Главная / Очистка воды / Водоочистка / Обезжелезивание





Обезжелезивание

Обезжелезивание воды – процесс, который имеет целью удаление железа из воды. В этом процессе могут использоваться как классические, так и наиболее современные высокотехнологические способы. Специалисты нашей компании точно знают не только цель всех способов, но и их особенности, специфику и т.д.

Для того, чтобы осуществить обезжелезивание, Вы всегда сможете использовать оборудование, которое будет предложено Вам профессионалами нашей компании. Приобрести такое оборудование вы сможете уже сегодня. Специалистами будет произведена его установка.

Вы сможете самостоятельно вызвать специалиста для оценки качества воды, её состава, особенностей и принятия решения о необходимости установки тех или иных приборов для очистки воды.

 

Удаление железа из воды называют обезжелезиванием. Часто од­новременно удаляется и марганец, т. е. проводится деманганация.

Железо находится в воде в следующих формах:

  • двухвалентное - растворенное в виде ионов Fe2+;
  • трехвалентное (хотя хлориды и сульфаты Fe3+ хорошо растворимы в воде, ионы Fe3+ полностью гидролизуются в нерастворимый гидроксид Fe(OH)3, который находится в виде взвеси или осадка);
  • органическое железо (находится в виде различных растворимых комплексов с природными органическими кислотами (гуматов), имея, как правило, коллоидную структуру);
  • бактериальное железо - продукт жизнедеятельности железобакте­рий (железо находится в их оболочке).

В подземных водах присутствует, в основном, растворенное двух­валентное железо в виде ионов Fe2+. Трехвалентное железо появляется после контакта такой воды с воздухом и в изношенных системах водо- распределения при контакте воды с поверхностью труб.

В поверхностных водах железо уже окислено до трехвалентного состояния и, кроме того, входит в состав органических комплексов и железобактерий.

Подход к очистке таких вод от железа различен. Если в воде присутствует только трехвалентное железо в виде взвеси, что бывает в системах, питающихся подземной водой через во­донапорные башни, достаточно простого отстаивания или механической фильтрации на фильтрах с размером пор менее 5 мкм.

Для извлечения растворенных двухвалентного железа и марганца сначала необходимо их окислить и перевести в нерастворимую форму. Для окисления используют кислород воздуха, хлор, озон, перманганат калия. Частицы окисленных железа и марганца в виде гидроокисей от­фильтровываются на гранулированной загрузке. Эта операция обычно сопряжена с механической фильтрацией и может произво­диться на традиционных песчаной, антрацитовой или гравийной загруз­ках. Однако их эффективность низка, поскольку процесс окисления и формирования хлопьев достаточно длителен.

2Fe2+ + О2 + 2Н+ = 2Fe3+ + 2ОН-

Fe3+ + ЗОН- = Fe(OH)3

Такие материалы начинают эффективно работать только после на­ращивания на их частицах слоев гидроокиси железа Fe(OH)3, работаю­щей как катализатор дальнейшего окисления.

Принципиально новыми продуктами, появившимися в последнее десятилетие, являются специальные каталитические загрузки, позво­ляющие с высокой эффективностью проводить обезжелезивание и де- манганацию. К ним относятся Бирм (Birm), пиролюзит, магнетит, Грин- сенд (Manganese Greensand, MZ-10) и МТМ и их аналоги с другими на­званиями, производства конкурирующих фирм. Это природные мате­риалы, содержащие диоксид марганца, например, типа пиролюзита, ли­бо цеолиты, в которые при соответствующей обработке вводится диок­сид марганца. При пропускании воды, содержащей двухвалентное же­лезо и поливалентный марганец, через слой таких наполнителей проис­ходит окисление железа и марганца и их перевод в нерастворимую гидроокись, осаждающуюся на загрузке.

Бирм (Birm) представляет собой горную породу, содержащую при­родный диоксид марганца, эффективно работающий при наличии в воде растворенного кислорода воздуха. В случае, когда содержание железа незначительно (единицы мг в 1 литре), при пропускании воды через каталитическую загрузку типа Birm) содержащегося в воде кислорода оказывается достаточно для окисления железа. Образующаяся гидро­окись отфильтровывается на слое загрузки. При большем содержании железа (до 10 мг/л) или недостатке растворенного кислорода (например, в подземных водах) для окисления всего железа в воду необходимо вве­сти кислород воздуха. Он может быть подан прямо в питающий трубо­провод с помощью эжектора или компрессора  или методом объемной аэрации. Сам фильтр по устройству и блок авто­матического управления аналогичны механическому, но установка обя­зательно снабжена автоматическим воздухоотделителем. При дополни­тельном введении воздуха желательно иметь до фильтра деаэрационную колонну. Объемная аэрация позволяет, кроме того, отдуть из воды при­сутствующий сероводород и создать буферный запас воды.

Гринсенд (Manganese Greensand, MZ-10) и его химический аналог МТМ представляют собой пористые носители (цеолиты), в струк­туру которых введен марганец. Greensand (в переводе с английского - зеленый песок) - это минерал глауконит. Manganese Greensand является натриевым глауконитом (NaZ), предварительно обработанным раство­ром хлорида марганца, который необратимо поглощается цеолитом.

Na2Z + МпС12 <-> MnZ + 2NaCl

При последующем контактировании с раствором перманганата ка­лия на поверхности частиц образуется слой высших окислов марганца:

MnZ + 2КМп04 -> K2ZMn0Mn207

В такой форме марганцевый цеолит служит источником кислорода, который окисляет ионы двухвалентных железа и марганца до трехва­лентных. В окисленном состоянии железо и марганец осаждаются виде нерастворимых гидроокисей:

K2Z Mn0 Mn207+ 4Fe(HC03)2 -> K2Z + 3Mn02 +2Fe203 +8C02 + 4H20

Пленка высших окислов марганца расходуется на окисление желе­за и марганца, и поэтому необходимо ее постоянное или периодическое восстановление. Для этого загрузка либо предварительно обрабатывает­ся раствором перманганата калия, либо его постоянно дозируют в воду с помощью системы пропорционального дозирования (насоса-дозатора) перед ее поступлением в фильтр. Использование перманга­ната калия совместно с данными загрузками позволяет также удалить сероводород, окислив его до элементарной серы, и частично органиче­ские вещества и биологические загрязнения, обеспечивая обеззаражива­ние воды.

В первом варианте обработка перманганатом калия производится при каждой регенерации загрузки. Регенерация включает в себя взрыхле­ние загрузки подачей воды снизу, при этом из слоя удаляются задержан­ные гидроокиси металлов и механические загрязнения. Затем в фильтр сверху подается раствор перманганата калия в расчетном количестве, и после его пропуска загрузка отмывается водой до отсутствия в ней следов марганцовки. Для проведения эффективной регенерации количество пер­манганата калия берется с большим избытком, который поступает в сточ­ные воды. Если для очистки стоков используются биосептики, как это принято в современных коттеджах, поступивший в них перманганат пол­ностью убивает микроорганизмы и выводит септик из строя.

В этом варианте сам фильтр и устройство автоматического управ­ления аналогичны фильтру умягчения (см. ниже), в солевом баке кото­рого находится раствор перманганата.

Во втором случае регенерация фильтра производится традицион­ной обратной промывкой, аналогично с механическими фильтрами.

Сравнивая эти два способа, можно отметить, что при непрерывном дозировании перманганат калия используется в стехиометрическом ко­личестве. Однако при изменении состава воды, например, сезонном, возможно либо недоокисление железа и марганца, либо попадание не прореагировавшего избытка перманганата в очищенную воду. Послед­нее приводит к превышению ПДК по марганцу и появлению на сантех­нике трудноудаляемых загрязнений.

Обработка загрузки перманганатом при регенерации, как отмеча­лось, требует больших затрат дорогостоящего реагента и выводит из строя септики.

Для очистки 0,8 м3 в сутки воды, содержащей 4,0 мг/л двухвалентного железа и 0,3 мг/л марганца, показал, что при периодической регенерации с рекомендованным изго­товителем расходом, равным 2 г КМп04 на 1 л загрузки, годовое по­требление составит 17,2 кг КМп04. При непрерывном дозировании в количестве, рассчитанном для полного окисления железа и марганца, годовое потребление составит 1,34 кг KMn04. Следовательно, в первом случае избыточные почти 16 кг КМп04 будут сброшены в канализацию с соответствующим результатом.

Гринсенд имеет большую плотность и требует большего расхода воды на взрыхление, чем МТМ, но обеспечивает более тонкую фильт­рацию. Применение загрузок типа Greensand, MZ-10, МТМ дает воз­можность удалять до 20 мг/л железа и до 5 мг/л марганца.

Наиболее сложно удалить железо, входящее в состав органических соединений и биологических объектов. Необходимо либо разрушить органические комплексы, либо, наоборот, их агрегатировать для созда­ния условий для осаждения, либо извлечь их из раствора.

Органические комплексы гуминовых и фульвокислот очень стой­кие и при обработке обычными окислителями трудно и не полностью разрушаются. Хлорирование дает незначительный эффект и приводит к появлению токсичных продуктов. Более эффективно и экологически безопасно для потребителя озонирование. Поскольку разные воды су­щественно отличаются по составу, эффективность такой обработки мо­жет быть установлена только при экспериментах с конкретным образ­цом воды. В ряде случаев озонирование не дает ощутимого эффекта.

Стандартным методом удаления органических загрязнений являет­ся сорбция на активированных углях. Этот способ широко используется в промышленности и муниципальной водоподготовке. Применяется фильтрация через слой гранулированного угля или введение пылевид­ного угля. Наилучшие результаты получаются при совместном исполь­зовании пылевидного угля и коагуляции.

Коагуляция солями железа или алюминия дает, как правило, хоро­шие результаты по удалению органического железа.

Современными эффективными методами удаления органических загрязнений являются сорбция на специальных слабоосновных аниони- тах - органопоглотителях (скавенжерах), и ультрафильтрация на мем­бранах. При обработке воды, содержащей железо, находящееся в очень прочном комплексе с гуматами, который не разрушался хлором и озо­ном, применение органопоглотителя позволило одним его объемом очи­стить от железа и органических примесей до 20000 объемов воды.

Обработка этой же воды солями алюминия в режиме контактной коагуляции также дала хорошие результаты

Бактериальное железо удаляется как методами коагуляции и ульт­рафильтрации, так и с использованием железобактерий.

x Товар добавлен в корзину.
x На складе недостаточно товара.
Яндекс.Метрика