Обезжелезивание и деманганация

Катионообменные смолы (умягчение)

Осветление

Анионообменные смолы (обессоливание)

Когда необходимо удалять из воды железо и марганец? В случае питьевой воды это необходимо делать при превышении концентрации железа 0,3 мг/л и марганца 0,5 мг/л, эти ПДК приписаны в САНПиН для питьевой воды населенных мест. Большое содержание железа придает воде неприятный вкус, оставляет бурый осадок.

На производстве высокая концентрация железа в воде может мешать технологическим процессам, являться источником различных отложений. В зависимости от формы железа в воде и его концентрации необходимо правильно подобрать фильтрующую загрузку, после которой вода отвечала бы требуемым показателям и была пригодна для дальнейшего потребления.

Более подробно о методах удаления железа из природных вод можно почитать в разделе статей. Ниже мы предлагаем вам наиболее употребляемые на данный момент фильтрующие загрузки, описание их свойств, преимуществ и недостатков.

Birm.

Фильтрующая загрузка марки Birm применяется для удаления из воды соединений железа и марганца. Birm является синтезированным алюмосиликатом, имеющим пористую структуру и покрытым оксидами железа и марганца. Birm хорошо подходит для очистки подземных вод от растворенного бикарбоната железа II, присутствие которого обусловлено отсутствием кислорода и значительным количеством углекислоты. Попадая в контакт с поверхностью Birm, растворенное в воде двухвалентное железо окисляется растворенным кислородом и переходит в нерастворимую трехвалентную форму, выпадая в осадок в виде гидроксида железа III на поверхность загрузки. Birm выступает как катализатор процесса окисления. В силу того, что в подземных водах кислород практически отсутствует, необходимо создать условия насыщения кислородом этих вод при подаче их на фильтр с загрузкой. Решить эту задачу можно разными путями, наиболее простыми из которых будут такие, как: подача воды на фильтр из накопительного резервуара или насыщение кислородом воздуха воды через компрессор прямо перед подачей на фильтр.

Регенерация Birm выполняется при простой обратной промывке и не требует химических реагентов. Также Birm можно использовать и для удаления марганца, но при условии, что pH воды не менее 8,5, что встречается не так уж часто.

Физические свойства
Цвет черный
Насыпная масса, г/см³ 0,56 – 0,64
Удельный вес, г/см³ 2,0
Коэффициент однородности 2,7
Размер гранул, мм 0,42 – 2,00
Эффективный размер гранул, мм 0,48
Условия применения
рН воды 6,8 – 9,0
Содержание гидрокарбонатов, мг-экв/л должно быть не менее чем в два раза больше суммарного содержания сульфатов и хлоридов
Перманганатная окисляемость, мг О2 не выше 4 – 5
Содержание свободного хлора, мг/л не более 0,5 (наличие активного хлора в воде снижает каталитическую активность Birm, а высокие концентрации соединений хлора в воде могут истощить каталитическое покрытие гранул)
Дополнительные условия отсутствие нефтепродуктов, сероводорода и полифосфатов
концентрация растворенного кислорода в воде должна быть не менее 15% от содержания железа в воде; рекомендуется аэрация
Максимальная температура, ºС 38
Высота слоя, см (дюймы) 76 – 91 (30 – 36)
Скорость потока, м/час
в режиме фильтрации 8 – 12
в режиме обратной промывки 24 – 29
Расширение слоя в режиме обратной промывки 20 – 40%
Минимальное «свободное пространство» 50%

Manganese Greensand или марганцевый зеленый песок.

Марганцевый песок используют для очистки воды от железа, марганца и сероводорода. Марганцевый песок представляет собой минерал глауконит с обработанной искусственным путем поверхностью, имеющей в своем составе диоксид марганца. При контакте с поверхностью растворенное железо II и марганец окисляются, выпадают в осадок и удаляются с поверхности загрузки обратной промывкой. Сероводород и сульфиды восстанавливаются до сульфатов, которые входят в минеральный состав природных вод и безопасны для человека.

Регенерация марганцевого песка может проходить как непрерывно в процессе работы, так и на остановке регенерации. В первом случае идет постоянная дозация перманганата калия в очищаемую воду, во втором случае фильтр становится на регенерацию и промывается также раствором перманганата калия.

Физические свойства
Цвет черный
Насыпная масса, г/см³ 1,36
Удельный вес, г/см³ 2,4 - 2,9
Коэффициент однородности 1,6
Размер гранул, мм 0,25 – 1,00
Эффективный размер гранул, мм 0,30 - 0,35
Ориентировочный ресурс 1л материала 1,34 г железа или 0,67 г марганца, или 0,27 г сероводорода
Условия применения
рН воды 6,2 – 8,5
Максимальная концентрация железа, мг/л 15
Максимальная концентрация сероводорода, мг/л 5
Максимальная температура воды ºС 26,7
Высота слоя, м (дюймы) 0,76 (30)
Скорость потока в режиме фильтрации, м/с 5,0-12,0(2,0-5,0)
Скорость потока в режиме обратной промывки, м/с 28,0-34,0(12,0-14,0)
Расширение слоя в режиме обратной промывки 20-40%
Максимальное "свободное пространство" 50%
Расход KMnO4 на регенерацию, г/л материала 1,5-2,0

MTM.

Фильтрующая загрузка аналогичная по принципу своей работы с Manganese Greensand или марганцевым зеленым песком. Используется для удаления растворенного железа и марганца.

Представляет собой гранулы, покрытые диоксидом марганца. Растворенное в воде железо, марганец и сероводород, вступая в химическую реакцию с диоксидом марганца, окисляются и выпадают в нерастворимый осадок, задерживаясь на поверхности фильтрующей загрузки.

Регенерация фильтрующей загрузки MTM проводится разбавленным раствором перманганата калия и может быть непрерывной и периодической. Непрерывная регенерация подразумевает дозацию перманганата калия в процессе работы фильтра. В этом случае требуется лишь периодическая обратная промывка для удаления осевших частиц соединений железа и марганца. Расход перманганата калия составляет 1,5 – 2,0 грамма на литр загрузки. Периодическая промывка перманганатом калия проводится по достижению момента истощения рабочего объема с предварительной обратной промывкой.

Отличительные условия работы МТМ в том, что очистка может проходить при pH от 6,5 и полным отсутствием растворенного кислорода, что важно при очистки воды из скважины с низким значением pH.

Физические свойства
Цвет темно-коричневый
Насыпная масса, г/см³ 0,72 - 0,80
Удельный вес, г/см³ 2,0
Коэффициент однородности 2
Размер гранул, мм 0,3 - 1,68
Эффективный размер гранул, мм 0,43
Ориентировочный ресурс 1л материала 1,34 г железа или 0,67 г марганца, или 0,27 г сероводорода
Условия применения
рН воды 6,2 – 8,5
Максимальная концентрация железа, мг/л 15
Максимальная концентрация марганца, мг/л 5
Максимальная концентрация сероводорода, мг/л 2
Максимальная температура воды ºС 38,0
Высота слоя, м (дюймы) 61-91 (24-36)
Скорость потока в режиме фильтрации, м/с 4,9-12,2(2,0-5,0)
Скорость потока в режиме обратной промывки, м/с 28,0-34,0(12,0-14,0)
Дополнительные условия Отсутствие сероводорода и нефтепродуктов

Фильтрующий материал Pyrolox.

Используется в качестве очистки от железа, марганца и сероводорода. Является природной рудой и минеральной формой диоксида марганца.

Основное преимущество данной загрузки в том, что она не требует реагентов для регенерации, в то же время для более эффективного прохождения процесса окисления возможна аэрация, дозация хлора, озона. Аналогично вышеупомянутым фильтрующим средам, Pyrolox инициирует процесс окисления растворенных в воде железа, марганца и сероводорода с последующей задержкой выпавших в осадок соединений в слое загрузки.

Применяя Pyrolox в качестве фильтрующей среды, необходимо учитывать его большой удельный вес и создавать многослойную загрузку, применяя в качестве промежуточных слоев кварцевый песок. Это позволит проводить наиболее эффективную обратную промывку при удалении образовавшегося на загрузке осадка.

Физические свойства
Цвет черный Насыпная масса, г/см³ 1,92 Удельный вес, г/см³ 3,8 Коэффициент однородности 3 Размер гранул, мм 0,84 - 2,43 Условия применения
рН воды 6,2 – 9,0 Высота слоя, м (дюймы) 48(18) Скорость потока в режиме фильтрации, м/с 12,2(5,0) Скорость потока в режиме обратной промывки, м/с 61,0-73,0(25,0-30,0) Расширение слоя в режиме обратной промывки 15-30%

Фильтрующий материал МЖФ.

Материал российского производства для удаления из воды железа, марганца, а также взвешенных частиц и ионов тяжелых металлов.

Изготавливается из породы осадочного происхождения, состоящей из смеси минералов Al, Ca, Fe, Si, Mn и представляет собой гранулированный пористый материал с высокой удельной поверхностью, покрытой диоксидом марганца.

Принцип работы МЖФ заключается в том, что растворенные в воде ионы железа и марганца окисляются кислородом или, при его отсутствии, перманганатом калия или гипохлоритом натрия, при этом процесс окисления растворенных ионов железа и марганца какатализируется при контакте с загрузкой. В отсутствии окислителей в подаваемой на фильтр воде их необходимо ввести. В данном случае может быть использован кислород воздуха, введенный в воду перед фильтром через инжектор или компрессор. При наличии в воде органических веществ в качестве окислителя может быть использован перманганат калия или гипохлорит натрия.