Обезжелезивание и деманганация |
|
Обезжелезивание и деманганация
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.
- не требует химических реагентов;
- большая эффективность при соблюдении условий эксплуатации;
- долгое время службы;
- небольшая плотность позволяет проводить качественную промывку.
Преимущества насыпного фильтрующего материала Birm:
| 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/л | 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 |
- удаляет железо и марганец в отсутствии растворенного кислорода;
- эффективное удаление сероводорода, марганца и железа даже при низких значениях pH;
- эффективная обратная промывка в силу небольшого удельного веса гранул.
Преимущества насыпного фильтрующего материала МТМ:
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.
- эффективная работа при низких значениях pH;
- удаление из воды железа при концентрациях до 50 мг/л, марганца до 2 мг/л;
- удаление солей тяжелых металлов (Zn, Ni, Cr, Al, Cd, Cu, Pb, Br) и взвешенных частиц;
- неслеживаемость загрузки даже при полном заполнении пор продуктами гидролиза;
- нечувствительность к остаточному хлору;
- нечувствительность к анионному фону;
- удаление сероводорода;
- нейтрализует углекислоту до 80 – 90%;
- не теряет свойств при истирании, т.к. имеет однородную рабочую поверхность по всей поверхности гранул;
- сохраняет значения pH в диапазоне 6,5 – 8.