Промышленный фильтр для очистки воды от железа

Дома очистить воду от железа можно при помощи фильтра-обезжелезивателя, а в производстве приходится применять станцию обезжелезивания воды.

Она освобождает воду от чрезмерного содержания железа, сероводорода, марганца и иных элементов. Это происходит при помощи окисления железа из двухвалентного со степенью окисления +2 в трехвалентное со степенью окисления +3. Таким образом, осуществляется перевод железа из растворенной формы в нерастворимую, последняя выпадет в виде осадка и задерживается специальной фильтрующей загрузкой данного промышленного фильтра для воды.

Количество железа в обработанной жидкости не может быть более 0,3 мг/л, согласно требованиям СанПин 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода».

Сегодня разработано несколько технологий для освобождения воды от железа. Выбор одного из вариантов зависит от того, где он будет работать: в промышленности или в ЖКХ.

Типовой комплект станции включает в себя такие элементы:

• бак аэратор с сепаратором и компрессором;
• фильтр очистки;
• насосное оборудование;
• автоматика управления;
• трубы и запорная арматура.

Чаще всего предпочитают автоматическое управление станцией с единым блоком управления. Но существуют промышленные фильтры для воды, управляемые вручную. Полностью автоматизированная станция способна действовать круглые сутки, не нуждаясь в операторе.

При комплектации станции важно учитывать следующие характеристики:

• содержание железа, марганца, сероводорода и иных веществ в анализе воды;
• среднесуточный и часовой расход водопотребления;
• режим водопотребления - пиковые нагрузки и требуемый объем;
• наличие канализации и возможность подключения к ней промышленного фильтра для воды;
• показатели насосного оборудования.

Данные станции производят удаление железа двумя способами - реагентым и безреагентым.

Окисление кислородом (безнапорная аэрация и напорная)

Существует немало вариантов окисления железа из степени +2 в степень +3: известью, хлором (ClO2), озоном (O3), перманганатом калия (KMnO4). Но по многолетнему опыту работы нашей фирмы Biokit с системами обезжелезивания мы можем сказать, что самым эффективным с экономической точки зрения, экологически безопасным и часто применяемым способом окисления железа является обезжелезивание при помощи безнапорной аэрации.

Аэрация обогащает воду растворенным кислородом, требуемым для перехода железа в нерастворимую форму, при этом не нужны химические реагенты.

Суть методики в том, что окисление железа и сбор нерастворенного осадка осуществляются в разных модулях. Поэтому при интенсивном перемешивании воды с кислородом воздуха в системе эжекции происходит полное окисление железа. Сбор окисленного материала идет на осадочных фильтрах с инертной загрузкой с небольшим удельным весом и развитой поверхностью.

Воздух прекрасно окисляет и железо, и сероводород. Применяемый в системах промышленных фильтров для воды, он стремительно превращает молекулы железа со степенью окисления +2 в степень окисления +3, и переводит сероводород в элементарную серу - ее тоже нетрудно убрать при помощи фильтра.

Немаловажно, что такой сильный и быстрый окислитель, как кислород работает быстрее, чем хлор.

После многих лет работы с различными объектами, требовавшими удаления железа из скважинной воды, специалисты создали и внедрили оригинальную методику очистки воды от железа при помощи безнапорной аэрации. Наиболее широко такая обработка применяется в промышленности, теплоэнергетике и ЖКХ.

Окисление гипохлоритом натрия

Кроме того, окисление Fe2+ до Fe3+ может вестись гипохлоритом натрия. Такой вариант используется водоканалами вместо технологии на базе сжиженного хлора. Работа с гипохлоритом натрия влечет за собой установку дозировочного насоса и устройства для введения раствора этого вещества в поток воды.

Жидкость в таком промышленном фильтре для воды попадает в контактную емкость, где отстаивается, в некоторых случаях в нее может вводиться коагулянт, облегчающий потом задержание примесей на загрузке фильтров. Далее насосы подают воду на напорные фильтры с зернистой загрузкой типа песок или антрацит в смеси с песчаной загрузкой. То есть при такой обработке не образуются токсичные стоки.

Персонал должен постоянно отслеживать функционирование насоса, его регулярную промывку (он часто забивается из-за кристаллизации гипохлорита), грамотную работу с гипохлоритом. Дело в том, что это нестойкое вещество быстро разлагается, а концентрация может снижаться под воздействием целого ряда факторов.

Чтобы снизить эксплуатационные расходы при использовании гипохлорита натрия на водоканалах при обезжелезивании и при первичном, повторном обеззараживании лучше установить станцию производства этого вещества из поваренной соли при помощи электролиза.

Окисление с помощью Greensand

Это старый метод, используемый в промышленных фильтрах для воды. В качестве активного вещества в «Greensand» выступает глауконит. Иначе он называется зеленой глиной, то есть это минерал, который содержит в своем составе железо и обладает ионными свойствами обмена. Глауконит часто встречается в смеси с другими материалами и похож на небольшие гранулы, поэтому и называется «Greensand». Его добывают, промывают, просеивают и подвергают обработке химическими веществами, чтобы на выходе получить прочный зеленовато-черный продукт, способный адсорбировать (собирать в сжатой форме на поверхности) железо и марганец.

Жидкость проходит через промышленный фильтр для воды, растворимое железо и марганец вытягиваются из нее, происходит реакция, в результате которой получаются нерастворимые вещества. Эти составляющие будут накапливаться в фильтре «Greensand» и убираться посредством обратной промывки. Такую очистку фильтра важно осуществлять на регулярной основе, дважды в неделю, либо отталкиваясь от рекомендаций изготовителя.

Помимо этого «Greensand» требует регенерации при помощи промывки раствором перманганата. Частота этой процедуры будет изменяться в зависимости от уровня железа, марганца, кислорода в воде и размера фильтра.

Большая часть таких фильтров предназначена для обработки воды с концентрацией железа до 10 мг/л. Кислотность (рН) воды влияет на фильтрование. Когда значение рН менее 6,8, «Greensand» может неадекватно отфильтровать элементы. Показатель рН может стать выше 7,0 после пропуска воды сквозь кальцит.

Регулярная обратная промывка необходима для эффективного функционирования промышленного фильтра для воды, при этом такому процессу необходима скорость потока в 3-4 раза выше скорости бытового фильтра. Если система неспособна обеспечить такие показатели, производительность фильтра снизится, и далее возникнут проблемы.

Этот способ считается одним из самых старых, сегодня такие варианты обработки воды используются в очень редких случаях. Хотя метод может удалить растворенное железо достаточно высокой концентрации (до 10 мг/л), «Greensand» требует регулярного восстановления раствором перманганата калия и большие объемы жидкости во время обратной промывки.

Озонирование

Озон - это газ, соединение, в которое входит три атома кислорода - молекула O3. Естественный элемент кислорода представлен в виде двух атомов - O2. Когда для разрыва связи O2 используется энергия, отдельные атомы образуют O1. Они объединяются с молекулами О2, и получается озон O3.

В процессе озонирования озон подается в воду, чтобы обеспечить дезинфекцию и улучшить некоторые свойства жидкости, например цвет и запах. Данная процедура не оставляет в воде химических веществ и применяется для обработки с 1906 года, активно распространившись по всему миру.

Отметим, что постепенно озон переходит в кислород. На скорость превращения влияют температура, рН и качество воды. По этой причине производство и внедрение озона должно происходить последовательно. Нестабильность газа объясняется слабой связью с третьим атомом кислорода и его способностью провоцировать окислительную реакцию с любым окисляемым веществом.

Озон признан самым сильным окислителем, безвредно применяемым в виде сильного вещества для дезинфекции. Галловые организмы являются наиболее устойчивыми ко всем дезинфицирующим средствам, поскольку обладают защитными оболочками, но и они уничтожаются вместе с бактериями и вирусами в процессе обработки воды озоном.

Когда окисление завершено, требуется отфильтровать железо. Это происходит посредством осветлительных промышленных фильтров для воды, чаще всего вертикальных. Неграмотная или слабая фильтрация может свести на нет всю процедуру.

Станции обезжелезивания можно комплектовать, например, промышленными фильтрами питьевой воды в различном антикоррозийном исполнении:

• металлические корпуса;
• корпуса из нержавейки.

Повысить производительность позволяют устройства с двумя и тремя камерами. Они оснащены боковыми и верхним люками для отслеживания и загрузки фильтрата.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра для очистки воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.