2. Удаление железа из воды упрощенной аэрацией с

ФИЛЬТРОВАНИЕМ

2.1. Основы процесса и технологии

Технология обработки воды основывается на следующих процессах: аэрация воды (насыщение кислородом воздуха) на простейших устройствах и последующее фильтрование на скорых фильтрах. По конструктивному оформлению фильтры бывают в напорном и безнапорном варианте. Аэрация может осуществляется перед каждым фильтром или в аэрационном устройстве общем для всех фильтров станции. Схема типового фильтра обезжелезивания воды приведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Фильтр обезжелезивания воды: 1 - подача исходной воды; 2 – отвод фильтрата; 3 – подача промывной воды; 4 - отвод промывной воды; 5 -поддерживающие слои фильтра; 6 - фильтрующий материал; 7 - воздушник; 8 -желоб; опорожнение фильтра.

Вода в этом фильтре насыщается кислородом воздуха при изливе ее из воронки с высоты 500 - 600 мм. При падении воды с этой высоты концентрация кислорода в ней достигает 5 - 7 мг/л. Одновременно частично удаляется растворенная двуокись углерода. Воронка располагается в кармане фильтра. Кроме схемы подачи воды, фильтр отличается от осветлительных фильтрующей загрузкой.

Метод упрощенной аэрации основан на окислении ионов двухвалентного железа в толще загрузки фильтра и задержании образующихся соединений. При этом на зернах фильтрующего слоя одновременно происходят реакции окисления и гидролиза. Важную роль в процессе задержания играют явления катализа и адсорбции. В результате образуются очень прочные и постоянные связи между сформировавшимися гидроксидами и зернами фильтрующего слоя, что придает процессу фильтрования большую стабильность и независимость от гидродинамических условий. Через определенное время на поверхности зерен загрузки образуется пленка из соединений железа, играющая роль катализатора. Проведенные исследования химического состава пленки показали, что она состоит в основном из двух- и трехвалентного железа. Обезжелезивание воды в загрузке, покрытой пленкой, является гетерогенным автокаталитическим процессом, в результате которого обеспечивается непрерывное обновление пленки как катализатора непосредственно при работе фильтра. Необходимым условием образования и действия пленки является наличие в воде кислорода. Фильтрация при очистки воды производится обычно сверху вниз. В качестве загрузки используется кварцевый песок, дробленые горные породы и другие материалы.

К достоинствам метода упрощенной аэрации с фильтрованием относятся: простота обслуживания, технологическая надежность, низкая себестоимость очистки, безреагентная обработка воды.

Однако использование этого метода затруднено при повышенных концентрациях железа в исходной воде или наличии его органических соединений, при низких щелочности и рН воды, при присутствии сероводорода, а также в случаях одновременного присутствия ионов двухвалентного маpганца. Кроме того одноступенчатая схема обезжелезивания воды имеет низкую санитарную надежность. Со временем толщина пленки соединений железа на поверхности зерен загрузки увеличивается, начинается ее растрескивание и вынос мелких обломков железа в очищенную воду. Качество очищенной воды ухудшается и содержание железа в ней не удается снизить ниже 1-1,5 мг/л. Загрузку приходится менять. Фильтры в настоящее время оборудуются, как правило, системой водовоздушной промывки, обеспечивающей более глубокое удаление загрязнений из загрузки.