Новая статья «Выбор методов обезжелезивания»
Соединения железа в источниках воды.
Поверхностные источники воды – реки и водохранилища – характеризуются наличием железа в нерастворимой коллоидной форме: гуминовокислые соли, сульфид двухвалентного железа, гидроксид трехвалентного железа. В реках, загрязненных кислотными сливами, часто присутствует сульфат двухвалентного железа. В подземных источниках железо обычно находится в двухвалентной форме в виде растворимого гидрокарбоната, который при определенных условиях может гидролизоваться и окисляться с выделением углекислоты и образованием нерастворимого гидроксида железа коричневого цвета.
Существует несколько основных методов обезжелезивания, выбор оптимального происходит с помощью анализа природного источника воды для определения имеющихся соединений железа.
Аэрация. Упрощенная аэрация представляет собой безреагентный метод обезжелезивания, который заключается в обогащении воды кислородом воздуха, в результате чего происходит окисление двухвалентного железа до трехвалентного. Трехвалентное железо гидролизуется, образуя гидроксид, который выпадает в осадок и задерживается фильтрами. Такой метод может применяться при концентрации железа не более 10 мг/л и при pH не менее 7. Если данные условия не достигаются, то применяется интенсивная аэрация с использованием дегазаторов – специальных устройств, способствующих более полному насыщению воды кислородом.
«Сухое» фильтрование. Такой метод заключается в пропускании воды через незатопленную фильтрующую загрузку, представляющую собой песок, керамзит или антрацит. Фильтрование происходит путем создания вакуума или с помощью нагнетания мощного потока воздуха. Вместе с этим на поверхности зернистой загрузки происходит формирование пленки соединений железа, которая выступает в качестве катализатора, повышая продуктивность процессов обезжелезивания.
Введение окислителей. Под действием сильных окислителей, например, хлора, происходит разрушение органических соединений железа с образованием неорганических солей, в результате гидролиза которых образуется гидроокись трехвалентного железа и выпадает в осадок. Несмотря на высокую эффективность, применение данного метода осложняется проблемой транспортировки и хранения токсичного хлора, поэтому все чаще для обработки воды используют гипохлорит натрия.
Коагуляция и осветление. Данные методы используются для удаления мелкодисперсного железа из поверхностных источников воды. Для этого вводятся реагенты, которые формируются в воде в хлопья и адсорбируют коллоиды железа с образованием укрупненного осадка. Такой осадок легко отфильтровывается.
Катионирование. Очистка воды с помощью катионирования обычно применяется при необходимости одновременного удаления железа и солей жесткости. На катионообменном фильтре задерживаются ионы железа, а также магния и кальция, замещаясь на ионы натрия. Но такой метод слабо эффективен в присутствии растворенного кислорода: на ионообменном фильтре выпадает гидроксид трехвалентного железа, тем самым затрудняя процесс ионного обмена.
Фильтрование через каталитические загрузки. Метод основан на фильтровании воды через зернистые загрузки с одновременным каталитическим окислением железа до трехвалентного состояния. В качестве каталитической загрузки обычно применяются материалы, содержащие оксид четырехвалентного марганца и окисляющие реагенты. Данный метод не подходит для удаления органических соединений железа вследствие образования нерастворимой пленки на катализаторе.