Обезжелезивание воды

Обезжелезивание воды – снижение содержания солей железа до требований ГОСТа (менее 0,3 мг/л) − наиболее часто используют при централизованном водоснабжении из подземных источников.

Некоторые производства предъявляют к воде еще более жесткие требования. В подземных водах железо чаще всего встречается в растворенном состоянии в виде двууглекислого соединения Fe(HCO₃)₂. Железо встречается в виде сульфида, карбоната и сульфата железа (II), комплексных соединений с гумматами и фульвокислотами.

В водах поверхностных источников железо может присутствовать в виде органических соединений (гуминовокислое железо) или в виде сернокислого соединения FeSO₄.

При рН < 4,5 железо находится в воде в виде ионов Fe³⁺, Fe²⁺ и Fe (ОН)³⁺. Повышение значения рН приводит к окислению железа (II) в железо (III), которое выпадает в осадок. Правильно выбрать метод можно только пробным обезжелезиванием.

Метод обезжелезивания (деферризация) зависит от формы содержания железа в воде.

Применяют следующие методы обезжелезивания:

- безреагентный (аэрация, отстаивание и фильтрование);

- реагентный (коагулирование, хлорирование, известкование);

- метод катионного обмена, применяется в том случае, когда с обезжелезиванием необходимо умягчать воду с помощью катализаторов.

Наиболее перспективными безреагентными методами являются вакуумно-эжекционная аэрация с последующим фильтрованием,упрощенная аэрация с фильтрованием, «сухая фильтрация», фильтрование на каркасных фильтрах, фильтрование в подземных условиях с предварительной подачей в пласт окисленной воды или воздуха, аэрация и двухступенчатое фильтрование. К реагентным относятся: аэрация упрощенная, окисление, фильтрование; напорная флотация с известкованием и последующим фильтрованием; известкование, отстаивание в тонкослойном отстойнике и фильтрование; фильтрование через модифицированную загрузку электрокоагуляция и фильтрование, катионирование.

Из подземных вод двухвалентное железо выводится при помощи аэрации. Двууглекислое железо – нестойкое соединение, которое в контакте с воздухом легко распадается. В результате реакции 1 мг гидролизовавшегося железа выделяется 1,57 мг/л свободной углекислоты CO₂, щелочность воды при этом снижается на 0,036 мг·экв/л. Эта реакция интенсивно протекает при аэрации, которая осуществляется путем разбрызгивания воды на контактных или вентиляторных градирнях. Образовавшийся гидрат закиси железа Fe(OH)₂, соединяясь с кислородом, превращается в коллоидную гидроокись железа Fe(OH)₃, которая при коагуляции превращается в окись железа Fe₂O₃·3H₂O, выпадающую в осадок в виде хлопьев.

В результате этих процессов образуется нерастворимая гидроокись железа, выделяющаяся в виде бурных хлопьев:

4Fe² + 8HCO₃^- + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH) ₃ + 8CO₂↑.

Процесс обезжелезивания при аэрации зависит от рН воды, он протекает тем быстрее, чем выше рН. Для повышения рН воды необходимо удалять из нее углекислоту СО₂.

На окисление 1 мг железа (II) расходуется 0,143 мг растворенного в воде кислорода; щелочность воды при этом снижается на 0,036 мг/л. Скорость окисления соединений железа (II) значительно возрастает при хлорировании воды. Соединения железа (II) в присутствии гидрокарбонатов природных вод полностью гидролизуются. На окисление 1 мг соединений железа (II) расходуется 0,64 мг хлора, щелочность воды при этом снижается на 0,018 мг/л. На окисление 1 мг железа (II) расходуется 0,71 мг перманганата калия; щелочность воды при этом уменьшается на 0,036 мг/л.

Метод обезжелезивания воды аэрацией является наиболее дешевым, так как не требует никаких реагентов.

Дата добавления: 2014-12-27