Удаление растворенного железа, марганца, сероводорода: особенности, методы решения

Россия - одно из самых обеспеченных пресной водой государств и одновременно мировой лидер по загрязнению собственных гидроресурсов. Особенно остро плохое качество воды ощущается при водоснабжении коттеджей и поселков, расположенных вне систем централизованного водоснабжения. Для них загрязненные горизонты являются основными источниками воды.

Основными видами загрязнения в нашем регионе, являются повышенное содержание железа, марганца и наличие сероводорода.

Железо в воде. Формы существования, признаки наличия железа в воде

Чтобы выбрать наиболее экономичную систему очистки важно знать, в какой форме содержится железо в обрабатываемой воде. В природе железо существует в трех формах (определенных его валентностью) в виде различных соединений и комплексов.

Элементарное железо, Fe, нерастворимо в воде. В присутствии влаги и воздуха оно окисляется, превращаясь в ржавчину.

Двухвалентное железо почти всегда растворимо. Вода, содержащая такое железо бесцветна и прозрачна на вид, но при отстаивании образует красно-коричневый осадок.

О наличии в воде нерастворимого трехвалентного железа можно судить по окрашенной воде и образованию красно-коричневого осадка.

В воде поверхностных источников железо обычно содержится в форме органических соединений, преимущественно коллоидных (нерастворимых в воде), а также в виде тонкодисперсных взвесей. Вода, содержащая коллоидное железо, окрашена при наливании, но не образует осадка.

Вода скважин содержит железо в форме коллоидных соединений, при этом коллоидное железо приобретает красноватый цвет. Оно оседает на дне емкости. При интенсивном окислении коллоидное железо превращается в ржавчину, которая выпадает в осадок.

Железо способно создавать благоприятные условия для развития бактериального железа, представляющее собой соединение с вредными органическими молекулами. В результате деятельности такого железа водопровод может полностью "зарасти" за несколько месяцев. Вода, содержащая бактериальное железо, может иметь радужную пленку на поверхности и образовывать желеобразные отложения в водопроводной системе.

Помимо естественного содержания железа в воде к нему добавляется железо вследствие коррозии стальных поверхностей.

Безвредным для здоровья является концентрация железа в воде от 0,1 до 0,3 мг/л.

Длительное употребления человеком воды с содержанием железа более 0,3 мг/л приводит к заболеванию печени, увеличению риска инфаркта и т. д. В естественных подземных источниках Центральной России концентрация железа в воде колеблется от 0,5-20 мг/л.

Марганец

Марганец обычно бывает в той воде, где есть растворенное железо. Неприятности от марганца ничуть не меньше, чем от железа. Избыток марганца (свыше 0,1 мг/л) приводит к заболеваниям костной системы. Такая вода имеет вяжущий вкус и желтоватую окраску. Марганец образует темно-коричневые и черные пятна на сантехнике и осаждается в трубах. Содержание марганца в воде не должно превышать 0,05 мг/л. А для многих промышленных целей его содержание должно быть еще меньше - 0,01-0,02 мг/л.

Растворенный марганец окисляется медленней, чем железо, и поэтому его намного трудней удалить из воды. Поверхностные воды и неглубокие скважины содержат органические и коллоидные соединения марганца. В таких водах бывает нерастворимая гидроокись марганца известная как "черная вода".

Сероводород

Сероводород попадает в природные воды в результате их соприкосновения с гниющими органическими остатками, либо с минеральными солями (гипсом, серным колчеданом и т. д.). Последние, восстанавливаясь и разлагаясь, выделяют сероводород неорганического происхождения.

Наличие в воде сероводорода органического происхождения свидетельствует о загрязнении водоисточника. Содержание сероводорода в природных водах обычно не превышает 50 мг/л. Однако, даже малая его концентрация в воде (0,5 мг/л) дает так называемый запах "тухлых яиц".

В поверхностных водах присутствие сероводорода маловероятно, так как он легко окисляется. Скважины, содержащие сероводород известны как "серные воды". В высоких концентрациях сероводород (газ) ядовит. Ко всему прочему сероводород вызывает коррозию большинства металлов.

Системы очистки воды от железа, марганца, сероводорода. Установки умягчения воды

Современные окислительные фильтры серии KAMG, TKAMG (или фильтры обезжелезиватели) позволяют эффективно удалять из воды железо, марганец и сероводород, которые находятся в растворенном состоянии. В качестве фильтрующей среды используют базовый материал, окутанный оксидом марганца. Этот продукт называется Marganese Greensand (MGS). В качестве базового материала обычно используется минерал Zeolite или натуральная марганцевая руда. Оксид марганца служит катализатором, многократно ускоряющим реакцию окисления железа. В результате этого процесса растворенные в воде железо или марганец переходят в нерастворимую форму и выпадают в осадок, который вымывается в дренаж при обратной промывке.

После промывки производится регенерация с использованием окислительного раствора калия перманганата (марганцовки). Так фильтрующая среда MGS восстанавливает свои свойства. Затем производится промывка для удаления марганцовки и окислительный фильтр снова готов к работе.

К окислительным фильтрам относятся также фильтры серии KBMF. В качестве фильтрующей среды используют BIRM - эффективное и экономичное средство удаления растворенных соединений железа и марганца из воды. BIRM действует как нерастворимый катализатор, превращая Fe⁺² в Fe⁺³. В отличие от MGS загрузка BIRM не истощается в процессе удаления железа и/или марганца, поэтому не требуется регенерация и соответственно не требуются химикаты для дозирования. Необходимо помнить, что существует гораздо больше ограничений по использованию систем KBMF по сравнению с установками серии KAMG.

Ионообменные установки серии KWS, KFS - класс устройств, предназначенных для снижения жесткости воды. Благодаря специальным ионообменным смолам такие фильтры способны удалять также железо в количествах до 4 мг/л, марганец, нитраты, нитриты, соли тяжелых металлов, органические соединения. Хотя такие фильтры требуют регенерации солью, они очень компактны, экономичны.

Опубликовано: 26.12.2004.

«« Полезная информация »»