Станции и установки обезжелезивания воды

Процесс очистки воды от растворенных соединений железа основывается на их окислении до нерастворимой формы с последующимудалением выпавшего осадка при помощи отстаивания или фильтрации.

Классификация методов обезжелезивания воды.

Большое разнообразие железосодержащих соединений, которые могут присутствовать в воде, послужило толчком к развитию технологических схем эффективных для различных условий работы. Критичными параметрами являются вид соединений железа, их концентрация, щелочность среды, наличие паразитных примесей, мешающих очистке.

Существует два основных метода обезжелезивания воды:

• безреагентный – станция обезжелезивания воды эксплуатируется без применения каких-либо дополнительных реагентов. Окислителем выступает содержащийся в очищаемом потоке кислород. Метод эффективен при концентрации железосодержащих соединений не более 10 мг/л, pH≥ 6,8, незначительном содержании паразитных примесей;
• реагентный – дополнительно применяются окислители или коагулянты. Область применения – содержание железа свыше 10 мг/л, присутствие органических железосодержащих соединений.

Общим моментом, объединяющим оба метода, является наличие стадии фильтрации через сыпучий наполнитель. В качестве загрузки используются материалы содержащие катализатор (оксиды марганца). Среди них могут быть как природные материалы (MGS, МЖФ), так и материалы, полученные искусственно, путем обработки гранул наполнителя раствором катализатора (“зеленый песок”, MTM, Birm).

Безреагентные методы обезжелезивания.

Безреагенная очистка осуществляется по двум технологиям:

• окисления за счет содержащегося в очищаемом потоке кислорода;
• дополнительное увеличение содержания кислорода за счет использования установок обезжелезивания.

В воде всегда в том или ином количестве присутствует растворенный кислород. В его присутствии двухвалентные соединения железа окисляются и образуют каталитически активную пленку на поверхности гранул наполнителя. Эта пленка будет иметь смешанный состав из гидроксидов железа различной валентности.

Принудительная аэрация позволяет проводить очистку воды, содержание железа в которой превышает 10 мг/л. В технологическую цепочку дополнительно включается компрессорная установка, вентиляторные или контактные градирни.

В процессе аэрации вода насыщается кислородом и выделяется растворенный углекислый газ, мешающий процессу окисления железа.

Реагентные методы обезжелезивания.

Станция обезжелезивания воды, использующаяреагентные методы, дополнительно к блоку фильтрации на каталитической загрузке содержит емкости для хранения дополнительных реагентов и устройства их дозации в поток очищаемой воды. По методу очистки различают два реагентных метода:

• использование дополнительных окислителей;
• коагулирование.

Использование хлора и гипохлорита натрия позволяет производить удаление органических соединений железа. Применение хлорсодержащих окислителей позволяет произвести очистку в тех условиях, когда другие методы очистки не дают должного эффекта. Кроме того появляется возможность совместить процессы очистки и дезинфекции, что находит широкое применение в питьевом водоснабжении.

Также в качестве окислителя широко используется перманганат калия. Его применение позволяет производить окисление двухвалентного железа и параллельно поддерживать работоспособность каталитической загрузки, восполняя расход диоксида марганца.

Добавление в обрабатываемую воду коагулянтов вызывает образование хлопьев, на поверхности которых происходит адсорбирбция железосодержащих соединений. Этот метод широко применяется при обработке поверхностных вод. В процессе удаляются взвеси и коллоидные соединения железа.

В зависимости от pH обрабатываемой среды в качестве коагулянтов могут использоваться различные вещества:

• сульфат алюминия – pH 6,5 – 7,5;
• сульфат железа, хлорное железо – pH 4 – 10;
• гидроксохлорид алюминия - pH 4 – 10.

Использование флокулянтов позволяет интенсифицировать процесс хлопьеобразования и облегчить их дальнейшее осаждение в тонкослойных отстойниках.