Очистка воды от железа и марганца

Содержание:

1. Зачем необходимо очищать воду от железа и марганца
2. Формы железа в воде
3. Способы очистки воды от железа и марганца
4. Как выбрать способ обезжелезивания, деманганации

Зачем необходимо очищать воду от железа и марганца

Растворенное в воде железо и марганец не принесут здоровью никакой пользы. Наоборот, употребление такой воды приводит к нарушениям метаболизма. Причем содержание железа и марганца в воде не всегда очевидны. В водах подземных водоисточников растворено двухвалентное железо, примесь которого невозможно заметить невооруженным глазом, его наличие можно выявить путем лабораторного анализа. При контакте с воздухом оно преобразуется в трехвалентное железо, то есть знакомую всем ржавчину.

0,3 мг/л — предельно допустимая концентрация железа в воде, которую можно использовать для бытовых нужд. Но на практике этот показатель нередко доходит до 5 мг/л и выше. Такая вода не всегда выглядит мутной, но имеет неприятный привкус металла. Использовать подобную воду для приготовления пищи нельзя.

Формы железа в воде

Железо в воде содержится в нескольких основных формах:

• Двухвалентное железо – растворено в воде. При взаимодействии с кислородом или другим окислителем переходит в трехвалентное с характерным изменением окраса воды от желтоватого до буро-рыжего и коричневого цвета.
• Трехвалентное железо – присутствует в воде в виде грубой нерастворимой взвеси. Попадает в воду из ржавых труб или уже в таком виде присутствует в водоисточнике. Имеет характерный цвет и запах.
• Коллоидное железо – присутствует в воде в виде взвеси, которая не осаждается даже при длительном хранении, оставляя воду слегка мутноватой.
• Бактериальное железо – состоит из железобактерий, которые присутствуют в воде в виде вязких слизистых образований и ведут к быстрой коррозии и изнашиванию водопроводных труб.

Установить присутствие железа в воде можно и самостоятельно. Если прозрачная вода после отстаивания приобретает осадок бурого цвета, то это свидетельствует о наличии двухвалентного железа. Если вода поступает уже желтовато-коричневого цвета, то в ней присутствует трехвалентное железо. Радужная маслянистая пленка на поверхности выдает присутствие в воде бактериального железа.

Тем не менее определить форму железа своими силами бывает не так просто. В воде может содержаться несколько форм железа одновременно. Несомненно, самым точным методом будет проведение химического анализа воды в лаборатории. По результатам исследования можно наиболее правильно и эффективно подобрать систему очистки воды от железа.

Способы очистки воды от железа и марганца

По своей технологии способы очистки воды от железа и марганца делятся на три основные группы.

Отстаивание

Наиболее простой способ обезжелезивания воды, который доступен каждому человеку. Чтобы удалить излишнее содержание примесей, воду набирают в резервуар нужного объема и выдерживают на протяжении определенного времени. Под воздействием кислорода двухвалентное железо переходит в нерастворимую трехвалентную форму и выпадает в осадок на дне емкости.

Недостатком такого способа обезжелезивания воды является медленное протекание. Отстаивание можно применять, если содержание примеси составляет от 1–3 мг/л. При более высокой концентрации железа этот способ очистки воды используют только в качестве предварительной стадии.

Безреагентные способы

Особенностью этой группы методов и установок станций очистки воды от железа является то, что они выполняются без использования каких-либо химических веществ. Удалить лишние примеси можно с помощью следующих технологий:

• Аэрации. Воду насыщают воздухом, что повышает содержание кислорода. Это приводит к интенсивному выпадению двухвалентного железа в нерастворимую форму, после чего осадок удаляют посредством фильтрования.

Каталитический (реагентный) способ

Как следует из названия, такая очистка воды от железа и марганца предусматривает применение определенных химических веществ ( реагентов), способных окислять растворенный металл до нерастворимой формы. В зависимости от используемых реагентов различают следующие способы обезжелезивания и удаления марганца:

• Коагуляцию. Для очистки воды применяются вещества, которые повышают укрупнение и слипание частиц друг к другу. После внесения коагулирующих соединений растворимое железо быстро выпадает в осадок, похожий на хлопья, которые затем удаляются фильтрованием.
• Каталитическое окисление. Базовым окислителем для железа выступает диоксид марганца, входящий в состав фильтрующей загрузки. Он заметно ускоряет трансформацию двухвалентных ионов в трехвалентные, образующийся осадок задерживается в порах материала.
• Реагентное окисление. Наиболее часто для обезжелезивания и деманганации применяются методы их окисления перманганатом калия или гипохлоритом натрия, являющимися сильными окислителями. Этот способ обладает особой эффективностью при повышенном содержании в воде не только железа, но и сопутствующих примесей (сероводорода, марганца), поскольку позволяет удалить большинство органических загрязнителей и выполнить обеззараживание. Далее образующиеся труднорастворимые осадки удаляют фильтрованием.
• Ионный обмен. Используются специальные катионообменные смолы, способные замещать ионы растворенного железа и марганца на ионы натрия. Такой способ применяется только при нахождении железа и марганца в воде в растворенной форме.

К преимуществам этих способов обезжелезивания относятся их высокая эффективность и скорость проведения.

Как выбрать способ обезжелезивания

Для того, чтобы обезжелезивание было максимально эффективным при выборе способа необходимо учитывать следующие факторы:

• Химический состав воды. Для этого пробы воды из источника анализируют в лаборатории. Исследование воды позволяет определить содержание примесей, а значит, и рекомендовать наиболее эффективные способы очистки;
• Объем и условия потребления. Имеет значение, какое именно количество очищенной воды нужно получить, для каких целей вода будет использоваться.

Технические характеристики установок для обезжелезивания и удаления марганца

Фильтрующие материалы и реагенты