Основы процесса и технологии

ФИЛЬТРОВАНИЕМ

УДАЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА ИЗ ВОДЫ УПРОЩЕННОЙ АЭРАЦИЕЙ С

Технология обработки воды основывается на следующих процессах: аэрация воды (насыщение кислородом воздуха) на простейших устройствах и последующее фильтрование на скорых фильтрах. По конструктивному оформлению фильтры бывают в напорном и безнапорном варианте. Аэрация может осуществляется перед каждым фильтром или в аэрационном устройстве общем для всех фильтров станции. Схема типового фильтра обезжелезивания воды приведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Фильтр обезжелезивания воды: 1 - подача исходной воды; 2 – отвод фильтрата; 3 – подача промывной воды; 4 - отвод промывной воды; 5 -поддерживающие слои фильтра; 6 - фильтрующий материал; 7 - воздушник; 8 -желоб; опорожнение фильтра.

Вода в этом фильтре насыщается кислородом воздуха при изливе ее из воронки с высоты 500 - 600 мм. При падении воды с этой высоты концентрация кислорода в ней достигает 5 - 7 мг/л. Одновременно частично удаляется растворенная двуокись углерода. Воронка располагается в кармане фильтра. Кроме схемы подачи воды, фильтр отличается от осветлительных фильтрующей загрузкой.

Метод упрощенной аэрации основан на окислении ионов двухвалентного железа в толще загрузки фильтра и задержании образующихся соединений. При этом на зернах фильтрующего слоя одновременно происходят реакции окисления и гидролиза. Важную роль в процессе задержания играют явления катализа и адсорбции. В результате образуются очень прочные и постоянные связи между сформировавшимися гидроксидами и зернами фильтрующего слоя, что придает процессу фильтрования большую стабильность и независимость от гидродинамических условий. Через определенное время на поверхности зерен загрузки образуется пленка из соединений железа, играющая роль катализатора. Проведенные исследования химического состава пленки показали, что она состоит в основном из двух- и трехвалентного железа. Обезжелезивание воды в загрузке, покрытой пленкой, является гетерогенным автокаталитическим процессом, в результате которого обеспечивается непрерывное обновление пленки как катализатора непосредственно при работе фильтра. Необходимым условием образования и действия пленки является наличие в воде кислорода. Фильтрация при очистки воды производится обычно сверху вниз. В качестве загрузки используется кварцевый песок, дробленые горные породы и другие материалы.

К достоинствам метода упрощенной аэрации с фильтрованием относятся: простота обслуживания, технологическая надежность, низкая себестоимость очистки, безреагентная обработка воды.

Однако использование этого метода затруднено при повышенных концентрациях железа в исходной воде или наличии его органических соединений, при низких щелочности и рН воды, при присутствии сероводорода, а также в случаях одновременного присутствия ионов двухвалентного маpганца. Кроме того одноступенчатая схема обезжелезивания воды имеет низкую санитарную надежность. Со временем толщина пленки соединений железа на поверхности зерен загрузки увеличивается, начинается ее растрескивание и вынос мелких обломков железа в очищенную воду. Качество очищенной воды ухудшается и содержание железа в ней не удается снизить ниже 1-1,5 мг/л. Загрузку приходится менять. Фильтры в настоящее время оборудуются, как правило, системой водовоздушной промывки, обеспечивающей более глубокое удаление загрязнений из загрузки.

2 .2. Применение крупнозернистых фильтров для обезжелезивания воды

Крупнозернистые скорые фильтры применимы не во всех случаях, но если на них достигается эффект очистки, то они имеют значительные преимущества:

- малые потери напора при фильтровании, в результате чего увеличивается длительность работы фильтров между промывками;

- возможность накапливать большую массу загрязняющих веществ, тем самым также увеличивается продолжительность работы фильтров между промывками. Это, в свою очередь, уменьшает затраты на их промывку и обработку промывной воды;

- при достаточно высокой интенсивности промывки фильтров, загрязнения хорошо удаляются из них, так как большая разница в гидравлической крупности частиц загрязнений и зерен загрузки позволяют обеспечить высокую степень их разделения без потерь фильтрующего материала. Особенно это важно при обезжелезивании воды, так как при плохой промывке фильтров образуются трудноудаляемые конгломераты соединений железа.

Рис. 2.2. Фильтр с крупнозернистой загрузкой

и водовоздушной промывкой: 1 – подача сырой воды; 2 - дренаж; 3 - подача воздуха; 4- желоб; 5 - фильтрующий материал

Дата добавления: 2014-01-06