В водопроводной воде часто содержится довольно приличный объем растворенного железа. При этом содержание этого вещества регламентируется санитарными нормами, а для производственных нужд требования вообще могут устанавливаться даже жестче, чем для воды, предназначенной для бытовых целей. Поэтому, если наблюдается превышение концентрации, следует проводить процедуру обезжелезивания.
Суть процедуры очистных мероприятий заключается в удалении соединений железа вне зависимости от того, какая его форма имеется в используемой жидкости. В ходе добычи воды из подземного источника, в ней, основном, содержатся двухвалентные ионы, которые предварительно нужно окислять до трехвалентных. Дело в том, что трехвалентные ионы входят в состав разных химических веществ и находится в форме взвеси, а поэтому бороться с ними проще – достаточно просто отстоять воду и пропустить ее через фильтр.
Прежде чем оценить, какая установка обезжелезивания будет использоваться, необходимо провести анализ воды, с которой предстоит работа. Это позволит выполнить точную оценку, на основе которой будут сделаны выводы и проведены правильные расчеты.
Расчет системы аэрации
Рассмотрим, как выполняется расчет аэратора обезжелезивания воды. Этот процесс может выполняться двумя способами: с помощью упрощенной аэрации, а также использования специальных установок.
Упрощенная технология
Упрощенная технология используется при наличии не слишком большого количества примесей, а также соблюдении норм по pH и щелочности воды. Если условия не выполняются, то упрощенную технологию использовать не получится и нужно использовать аэратор и компрессор. Если используются напорные фильтры, то воздух нужно вводить в трубопроводные линии, беря в расчет соотношение 2 литра воздуха в час на 1 грамм железа ионов двухвалентного типа. При наличии в воде определенного количества углекислоты или сероводорода воздух не вводят.
Главными отличиями упрощенной технологии от традиционной напорной аэрации воды являются более высокая эффективность и производительность процесса благодаря большему времени контакта воды с воздухом. В то же время, для достижения максимальной эффективности упрощенной аэрации требуется соблюдение ряда условия, в частности:
- установки воздушного инжектора между гидроаккумулятором и насосом;
- установки грязевых фильтров перед инжектором;
- выбора гидроаккумулятора, рассчитанного на небольшой объем (желательно от 20 до 50 литров);
- отсутствия защитного реле или его установки исключительно перед инжектором;
- удаления экономайзеров в аэраторах смесителей или увеличения отверстия в них.
Суть метода упрощенной аэрации заключается в способности воды, включающей в свой состав растворенный кислород и двухвалентное железо, выделять при прохождении через зернистый слой фильтра железо с образованием каталитической пленки из ионов, а также двух- и трехвалентных соединений этого металла. Каталитическая пленка активирует процессы окисления железа и выделения его из воды. Происходит этот процесс путем излива воды с небольшой высоты в центральный канал фильтра, либо посредством вдувания воздуха в обрабатываемую воду.
Расчет системы обезжелезивания должен учитывать, что, если в воде содержится сульфат железа FeSO4, то аэрация не позволит добиться нужного результата и придется проводить известкование, в ходе которого образуется гипс CaSO4 , который просто удалить. После этой процедуры воду нужно отстоять и профильтровать.
Расчет фильтровальной станции и количества фильтров
Для расчета фильтровальной станции необходимо использовать характеристики конкретного наполнителя фильтра (различные типы обезжелезивателей, кварц, кальцит, дробленый антрацит и др.) и параметры скорости фильтрования. Ориентируясь на них, можно выполнить расчет аэрационной колонны обезжелезивания по формуле, соотношениям и требованиям СНиП. Продолжительность работы фильтров между промывками должна быть не меньше 8-12 часов, либо 6 часов - при форсированном режиме. Общую поверхность фильтрования рассчитывают по следующей формуле: F = Q / (Tстvн - nпрqпр - nпрtпрvн). Переменные в этой формуле означают следующее:
- F - общая поверхность фильтрования.
- Q - полезная производительность системы в сутки (м3).
- Tст - сколько часов в течение суток работает станция.
- vн - скорость фильтрования в обычном режиме.
- nпр - сколько раз один отдельный фильтр промывается в течение 24 часов.
- qпр - сколько воды (в м3) расходуется на промывку одного фильтра в сутки.
- tпр - сколько времени фильтр простаивает, пока осуществляется промывка.
Последние 2 параметра можно взять из паспортных данных фильтра.
Для оценки количества необходимого числа фильтров сначала выполняется расчет общей поверхности, на которой идет фильтрование, а потом оценивается количество необходимых устройств. При этом учитывается, что в состав фильтровальной станции должно входить не менее четырех фильтров, если речь идет о производительности 1600 кубометров в сутки. Если же производительность системы составляет более 8 тысяч кубометров, то количество фильтров считают по формуле:
N = (F)0,5 / 2, где F – площадь фильтрования с учетом того, что нужно выдерживать соотношение, в котором учитывается количество фильтров, находящихся в данный момент в ремонте, скорость фильтрации при включении форсированного режима.
Не стоит забывать и о других способах обезжелезивания. Возможно, что в вашем случае они позволят получить оптимальные результаты при небольших затратах на водоподготовку и очистку.
