4. Обезжелезивание воды. Безреагентный метод. Сущность процессов, технологические схемы.

При: рН >6,7; Щ≥1,5; ПО≤9,5; С_H2S≤2мг/л; С_СО2≤80мг/л; Fe³⁺≤10%Fe_общ

технология	Качественный состав
Фильтрование на каркасных фильтрах	Feобщ≤5мг/л
«Сухая» фильтрация	Feобщ≤5мг/л
Обезжелезивание в пласте	Feобщ≤5мг/л
Упрощенная аэрация плюс одно- или двух- ступенчатое фильтрование	Feобщ≤10мг/л (Feобщ=10-20мг/л) Fe2+-70% Feобщ
Вакуумно-эжекционная аэрация + фильтрование	Feобщ=10-30мг/л
Вакуумно-эжекционная аэрация + тонкослойное отстаивание + фильтрование	Feобщ>20мг/л

Фильтрование на каркасных фильтрах

Q≤1000м³/сут; V_ф=1-50м/ч; Т_ф=30-120сут; Н_пот=0,15-0,2 Мпа

Через каждые 3-4 фильроцикла патроны меняются.

Процесс работы состоит из:

1)Зарядка фильтра путем намывания на патрон слоя Fe(OH)₃

2)Фильтрование целью обезжелезивания.

Промывку ведут сначала обратным током воды, затем ведут пропуск 10-20%НСl. Т_пром=15 мин

« Сухая» фильтрация

Аэрированная вода фильтруется через незатопленную загрузку на зернах которой образуется пленка из веществ, плотность которых в 3-4 раза больше, чем Fe(OH)₃ (гетит, гематит, магнетит)=> большая грязеемкость загрузки, длительный фильтроцикл (от 1-2х месяцев до 2-3х лет) Характерная особенность процесса- малый период зарядки=> увеличение рН, уменьшение жесткости.

Фильтрация через загрузку идет путем создания в ней вакуума или нагнетания больших количеств воздуха с последующим отсосом из поддонного пространства (3V воздуха на 1Vводы)

Обезжелезивание в пласте

Примерно 10% Q_полезн идет на аэрацию в инфильтрационный бассеин. О₂ поступающий в водоносный пласт содержащий Mn²⁺ и Fe²⁺ окисляет их. Fe(OH)₃ задерживается в порах породы. Аэрация воды ведется периодически в случаях когда концентрация Fe_общ в воде основной скважины начинает превышать норму.

Упрощенная аэрация

Возможные варианты аэрации:

1)Вдувание воздуха воздуходувкой, водовоздушным эжектором, самовсасывающим насосом 2-2,5л на 1г Fe²⁺. Образовавшийся Fe(OH)₃ удаляется на загрузке фильтра (песок, керамзит, щебень и т.д.) образуя при этом на ее поверхности каталитическую пленку из ионов и оксидов Fe²⁺ и Fe³⁺.

Вакуумно-эжекционная аэрация.

Р абота установки основана:

1)Жидкость мгновенно вскипает в вакууме с выделением газов.

2)В потоке эжектируемого воздуха увеличивается рН с одновременным ускорением процесса окисления Fe²⁺ и Fe³⁺.

Величина вакуума 0,05-0.1МПа

СО₂ удаляется от 80 до 1мг/л

H₂S удаляется от 10 до 1 мг/л

5. Реагентное обезжелезивание. Химическая сущность процесса, технологи-ческие схемы.

Технология	Качественный состав
Фильтрование через модифицированную загрузку	ПО≤15мгО2/л; Feобщ≤12мг/л (Fe2+≤10мг/л)
Упрощенная аэрация+ сильный окислитель + фильтрование	ПО≤15мгО2/л; Feобщ≤18мг/л (Fe2+≤15мг/л)
Напорная флотация с преизвесткованием+ фильтрация	ПО≤15мгО2/л; Feобщ≤12мг/л (Fe2+≤10мг/л)
Известкование+ аэрация+ тонкослойное отстаивание+ фильтрация	ПО>15мгО2/л; Feобщ>15мг/л
Электро-коагуляция. тонкослойное отстаивание, фильтрация	ПО≥15мгО2/л; Feобщ>12мг/л Q<200м3/сут
Катионирование	Используется при условии одновременного обезжелезивания и умягчения воды

Модифицированная загрузка.

Увеличение сил агрезии воздействием на молекулярную структуру поверхности зерен фильтровального сооружения. Это достигается путем образования пленки на зернах обладающих большим значением константы Ван-Дер-Вальса.

Модификацию ведут последовательной обработкой загрузки 1,5%FeSO₄, затем 0,5% KMnO₄ (Общее время контакта 30 мин). Через 20 минут от начала фильтроцикла получаем качественный фильтрат.

Основные реагенты для обезжелезивания:

1. Окислители(Cl₂,O₃,KMnO₄)- нужны для окончательного окисления Fe²⁺ и Fe³⁺

2. Подщелачивающие – для скорейшего перехода Fe²⁺ в Fe³⁺

3. коагулянты

Аэрация + подщелачивание + отстаивание + фильтрация

4Fe(HCO₂)+8Ca(OH₂)+O₂ ->4Fe(OH)₃↓ + 8CaCO₃↓+6H₂O

Аэрация + сильный окислитель +фильтрация

Для аэрации – градирни, брызгательные бассеины, вакуумную эжекцию.

Высокие рН и О₂ – частичное окисление Fe²⁺->Fe³⁺

Окислитель- для окончательного окисления Fe³⁺

Фильтрация- контактный фильтр КФ-5 с трехслойной загрузкой (Щебень, песок, антрацит) высота слоя 0,6м.

Катионирование – в основном для обезжелезивания и умягчения.

Перед подачей на установку делать аэрацию нельзя. Удаляется только железо в ионной форме.

Загрузка- сульфоуголь, высота 2,5м, скорость до 25 м/ч. Регенерация загрузки – 5%NaCl, через каждые 5-20 регенераций загрузку обрабатывают 1%р-ром ингибированной соляной кислоты.