Удаление из Воды

— реагентный или безреагентный метод очистки, осуществляемый в соответствии с формами и кол-вом железа, а также свойствами и качеством воды.

Для обезжелезивания поверхностных вод пользуются, как правило, реагентиыми методами, подземных — безреагентными.

К реагентным методам удаления железа из воды относят: аэрацию, реагентное окисление железа (И) и фильтрование; напорную флотацию с предварит, известкованием и фильтрование; известкование с коагулированием или отстаивание в тонком слое и фильтрование; электрокоагуляцию, отстаивание или обработку во взвешенном слое и фильтрование; катионирование; фильтрование через модифициров. загрузку.

Реагентные методы удаления железа применяют при низких значениях рН, высокой окислябмости, нестабильности воды.

При этом при концентрации серно-кислого или карбонатного железа или комплексных железоор-ганических соединений, мг/л, рекомендуются следующие методы: до 10 и перман-ганатной окисляемое до 15 мг Ог/л — фильтрование через модифициров. загрузку; до 15 и перманганатной окисляе-мости до 15 мг Ог/л — упрощенная аэрация, обработка ильным окислителем. и фильтрование через зернистую загрузку большой грязеемкости; свыше 10 и перманганатной окисляемости свыше 15 мг Ог/л — предварит, известкование с коагулированием или напорная флотация и фильтрование, или известкование с коагулированием, или отстаивание в тонком слое и фильтрование; то же качество исходной воды при произ-сти установки по обезжелезиванию до 1000 м3/сут —-электрокоагуляция с барботированием, отстаивание в тонком слое и фильтрование.

Концентрация железа в воде зависит от рН и содержания кислорода в воде. Железо в воде колодцев и скважин может находится как в окисленной, так и в востановленной форме, но при отстаивании воды всегда окисляется и может выпадать в осадок. Много железа растворено в кислых бескислородных подземных водах.
Конечно, потребителю воды неважно, в какой форме железо находится в воде, ведь, он сталкивается с последствиями высокого содержания железа в любой его форме.Железо придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. Высокое содержание железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций.

трехвалентное железо (ржавчину) удалить намного проще, нежели двухвалентное.

…..

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.

18. Назначение обеззараживания воды. Методы обеззараживания

Способы обеззараживания воды, роль окислителей в водоподготовке Обеззараживанием воды называется процесс уничтожения находящихся там микроорганизмов. До 98 % бактерий задерживается в процессе очистки воды. Но среди оставшихся бактерий, а также среди вирусов могут находиться патогенные (болезнетворные) микробы, для уничтожения которых нужна специальная обработка воды. При полной очистке поверхностных вод обеззараживание необходимо всегда, при использовании подземных вод только тогда, когда микробиологические свойства исходной воды этого требуют. Для профилактического обеззараживания и обработки воды в аварийных ситуациях сооружения обеззараживания необходимы на всех станциях подготовки хозяйственно-питьевых вод.

Для обеззараживания используют в основном два метода - обработку воды сильными окислителями и воздействие на воду ультрафиолетовыми лучами. Кроме названных можно необходимый эффект получить фильтрованием воды через ультрафильтры, обработкой ультразвуком, кипячением воды. Для очистки поверхностных вод почти исключительно применяют окислители - хлор, хлорсодержащие реагенты, озон; для обеззараживания подземных вод можно использовать бактерицидные установки; для обеззараживания небольших порций воды - перманганат калия, перекись водорода. Надежным средством уничтожения микробов является кипячение воды. При подаче в воду окислителей большая часть ее израсходуется на окисление органических и некоторых минеральных веществ. В результате снижаются цветность воды, а также интенсивность привкусов и запахов, эффективнее будет проходить процесс последующей коагуляции примесей. Скорость процесса обеззараживания растет с повышением температуры воды н переходом реагента в недиссоциированную форму. Взвешенные вещества оказывают отрицательное воздействие, поскольку препятствуют контакту микробов с реагентом

-Среди химических методов обеззараживания наиболее распространенным в настоящее время является хлорирование. Хлорирование – наиболее экономичный метод обеззараживания. В практике могут использоваться газообразный хлор Сl₂, диоксид хлора ClО₂, гипохлорит натрия NaCIO и гипохлорит кальция Ca(CIO)₂, а также хлорные агенты, получаемые методом электролиза на месте потребления. Хлорная известь, гипохлорит кальция в настоящее время применяются незначительно и только для обеззараживания малых объемов сточных вод, т.к. дезинфекция с использованием этих хлорсодержащих соединений попутно сопровождается загрязнением обрабатываемой воды различными веществами.

Кроме соединений хлора, в практике обеззараживания сточных вод могут быть использованы соединения брома и йода, обладающие окислительной активностью

Наиболее распространенным химическим методом обеззараживания с использованием соединений кислорода является озонирование

К химическим методам обеззараживания следует отнести и использование металлов, обладающим олигодинамическим эффектом, прежде всего ионов серебра и меди.

-Из физических методов обеззараживания наибольшее применение нашел ультрафиолетовый (УФ) метод обработки. Создание мощных источников излучения, новые конструктивные решения УФ-установок, снабженных чувствительными датчиками, позволяющими измерять и контролировать интенсивность излучения в обрабатываемой воде и обеспечивать автоматическое регулирование интенсивности в зависимости от качества обрабатываемой воды, сделали этот метод конкурентоспособным, сравнимым по стоимости с хлорированием.

Одним из таких методов является одновременное воздействие на воду ультразвука и ультрафиолета, применяемого в новой технологии обеззараживания воды под названием «Лазурь»

Другие физические методы обеззараживания, такие как обработка воды ускоренными электрическими зарядами, электрическими разрядами малой мощности, переменным электрическим током, магнитная обработка, термообработка, обработка ультразвуком, микрофильтрование, радиационное обеззараживание используются редко из-за высокой энергоемкости или сложности аппаратуры, а также из-за не изученности образующихся в процессе обработки воды соединений. Многие из этих методов находятся на стадии чисто научных разработок.

-Расчетная доза хлора при проектировании обеззараживающей установки должна быть принята исходя из необходимости очистки воды в период ее максимального загрязнения (например, в период паводков).

Показателем достаточности принятой дозы хлора служит наличие в воде так называемого остаточного хлора (остающегося в воде от введенной дозы после окисления находящихся в воде веществ). Согласно требованиям ГОСТ 2874—73, концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее в сеть должна находиться в пределах 0,3— 0,5 мг/л.

За расчетную следует принимать ту дозу хлора, которая обеспечивает указанное количество остаточного хлора. Расчетная доза назначается в результате пробного хлорирования.

Для осветленной речной воды доза хлора обычно колеблется в пределах 1,5—3 мг/л; при хлорировании подземных вод доза хлора чаще всего не превышает 1—1,5 мг/л; в отдельных случаях может потребоваться увеличение дозы хлора из-за наличия в воде закисного железа.

При повышенном содержании в воде гуминовых веществ требуемая доза хлора возрастает.

При введении хлора в обрабатываемую воду должны быть обеспечены хорошее смешивание его с водой и достаточная продолжительность (не менее 30 мин) его контакта с водой до подачи ее потребителю. Хлорирование уже осветленной воды обычно производят перед поступлением ее в резервуар чистой воды, где и обеспечивается необходимое для их контакта время.

Вместо хлорирования воды после отстойников и фильтров в практике водоочистки иногда применяют хлорирование ее перед поступлением на отстойники (предварительное хлорирование) —до смесителя, а иногда перед подачей на фильтр.

Жидкий хлор вводят в сточную воду или непосредственно (прямое хлорирование), или при помощи хлоратора прибора, который служит для приготовления раствора хлора в водопроводной воде и его дозирования. В случае прямого хлорирования должно быть обеспечено быстрое распределение хлора в обрабатываемой воде. Для этой цели служит диффузор приспособление, при помощи которого хлор вводится в сточную воду. Слой воды над диффузором должен быть около 1,5 м, но не меньше 1,2 м.
Хлорирование сточных вод жидким хлором при помощи хлораторов имеет более широкое применение. Хлораторы бывают различных типов, мощностей и назначений. Отечественные типы хлораторов разделяются на приборы непрерывного и порционного действия; на стационарные и переносные; на напорные и вакуумные.
Хлораторы непрерывного действия в основном являются стационарными аппаратами и предназначены для стационарных хлораторных установок. Такие хлораторы изготовляются производительностью от 0,5 до 50 кг хлора в 1 ч и выше.
Хлораторы порционного действия обычно представляют собой переносные аппараты, приспособленные для периодического использования. Предназначены они для хлорирования небольших обемов воды.

Перехлорирование воды — это спо­соб хло­ри­ро­ва­ния во­ды, при ко­то­ром в нее вво­дят за­ве­домо из­быточ­ную до­зу хло­ра (в 5 — 10 раз бо­лее обыч­ной); при­ме­ня­ет­ся при большом за­гряз­не­нии во­ды, на­ли­чии в ней по­сто­рон­них при­вку­сов и за­па­хов, а та­кже при со­кращен­ных сро­ках об­ра­бот­ки; тре­бу­ет по­сле­дующего де­х­ло­ри­ро­ва­ния.

19. Водоочистная установка типа «Струя» устройство и принцип её работы

СТРУЯ" - Установка осветления и обезжелезивания воды

Ввиду определённых конструктивных особенностей и специфики управления, установка обезжелезивания воды «Струя» идеально подходит для использования в малых населённых пунктах, больничных и санаторных комплексах, на различных базах отдыха. Эта очистительная система рассчитана на производительность от 100 до 1600 м3/сут. На выходе пользователь получает воду, которая по всем параметрам соответствует современным параметрам качества.
Универсальная установка обезжелезивания воды «Струя» одинаково хорошо справляется с водой любого качества, благодаря чему она может использоваться в различных климатических условиях. Благодаря грамотным конструкторским решениям, «Струя» сегодня – один из самых совершенных и автоматизированных блоков осветления воды, представленных на нашем рынке. При необходимости она комплектуется специальным выносным блоком управления, благодаря которому можно наблюдать и контролировать все происходящие процессы. Средний срок службы таких систем ориентировочно равен 15-20 годам. Особое внимание в установке «Струя» уделено очистке воды от фтора (обесфториванию).
Несмотря на интуитивно понятное управление – контроль над системой может с лёгкостью обеспечивать всего один оператор, сам процесс очистки воды довольно сложен и проходит в несколько этапов. Основные узлы: напорный тонкослойный отстойник, напорный скорый фильтр, блоки коагулирования, подщелачивания и обеззараживания, система управления и автоматики.
Технические характеристики Качество исходной воды:
Взвешенные вещества: до 2000 мг/л
Цветность: до 400 град
Железо: до 50 мг/л
Жесткость: до 15 мг-экв/л
Фтор: до 4 мг/л
Очищенная вода соответствует требованиям российского и международных стандартов.
Производительность предлагаемых установок: 100, 200, 400, 800, 1600 м3/сут