5. Нетрадиционные методы очистки воды от железа и марганца

Кроме описанных выше, имеются способы очистки воды от железа и марганца, получивших небольшое применение в практике и не отраженных в большинстве пособий и справочников, посвященных настоящей проблеме. Метод катионирования воды. В теплоэнергетике встречаются случаи удаления железа и марганца в процессе катионитового умягчения воды. Этот процесс возможен только при присутствии их в истинно растворенном состоянии, то есть в ионной форме. Подземная вода до поступления на фильтры не должна иметь контакта с воздухом, так как при реакции с кислородом, образуются нерастворимые соединения железа и марганца, отлагающиеся на поверхности зерен катионита, что приводит к снижению его обменной емкости и даже полной потери работоспособности. В качестве загрузки фильтров предпочтительны синтетические катиониты КУ-2, Амберлайт и другие. Для этих катионитов возможно частичное восстановление обменной емкости отмывкой зерен загрузки от оксидов железа трилоном Б, ортофосфорной, щавелевой или лимонной кислотой. Такая отмывка требует больших затрат, поэтому в воде подаваемой на катионитовые фильтры, как правило, допускаются концентрации железа и марганца не более 1 мг/л. Этими значениями определена область применения этого метода, проводить его целесообразно только при необходимости одновременного умягчения воды. Схема очистки подземных вод катионированием приведена на рис.5.1.

Рис. 5.1. Удаление железа и марганца из подземных вод натрий-катионированием:

1- фильтры катионитовый; 2 - бак очищенной воды; 3 – насос подачи очищенной воды потребителю; 4 - бак-мерник раствора соли; 5 – бак сбора отмывочной воды для взрыхления фильтров; 6 - насос подачи воды на взрыхление фильтров; 7 - бак хранения соли; 8 - насос перекачки соли; 9 -солерастворитель; 10 -; трубопроводы: В - водопровода; В1 - очищенной воды; В2 - отмывки фильтра; В3 - взрыхляющей воды; В4 - сбора отмывочной воды; С- раствора соли; К - сточных вод.

Здесь обработка воды производится в одной ступени натрий-катионитового фильтра 1. Взрыхление фильтра предусмотрено водой, собираемой в процессе отмывки в баке 5, для отмывки фильтра используется исходная вода. Для регенерации катионита используется раствор поваренной соли, для хранения соли предназначен бак 7, из которого верхний, отстоявшийся слой раствора насосом 8 через фильтр 9, перекачивается в бак-мерник раствора соли 4. В баке-мернике раствор разбавляется до концентрации 5 - 10 % и по мере надобности подается в фильтр для его регенерации. Метод сухой фильтрации заключается в фильтровании воздушно- водной эмульсии через незатопленную загрузку. Для реализации этого метода подают большое количество воздуха и обеспечивают тонкое распыление воды с отсосом воздуха из поддонного пространства фильтра. В таком потоке воды и воздуха обеспечивается насыщение воды кислородом и глубокое удаление из нее двуокиси углерода. В результате усиливаются процессы окисления, гидролиза и адсорбции соединений железа на поверхности загрузки. В загрузке образуется менее влажный, чем при других способах очистки воды, кристаллический осадок окиси железа. Такие фильтры не промывают, а загрузку в них меняют один раз в год или реже. Водовоздушное отношение в эмульсии, подаваемой в фильтр, принимают в пределах от 2 : 1 до 3 : 1, скорость фильтрования от 4 до 12 м/ч. Метод сухой фильтрации рекомендуется при содержании железа в исходной воде.

Прочие, описанные в литературе, методы обезжелезивания и деманганации подземных вод, к которым относится электрокоагуляция, фильтрование через патронные фильтры, флотация, применение ультразвука, использование магнитного поля и многие другие, не нашли применения в инженерные практике подготовки питьевой воды ни в России, ни в странах Азиатско-Тихоокеанского региона, представляют только теоретический интерес и поэтому в данном пособии ни рассматриваются.