Высокое содержание железа в питьевой воде обеспечивает ей металлический привкус, рыжевато-бурый оттенок. Избыток металла отличается негативным воздействием на водопроводные сети, бытовую технику и здоровье человека.
Поэтому разработаны различные методы обезжелезивания воды, которые можно использовать при водоподготовке для приведения показателя содержания железа в норму.
План статьи:
В соответствии с действующими СанПиН в питьевой воде суммарно не должно содержаться более 0,3 мг/дм3 железа. Если показатель выше, то следует озаботиться подходящим способом удаления из воды железистых избытков.
Причин для этого несколько:
Выявить самостоятельно можно исключительно визуальные признаки присутствия растворенных «излишков» железа. Точным подобный метод назвать сложно. Чтобы запускать процесс удаления металла, нужно убедиться в его присутствии. Для этого существуют лабораторные анализы.
К ярким признакам присутствия железистых примесей относится:
В питьевой воде железо может присутствовать в разных формах, что затрудняет процедуры и способы эффективного очищения. В поступающей из природных источников воде встречается:
Разнообразные формы и многочисленные уровни содержания в водах из естественных природных источников железа стало причиной разработки методик для реализации процедуры обезжелезивания. Для каждой технологии характерны свои особенности, достоинства и недостатки использования.
Перечислять методы обезжелезивания воды стоит начать со способа очистки, который основан на использовании в качестве эффективных фильтров высокотехнологичных каталитических материалов.
Процесс окисления Fe осуществляется с помощью оксидов марганца, которыми на зернистом металлическом материале образуется каталитическая пленка. Собственную эффективность подобные способы выполнения обезжелезивания воды доказали в ситуациях с добавлением в жидкость подходящего окислителя, которым может служить:
К преимуществам технологии можно отнести возможность регенерации используемых загрузочных материалов, значительный уровень производительности установок и их компактность. Кроме того, загрузочный материал выступает одновременно в роли окислителя и фильтрующей среды.
Минусом способа считается неэффективность для избавления от органического железа, при серьезных уровнях концентрации металла, высокая цена большинства типов материалов и краткий срок их эксплуатации.
Кроме того, если в воде помимо железистых примесей высока концентрация марганца, эффективность процедуры обезжелезивания значительно снижается.
Когда уровень концентрации железа превышает нормы не слишком сильно (до 10 мг/л) можно использовать такую методику водоподготовки как аэрация. При условии последующей фильтрации и отстаивания этот вариант удаления из воды вредной примеси достаточен, чтобы превратить загрязненную жидкость в питьевую.
Сущность способа заключается в окислении железистых примесей, которые находятся в воде. Есть разные способы выполнения процедуры аэрации, итоговый выбор непосредственно зависит от текущего состояния исходного материала. Аэрация делится (условно) на напорные и безнапорные формы.
Сегодня наиболее распространен такой вариант очищения воды, когда в ходе процедуры используется сочетание каталитической очистки с аэрацией:
В ходе окисления из двухвалентной формы образуется гидроксид железа, выпадающий в осадок. Использование каталитиза требуется для ускорения этого процесса.
Подобные технологии для обезжелезивания воды отличаются следующими достоинствами:
Основной минус применения аэрации для выполнения процедуры очищения воды от примесей относится неэффективность при высоких концентрациях металла. В подобных ситуациях требуется выполнение предварительной обработки, для чего обычно применяются реагенты-окислители. Это сводит на нет экологичность методики.
Базой для этой методики выступает введение внутрь исходного раствора определенного вида реагента. Его присутствие обеспечивает и активизирует химическую реакцию, в ходе которой из растворимой двухвалентной формы образуется гидроксид железа (трехвалентная форма), отличающийся нерастворимостью в воде.
Чтобы достичь подобного эффекта в воду добавляются разнообразные окисляющие вещества либо вещества, способные повысить уровень pH до 8 единиц. В первую категорию веществ входят:
Ко второй категории веществ принадлежат всевозможные варианты pH-корректоров (сода, известковое молоко и т.д.).
Зачастую реагентный метод называется лишь одним этапом в ходе выполнения комплексной водоподготовки, включающей также этапы умягчения и деманганации (ликвидация марганцевых примесей) исходной жидкости.
Когда металл переходит в свой нераствормый формат, он превращается в твердые частички осадка, которые легко задерживаются с помощью механических фильтрующих элементов.
Исключительными преимуществами подобной технологии очистки и обезжелезивания является обеззараживание и возможность полной автоматизации процедуры.
Среди недостатков стоит выделить высочайшую степень токсичности озона и хлора, проблемы транспортировки веществ-окислителей, повышенную вероятность загрязнения питьевой жидкости хлором и/или перманганатом калия.
Подобные методы обезжелезивания воды основываются на применении специальной фильтрующей загрузки, которыми выступают особые ионообменные катионитные смолы. Используется подобная технология для эффективного устранения из воды растворенного закисного двухвалентного железа.
В ходе реализации процедуры катионы закисного металла замещаются на катионы регенерата, после чего фильтрационной установкой удаляются из воды.
Но при выполнении процесса фильтрации обычно происходит стремительное загрязнение использующихся ионообменных смол, которые забиваются железистыми окислами. Это значительно снижает обменную емкость применяемых смол.
Именно поэтому технология ионообменной фильтрации для устранения Fe часто ограничивается совсем небольшими концентрациями металла (не более 2-3 мг/литр), совмещаясь с процедурой умягчения.
Достоинства способа заключается в глубокой степени обезжелезивания, возможности регенерации (возобновляемости) загрузочного материала и отсутствии осадка после завершения очистительной процедуры.
Недостатков несколько больше:
Все вышеперечисленные методы обезжелезивания воды позволяют более или менее эффективно избавляться от примесей железа. Однако лишь технология обратного осмоса способна гарантировать удаление до 98% концентрации двухвалентного железа.
Процедура очищения подобной методикой подходит при небольших концентрациях металлических примесей. При этом дорогостоящие обратноосмотические установки не предназначаются специально для выполнения обезжелезивания. Они ликвидируют данные примеси в ходе процедуры обессоливания.
Но применение мембранных установок обратного осмоса может быть оправдана в случаях, когда обязательно необходим высокий уровень очистки воды от всевозможных примесей, включая различные формы Fe.
Преимуществами методики выступает глубочайшая степень обезжелезивания и возможность очищения воды от большинства разновидностей негативных загрязнений.
Среди недостатков наиболее ярко выделяется дороговизна фильтрационного оборудования, значительный уровень расходов на необходимость периодической замены мембран, повышенные требования к предварительным процедурам очистки воды для продления сроков службы и сохранности мембран.
