Меню сайта
Категории раздела
| Мои статьи [5] |
|
Фильтрующие материалы
[0]
Здесь описаны фильтрующие материалы, которые используются для систем водоочистки
|
| Главная » Статьи » Мои статьи |
Железо в воде. Методы очистки воды от железа.
В природной воде, особенно в воде подземных источников, в больших количествах содержаться железо и часто марганец. Нормы их содержания в питьевой воде составляют по СанПиН 0,3 мг/л для железа и 0,1 мг/л для марганца. Удаление железа из воды называют обезжелезиванием. Часто одновременно удаляется марганец - проводиться деманганация.
Железо находиться в воде в следующих формах:
I. Элементарное железо (Fe0). Элементарное или металлическое железо безусловно нерастворимо в воде. В присутствии влаги и кислорода окисляется до трехвалентного, образуя нерастворимый оксид Fe2O3 (процесс, известный в быту как «появление ржавчины»).
II. Двухвалентное железо (Fe+2). Почти всегда находится в воде в растворенном состоянии, хотя возможны случаи (при определенных и редко встречающихся в природной воде уровнях рН), когда гидроксид железа Fe(OH)2 способен выпадать в осадок.
III. Трехвалентное железо (Fe+3). Гидроксид железа Fe(OH)3 нерастворим в воде (кроме случая очень низкого рН). Хлорид FeCl3 и сульфат Fe2(SO4)3 трехвалентного железа –растворимы и могут образовываться даже в слабощелочных водах.
IV. Органическое железо. Органическое железо встречается в воде в разных формах и в составе различных комплексов. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру и очень трудно поддаются удалению.
Различают следующие виды органического железа:
1) Бактериальное железо - это продукт жизнедеятельности железобактерий (железо находиться в их оболочке).
2) Коллоидное железо. Коллоиды – это нерастворимые частицы очень малого размера (менее 1 микрона), в силу чего они трудно поддаются фильтрации на гранулированных фильтрующих материалах. Крупные органические молекулы (такие как танины и лигнины) также попадают в эту категорию. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда (отталкивающего частицы друг от друга, препятствуя их укрупнению) создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии.
Все вышеперечисленные виды железа «ведут» себя в воде по-разному. Так, если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время в процессе отстаивания образуется красно-бурый осадок, то это признак наличия в воде двухвалентного железа. В случае, если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании – надо «винить» трехвалентное железо. Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Бактериальное железо проявляет себя радужной пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб.
В подземных водах присутствует, в основном, двухвалентное железо. Трехвалентное железо появляется после контакта такой воды с воздухом и в изношенных системах водопровода при контакте с поверхностью труб.
В поверхностных водах железо уже окислено до трехвалентного состояния. Следовательно в открытом колодце может содержаться в основном трехвалентное железо, а в скважине двухвалентное.
Подход к очистке воды от двухвалентного и трехвалентного железа различен. Даже беглый обзор существующих способов борьбы с железом позволяет сделать обоснованный вывод о том, что на данный момент не существует универсального экономически оправданного метода, применимого во всех случаях жизни.
Итак, к существующим методам удаления железа можно отнести:
1. Фильтрация.
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.
2. Окисление.
Для извлечения растворенных двухвалентного железа и марганца сначала необходимо их окислить и перевести в нерастворимую форму затем механически отфильтровать. Традиционный метод, применяемый уже много десятилетий. Так как реакция окисления железа требует довольно длительного времени, то использование для окисления только воздуха требует больших резервуаров, в которых можно обеспечить нужное время контакта. Наиболее часто в частных домах используется напорная аэрация, когда воздушный компрессор закачивает воздух в трубопровод. Добавление же специальных окислителей ускоряет процесс. Наиболее широко применяется хлорирование, так как параллельно позволяет решать проблему с дезинфекцией. Наиболее передовым и сильным окислителем на сегодняшний день является озон. Однако установки для его производства довольно сложны, дороги и требуют значительных затрат электроэнергии, что ограничивает его применение. Частицы окисленного железа имеют малый размер (1-3 мкм) и осаждаются достаточно долго, поэтому применяют специальные химические вещества –коагулянты, способствующие укрупнению частиц и их ускоренному осаждению.
2. Каталитическое окисление с последующей фильтрацией.
Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в высокопроизводительных компактных системах. Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Наибольшее распространение в современной водоподготовке нашли фильтрующие среды на основе диоксида марганца (MnO2): Birm, Greensand и другие. Эти фильтрующие засыпки отличаются между собой как своими физическими характеристиками, так и содержанием диоксида марганца, и поэтому эффективно работают в разных диапазонах значений характеризующих воду параметров. Железо (и в меньшей степени марганец) в присутствии диоксида марганца быстро окисляются и оседают на поверхности гранул фильтрующей среды. Впоследствии большая часть окисленного железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Таким образом, слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой. Для улучшения процесса окисления в воду могут добавляться дополнительные химические окислители. Наиболее распространенным является перманганат калия KMnO4, так как его применение не только активизирует реакцию окисления, но и компенсирует "вымывание" марганца с поверхности гранул фильтрующей среды, то есть регенерирует ее. Используют как периодическую, так и непрерывную регенерацию (что предпочтительней, т.к. используется на порядок меньше KMnO4). Но, системы этого типа все равно не могут справиться со случаями, когда содержание железа в воде превышает 10-15 мг/л, что совсем не редкость. Поэтому при высоком содержании железа как дополнительный метод используется объемная аэрация. Кроме того эти системы неэффективны в отношении органического железа при его наличии система перестает фильтровать и другие виды железа тоже.
Как правило используются многоступенчатые системы очистки от железа, начала убирают примеси мешающие каталитическому окислению, на инертных или угольных фильтрующих загрузках, а потом используют каталитическое окисление с последующей фильтрацией.
3. Другие менее распространенные методы удаления железа:
- Наиболее сложно удалить железо, входящее в состав органических соединений и биологических объектов. Необходимо либо разрушить органические комплексы, либо, наоборот, их агрегировать для создания условий для осаждения, либо извлеч их из раствора. Наилучшие результаты получаются при совместном использовании пылевидного угля и коагуляции.
- Ионный обмен.
Применение катионитов целесообразно там, где существует также и проблема с жесткостью воды, так как железо удаляется из воды вместе с жесткостью. Там, где ситуация с жесткостью достаточно благополучная, применение катионообменных смол нерационально. Ионообменные смолы очень критичны к наличию в воде трехвалентного железа, которое "забивает" смолу.
- Мембранные технологии.
Мембранные технологии достаточно широко используются в водоподготовке, однако удаление железа не главное их предназначение, скорее побочный эффект. Мембранные системы применимы либо там, где нет органического, коллоидного, бактериального и трехвалентного железа, либо проблема с этими загрязнениями должна быть предварительно решена другими методами. Кроме того они очень дороги.
- Дистилляция.
Дистиллированную воду достаточно широко используют в промышленности, медицине, в химических лабораториях. Бытовые дистилляторы имеют малую производительность –что-то около 1 литра в час и потребляют много электричества, поэтому в быту их применение не рационально.
Также большое значение имеет как проходит регенерация (восстановление свойств) фильтрующего материала в баллоне. Как часто будет происходить регенерация устанавливается на компьютере баллона, так называемой "башке" путем программирования. Другой вопрос чем происходит регенерация: исходной водой, чистой водой или раствором марганцовки? Для коттеджей, где установлены современные септики типа ТОПАЗ, использование раствора марганцовки недопустимо, так как это приведет к гибели бактерий в септике.
Если количество железа в исходной воде меньше 5 мл/л, то фильтрующий материал допустимо промывать исходной водой, если исходная вода содержит железа больше 5 мл/л, то необходима промывка очищенной водой.
Определяющим в методах ступеней очистки является анализ воды, так как результат очистки должен учитывать совокупность всех показателей корректировки воды.
Выбор конкретного метода удаления железа (или их комбинации) в большей степени зависит от опыта специалиста водоочистной компании.
  Подробные примеры и сметы по системам очистки воды от железа Вы найдете на закладке Услуги и Цены.
Звоните и Вы приятно удивитесь нашим ценам!!!
Заказать систему у нас дешевле, чем сделать самому! Проверено...
 | |
| Просмотров: 14685 | | |
| Всего комментариев: 0 | |