air tertentu, kapasitas adsorpsi/oksidasi media akan habis dan regenerasi diperlukan. Proses ini biasanya dilakukan dengan merendam media selama beberapa jam dalam larutan kalium permanganat 2-3% (Sommerfeld, 1999). Permanganat berlebih dari regenerasi dapat didaur ulang untuk regenerasi berikutnya untuk meminimalkan biaya kimia (Merkle, 1997b).

Metode Oksidasi/Filtrasi

Oksidasi mangan umumnya dilakukan dengan klorin bebas, klorin dioksida, ozon dan kalium permanganat. Klorin bebas sering digunakan karena ekonomis dan mudah diberikan. Dosis klorin yang cukup dan waktu kontak harus tersedia untuk oksidasi efektif Mn terlarut. Selain itu, proses oksidasi ini tidak efisien pada pH < 9 (Knocke et al., 1988).

Senyawa lain yang menambah kebutuhan klorin air seperti adanya bahan organik alami dan amonia akan membutuhkan dosis klorin yang jauh lebih tinggi untuk mengoksidasi mangan terlarut sepenuhnya. Pembentukan produk sampingan desinfeksi menjadi perhatian ketika klorin digunakan di perairan dengan tingkat bahan organik alami yang tinggi.

Kalium permanganat (KMnO4) banyak digunakan di instalasi pengolahan air untuk oksidasi besi dan mangan yang larut. Dosis stoikiometri teoritis untuk oksidasi besi terlarut (Fe2+) dan mangan (Mn2+) masing-masing adalah 0,94 dan 1,92 (Knocke et al., 1991a). Oleh karena itu, perhitungan untuk menentukan dosis permanganat yang diperlukan untuk mengoksidasi besi dan mangan sebelum filter diberikan oleh persamaan 3 (Sommerfeld, 1999).

Penting untuk mengoptimalkan dosis permanganat karena permanganat yang berlebihan dalam air menghasilkan warna merah muda yang akan menyebabkan keluhan pelanggan, dan permanganat yang tidak mencukupi tidak akan dapat mengoksidasi Mn terlarut ke tingkat yang sesuai (misalnya <0,01 mg/L). Namun, suhu rendah dan adanya bahan organik alami dapat meningkatkan jumlah waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya oksidasi efektif (Gregory dan Carlson, 2003), membuat proses tersebut sulit untuk dioptimalkan.

Dosis KMnO4 (mg/L) = 1 x [Konsentrasi Fe] + 2 x [Konsentrasi Mn]           (3)

Media filtrasi umumnya digunakan untuk menghilangkan Mn yang tidak larut setelah proses oksidasi. Oleh karena itu, penting untuk memantau apakah semua Mn terlarut dalam air telah diubah menjadi keadaan tidak larut. Ketika tidak semua Mn terlarut diubah menjadi keadaan tidak larut, beberapa Mn akan tertinggal dalam kisaran ukuran koloid.

Telah ditemukan bahwa koloid Mn yang ada dalam influen filter mungkin tidak dihilangkan secara efisien dengan filtrasi media (Knocke et al., 1991b, Carlson et al., 1997). Filtrasi membran juga dapat diterapkan untuk menghilangkan mangan, dan mangan yang larut tidak dapat dihilangkan secara efektif oleh membran tanpa dioksidasi menjadi bentuk yang tidak larut.

Misalnya, mikrofiltrasi dengan preoksidasi oleh permanganat serta proses oksidasi lanjutan (Teng et al., 2001; Ellis et al., 2000), dan ultrafiltrasi dengan pra-klorinasi in-line telah berhasil diterapkan untuk menghilangkan mangan dan/atau besi. dari air tanah (Choo et al., 2005).

Metode Biologis

Metode biologis telah diuji untuk mengolah air tanah yang mengandung Mn dalam beberapa tahun terakhir, dan khususnya dengan proses biofiltrasi menggunakan bakteri pengoksidasi mangan (Burger et al., 2008). Teknologi ini merupakan metode pengobatan alternatif berbiaya rendah dan telah menunjukkan banyak harapan dalam menghilangkan Mn terlarut serta kontaminan lainnya (Han et al., 2013).

Tekerlekopoulou dkk. (2013) meninjau berbagai filter biologis skala penuh dan skala pilot yang telah digunakan untuk menghilangkan mangan, besi, dan amonia secara gabungan atau simultan, serta faktor dan kondisi yang ditemukan mempengaruhi proses.

Bio-filtrasi dapat mencapai penghilangan mangan tanpa menggunakan oksidan kimia dan dalam kondisi pH alami (Pacini et al., 2005), di mana lebih dari 95% penghilangan mangan tercapai. Keuntungan dari pengolahan biologis dibandingkan dengan metode pengolahan fisik dan kimia adalah: tidak menggunakan bahan kimia, laju filtrasi yang lebih tinggi, dan biaya operasi dan pemeliharaan yang lebih rendah.

Distributor Pasir Manganese Untuk Berbagai Aplikasi Dan Industri

Pasir manganese memiliki banyak sekali manfaat terutama pada sektor pembersihan, penyaringan dan pemurnian air dari berbagai kontaminan yang tidak sehat. Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan pasir manganese untuk filter air atau water treatment, kami siap membantu. Ady Water jual pasir manganese dengan kemasan 50 KG per karung.

Kami juga sudah suplai pasir manganese ke berbagai perusahaan. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Jual Pasir Manganese Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Filter Air Manganese Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Manganese Greensand Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan pasir manganese baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar pasir manganese, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk pasir manganese sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan pasir manganese terbaik. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.