30 Метод фильтрования с упрощенной аэрацией для обезжелезивания подземных вод

Метод основан на способности воды, содержащей двухвалентное железо и растворенный кислород, при фильтровании через зернистый слой образовывать на поверхности зерен фильтрующего материала адсорбционно-каталитическую пленку из ионов и оксидов двух- и трехвалентного

железа, а также из продуктов жизнедеятельности железобактерий.

Пленка представляет собой очень сильный адсорбент губчатой структуры.

Обезжелезивание воды в загрузке, покрытой пленкой, является гетерогенным автокаталитическим процессом, в результате чего обеспечивается непрерывное обновление пленки как катализатора непосредственно при работе фильтра.

Однако на активный катализатор-пленку отрицательно действуют сероводород, коллоидные силикаты, фосфаты, гуминовые кислоты, растворенная углекислота, аммиак, снижающие эффективность катализатора. В таких случаях требуемая степень очистки воды может быть достигнута снижением скорости фильтрования в соответствии с уменьшением скорости окисления железа или использованием других методов. Упрощенную аэрацию с последующим фильтрованием допускается применять при следующих показателях качества воды, поступающей на фильтры:

— содержание железа (общего) — до 10 мг/л, в том числе двухвалентного (Fe2+) — не менее 70 %;

— pH — не менее 6,8;

— окислительно-восстановительный потенциал — более 100 мВ;

— щелочность — более 2 ммоль/л;

— содержание сероводорода — не более 0,5 мг/л;

— содержание аммония — до 1,5 мг/л;

— содержание метана — до 0,5 мг/л.

Упрощенную аэрацию следует осуществлять с помощью несложных приспособлений путем излива воды из воронки или перфорированного лотка с высоты от 0,5 до 1,0 м в карман или канал

фильтра либо путем вдувания воздуха в обрабатываемую воду.

В качестве фильтрующей загрузки могут использоваться различные материалы: кварцевый песок, антрацит, дробленый и недробленый керамзит, колотый гранитный щебень, пемза и т. Д

При обезжелезивании подземных вод фильтрованием с предварительной аэрацией воды происходят некоторые изменения ее качества в связи с химическим окислением железа, марганца и аммония, уменьшение содержания фосфатов и некоторых других элементов, например мышьяка, никеля и меди.

31 Обезжелезивание подземных вод на напорных фильтрах

  При производительности до 5000 м³/сут часто применяют обезжелезивание воды в напорных фильтрах заводского изготовления. С этой целью используют механические фильтры обычного исполнения

    При применении этого метода очистки вода аэрируется в напорном смесителе в трубопровод перед которым подается воздух от компрессора. Рекомендуемый расход воздуха для окисления железа составляет 2 дм³ на 1 г закисного железа. Воздух подается от компрессора через ресивер с давлением на 10 - 15 % превышающем давление подаваемой воды. Для поддержания постоянства давления на трубопроводе перед смесителем устанавливается редукционный клапан. К верхней части фильтра подключается воздушная трубка для сброса воздуха и выделяющейся двуокиси углерода, при эксплуатации вентиль на ней постоянно открыт.

    При содержании железа до 5 мг/л применяют одну ступень фильтрования, более 5 мг/л - две. В двух ступенчатых схемах первый фильтр обычно называют контактным, второй осветлительным, хотя процесс обезжелезивания протекает на обеих ступенях. Технологическая схема очистки воды по этому методу приведена н а рис. 2.4.

2.4. Принципиальная схема обезжелезивания воды фильтрованием в двух ступенях напорных фильтров: 1 - смеситель воды и воздуха; 2 - фильтр первой ступени; 3 - то же второй ступени; 4 - подача воды от водозабора; 5 - сжатый воздух от ресивера; 6 - поток воды на параллельные фильтры; 7- очищенная вода; 8 - подача воды на промывку фильтра; 9 - отвод промывных вод; 10 - воздух; 11 - воздушная трубка

    В напорных фильтрах, по сравнению с открытыми, обеспечивается более высокая степень очистки воды от железа. Это объясняется более высоким давлением вводимого в фильтры воздуха. Поскольку растворимость газов пропорциональна их давлению над поверхностью жидкости, достигается более высокая растворимость кислорода в воде и больший его избыток в реакции окисления железа.

Напорные фильтры быстрее монтируются и имеют более качественное исполнение, так как изготавливаются в заводских условиях.