Обезжелезивание воды - это процесс удаление из воды железа.
Обезжелезивание воды - это одна из сложнейших задач в водоочистке.
Железо в природных водах может содержится либо в виде двухвалентного железа и в виде неорганических и органических коллоидов, либо в форме комплексных соединений двух- и трехвалентного железа или тонкодисперсной взвеси гидроксида железа.
В подземных водах железо обычно встречается в виде растворенного двухвалентного железа, а в поверхностных водах — в виде комплексных соединений, коллоидных или тонкодисперсных взвесей.
Количественное содержание железа, указываемое в анализах воды обычно не дает представления о форме, в которой железо присутствует в воде, поэтому при выборе метода обезжелезивания воды необходимо установить источник воды и сделать пробное обезжелезивание.
Подробную информацию по вопросам обезжелезивания воды из скважины или водопровода в Нижнем Новгороде и Нижегородской области Вы можете получить по номеру: +7 (831) 462-88-84, +7 (831) 466-85-72, или электронной почте Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Как происходит обезжелезивание воды
На данный момент не существует универсального экономически оправданного метода, применимого во всех случаях жизни. Каждый из методов обезжелезивания воды применим только в определенных случаях, у него есть и достоинства, и существенные недостатки. Выбор конкретного метода удаления железа (или их комбинации) в большей степени зависит от опыта водоочистной компании.
Обезжелезивание поверхностных вод обычно осуществляют реагентными методами,а подземных — безреагентными.
Реагентные методы удаления железа из воды:
- аэрация;
- реагентное окисление железа и фильтрование;
- напорная флотация с предварительным известкованием и фильтрование;
- известкование с коагулированием или отстаивание в тонком слое и фильтрование;
- электрокоагуляция, отстаивание или обработка во взвешенном слое и фильтрование;
- катионирование;
- фильтрование через модифицированную загрузку.
Реагентные методы обезжелезивания воды применяют при низких значениях рН, высокой окисляемости, нестабильности воды.
Если необходимо одновременно умягчать воду и удалять железо, используют катионирование, при этом ионным обменом могут быть извлечены лишь ионы железа.
Безреагентные методы обезжелезивания воды:
- упрощенную аэрация и фильтрование через зернистую загрузку;
- глубокая аэрация и фильтрование;
- "сухое" фильтрование;
- упрощенная аэрация и фильтрование на намывных фильтрах;
- двойная аэрация, обработка во взвешенном слое и фильтрование;
- фильтрование в подземных условиях с предварительной подачей в водоносный пласт окисленной воды;
- аэрация и двухступенчатое фильтрование.
Упрощенная аэрация применяется как в гравитационном, так и в напорном варианте в зависимости от производительности установки. Следует учитывать, что окислительно-восстановительный потенциал воды после аэрации будет менее -100 мВ и индекс стабильности воды — не менее -0,05. Метод упрощенной аэрации основан на способности воды, содержащей двухвалентное железо и растворенный кислород, при фильтровании через зернистый слой фильтрующей загрузки выделять железо на поверхности зерен, образуя каталитическую пленку из ионов и оксидов двух- и трехвалентного железа. Упрощенная аэрация осуществляется с помощью излива воды с небольшой высоты в карман или центральный канал фильтра или насыщением воздухом обрабатываемой воды.
"Сухая" фильтрация заключается в фильтровании воздушно-водяной смеси через "сухую" (не затопленную) зернистую фильтрующую загрузку образованием в ней вакуума или нагнетании больших объемов воздуха с последующим отсосом из поддонного пространства. При этом на зернах фильтрующей загрузки формируется адсорбционно-каталитическая пленка из соединений железа и марганца, если он присутствует в воде, повышающая эффективность процессов деманганации и обезжелезивания.
Упрощенную аэрацию с двухступенчатым фильтрованием применяют в напорном варианте. В самом начале обезжелезивания при поступлении на фильтр первых порций воды, когда загрузка еще чистая, адсорбция соединений железа на ее поверхности происходит в мономолекулярном слое. Затем процесс выделения соединений железа на зернах песка усиливается, поскольку образовавшийся монослой химически более активен, чем чистая поверхность песка.
Фильтрование на каркасных фильтрах применяют при обезжелезивании воды на установках производительностью до 1000 м/сут. Метод основывается на том, что после окисления железо переходит в осаждающуюся форму — гидроксид. Гидроксид железа в нижней части аппарата намывается на керамический патрон. Нарастающий на патроне слой гидроксида железа служит контактным материалом для новых постоянно намываемых веществ, а сам патрон выполняет функцию только опорного каркаса для фильтрующего слоя гидроксида железа. На патронных фильтрах сначала происходит фильтрование с постепенным закупориванием пор фильтрующей перегородки. Такое фильтрование заканчивается по достижении определенного соотношения объема твердых частиц, задержанных в порах, к объему самих пор. Затем начинается фильтрование с образованием первоначального слоя осадка, и на этом заканчивается процесс зарядки фильтров и начинается фильтрование с целью обезжелезивания воды.
Метод аэрации с использованием вакуумно-эжекционных аппаратов заключается в окислении кислородом воздуха трехвалентного железа с образованием коллоида гидроксида железа, его коагулировании при рН, равном 6,8—7, и выделении в осадок в виде бурых хлопьев.
Фильтрование через модифицированную загрузку основано на увеличении сил адгезии на поверхности зерен фильтрующей загрузки в результате образования на ней пленки из соединений, имеющих более высокое значение константы Ван-дер-Ваальса.
Метод модификации загрузки предусматривает ее последовательную обработку 1,5%-м раствором сернокислого двухвалентного железа, а затем 0,5%-м раствором перманганата. Общая продолжительность контакта 30 мин.
Обезжелезивание подземных вод в водоносном пласте основано на формировании в нем "зоны осаждения", в пределах которой происходит интенсивное окисление железа и марганца. Эта зона создается закачкой в пласт через поглощение скважины питательной воды. В простейшем случае питательная вода представляет собой обезжелезенную подземную воду, насыщенную кислородом. Если в подземной воде присутствуют трудноокисляемые формы железа и при простой аэрации питательной воды не удается их удалить, то для увеличения интенсивности процесса рекомендуется использовать реагенты. В результате смешения питательной и подземных вод достигается смещение процессов окисления-восстановления в сторону окисления, и железо, гидролизуясь, выпадает в осадок. При этом водовмещающие породы служат фильтрующей средой.
Обезжелезивание воды упрощенной аэрацией, хлорированием и фильтрованием заключается в удалении избытка углекислоты и обогащении воды кислородом при аэрации, что способствует повышению рН и первичному окислению железоорганических соединений. Окончательное разрушение комплексных соединений железа и частичное его окисление достигаются путем введения в обрабатываемую воду окислителя (хлора, озона, перманганата калия и т.п.).
Метод напорной флотации обезжелезивания воды основан на действии молекулярных сил, способствующих слипанию отдельных частиц гидроксида железа с пузырьками тонкодиспергированного в воде воздуха и всплытию образующихся при этом агрегатов на поверхности воды. Метод флотационного выделения дисперсных и коллоидных примесей природных вод весьма перспективен вследствие резкого сокращения продолжительности процесса (в 3—4 раза) по сравнению с осаждением или обработкой в слое взвешенного осадка.
Обезжелезивание поверхностных вод производят одновременно с осветлением и обесцвечиванием. Железо, находящееся в воде в виде коллоидов, тонкодисперсных взвесей и комплексных органических соединений, удаляется обработкой воды коагулянтам (сульфатом алюминия, хлоридами железа либо смешанным коагулянтом). Для разрушения комплексных органических соединений железа воду обрабатывают хлором, озоном или пер-манганатом калия. Применение железных коагулянтов обеспечивает более полное удаление железа из воды благодаря интенсивной адсорбции ионов железа на хлопьях Fe(OH)3. Оптимальная адсорбция ионов железа как в случае применения алюминиевых, так и железных коагулянтов лежит в интервале значений рН воды 5,7—7,5. Технологическая схема обезжелезивания воды методом коагулирования включает реагентное хозяйство, смесители, осветители воды и фильтры.
Похожие материалы: