eliminare fer

1. INTRODUCERE

2. FORME NATURALE DE FIER ÎN APĂ.

2.1. forme de fier în apele de suprafață.

complecși de fier humici sunt complexe extrem de stabile, cu compuși de fier. De aceea, procesul de „îndepărtare de fier“ a unor asemenea complexe formate dintr-un număr suficient de mare de etape pe care le descriem mai târziu.
Toate cifrele se referă, de asemenea, apele bine și apele derivate din așa-numitele „puțuri de nisip.“

2.2. forme de fier skvazhnyh ape.

3. Metode de eliminare a fierului.

Gradul necesar de îndepărtare a fierului este determinată de scopurile finale pentru care vor fi folosite această apă. Deși până în prezent nu există o metodă universală unică pentru îndepărtarea complexă a tuturor formelor existente de fier din apă, dar utilizând o schemă de tratament special, puteți obține încă rezultatul dorit, în orice caz particular.
Oxidarea fierului feros oxigen (Fe 2+) conținut în apă este lentă. Viteza sa depinde de pH-ul ajunge mediu și acceptabil pentru scopuri practice, la un pH> 8.
De exemplu, într-un sistem închis (fără aer) fier feros (Fe 2+) este complet oxidat timp de aproximativ 24 de ore, și într-un sistem deschis de 4 - 6 ore.
Prin urmare, pentru a intensifica oxidarea procesului de alcalinizare fier recurge la apă, amestecarea acestuia, aerare, tratate cu clor sau un alt agent de oxidare. Această etapă poate fi numit - etapa pre-tratament pentru îndepărtarea fierului.
Astfel, în general, metodele convenționale de pre-tratament pentru îndepărtarea fierului se bazează:

• privind oxidarea fierului feros cu oxigenul atmosferic (aerare);
• la atac chimic asupra compușilor oxidanți feroase sau puternic (clor activ, permanganat de potasiu, peroxid de hidrogen, ozon etc.).

Aceste metode permit apei să pregătească un fier de pre-transfer de la bivalent trivalent stare pentru a forma hidroxid de fier insolubil (III).
Mai multe detalii privind modul de pre-tratament pentru îndepărtarea fierului, considerăm mai jos.
Cu toate acestea, selectarea etapelor de purificare de îndepărtare a fierului nu se termină deoarece după selectarea metodei de pretratament pentru îndepărtarea fierului este necesară pentru a selecta o metodă pentru accelerarea reacției de oxidare, și o metodă pentru reținerea hidroxid de fier insolubil (III), care ulterior pot fi îndepărtate prin sedimentare și (sau) prin filtrare cu adăugarea de coagulanți (floculanti), dacă este necesar.
In prezent, cele mai utilizate pe scară largă pentru aprovizionare industrială a întreprinderilor individuale, case individuale sau cabana așezări este metoda de înlăturare a fierului catalitic. Metoda se bazează pe accelerarea oxidarea fierului bivalent la starea trivalentă în stratul de material sub formă de particule - fier catalizator de îndepărtare.
Astfel, reacția de oxidare fierului are loc în interiorul vasului de presiune în vrac de filtre rapide, în care stratul de umplere servește ca mediu filtrant cu proprietăți catalitice speciale. Primul catalizator și filtrare proprietățile acestor materiale sunt definite prin porozitatea ridicată, care asigură un mediu pentru fluxul reacției de oxidare fierului feros și determină capacitatea de a reține feric oxidat în stratul vrac. Caracteristicile comparative ale catalizatorilor de îndepărtare de fier sunt date în tabelul 1.
Selectarea catalizatorului se datorează numai calității apei netratate și viteza dorită de filtrare în vrac. Trebuie avut factori aparent minore: pH-ul apei sursei, compatibilitatea cu stratul de catalizator, etc. dozat reactivi.
Este necesar să se ia în considerare factorul că îndepărtarea fierului este aproape întotdeauna are loc simultan cu eliminarea manganului din apa care este oxidat este mai greu decât fierul, și la un pH mai mare. Adică, atunci când un conținut ridicat de mangan al apei sursă este cel mai bine realizată soluție proporțională de dozare alcalină pentru a crește pH-ul.
Se pare totul ... NU! Faptul este că, chiar și „bun de fier catalizator mai ștergere“ va fi capabil de a menține particulele coloidale de fier în intervalul de 10 - 25 microni, iar restul „va aluneca“ alimentarea cu apă. Studiile au arătat că dimensiunea acestor particule este de 1 - 7 microni. Prin urmare, finisajul necesar „filtru de poliție“, care în general este un cartuș filtrant cu o adâncime de tip cartuș, 5 mm cu densitate variabilă a fibrelor și post-filtru de 1 micron.
Astfel, schema bloc a îndepărtării apei de proces de fier ar trebui să fie în mod ideal, după cum urmează:

• precondiționare;
• Filtru de îndepărtare a fierului catalitic;
• Filtru cartus cu cartușe filtrante de adâncime.

Să analizăm pe scurt întregul proces de etape de îndepărtare a fierului.

4. preparare.

• erupție (așa-numita instalație de pulverizare);
• dushirovaniem (prin pulverizare intr-un anumit rezervor inițial de apă);
• strat de apă barbotare de aer;
• injecție, ejecție (prin introducerea unui curent de aer în curentul de apă din cauza presiunii diferențiale);
• introducerea fluxului de aer în fluxul de apă de către compresorul sub presiunea (care este cel mai frecvent utilizat).

Viteza acestei reacții în condiții uzuale este scăzută. Pentru a cita un exemplu simplu - în timp ce oxidarea cu aer a fierului bivalent la starea trivalentă este aproximativ patruzeci de minute.
Este adevărat în mediu alcalin echilibrul chimic în reacția de mai sus este deplasată mai mult spre dreapta, și crește viteza reacției de oxidare prin îndepărtarea mediului de reactant, în formarea ionilor de hidrogen cu ionii hidroxil ale moleculelor de apă. Prin urmare, la pH ridicat (> 8,0) existența formei de bază de fier în apă este hidroxidul de fier insolubil (III) - Fe (OH) 3. a suspendat formă coloidală. Solubil ca Fe (OH) 3 devine numai la valori foarte scăzute ale pH-ului (<4), крайне редко встречающихся в природных условиях.
Și totuși, ne confruntăm cu dilema sau este oxidat de aerare de fier feros la fier feric într-o mare capacitate (aceasta este precipitarea sa naturală), sau trebuie să accelereze într-un fel reacția de oxidare.
În acest scop, așa cum am menționat mai sus, în prezent, cea mai populară metodă este îndepărtarea fierului catalitică folosind ca pretratament pas presiunea sau aerare depresurizat. Ceea ce este avantajos pentru a produce apă, considerăm mai jos.
Diagrama de flux de proces a presiunii de aerare și de aerare a apei fără presiune. (Fig.).

4.2. Dozare oxidanți puternici în apă.

de tratare a apei cu clor se efectuează prin utilizarea chlorinator, în care gazoși (vaporizate) clor absorb apa. apă înălbitor CHL de la un difuzor este alimentat la locul de consum.
Deși metoda de tratare a apei și este cea mai comună, dar cu toate acestea, are o serie de dezavantaje. Acest lucru se datorează în primul rând manipularea și depozitarea clorului lichid foarte dificil. La stațiile, tratarea apei este necesară pentru a avea un etape periculoase pentru mediu ale economiei de clor, cum ar fi descărcarea containerelor cu clor lichid și evaporarea acestuia la traducerea într-o formă de lucru. Stabilirea stocurilor de lucru în depozite de clor este periculos nu numai pentru funcționarea personalului de plante, dar și pentru populație.
Ca rezultat al oxidării fierului feros în tratarea apei este formată din hidroxid de fier sau produse de hidroliză parțială - săruri de fier de bază ale compoziției diferite. Acest lucru poate fi în mod convențional pentru a descrie procesul de următoarea ecuație:

Clorul De asemenea, oxideaza manganeziu distruge substanțe organice și hidrogen sulfurat.
Ca o alternativă la clorurare în ultimii ani, creșterea utilizării de tratare a apei cu hipoclorit de sodiu. și această metodă este folosită, ca și în instalații mari de tratare a apei, precum și pe obiecte mici, inclusiv case particulare. Soluție de hipoclorit de furaj sodiu în apă pentru a fi tratate cu ajutorul pompelor dozatoare de dozare proporțional.
Hipocloritul de sodiu are mai multe proprietăți de punct de vedere tehnic. soluțiile și suspensiile sale apoase nu sunt, prin urmare, nu trebuie să fie în stare, de exemplu, spre deosebire de înălbitor. În al doilea rând, utilizarea hipocloritului de sodiu pentru tratarea apei nu crește rigiditatea, deoarece conține săruri de calciu și magneziu ca înălbitor sau calciu hipoclorit de. In final, hipoclorit de sodiu poate fi obținut pe loc prin electroliza sării comune.
Bactericida soluție același efect NaClO preparat in situ prin electroliza este mai mare decât alte dezinfectante, principiul activ care este clor activ. Mai mult, acesta are un efect oxidant chiar mai mare decât soluțiile preparate printr-o metodă chimică, datorită conținutului ridicat de acid hipocloros (HClO) și prezența radicalilor activi.
Oxidarea fierului feros are loc conform următoarei ecuații:

instalare Calculul pentru tratarea apei cu hipoclorit de sodiu necesită în primul rând consumul de clor activ pentru a determina procesele de oxidare, dezinfectarea și distrugerea hidrogenului sulfurat.

Perspectiva aplicării ca metodă distructivă ozonizare (inclusiv oxidarea fierului feros) se datorează faptului că aceasta nu crește compoziția de sare în apa tratată, contaminează putin principalele produse sau reacții secundare, iar procesul este ușor de a automatiza complet. Ozonul pot fi preparate direct asupra stațiilor de epurare, în care materia primă este oxigen industrial sau aer.
In ozon procesul de tratare a apei furnizate în camera de reacție sub forma de ozon-oxigen sau amestec de ozon-aer intră într-un complex proces în mai multe etape interacțiuni fizico-chimice cu apa și contaminanții conținute.
Inițial interacțiunea cu ozon, cu un mediu apos, datorită proceselor de difuzie și transferul de masă turbulente la interfața dintre faze gaz lichid bule de gaz format pop. Ca urmare, o parte din moleculele de ozon este absorbit pe suprafața exterioară a bulelor, celălalt solubil în apă. Această așa-numită „oxidarea directă“. Substanțe reacții de oxidare directă cu ozon sunt descrise ecuațiile redox, care rezultă din completarea caracterul complet al procesului poate fi o substanță cu o mai mare de oxizi de valență pozitivă sau substanțe depozitate în apă.
Ulterior, acțiunea ozonului este însoțită de interacțiuni chimice cu contaminanți care pot fi prezentate în trei tipuri de bază: radicali de oxidare ozonoliză, ozonokataliz. Așa-numita oxidare indirectă.
Acest proces are loc atunci când un număr mare de radicali activi, cum ar fi OH *, care rezultă din auto-descompunerea ozonului în apă. Rata indirectă de oxidare direct proporțională cu cantitatea de ozon descompuse și invers proporțională cu concentrația de contaminanți prezenți în apă. Unele substanțe sunt supuse unei oxidări directe, în timp ce altele, cum ar fi acizii organici cu greutate moleculară mică, oxidarea numai radicali. oxidarea completă poate fi efectuată imediat ce expunerea concomitentă sau secvențială la oxidarea directă și oxidarea radicală.
instalare Calculul pentru tratarea apei cu ozon impune în primul rând a determina utilizarea sa pentru procese precum oxidarea fierului feros și, dezinfectarea și distrugerea hidrogenului sulfurat, și cel mai important - calculează timpul de contact cu apa de ozon.

În condiții normale, procesul de depunere a particulelor de hidroxid feric coloidal (dimensiunea particulei 1-3 microni) este lent în repaus. Extinderea acestor particule și, prin urmare, accelerarea precipitării realizată prin adăugarea de coagulanți. De asemenea, necesită utilizarea stațiilor de tratare a apei tradiționale în filtre de nisip sau antracit, care nu pot întârzia particule fine. De asemenea, aceste filtre sunt slab retardatule fier organic.
Adăugarea de a produce coagulant apei tratate prin pompe dozatoare de dozare proporțională.
Depunerea lentă a particulelor coloidale de hidroxid de fier (III), cuplat cu o eficiență scăzută a utilizării de oxidanți și aerare cu privire la glanda organică și restricția privind concentrația de fier superioară în apa de alimentare complică utilizarea deferizare circuitului industrial convențional în sisteme autonome relativ mici care operează cu performanțe ridicate. În aceste scheme se aplică diferite setări în care îndepărtarea fierului se realizează în conformitate cu principiile de oxidare catalitică, urmată de filtrare sau de schimb ionic.

5. catalitică, eliminare fer.

5.1. Metoda de schimb ionic pentru a elimina de fier.

Pentru a elimina fierul prin această metodă se utilizează cation. Și tot din ce înlocuit cu zeolit ​​și alte ionits naturale provin rășini schimbătoare de ioni sintetice; ion eficiența schimbului crescând în același timp în mod semnificativ.
Orice cation capabil de îndepărtare a apei din nu numai fierul dizolvat, dar și alte metale bivalente, cum ar fi calciu și magneziu, care sunt în primul rând și aplicate. Teoretic, apa deionizată poate fi îndepărtată din concentrații foarte mari de fier, fără a fi nevoie de feros postoxidare de fier pentru a obține hidroxidul insolubil. Cu toate acestea, în practică, posibilitatea aplicării acestei metode este restricționat în mod considerabil.
În primul rând utilizarea de schimb ionic pentru a limita prezența fierului feric îndepărtarea fierului care repede „scoruri“ rășină și eluat din acesta rău. Prin urmare, orice prezență de apă care trece prin schimbătorul de ioni, oxigen sau alți agenți de oxidare, este extrem de nedorit. Acest lucru impune restricții privind intervalul de valori ale pH-ului, în care rășina este eficientă.
In multe cazuri, utilizarea rășinilor schimbătoare de ioni pentru îndepărtarea fierului este imposibilă, deoarece având o afinitate mai mare pentru schimbători de cationi, fier reduce semnificativ eficiența îndepărtării ionilor de calciu la acestea și mangan, totalul de demineralizare. Prezența substanțelor organice solubile în apă, inclusiv fier organic conduce la rășină schimbătoare de rapid overgrowing filmul organic care servește ca un teren propice pentru bacterii. Prin urmare, schimbătoarele schimbătoare de ioni cationice utilizate pentru îndepărtarea fierului este de obicei, în acele cazuri în care este necesară curățarea suplimentară de apă în acest parametru la concentrațiile cele mai scăzute, și dacă este posibil, îndepărtarea simultană a ionilor de duritate.

5.2. Fier metode de îndepărtare cu membrană.

5.3. îndepărtarea fierului biologic.