Специальные методы кондиционирования. Удаление марганца и сероводорода.
Удаление марганца и железа
Ряд подземных вод характеризуется одновременно наличием железа и марганца, поэтому зачастую возникает необходимость их обезжелезивания и деманганации.
Железо и марганец присутствуют в природных водах в форме минеральных или органических соединений гуминовых или некоторых жирных кислот. Во втором случае это воды с повышенной окисляемостью, имеющие агрессивный характер. Железо- и марганоорганические комплексы создают условия для развития маргано- и ферробактерий со всеми вытекающими негативными последствиями. При их минеральном происхождении обычно применяются безреагентные технологии, при органическом происхождении — обработка требует использования реагентов, что более сложно и трудоемко, сопряжено со значительными капитальными и эксплуатационными затратами.
Наиболее благоприятные условия для удаления железа и марганца создаются при карбонатной щелочности, равной общей и составляющей не менее 1,35 мг-экв/л
Значение рН исходной воды влияет и на способность фильтрующего материала задерживать железо и марганец. При повышении рН эта способность возрастает.
Присутствующие в воде органические вещества оказывают негативное влияние на процессы удаления железа и марганца, при обработке воды фильтрованием они могут образовывать желатиновые пленки на зернах фильтрующей загрузки, что затрудняет процессы адсорбции и хемосорбции.
Присутствие в воде ферро- и марганобактерий СВидетельствует о необходимости обработки воды сильным окислителем перед ее фильтрованием.
Необходимое количество окислителя для оксидации железа (П) и марганца (П) возрастает при наличии в обрабатываемой воде аммиака, нитритов и нитратов.
Ряд методов удаления железа и марганца:
упрощенная аэрация с одноступенчатым фильтрованием;
1-исходная вода
7-водонапорный бак
8-отвод обезжелезненной воды
9-воздуходувка
10-скорый оСВетлительный фильтр
11-установка для обеззараживания воды
глубокая аэрация и фильтрование либо двойная аэрация и двойное фильтрование;
глубокая аэрация, обработка сильным окислителем, фильтрование, стабилизация;
известкование с коагулированием, напорная флотация и фильтрование либо аэрация, известкование с коагулированием, отстаивание в тонком слое и фильтрование.
Возможно также применение и других методов удаления железа и марганца.
Удаление сероводорода
В некоторых случаях подземные воды содержат избыточные концентрации сероводорода. Для его удаления применяют различные конструкции дегазаторов с использованием методов пенной дегазации, барботирования воздухом, вакуумной дегазации с подогревом и без подогрева воды и др.
Вакуумные дегазаторы представляют собой стальные цилиндрические резервуары, заполненные насадкой из колец рашига или из деревянных реек. Капли воды стекают тонкой пленкой по поверхности насадки, внутри дегазаторов вакуум-насосами или эжекторами создается вакуум, при котором стекающая по поверхности насадки вода кипит. Т.к. растворимость газов в воде при кипении близка к 0, в вакуумном дегазаторе из воды выделяются все растворенные газы, в т.ч. кислород и углекислота. Выделившиеся газы и образовавшиеся пары воды отсасываются из дегазатора вакуум-насосом или эжекторами.
Наибольшее распространение получил метод удаления сероводорода аэрированием. В ряде случаев для более полного удаления сероводорода аэрирование сопровождается подкислением воды до рН < 5 с последующей стабилизацией очищенной воды ее подщелачиванием.
Наиболее эффективными, получившими распространение на станциях большой производительности, являются химические методы — хлорирование, применение перманганата калия, озонирование.
Возможно применение фильтрования воды через модифицированную загрузку. При этом удаление сероводорода осуществляется при адсорбции ионов сероводородных соединений на зернах фильтрующей загрузки. Модификация песчаной загрузки состоит в том, что ее последовательно обрабатывают водными растворами железного купороса и перманганата калия или сульфата натрия и перманганата калия, в результате чего на поверхности зерен кварцевого песка при рН среды 6—9 образуется пленка, в составе которой имеется гидроксид железа и диоксид марганца.
Кроме химических способов окисления сероводорода, используют и биохимический метод, при котором в окислении сульфидных вод принимают участие серобактерии, встречающиеся в серных источниках и стоячих водах. Для массового развития серобактерий необходимы сероводород и кислород.