Обезжелезивание природных вод

Железо в воде

Железо — один из самых распространенных природных элементов. Железо присутствует в большинстве вулканических пород, оно также входит в состав пород, цементирующих песчаники. Железо в значительных количествах содержится в различных глинах, в осадочных карбонатных породах (известняках и доломитах) встречается в виде незначительных примесей сидерита. Поскольку при формировании артезианских подземных вод происходит частичное растворение вышеуказанных пород, неудивительно, что проблема с присутствием в природной воде железа — одна из самых распространенных. C такой водой возникает целый ряд проблем как при бытовом, так и коммерческо-промышленном использовании.

Уже при концентрациях железа свыше 0.3 мг/л вода вызывает образование ржавых потеков на сантехнике, способна изменить цвет тканей при их стирке и становится непригодной для широкого ряда производств. При больших концентрациях у воды возникает характерный металлический привкус, что отрицательно сказывается на качестве напитков (чай, кофе и т.п.). В некоторых случаях может пострадать даже качество еды, приготовленной на воде с высоким содержанием железа. Все это делает задачу по очистке воды от железа очень актуальной как для питьевого и хозяйственно-бытового применения, так и для промышленного использования.

Методы удаления железа из воды

Удаление из воды железа — одна из наиболее часто встречающихся задач в водоочистке. 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. Каждый из существующих методов применим только в определенных пределах и имеет как достоинства, так и существенные недостатки. Выбор конкретного метода обезжелезивания (или их комбинации) в большей степени зависит от опыта проектировщиков. Нам в своей практике приходилось сталкиваться с содержанием железа до 35 мг/л и успешно удалять его.

 Итак, к существующим методам удаления железа можно отнести:

• Аэрация (окисление кислородом воздуха) с последующей фильтрацией
• Окисление реагентами с последующей фильтрацией
• Ионный обмен

Для удаления из воды растворенного железа его необходимо окислить и отфильтровать выпавший осадок гидроокиси. В качестве окислителей могут выступать кислород воздуха, хлор, диоксид хлора, перманганат калия, перекись водорода, озон.
Так как реакция окисления железа кислородом воздуха может потребовать довольно длительного времени, то использование для окисления только воздуха необходимы большие резервуары, в которых можно обеспечить нужное время контакта. Это наиболее старый способ и в настоящее время используется преимущественно на муниципальных водопроводных очистных сооружениях.

Использование других вышеперечисленных окислителей значительно ускоряет процесс – реакция между растворами проходит значительно быстрее, чем между жидкостью и газом, воздух является наименее сильным окислителем. 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. Необходимо отметить также, что озон относится к 1 классу опасности (высокотоксичное вещество) и требует очень внимательного к себе отношения.

Когда выяснилось, что покрывшийся пленкой гидроокиси железа в процессе работы кварцевый песок удаляет растворенное железо быстрее и качественнее, чем чистый, началось производство и применение специальных фильтрующих сред для обезжелезивания, исходно обладающих каталитическими свойствами и более легких, чем кварцевый песок.
При высоком содержании оксида марганца в составе загрузки начинают проявляться не только каталитические, но и окислительные свойства, что повышает эффективность и надёжность работы фильтров.

Ионный обмен помимо железа удаляет попутно соли жёсткости и значительно дороже в эксплуатации, поэтому нашёл весьма ограниченное применение.

Метки: водоподготовка, Обезжелезивание