Обезжелезивание воды

Обезжелезивание водыУдаление железа из воды

Железо является важным микроэлементом, который жизненно необходим организму человека. В необходимом количестве люди получают железо с пищей, богатой ионами железа, фруктами, витаминами и пр.

Чаще всего высокие концентрации железа встречаются в скважинной воде в виде ионов двухвалентного железа. В водах поверхностных водоемов редко можно встретить высокие концентрации железа в ионной форме. Скорее оно будет находиться в виде железо-органических комплексов.

Ограничение на содержание железа в питьевой воде ежедневного использования принято равным 0,3 мг/л. Вода, содержащая железо в больших концентрациях имеет желтоватый цвет, неприятный железистый привкус и запах, поэтому непригодна для питья. Однако, даже в концентрациях 1,0-1,5 мг/л железо не представляет прямой угрозы здоровью человека (если не пить ее постоянно). Продолжительное употребление для питья такой воды может привести к заболеваниям кроветворной системы, желудочно-кишечного тракта, к различным аллергическим заболеваниям и пр. Поэтому, при подготовке питьевой воды удалению железа уделяют особое внимание.

Кроме возможного негативного воздействия на здоровье людей железо в воде может нанести большой вред промышленному оборудованию, котлам, водопроводам и системам отопления и орошения.

В процессах промышленной очистки воды железо быстро загрязняет системы умягчения и обессоливания воды, поэтому удаление железа становится одной из важнейших задач водоподготовки.

Удалить железо из воды можно несколькими способами:

Окисление

(кислородом воздуха или аэрацией, хлором, перманганатом калия, перекисью водорода, озоном) с последующим осаждением (с коагуляцией или без нее) и фильтрацией. Удаление окисленного железа отстаиванием без коагуляции и фильтрования малоэффективно, в виду необходимости применения больших резервуаров, а также, потому что размер образовавшихся частиц трехвалентного железа близок к 1-3 мкм и скорость их осаждения очень низкая.





Закажите бесплатную консультацию через эту форму и получите

скидку 10% на все работы

До конца акции осталось:

 
 

 
 

 
 

 
 

часовминутсекунд

Оставьте заявку сейчас и получите бесплатный выезд специалиста и составление сметы работ



Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных. Пользовательское соглашение.

Каталитическое окисление

Реакция окисления железа происходит на поверхности специальной фильтрующей загрузки, обладающей свойствами катализатора (при этом загрузка не расходуется). В настоящее время распространены фильтрующие загрузки на основе диоксида марганца (MnO2), такие как Бирм, Гринсанд, МЖФ и пр. Принцип их работы одинаков. Железо в присутствии диоксида марганца довольно быстро окисляется поверхности гранул фильтрующей загрузки и оседает в ней. Слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой.

Наряду с высокой технологичностью каталитической технологии обезжелезивания, ей присущ и ряд недостатков:

  • Низкая эффективность удаления железа находящегося в органо-комплексах;
  • Наличие промывных вод фильтров
  • Низкая эффективность при высоких концентрациях железа (более 15-20 мг/л) без применения дополнительных сильных окислителей (хлор, озон, перманганат калия);

Ионный обмен

Катиониты удаляют из воды не только ионы кальция и магния, но и другие двухвалентные металлы, а значит и растворенное двухвалентное железо. Важен факт, что теоретически, концентрации железа, с которыми могут справиться ионообменные смолы, могут быть очень велики. Также важным является факт, что катионитам не страшен марганец, который практически всегда есть в воде, содержащей железо. Если железо и марганец растворены в воде (т.е. в виде двухвалентных ионов), то катионит без проблем их удалит вместе с ионами жесткости. Однако, на практике, для удаления железа из воды катиониты применяют достаточно редко, потому что:

  • Смолы очень «чувствительны» к присутствию в воде трехвалентного железа, которое «отравляет» смолу и трудно вымывается при регенерации солью. Это окисленное железо может появиться в воде в виду присутствия в ней растворенного кислорода и прочих окислителей.
  • Наличие железа в воде требует увеличения расхода соли на регенерацию катионита.
  • Присутствие органики или железа в органо-комплексах приводит к образованию пленки на зернах загрузки, что создает условия для появления бактерий и пр.

Для эффективного применения катионитов для удаления железа из воды необходимо разрабатывать для каждой конкретной задачи более сложную систему фильтров (возможно, с несколькими типами смол), которые смогут работать в широком диапазоне параметров качества воды.

Мембранные методы

Мембранные методы также позволяют удалить железо из воды, а вместе с ним и много других веществ. Однако применять системы обессоливания воды с целью удаления железа абсолютно нецелесообразно как с технической, так и с экономической точки зрения. Мембранные элементы намного чувствительнее к наличию трехвалентного и органического железа в воде, чем катиониты. Мембраны отвечают на наличие трехвалентного железа резким снижением производительности, что приводит к необходимости частых химических моек с остановом оборудования.

На основании вышесказанного, можно утверждать, что удаление железа из воды есть одна из самых сложных технических задач и для ее решения следует применять комплексные методы. Их выбор напрямую зависит от требуемого объема очищаемой воды и назначения этой воды. Наиболее часто в промышленной водоподготовке воды применяют окисление железа (воздухом или окислителями) совместно с каталитическим окислением, либо окисление с коагуляцией и фильтрованием.

Выбор метода всегда оснуется на изучении химсостава воды и требованиям к очищенной воде.

Установки обезжелезивания воды

ТИПОВАЯ КОМПЛЕКТАЦИЯ установки обезжелезивания воды:

    • Корпус-фильтр в виде баллона из коррозионностойкого материала (стеклопластика, нержавеющей стали и т.п.).
    • Блок управления (многоходовой клапан управления с контроллером) либо клапанная система с контроллерами для автоматической регенерации фильтра.
    • Входной и выходной патрубок, а также дренажный патрубок для слива промывной воды.
    • Центральный распределительный стояк (водоподъемная труба).
    • Дренажно-распределительная система (щелевой колпачок).
    • Монтажный комплект портов для подсоединения к трубам (может различаться для разных клапанов управления).
    • Гравийная подложка (поддерживающий слой из гравия).
    • Фильтрующая среда — загрузка фильтра (может состоять из одного или нескольких компонентов).

Для фильтров с химической регенерацией фильтрующей среды к вышеперечисленным сборочным единицам добавляются:

—      Бак для хранения реагента (соль, марганцовка).
—      Солепровод и солезаборные устройства, фиттинги для их подсоединения.

Корпус фильтра изготовлен из полиэтилена высокой плотности с наружным покрытием из стекловолокна на эпоксидной смоле.

В   корпусе   имеется   верхнее   резьбовое   отверстие   для   установки   дренажно-распределительной системы,  загрузки  фильтрующих материалов, крепления управляющего клапана.

Дренажно-распределительная система фильтра включает в  себя:

— верхний щелевой  экран;
— вертикальный коллектор;
— дренажное устройство в виде одного щелевого  колпачка  или шести  щелевых лучей.

Верхний экран  служит для предотвращения  выноса в канализацию ионообменной смолы

при ее обратной промывке.

В состав управляющего клапана входят:

— многоходовой клапан,  переключение которого во время регенерации фильтра полностью заменяет стандартную запорно-регулирующую арматуру;
— встроенный эжектор  для отбора раствора соли из бака-солерастворителя и защитный экран эжектора;
— двигатель многоходового клапана;
— адаптер для присоединения многоходового клапана ко  второму фильтру;
— один крыльчатый счетчик воды специальной конструкции, монтируемый на многоходовом клапане.

В состав реагентного бака входят следующие элементы:

— корпус и крышка из полиэтилена высокой плотности;
— заборник;
— решетка;
— шахта;
— переливной штуцер;
— гибкий шланг  для  присоединения заборника к блоку управления;
— набор реагент-тестов для экспресс-определения железа и/или марганца.
— соединительный кабель запрета регенерации (напр. в системах триплекса).
— электромагнитный и/ или обратный клапан.

Дополнительное оборудование (опции):

      • Насосная станция с гидроаккумулирующим баком и частотным преобразователем.
      • Фильтр патронный картриджный 5 – 10 мкм для исходной и/или очищенной воды.
      • Соединительный кабель запрета регенерации (напр. в системах триплекса).
      • Электромагнитный и/ или обратный клапан.
      • Накопительная емкость исходной/очищенной воды с поплавковыми выключателями.

 Описание работы установки обзжелезивания воды:

Принцип действия фильтра: неочищенная вода через входной патрубок поступает внутрь фильтра, проходит сверху вниз через слой фильтрующей среды и, очистившись, через нижний щелевой колпачок попадает в водоподъемную трубу, по которой уже движется вверх к выходному патрубку.

В процессе работы фильтры засоряются, поэтому периодически их необходимо промывать исходной водой (в случае повышенного содержания железа и марганца требуется промывка отфильтрованной водой) или восстанавливать (регенерировать). При этом различают как обратную, так и прямую промывку, а также реагентную регенерацию, когда фильтрующая среда промывается специальным реагентом, например, марганцовкой.





Закажите бесплатную консультацию через эту форму и получите

скидку 10% на все работы

До конца акции осталось:

 
 

 
 

 
 

 
 

часовминутсекунд

Оставьте заявку сейчас и получите бесплатный выезд специалиста и составление сметы работ



Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных. Пользовательское соглашение.

В связи с этим фильтры засыпного типа подразделяются на два подтипа:

 1. Фильтры засыпного типа с безреагентной регенерацией путём обратной промывки.

Наиболее часто технологический цикл регенерации такого фильтра состоит из двух ступеней:

а) Обратная (взрыхляющая) промывка.
Заключается в том, что неочищенная вода через входной патрубок подается сразу в водоподъемную трубу (стояк). Через нижний распределитель вода проходит снизу вверх сквозь фильтрующую загрузку, взрыхляет ее, вымывает все засоряющие фильтр частицы и через дренаж сливается в канализацию. Таким образом, направление потока воды здесь меняется на обратное, откуда и название — обратная промывка.

б) Прямая (быстрая) промывка.
В этом режиме вода течет в том же направлении, что и при нормальном цикле фильтрации, однако очищенная вода поступает не в выходной патрубок, а сбрасывается в дренаж. Смысл ее в том, чтобы сбросить через дренаж остатки загрязняющих частиц и уплотнить фильтрующую загрузку после цикла обратной промывки.

Следует отметить, что засыпные фильтры с безреагентной регенерацией для обезжелезивания воды должны применяться в сочетании с предварительной подготовкой воды с помощью аэрационной, дозирующей или аэрационно-дозирующей системы. Выбор метода предварительной подготовки воды зависит от ряда условий, связанных с качеством исходной воды и других особенностей конкретного водоисточника.

2. Фильтры засыпного типа с реагентной (химической) регенерацией фильтрующей среды.

Данный вид регенерации используется, в основном, для ионообменных или многофункциональных фильтров засыпного типа, так как позволяет наиболее полно восстановить окислительную способность каталитической загрузки (например, Manganese Greensand). Технологический цикл регенерации этих фильтров, как правило, включает три ступени:

а) Обратная промывка (описание см. выше).

б) Промывка фильтрующей среды реагентом.
Концентрат регенерирующего раствора (соль, марганцовка) находится в специальной емкости, расположенной рядом с баком фильтра и соединенной с полостью фильтра отдельным трубопроводом. По сигналу с контроллера раствор начинает засасываться в клапан управления и смешиваться в определенной пропорции с поступающей на фильтр водой, при этом выходной патрубок перекрывается и открывается дренаж. Проходя через слой фильтрующей загрузки растворенный реагент восстанавливает ее фильтрующую способность и затем сбрасывается в дренаж. Направление потока воды такое же, как и в цикле нормальной фильтрации.

в) Прямая промывка (описание см. выше).

На практике при химической регенерации фильтрующей среды ступеней этой регенерации может быть больше, поскольку добавляются вспомогательные процессы: пополнение реагентного бака водой, дополнительное взрыхление фильтрующего слоя и другие.

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных. Пользовательское соглашение.