БАШЕННЫЕ СТАНЦИИ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Экономически оправданный подход требует максимального использования существующих сооружений в планируемой системе водоподготовки – возможно это будет существующее, но не используемое корпусное оборудование, существующие водонапорные башни и др.

Хорошим  примером такого подхода являются станции обезжелезивания разработанные в отделе водоснабжения и канализации Института гидротехники и мелиорации Украинской академии аграрных наук в дальнейшем ИГиМ УААН, которые  монтируются внутри корпуса металлической водонапорной башни Рожновского рис. 1, 2.

Это решение позволяет отказаться от отдельных зданий и дополнительных насосов, а значит сэкономить значительные средства.

Башенная станция обезжелезивания базируется на сочетании двух методов обезжелезивания химико-физическом и   биологическом. Химико-физическом в свою очередь является комбинацией  реагентного – окисление Fе ІІ до Fе ІІІ атмосферным кислородом и каталитического – интенсификация процесса перехода Fе ІІ до Fе ІІІ коллоидами железа III.

При окислении атмосферным кислородом происходит следующий процесс:

4Fe(НСО3)2 + O2 + 2H2O → 4Fе(ОН)3 + 8СO2↑

Во время окисления 1 мг бикарбонатного железа Fе(НСО3)2 образовывается 1,6 мг свободного углекислого газа, общая жесткость воды уменьшается на 0,043 мг-екв/л, уменьшается щелочность воды на 0,0361 мг-екв/л. На окисление 1 мг железа (ІІ) тратится 0,143 мг растворенного в воде кислорода, т.е. для окисления железа (II) в железо (III) кислородом воздуха на 1 г удаляемого железа, достаточно добавлять в воду 2 л воздуха. Процесс обогащения воды кислородом при ее разбрызгивании в воздухе происходит довольно интенсивно. При падении капель воды с высоты 0,5 м содержание кислорода в воде достигает 5 мг/л, что достаточно для окисления 35 мг/л железа (ІІ).

• Этот метод можно применять в случаях, когда исходная вода характеризуется такими показателями:
• рН не меньше 6,6;
• щелочность не меньше 1,35 мг-екв/л;
• содержимое углекислоты до 100 мг/л;
• содержимое сероводорода до 10 мг/л;
• перманганатная окисляемость не больше 8,5 мг О2/л.

Возможны изменения пределов применения связки рН и  перманганатной окисляемости.

Технологически в корпусе башни происходят следующие процессы:
исходная вода насыщается атмосферным кислородом;

• проходит предварительную обработку штаммами бактерий Metallogeniumpersonatum, Canlococensmanganifer Bacteria manganicus;
• проходит слой взвешенного осадка в котором опять таки живут Metallogeniumpersonatum, Canlococensmanganifer Bacteria manganicus, а также очевидно и многие другие микроорганизмы, в некоторых случаях наблюдается эффект удаления аммиачного азота (вопрос, к сожалению, слабо изучен);
• проходит слой каталитической фильтрующей загрузки;
• подается под естественным напором потребителям.

Кинетика процесса очистки воды в башенной станции обезжелезивания показана на рис. 3. Такие системы продолжают стабильно работать при содержании железа в исходной воде более 13 – 14 мг/л.

Рис. 3 Кинетика обезжелезивания в башенной станции, по блокам

На надежность всей системы значительное влияние оказывает надежность работы фильтрующей загрузки – чем меньше загрузка подвержена кольматации (цементации коллоидами железа), тем надежней вся система. Для борьбы с кольматацией и с целью регенерации фильтрующей способности загрузки производят ее промывку. Следовательно, чем меньше удельная масса загрузки, тем меньше требуется воды на ее промывку и тем устойчивей она к кольматации. То есть идеальной была бы плавающая каталитическая загрузка намного легче воды. Такая отечественная разработка есть и успешно используется уже более 17 лет. Эта фильтрующая загрузка была применена для чернобыльских отселенческих поселков, где о грамотной эксплуатации не могло быть и речи. Системы на базе такой загрузки успешно работают в условиях просто немыслимых для импортных коттеджных систем. Такие системы по надежности,  себестоимости 1м3 очищенной воды, капитальным затратам и по сроку эксплуатации (18 и более лет) – превосходят существующие импортные аналоги.

ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ СТОЛОВЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД ДЛЯ БУТЫЛИРОВАНИЯ

По данной технологии была построена безреагентная система доочистки природной минеральной воды типа «Моршинской — четвертый источник», от избытка растворенного железа и сероводорода. Производительность установки 3м³/час.

Исходная вода:

• железо двухвалентное — 7 — 9 мг/л (норма 0,3 мг/л);
• сильный запах сероводорода;
• pH — 6,7.

Очистка основана на окисления двухвалентного железа методом упрощенной аэрации атмосферным кислородом. Затем задержание образовавшихся хлопьев гидроокиси железа на легкой плавающей фильтрующей загрузке.

Система не нуждается в замене фильтрующей загрузки, а ее регенерация сводится к промывке исходной (грязной) водой приблизительно раз в 7-9 суток, на протяжении 5 — 7 минут.

На выходе из фильтров, в воде отсутствует запах сероводорода, содержание железа в пределах (0,13 — 0,22 мг/л).

Фотографии системы очистки приведены ниже: