Odżelazanie/odmanganianie

Filtracja wody na złożach ziarnistych wykorzystywana jest również do usuwania z wody związków rozpuszczonych pogarszających jej smak i barwę: żelaza i manganu. Jony żelaza i manganu mają wpływ nie tylko na powstawanie brunatnych plam i osadów na pranych tkaninach, ale także powodują nadmierny rozwój bakterii żelazowych, które osadzają się na wewnętrznych ściankach przewodów wodociągowych i skracają ich żywotność.

W zależności od warunków fizykochemicznych związki żelaza i manganu, występują w różnych postaciach: jonowych, koloidalnych oraz w kompleksach organicznych. Zasady usuwania żelaza i manganu z wody, sprowadza się do utlenienia jonów Fe2+ do Fe3+ oraz Mn2+ do Mn4+ i strącenie go w postaci trudno rozpuszczalnych wodorotlenków. Na szybkość przebiegu i sprawność usuwania jonów żelaza i manganu wpływają głównie następujące procesy jednostkowe: hydroliza, utlenianie, kataliza, i koagulacja. Skład wody wpływa na szybkość procesów jednostkowych, w tym szczególnie odczyn, stężenie tlenu, obecność azotu amonowego oraz siarkowodoru. Znaczny udział w procesie odżelaziania i odmanganiania wody mają bakterie tzw. żelazowe głównie z grupy Leptospirillum i Thiobacillus, czerpiące energię do życia i rozmnażania z reakcji utleniania rozpuszczonego żelaza lub manganu. Przy jednostopniowym procesie uzdatniania wody w celu utlenienia jonów głównie trudniej utleniającego się manganu wykorzystuje się w filtrach złoże katalityczne głównie dwutlenek manganu. Rola złoża polega na utlenianiu rozpuszczonych jonów żelaza (Fe2+) i manganu (Mn2+) w wyniku tlenu i kontaktu z ziarnami katalizatora do postaci wytrącalnych w wodzie wodorotlenków, co umożliwia ich równoległe odfiltrowanie. Złoże wymaga okresowej regeneracji przeciwprądowej za pomocą roztworu nadmanganianu potasu (KMnO4). W procesie wykorzystywane są również złoża regenerowane za pomocą roztworu nadmanganianu potasu (KMnO4).

W trakcie eksploatacji filtra z czasem rosną opory przepływu wody spowodowane odłożonymi zawiesinami i wodorotlenkami i wówczas należy przeprowadzić proces regeneracji. Regeneracja złoża polega na jego przepłukaniu w przeciwprądzie silnym strumieniem wody i przy większych filtrach powietrzem oraz we współprądzie wodą. Wraz z przepływem wody płuczącej przez złoże wypłukiwane są zatrzymane zawiesiny oraz uwięzione w złożu powietrze.