УДАЛЕНИЕ 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.

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ИЗ ВОДЫ:

1. 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.

2. 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);
3. 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.