Полный цикл работ по изготовлению водоемов любой сложности

Посмотрите

КАКИМ ОБРАЗОМ ПРОИСХОДИТ ОЧИСТКА (ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЕ) ВОДЫ

КАКИМ ОБРАЗОМ ПРОИСХОДИТ ОЧИСТКА (ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЕ) ВОДЫ

Важным критерием при выборе метода обезжелезивания воды являются финансовые затраты на приобретение самой установки и ее обслуживание. Какую же установку водоочистки выбрать для своего дома, что цена системы и качество очистки были оптимальны?

Железо в природных водах может содержаться либо в ионной форме (в виде двухвалентного железа, а также в виде неорганических и органических коллоидов), либо в форме комплексных соединений двух- и трехвалентного железа или тонкодисперсной взвеси гидрата окиси железа.

прозрачная вода начинает приобретать желтоватый оттенокВам приходилось замечать, как на открытом воздухе прозрачная вода начинает приобретать желтоватый оттенок? Это свидетельствует, что в составе воды присутствует двухвалентное железо (Fe2+). Спустя некоторое время, на дне сосуда появлялись рыжеватые и красноватые частички? А это уже результат окисления двухвалентного железа и его перехода в   трехвалентную форму (Fe3+).

Осаждение этих частиц в трубопроводах и вызывает появление ржавчины. Однако, при водоподготовке, такое железо легче всего удалять.

Маленькие частицы железа, имеющие размер менее 0,1 мкм — это коллоидное железо (встречается редко), которое образует суспензию. Оно не отфильтровывается механическими фильтрами и удаляется окислением или переводом в другую форму, а затем фильтрацией.

Железо в соединениях с органическими веществами, например, гумусовой кислотой, считается органическим и является наиболее сложно удаляемым.

вода в тркбах

Бактериальное железо принимает студенистую или волокнистую структуру, благодаря скоплениям железистых бактерий, которые используют железо в метаболических процессах. Такая форма железа может приводить к образованию пленок на поверхности воды, однако встречается крайне редко.

 

В подземных водах железо чаще всего встречается в виде растворенного двухвалентного железа, а в поверхностных водах – в виде комплексных соединений, либо в виде коллоидных или тонкодисперсных взвесей.

Выбор метода обезжелезивания воды 

Выбору метода обезжелезивания воды должно предшествовать ее пробное обезжелезивание, так как количественное содержание железа, указываемое в анализах, не дает представления о форме, в которой железо присутствует в воде. Пробное обезжелезивание воды заключается в моделировании обезжелезивающей установки по тому или иному существующему методу устранения из воды железа, а именно:

1) аэрацией воды с последующим ее фильтрованием или отстаиванием и фильтрованием;

2) коагулированием;

3) известкованием;

4) хлорированием и коагулированием.

 

По результатам пробного обезжелезивания воды выбирают такой метод, при котором достигается требуемый эффект обезжелезивания воды при наименьших эксплуатационных затратах.

 

Методика пробного обезжелезивания описана в «Технических указаниях на проектирование и эксплуатацию установок по обезжелезиванию воды фильтрованием».

 

Для обезжелезивания подземных вод чаще всего применяют аэрацию воды без добавления реагентов. Согласно нормативным данным, обезжелезивание фильтрованием с так называемой «упрощенной аэрацией» может применяться для подземных вод при общем содержании железа до 10 мг/л (в том числе двухвалентного железа не менее 50%), рН не менее 6,7, щелочности не менее 1 мг-экв/л, содержании сероводорода до 1 мг/л и перманганатной окисляемости не более 6-7 мг/л.

Классическая установка обезжелезивания воды, работающая по методу «упрощенной аэрации», состоит из фильтров, загруженных песком, антрацитом, керамической крошкой и т.п. Крупность фильтрующей загрузки принимается в пределах 0,8-1,8 мм (при высоте слоя загрузки 1 м и скорости фильтрования 5-7 м/ч) или 1-2 мм (при высоте слоя загрузки 1,2 м и скорости фильтрования 8-10 м/ч).

Для окисления двухвалентного железа в трехвалентное, задерживаемое фильтром в виде гидрата окиси, требуется обогащение воды кислородом в количестве 0,6-0,9 мг на 1 мг двухвалентного железа.

Аэрация при данном методе осуществляется простейшими приемами при открытых фильтрах изливом воды из подающей трубы в карман или центральный канал фильтра с высоты 0,5-0,6 м, при скорости выхода из трубы 1,5-2 м/с. При применении напорных фильтров, воздух можно подавать компрессором в трубу, по которой вода поступает в фильтры.

Возможность применения метода обезжелезивания воды «упрощенной аэрацией» и фильтрованием в каждом конкретном случае перед разработкой проекта станции обезжелезивания проверяется пробным обезжелезиванием, выполняемым у используемой скважины.

Если пробным обезжелезиванием определено, что метод «упрощенной аэрации» и фильтрования не дает необходимых результатов, тогда можно применить более интенсивную аэрацию, сущность которой заключается в насыщении воды кислородом воздуха. За счет этого кислорода происходит окисление двухвалентного железа, содержащегося в воде, в трехвалентное. При определенных значениях рН воды трехвалентное железо гидролизуется (разлагается в воде) и образовавшаяся гидроокись железа коагулирует (т.е. сворачивается и сгущается).

Скорость процессов окисления, гидролиза и коагуляции гидроокиси железа возрастает с увеличением рН воды. Указанные процессы быстро завершаются при рН = 7,5. Значение рН воды подземных источников часто ниже этой величины. Для поднятия значения рН воды до 7,5 из нее должно быть удалено некоторое количество свободной углекислоты.

Аэрация воды с целью удаления углекислоты может осуществляться либо на вентиляторных градирнях (дегазаторах), либо на так называемых контактных градирнях, работающих при естественной вентиляции.

На рисунке показана схема обезжелезивающей установки с вентиляторным дегазатором. Вода из скважин поступает на дегазатор (1) и далее сливается в контактный резервуар (2). Контактный резервуар служит для завершения процесса окисления двухвалентного железа в трехвалентное, гидролиза последнего и для образования хлопьевидного осадка гидрата окиси железа.

Схема обезжелезивающей установки с вентиляторным дегазатором 

Схема обезжелезивающей установки с вентилято

Из контактного резервуара вода насосом (3) или, если позволяет рельеф местности, самотеком поступает на осветительные фильтры (4) (открытые или напорные). Назначение фильтров - задерживать хлопья гидрата окиси железа, которые поступают с водой из контактного резервуара. После фильтров вода сливается в резервуар чистой воды (5) и далее подается потребителям.

Поскольку артезианская вода при проходе через очистные сооружения может лишиться своей бактериальной чистоты, желательно ее обеззараживание. Его осуществляют хлорированием или бактерицидным облучением воды.

В последние годы для обезжелезивания подземных вод начали применять катализаторы. В качестве катализаторов применяют либо природный минерал пиролюзит, либо обычный кварцевый песок, обработанный окислами марганца («черный песок»). Сущность этого способа заключается в том, что в присутствии окислов марганца процесс окисления двухвалентного железа в трехвалентное значительно ускоряется и может быстро осуществляться даже при пониженных рН воды.

Установка по обезжелезиванию воды в этом случае состоит из двух последовательных групп фильтров. Первую группу фильтров загружают либо пиролюзитом, либо омарганцованным песком. Крупность зерен загрузки принимают 0,7-1,5 мм, высоту слоя загрузки - 900 мм, скорость фильтрования - 15 м/ч. Для восстановления окислительных свойств «черного песка» следует предусматривать периодическое добавление в обезжелезиваемую воду перманганата калия из расчета 2-3 мг/л. Фильтры второй группы - песчаные, такие же, как и при обезжелезивании воды аэрацией.

 хлорирование воды

При удаления железа из воды поверхностных источников чаще всего прибегают к реагентным способам. Например, коагулирование, иногда приходится комбинировать с предварительным хлорированием воды для разрушения органических соединений железа или защитных коллоидов, препятствующих коагуляции коллоидных соединений железа. Так, на окисление 1 мг железа (II) расходуется 0,64 мг хлора, а щелочность воды при этом снижается на 0,018 мг-экв/л. В качестве окислителей Fe2+ используют и такие реагенты как озон, перманганат калия и т.п. Образующиеся в результате соединения закисного и окисного железа извлекаются из воды фильтрованием.

Обычно обезжелезивание поверхностных вод проводят одновременно с их осветлением на тех же установках. Если необходимо одновременное обезжелезивание и частичное смягчение воды, то прибегают к ее известкованию. Известкование является надежным универсальным методом обезжелезивания воды и приводит в то же время к снижению ее карбонатной жесткости.

Следует отметить, что вода, очищенная реагентными способами не является абсолютно безопасной для употребления.

Причина этого – попадание в состав воды дополнительных химических элементов. Например, постоянное питье хлорированной воды наносит существенный удар по иммунной системе человека, провоцирует сердечно-сосудистые заболевания, а также нарушения деятельности головного мозга и пищевой системы. А вот, антисептическое действие перманганата калия обязано, прежде всего, его токсичности, которая раздражает поверхность слизистых оболочек и стенки внутренних органов. Хроническое воздействие даже минимальных концентраций этого вещества может иметь мутагенный эффект.

Кроме того, стоимость реагентов, необходимых для фильтрации, через 3-5 лет составит сумму, равную стоимости всей системы очистки воды.

 

 

Подводим итоги:

Важным критерием при выборе метода обезжелезивания воды являются финансовые затраты на приобретение самой установки и ее обслуживание.

Реагентные установки обезжелезивания стоят дешевле, однако требуют регулярных затрат в процессе работы на приобретение окислителей железа и частой замены фильтрующих материалов.

Безреагентные установки имеют более высокие цены, поскольку в их комплектацию входят дополнительные элементы (воздушный компрессор, датчик потока и т.п.) но, при этом отсутствуют эксплуатационные затраты и попадание в воду дополнительных элементов, которые могут иметь свое специфическое влияние на качество воды, а значит и на организм человека.

Именно поэтому, в последнее время набирает популярность и растет число пользователей безреагентных или экологических систем очистки природных вод, которые имеют высокую степень очистки и при этом являются абсолютно безопасными с точки зрения питьевого употребления воды.

Безреагентные установки 

Таким образом, для принятия правильного решения по выбору установки обезжелезивания, необходимо взвесить все факты, проконсультироваться с профессионалами, изучить рынок предложений и отдать предпочтение современным, продуктивным и экологически чистым технологиям.

 

 

 

При подготовке статьи были использованы материалы:

1.      Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1974. - 480 с.

2.      Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка: Учебн. Пособие для вузов. - М.: Изд-во МГУ, 1996 г. - 680 с.

3.      Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. – М.: Де Ли принт, 2004. – 328 с.


Автор: Ольга Белова


Запатентованная технология водоочистки «Silver Spring» ™
advices@@@