Λήψη αλάτων σιδήρου. Μεγάλη εγκυκλοπαίδεια του πετρελαίου και του φυσικού αερίου

Ο απαιτούμενος βαθμός απομάκρυνσης του νερού από σίδηρο θα καθοριστεί από τους τελικούς σκοπούς για τους οποίους θα χρησιμοποιηθεί αυτό το νερό. Και παρόλο που σήμερα δεν υπάρχει ενιαία καθολική μέθοδος για την πολύπλοκη αφαίρεση όλων υπάρχουσες μορφέςσίδηρος από νερό, χρησιμοποιώντας ένα ή άλλο σχήμα καθαρισμού, μπορείτε να επιτύχετε το επιθυμητό αποτέλεσμα σε κάθε περίπτωση.

Οξειδωτική αφαίρεση σιδήρου

Οι παραδοσιακές μέθοδοι αφαίρεσης σιδήρου από το νερό βασίζονται στην οξείδωση του σιδήρου με ατμοσφαιρικό οξυγόνο (αερισμός) και ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες (χλώριο, υπερμαγγανικό κάλιο, υπεροξείδιο του υδρογόνου, όζον) σε τρισθενή κατάσταση, με το σχηματισμό αδιάλυτου υδροξειδίου του σιδήρου (III). , το οποίο στη συνέχεια απομακρύνεται με καθίζηση, καθίζηση με προσθήκη πηκτικών και κροκιδωτών (А-Т 9.303) και (ή) διήθηση.

Εξαερισμός

Η οξείδωση του σιδήρου με αερισμό μπορεί να πραγματοποιηθεί με: εκροή (οι λεγόμενες εγκαταστάσεις ψεκασμού), ντους, χρήση εγχυτήρα, εκτοξευτήρα ή συμπιεστή, εισαγωγή αέρα στον σωλήνα υπό πίεση, φυσαλίδες.

Σε πολλές περιπτώσεις, το νερό που έχει υποστεί αφαίρεση σιδήρου με αερισμό, ακολουθούμενη από καθίζηση και διήθηση, είναι ήδη κατάλληλο για πόσιμο. Σύμφωνα με ένα τέτοιο απλοποιημένο σχήμα, η απομάκρυνση σιδήρου είναι αποτελεσματική όταν η αρχική συγκέντρωση σιδήρου δεν υπερβαίνει τα 10 mg / ml (με περιεκτικότητα σε σίδηρο τουλάχιστον 70% του συνόλου), η συγκέντρωση H2S δεν είναι μεγαλύτερη από 2,5 mg / l . Το δυναμικό οξειδοαναγωγής (δυναμικό οξειδοαναγωγής) του νερού μετά τον αερισμό δεν πρέπει να είναι μικρότερο από 100 mV και ο δείκτης σταθερότητας (δείκτης Langelier) δεν πρέπει να είναι μικρότερος από 0,05.

Η επιλογή της απλοποιημένης μεθόδου αερισμού εξαρτάται από τις παραμέτρους του νερού της πηγής. Έτσι, εάν η συγκέντρωση του υδρόθειου είναι πάνω από 0,5 mg / l και το ελεύθερο διοξείδιο του άνθρακα είναι περισσότερο από 40 mg / l, δεν απαιτείται η εισαγωγή αέρα στον αγωγό υπό πίεση - αρκεί να παρέχεται ένα ανοιχτό δοχείο με ελεύθερη εκροή νερού σε αυτό. Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας εκροή ή ντους.

Μια ενδιαφέρουσα εξέλιξη των εγχώριων κατασκευαστών (JSC "ITEM") σε σχέση με την επιτάχυνση της διαδικασίας οξείδωσης του σιδήρου με αερισμό είναι η εγκατάσταση υπερηχητικού καθαρισμού νερού SUOK-VP (Εικ. 1). Η διαδικασία μετατροπής του σιδήρου σε αδιάλυτο υδροξείδιο του σιδήρου (III) επιταχύνεται σε αυτήν την εγκατάσταση με ανάμιξη του επεξεργασμένου νερού με ατμοσφαιρικό οξυγόνο στον εκτοξευτήρα και έγχυση του μείγματος κάτω από μεγάλη πίεσησε δοχείο αποθήκευσης. Σε αυτή την περίπτωση, λόγω της υπέρβασης του φράγματος υπερηχητικής ταχύτητας, το νερό συνθλίβεται σε πιτσιλιές υπομικρών και απότομη μείωση του χρόνου οξείδωσης του σιδήρου (χιλιάδες φορές). Επιπλέον, η αρχική περιεκτικότητα σε νερό που υποβάλλεται σε επεξεργασία στο SUOK-VP μπορεί να φτάσει τα 40 mg/l και στην έξοδο μπορεί να είναι 0,1-0,3 mg/l, ανάλογα με το μοντέλο του φυτού που χρησιμοποιείται.

Οξείδωση σιδήρου με την προσθήκη ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων

Η προσθήκη ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων στο νερό εντείνει σημαντικά τη διαδικασία οξείδωσης του σιδήρου. Η χλωρίωση είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη, η οποία επιτρέπει επίσης την επίλυση του προβλήματος της απολύμανσης του νερού και η οζονοποίηση είναι η πιο αποτελεσματική (Εικ. 2). Μόνο και μόνο επειδή, με εξαίρεση το όζον, άλλα οξειδωτικά μέσα είναι αναποτελεσματικά σε σχέση με τον οργανικό σίδηρο. Ωστόσο, ο οζονισμός είναι επίσης η πιο ακριβή μέθοδος, που απαιτεί μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, η απομάκρυνση του σιδήρου γίνεται σχεδόν πάντα ταυτόχρονα με την απομάκρυνση του μαγγανίου από το νερό, το οποίο οξειδώνεται πολύ πιο δύσκολα από το σίδηρο και σε υψηλότερες τιμές pH.

Καταβύθιση κολλοειδούς σιδήρου με παραδοσιακό βιομηχανικό τρόπο

Υπό κανονικές συνθήκες, η διαδικασία καθίζησης κολλοειδών σωματιδίων υδροξειδίου του σιδήρου (μέγεθος σωματιδίων 1-3 μικρά) κατά την καθίζηση είναι αργή. Η μεγέθυνση των σωματιδίων και, κατά συνέπεια, η επιτάχυνση της εναπόθεσης επιτυγχάνεται με την προσθήκη πηκτικών. Αυτό απαιτείται επίσης από τη χρήση φίλτρων άμμου ή ανθρακίτη σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας, τα οποία δεν είναι ικανά να συγκρατούν λεπτά σωματίδια. Εξίσου άσχημα, αυτά τα φίλτρα διατηρούν οργανικό σίδηρο.

Η αργή καθίζηση των κολλοειδών σωματιδίων του υδροξειδίου του σιδήρου (III), σε συνδυασμό με τη χαμηλή απόδοση της χρήσης οξειδωτικών παραγόντων και τον αερισμό σε σχέση με τον οργανικό σίδηρο, καθώς και ο περιορισμός στην ανώτερη συγκέντρωση σιδήρου στο νερό της πηγής, το καθιστά είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί το παραδοσιακό βιομηχανικό σύστημα αποσιδερώματος σε σχετικά μικρά αυτόνομα συστήματα που λειτουργούν με υψηλή παραγωγικότητα. Σε τέτοια σχήματα, χρησιμοποιούνται άλλες εγκαταστάσεις, στις οποίες η αφαίρεση σιδήρου πραγματοποιείται σύμφωνα με τις αρχές της καταλυτικής οξείδωσης, ακολουθούμενη από διήθηση και ανταλλαγή ιόντων.

Καταλυτική οξείδωση με διήθηση

Αυτή είναι η μέθοδος που χρησιμοποιείται περισσότερο σήμερα για τη βιομηχανική παροχή νερού μεμονωμένων, όχι των μεγαλύτερων επιχειρήσεων, μεμονωμένων εξοχικών σπιτιών. Οι εγκαταστάσεις για καταλυτική οξείδωση και διήθηση είναι συμπαγείς και έχουν αρκετά υψηλή παραγωγικότητα (0,5-20,0 m3/h ή περισσότερο, ανάλογα με το ροφητικό, την αρχική ποιότητα του νερού, τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της δεξαμενής - κύλινδρος από υαλοβάμβακα ή ανοξείδωτο χάλυβα). Η αντίδραση οξείδωσης του σιδήρου λαμβάνει χώρα μέσα στη δεξαμενή του φυτού στους κόκκους επίχωσης - ένα ειδικό μέσο φίλτρου με καταλυτικές ιδιότητες. Πρώτα απ 'όλα, οι καταλυτικές και διηθητικές ιδιότητες αυτών των υλικών καθορίζονται από το υψηλό πορώδες τους, το οποίο παρέχει ένα περιβάλλον για την εκδήλωση της αντίδρασης οξείδωσης και καθορίζει την ικανότητα απορρόφησης.

Το συνθετικό υλικό Birm χρησιμοποιείται ευρέως ως καταλυτικό στρώμα, το οποίο καθιστά δυνατή την αποτελεσματική και οικονομική απομάκρυνση των ενώσεων σιδήρου και μαγγανίου χαμηλών και μεσαίων συγκεντρώσεων από το νερό. Οι μονάδες γεμάτες Birm τροφοδοτούνται με προ-αερισμένο νερό. Η αναλογία του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό πρέπει να είναι τουλάχιστον 15% της αναλογίας σιδήρου (ή σιδήρου και μαγγανίου). Το υψηλό πορώδες του υλικού και η χαμηλή πυκνότητα όγκου (0,7-0,8 g/cm3) διευκολύνουν την απομάκρυνση των ιζημάτων κατά την αντίστροφη πλύση. Η αλκαλικότητα στο νερό της πηγής πρέπει να είναι διπλάσια από τη συγκέντρωση των χλωριδίων και των θειικών αλάτων. Τα μειονεκτήματα του υλικού Birm είναι η υψηλή του τάση σε τριβή, λόγω της οποίας χάνεται έως και 10-15% της επίχωσης ετησίως, και όχι το ευρύτερο εύρος τιμών pH λειτουργίας - 8,0-9,0. Το πλεονέκτημά του είναι το χαμηλό κόστος.

Τα καταλυτικά γεμίσματα που βασίζονται σε φυσικά ορυκτά, όπως ο δολομίτης, ο ζεόλιθος και ο γλαυκονίτης, χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως. Χρησιμοποιείται επίσης συνθετικός ζεόλιθος.

Με βάση δολομίτη που περιέχει ανθρακικό ασβέστιο και μαγνήσιο, παράγονται καταλυτικά υλικά πλήρωσης όπως Magnofilt και Damfer, τα οποία χαρακτηρίζονται από υψηλό πορώδες, το οποίο συμβάλλει στην εκδήλωση καταλυτικών ιδιοτήτων, σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας και στην αλκαλική αντίδραση. Η αλκαλοποίηση του μέσου επιταχύνει την αντίδραση οξείδωσης του σιδήρου με οξυγόνο διαλυμένο στο νερό. Κατά τη θερμική επεξεργασία, το ανθρακικό μαγνήσιο που περιέχεται στον δολομίτη μετατρέπεται σε οξείδιο MgO, κατά την επαφή με το νερό, το οξείδιο υδρολύεται και απελευθερώνει ιόντα υδροξυλίου στο διάλυμα, τα οποία με τη σειρά τους δεσμεύουν ιόντα υδρογόνου και βοηθούν στην επιτάχυνση της οξείδωσης του σιδήρου. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι χαρακτηριστικό για όλα τα υλικά φίλτρων με καταλυτικές ιδιότητες με βάση τον δολομίτη. Οι κόκκοι δολομίτη, μεταξύ άλλων, είναι χημικά ανθεκτικοί και πολύ ανθεκτικοί, επομένως πρακτικά δεν καταναλώνονται κατά τη λειτουργία. Για το Magnofilt, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί: έλαια και υδρόθειο δεν πρέπει να υπάρχουν στο νερό της πηγής, η περιεκτικότητα σε οργανικές ουσίες δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 4-5 mg / l, η αναλογία του διαλυμένου οξυγόνου πρέπει να είναι 15% υψηλότερη από την αναλογία του διαλυμένο σίδηρο, pH = 6,8-8, πέντε. Σε υψηλότερες τιμές pH, σχηματίζονται κολλοειδείς μορφές τρισθενούς σιδήρου, οι οποίες είναι δύσκολο να φιλτράρονται. Η χλωρίωση μειώνει τη δραστηριότητα αυτού του υλικού, επομένως η δόση του χλωρίου πρέπει να είναι ελάχιστη.

Ο αποσβεστήρας έχει επιπλέον πλεονεκτήματα. Οι καταλυτικές ιδιότητες του δολομίτη ενισχύονται από το γεγονός ότι στο στάδιο της θερμικής επεξεργασίας ο σίδηρος εισάγεται στο υλικό σε καταλυτικά ενεργή μορφή, καθώς και άλλα καταλυτικά πρόσθετα: χαλκός, άργυρος, μαγγάνιο, φωσφορικά άλατα. Η παρουσία αργύρου σε αυτό το υλικό καθιστά επίσης δυνατή την καταστολή της ανάπτυξης βακτηρίων σιδήρου. Σε σύγκριση με το υλικό Birm, ο ρυθμός οξείδωσης του σιδήρου στο Damfer είναι 250 φορές υψηλότερος. Επιπλέον, αυτό το υλικό μπορεί να λειτουργήσει σε τιμές pH κάτω από 6,0, καθαρίζει το νερό τόσο από σίδηρο όσο και από σίδηρο και δεν δηλητηριάζεται από υδρόθειο και υπολειμματικό χλώριο. Το στρώμα υδροξειδίου του σιδήρου (III) που σχηματίζεται κατά τον καθαρισμό των κόκκων Damfer ενισχύει περαιτέρω τις καταλυτικές του ιδιότητες. Πρώτον, προάγει την καταλυτική οξείδωση του σιδήρου και δεύτερον, έχοντας μια σπογγώδη δομή, είναι ένα πρόσθετο ροφητικό, απορροφώντας σωματίδια άμμου, αργίλου, βαρέων μετάλλων και ακόμη και χουμικών οξέων.

Ένα άλλο ευρέως χρησιμοποιούμενο καταλυτικό οξειδωτικό υλικό διήθησης, το Glauconite Manganese Greensand, λαμβάνεται από την πράσινη άμμο του γλαυκονίτη. Κατά τη διαδικασία επεξεργασίας άμμου γλαυκονίτη, εισάγονται υψηλότερα οξείδια μαγγανίου στη σύνθεση Greensand, τα οποία παρέχουν πρόσθετη οξειδωτική ικανότητα αυτού του υλικού. Επιπλέον, εκτός από τις δικές του καταλυτικές και οξειδωτικές ιδιότητες, το Greensand δεσμεύει οξειδωτικά μέσα όπως το υπερμαγγανικό κάλιο, το χλώριο και το διαλυμένο οξυγόνο. Όλα αυτά εξασφαλίζουν υψηλή ταχύτητα και πληρότητα των οξειδωτικών αντιδράσεων. Η Greensand έχει την υψηλότερη ικανότητα απορρόφησης, είναι αποτελεσματική στην επεξεργασία νερού με υψηλές συγκεντρώσεις σιδήρου και μαγγανίου (έως 10 mg/l συνολικά) σε ευρύ φάσμα pH - 6,2-8,8. Τα συστήματα επίχωσης από αυτό το υλικό χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό του νερού από φρεάτια οποιουδήποτε βάθους. Το υδρόθειο οξειδώνεται σε αδιάλυτα θειικά άλατα. Τα ιζήματα φιλτράρονται από το στρώμα Greensand και τα συνοδευτικά στρώματα φίλτρου. Το ροφητικό δεν επηρεάζεται από μικροοργανισμούς, οργανικές ακαθαρσίες και δεν χρειάζεται απολύμανση. Η αναγέννηση του μέσου πραγματοποιείται με διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου και ακολουθεί πλύση με νερό πηγής.

Υπάρχουν και άλλα υλικά με καταλυτική και οξειδωτική δράση που χρησιμοποιούνται ως επίχωμα για το σιδέρωμα φίλτρων, αλλά με το παράδειγμα των παραπάνω, μπορείτε να πάρετε μια ιδέα για τις βασικές αρχές αφαίρεσης σιδήρου με αυτόν τον τρόπο.

Μέθοδος ιοντοανταλλαγής αφαίρεσης σιδήρου

Για την απομάκρυνση του σιδήρου με αυτή τη μέθοδο, χρησιμοποιούνται κατιονανταλλάκτες (Εικ. 3). Επιπλέον, οι συνθετικές ιονανταλλακτικές ρητίνες αντικαθιστούν όλο και περισσότερο τον ζεόλιθο και άλλους φυσικούς ιονανταλλάκτες. Σε αυτή την περίπτωση, η αποτελεσματικότητα της χρήσης ανταλλαγής ιόντων αυξάνεται σημαντικά.

Κάθε εναλλάκτης κατιόντων είναι ικανός να αφαιρεί όχι μόνο τον διαλυμένο σίδηρο από το νερό, αλλά και άλλα δισθενή μέταλλα, ιδιαίτερα το ασβέστιο και το μαγνήσιο, για τα οποία χρησιμοποιούνται κυρίως. Θεωρητικά, η μέθοδος ανταλλαγής ιόντων μπορεί να αφαιρέσει πολύ υψηλές συγκεντρώσειςσίδηρο, χωρίς να χρειάζεται το στάδιο της οξείδωσης του διαλυμένου σιδήρου για να ληφθεί αδιάλυτο υδροξείδιο. Ωστόσο, στην πράξη, η εφαρμογή αυτής της μεθόδου είναι σημαντικά περιορισμένη.

Πρώτα απ 'όλα, η χρήση ανταλλαγής ιόντων για την απομάκρυνση σιδήρου περιορίζει την παρουσία σιδήρου σιδήρου, ο οποίος "φράζει" γρήγορα τη ρητίνη και ξεπλένεται άσχημα από εκεί. Επομένως, οποιαδήποτε παρουσία οξυγόνου ή άλλων οξειδωτικών παραγόντων στο νερό που διέρχεται μέσω του ιοντοανταλλάκτη είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητη. Αυτό επιβάλλει επίσης έναν περιορισμό στο εύρος των τιμών pH στο οποίο η ρητίνη είναι αποτελεσματική.

Σε πολλές περιπτώσεις, η χρήση ρητινών ανταλλαγής ιόντων για την απομάκρυνση σιδήρου δεν είναι πρακτική, καθώς, έχοντας υψηλότερη συγγένεια για τους εναλλάκτες κατιόντων, ο σίδηρος μειώνει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης των ιόντων ασβεστίου και μαγγανίου από αυτά και την πραγματοποίηση γενικής αφαλάτωσης. Η παρουσία οργανικών ουσιών στο νερό, συμπεριλαμβανομένου του οργανικού σιδήρου, οδηγεί στην ταχεία ανάπτυξη της ιοντοανταλλακτικής ρητίνης με ένα οργανικό φιλμ που χρησιμεύει ως θρεπτικό μέσο για τα βακτήρια. Ως εκ τούτου, οι ιοντοανταλλάκτες κατιόντων χρησιμοποιούνται συνήθως για την αφαίρεση σιδήρου μόνο στις περιπτώσεις όπου απαιτείται πρόσθετος καθαρισμός του νερού σε αυτήν την παράμετρο μέχρι την ίδια χαμηλές συγκεντρώσειςκαι όταν είναι δυνατή η ταυτόχρονη αφαίρεση των ιόντων σκληρότητας.

Αφαίρεση σιδήρου με μεθόδους μεμβράνης

Οι μεμβράνες μικροδιήθησης είναι κατάλληλες για την αφαίρεση κολλοειδών σωματιδίων υδροξειδίου του σιδήρου (III). Οι μεμβράνες υπερδιήθησης και νανοδιήθησης είναι επίσης ικανές να απομακρύνουν τον κολλοειδή και βακτηριακό οργανικό σίδηρο και η μέθοδος της αντίστροφης όσμωσης επιτρέπει την αφαίρεση έως και 98% του δισθενούς σιδήρου που έχει διαλυθεί στο νερό. Ωστόσο, οι μέθοδοι μεμβράνης είναι ακριβές και δεν έχουν σχεδιαστεί ειδικά για την αφαίρεση σιδήρου. Αυτό συμβαίνει στη διαδικασία της απολύμανσης του νερού (μεμβράνες μικροδιήθησης), με τον βαθύ καθαρισμό του (υπερδιήθηση και νανοδιήθηση) ή την αφαλάτωση (αντίστροφη όσμωση). Επιπλέον, οι μεμβράνες ξεπερνούν εύκολα με ένα οργανικό φιλμ και φράσσονται με αδιάλυτα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένης της σκουριάς, και επίσης απορροφούν τον διαλυμένο σίδηρο και χάνουν την ικανότητα να συγκρατούν αποτελεσματικά άλλες ουσίες. Οι κατασκευαστές μεμβρανών αντίστροφης όσμωσης εγγυώνται τη διατήρηση των τεχνολογικών ιδιοτήτων τους κατά τη λειτουργία με συνολική περιεκτικότητα σε σίδηρο σε νερό όχι μεγαλύτερη από 0,1-0,3 mg/l, αιωρούμενες ακαθαρσίες - όχι περισσότερο από 0,5-0,6 mg/l, ικανότητα οξείδωσης υπερμαγγανικού - όχι περισσότερο από 5 mg O2/l και κολλοειδής δείκτης όχι περισσότερο από 2-4 μονάδες (παράμετροι που λαμβάνουν υπόψη την περιεκτικότητα σε οργανικό σίδηρο).

Ωστόσο, η χρήση μεθόδων μεμβράνης δικαιολογείται όπου είναι απλώς απαραίτητη υψηλός βαθμόςκαθαρισμός νερού, συμπεριλαμβανομένης της αφαίρεσης σιδήρου, για παράδειγμα, σε ιατρικές ή Βιομηχανία τροφίμων(Εικ. 4).

Βιολογική αφαίρεση σιδήρου

Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση βακτηρίων σιδήρου που οξειδώνουν τον δισθενή διαλυμένο σίδηρο σε τρισθενή σίδηρο για τον καθαρισμό του νερού, ακολουθούμενη από την αφαίρεση κολλοειδών και βακτηριακών μεμβρανών σε δεξαμενές καθίζησης και φίλτρα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτός είναι ο μόνος βιώσιμος τρόπος μείωσης της περιεκτικότητας του νερού σε σίδηρο. Πρώτα απ 'όλα, όταν η συγκέντρωση σιδήρου στο νερό είναι ιδιαίτερα υψηλή, πάνω από 40 mg/l. Η βιολογική αφαίρεση σιδήρου χρησιμοποιείται επίσης εάν το νερό περιέχει υψηλή περιεκτικότητα σε υδρόθειο και διοξείδιο του άνθρακα. Τέτοιο νερό με πολύ χαμηλό ποσοστόΤο pH δεν μπορεί να καθαριστεί από την περίσσεια σιδήρου με την απλοποιημένη μέθοδο αερισμού. Υποβάλλεται σε διήθηση μέσω βακτηριακών αποικιών σε αργά φίλτρα με φόρτιση άμμου και χαλίκι. Στη συνέχεια υποβάλλεται σε καθαρισμό ρόφησης για να συγκρατήσει τα απόβλητα των βακτηρίων και απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία.

Λεξικό όρων:

:Κατιονεναλλάκτες:- ιοντοανταλλακτες ροφητές ικανοί να ανταλλάσσουν κατιόντα κατά την επαφή με διαλύματα ηλεκτρολυτών.

:Εναλλάκτες ιόντων (ιοντοανταλλάκτες, ιοντοανταλλακτες ροφητές):- ουσίες ικανές για ανταλλαγή ιόντων κατά την επαφή με διαλύματα ηλεκτρολυτών.

:Ρητίνες ανταλλαγής ιόντων:- πολυμερή ανταλλαγής ιόντων, συνθετικοί οργανικοί εναλλάκτες ιόντων. Στερεά, αδιάλυτα, περιορισμένη διόγκωση σε διαλύματα ηλεκτρολυτών και οργανικούς διαλύτες, διασυνδεδεμένα πολυμερή ικανά για ηλεκτρολυτική διάσταση και ανταλλαγή ιόντων κατά την επαφή με διαλύματα ηλεκτρολυτών.

:Δυνατότητα οξειδοαναγωγής:- δυνητικός χημικά στοιχείασε μια σειρά ηλεκτροχημικών τάσεων σε σχέση με το δυναμικό ενός κανονικού ηλεκτροδίου υδρογόνου στους 18°C ​​και συγκέντρωση ηλεκτρολύτη 1 και

Σελίδα 1

Η οξείδωση του σιδήρου (II) σε σίδηρο (III) μπορεί να πραγματοποιηθεί σε αλκαλικό περιβάλλον με τους περισσότερους οξειδωτικούς παράγοντες και ατμοσφαιρικό οξυγόνο και σε όξινο περιβάλλον με νιτρικό και υπερχλωρικό οξύ και ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Τα ιόντα μαγγανίου οξειδώνονται από διάφορους οξειδωτικούς παράγοντες, σχηματίζοντας έγχρωμα ανιόντα διαφόρων καταστάσεων οξείδωσης του μαγγανίου. Οι αναγωγικοί παράγοντες σε όξινο περιβάλλον μειώνουν τις ενώσεις μαγγανίου, χρωμίου, σιδήρου και βισμούθιου από τις υψηλότερες καταστάσεις οξείδωσης σε ενώσεις χαμηλότερων καταστάσεων οξείδωσης, τα ιόντα Β13 μπορούν να αναχθούν σε μεταλλική κατάσταση.

Η οξείδωση του σιδήρου από υπερθερμασμένους υδρατμούς συμβαίνει σε θερμοκρασίες πάνω από 450 C. Μέχρι τη θερμοκρασία των 500 C, ο ρυθμός διάβρωσης ατμού-νερού είναι χαμηλός, αλλά με περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας, αυξάνεται απότομα.

Η οξείδωση του σιδήρου από υδρατμούς υπακούει σε έναν εκθετικό νόμο που περιγράφεται από την εξίσωση Arrhenius, και επομένως ο ρυθμός διάχυσης των ιόντων σιδήρου και η αντίθετη διάχυση των ιόντων οξυγόνου στη στερεά φάση είναι το περιοριστικό στάδιο της αναγωγής του οξειδίου του σιδήρου.

Η οξείδωση του σιδήρου πραγματοποιείται σε δυναμικό 545 mV.

Η οξείδωση του σιδήρου μπροστά από το μπροστινό μέρος της μεμβράνης υγρού οξειδίου εμφανίζεται επίσης άνισα. Στο στρώμα σκωρίας, η επιλεκτική οξείδωση των συστατικών του σιδήρου λαμβάνει χώρα με την εισαγωγή οξυγόνου στο επιφανειακό στρώμα και τη μετατόπιση του άνθρακα στο φιλμ του τηγμένου μετάλλου στη διεπιφάνεια μεταξύ της φάσης σκωρίας και του στερεού μετάλλου.

Οξείδωση του σιδήρου με διοξείδιο του άνθρακα, ακόμη και παρουσία της επαφής του με άνθρακα και ταυτόχρονης αεριοποίησης του C, παρατηρήθηκε πράγματι στις μελέτες που πραγματοποιήθηκαν.

Η οξείδωση του σιδήρου περιπλέκεται από το σχηματισμό τριών ξεχωριστών στρωμάτων οξειδίων του σιδήρου, η αναλογία καθενός από τα οποία στο συνολικό πάχος του φιλμ ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη μερική πίεση Oa. Τα δεδομένα που λαμβάνονται από διαφορετικές μελέτες χαρακτηρίζονται από κακή σύγκλιση, σε κάποιο βαθμό αυτό μπορεί να εξηγηθεί από την άνιση καθαρότητα του σιδήρου που χρησιμοποιείται σε διάφορες δοκιμές, ιδίως όσον αφορά την περιεκτικότητα σε άνθρακα.

Η οξείδωση του σιδήρου είναι, κατά συνέπεια, μια πράξη αναπνοής των βακτηρίων σιδήρου και αντικαθιστά για αυτά την οξείδωση του άνθρακα που συμβαίνει στους οργανισμούς των ανώτερων ζώων.

Η οξείδωση του σιδήρου και του μαγγανίου και η εναπόθεση των οξειδίων τους στα περιβλήματα αυτών των βακτηρίων δεν συνδέεται με την παραγωγή ενέργειας τους. Η οξείδωση του Fe2 σε pH 6 - 8 μπορεί να οδηγήσει σε διαδικασίες τόσο χημικής όσο και βιολογικής φύσης. Η οξείδωση του μαγγανίου υπό αυτές τις συνθήκες έχει βιολογικό χαρακτήρα. Η διαδικασία εντοπίζεται σε περιβλήματα όπου συγκεντρώνονται μεταβολικά προϊόντα και εξωκυτταρικά ένζυμα. Τα μεταλλαγμένα που δεν είχαν περιβλήματα δεν συσσώρευσαν οξείδια σιδήρου και μαγγανίου. Έτσι, με τη βοήθεια ανηγμένων μορφών σιδήρου και μαγγανίου, εξασφαλίζεται η απομάκρυνση του H2O2, ενός τοξικού προϊόντος του κυτταρικού μεταβολισμού.

Ο απαιτούμενος βαθμός απομάκρυνσης του νερού από σίδηρο θα καθοριστεί από τους τελικούς σκοπούς για τους οποίους θα χρησιμοποιηθεί αυτό το νερό. Και παρόλο που σήμερα δεν υπάρχει ενιαία καθολική μέθοδος για την πολύπλοκη αφαίρεση όλων των υπαρχόντων μορφών σιδήρου από το νερό, χρησιμοποιώντας ένα ή άλλο σχήμα καθαρισμού, είναι δυνατό να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση.

• Οξείδωση σιδήρου με την προσθήκη ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων
• Καταβύθιση κολλοειδούς σιδήρου με παραδοσιακό βιομηχανικό τρόπο

ΑΦΑΙΡΕΣΗ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ ΣΙΔΗΡΟΥ
Οι παραδοσιακές μέθοδοι αφαίρεσης σιδήρου από το νερό βασίζονται στην οξείδωση του σιδήρου με ατμοσφαιρικό οξυγόνο (αερισμός) και ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες (χλώριο, υπερμαγγανικό κάλιο, υπεροξείδιο του υδρογόνου, όζον) σε τρισθενή κατάσταση, με το σχηματισμό αδιάλυτου υδροξειδίου του σιδήρου (III). , το οποίο στη συνέχεια απομακρύνεται με καθίζηση, καθίζηση με προσθήκη πηκτικών και κροκιδωτών και (ή) διήθηση.

ΕΞΑΕΡΙΣΜΟΣ
Η οξείδωση του σιδήρου με αερισμό μπορεί να πραγματοποιηθεί με: εκροή (οι λεγόμενες εγκαταστάσεις ψεκασμού), ντους, χρήση εγχυτήρα, εκτοξευτήρα ή συμπιεστή, εισαγωγή αέρα στον σωλήνα υπό πίεση, φυσαλίδες. Σε πολλές περιπτώσεις, το νερό που έχει υποστεί αφαίρεση σιδήρου με αερισμό, ακολουθούμενη από καθίζηση και διήθηση, είναι ήδη κατάλληλο για πόσιμο. Σύμφωνα με ένα τέτοιο απλοποιημένο σχήμα, η απομάκρυνση του σιδήρου είναι αποτελεσματική, γενικά), η συγκέντρωση του H2S δεν είναι μεγαλύτερη από 2,5 mg / l. Το δυναμικό οξειδοαναγωγής (δυναμικό οξειδοαναγωγής) του νερού μετά τον αερισμό δεν πρέπει να είναι μικρότερο από 100 mV και ο δείκτης σταθερότητας (δείκτης Langelier) δεν πρέπει να είναι μικρότερος από 0,05. Όταν η αρχική συγκέντρωση σιδήρου δεν υπερβαίνει τα 10 mg/ml με περιεκτικότητα σε σιδηρούχο σίδηρο τουλάχιστον 70%. Η επιλογή της απλοποιημένης μεθόδου αερισμού εξαρτάται από τις παραμέτρους του νερού της πηγής. Έτσι, εάν η συγκέντρωση του υδρόθειου είναι υψηλότερη από 0,5 mg / l και το ελεύθερο διοξείδιο του άνθρακα είναι μεγαλύτερη από 40 mg / l, δεν απαιτείται η εισαγωγή αέρα στον αγωγό υπό πίεση - αρκεί να παρέχεται ένα ανοιχτό δοχείο με μια ελεύθερη εκροή νερού σε αυτό. Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας εκροή ή ντους.

ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΔΙΘΥΜΟΥ ΣΙΔΗΡΟΥ
Η προσθήκη ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων στο νερό εντείνει σημαντικά τη διαδικασία οξείδωσης του σιδήρου. Η χλωρίωση είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη, η οποία επιτρέπει επίσης την επίλυση του προβλήματος της απολύμανσης του νερού και ο οζονισμός είναι ο πιο αποτελεσματικός. Μόνο και μόνο επειδή, με εξαίρεση το όζον, άλλα οξειδωτικά μέσα είναι αναποτελεσματικά σε σχέση με τον οργανικό σίδηρο. Ωστόσο, ο οζονισμός είναι επίσης η πιο ακριβή μέθοδος, που απαιτεί μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, η απομάκρυνση του σιδήρου γίνεται σχεδόν πάντα ταυτόχρονα με την απομάκρυνση του μαγγανίου από το νερό, το οποίο οξειδώνεται πολύ πιο δύσκολα από το σίδηρο και σε υψηλότερες τιμές pH.

ΚΟΛΛΟΕΙΔΗ ΕΝΠΟΘΕΣΗ ΣΙΔΗΡΟΥ
Υπό κανονικές συνθήκες, η διαδικασία καθίζησης κολλοειδών σωματιδίων υδροξειδίου του σιδήρου (μέγεθος σωματιδίων 1–3 μm) κατά την καθίζηση συμβαίνει αργά. Η μεγέθυνση των σωματιδίων και, κατά συνέπεια, η επιτάχυνση της εναπόθεσης επιτυγχάνεται με την προσθήκη πηκτικών. Αυτό απαιτείται επίσης από τη χρήση φίλτρων άμμου ή ανθρακίτη σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας, τα οποία δεν είναι ικανά να συγκρατούν λεπτά σωματίδια. Εξίσου άσχημα, αυτά τα φίλτρα διατηρούν οργανικό σίδηρο. Η αργή καθίζηση των κολλοειδών σωματιδίων του υδροξειδίου του σιδήρου (III), σε συνδυασμό με τη χαμηλή απόδοση της χρήσης οξειδωτικών παραγόντων και τον αερισμό σε σχέση με τον οργανικό σίδηρο, καθώς και ο περιορισμός στην ανώτερη συγκέντρωση σιδήρου στο νερό της πηγής, το καθιστά είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί το παραδοσιακό βιομηχανικό σύστημα αποσιδερώματος σε σχετικά μικρά αυτόνομα συστήματα που λειτουργούν με υψηλή παραγωγικότητα. Σε τέτοια σχήματα, χρησιμοποιούνται άλλες εγκαταστάσεις, στις οποίες η αφαίρεση σιδήρου πραγματοποιείται σύμφωνα με τις αρχές της καταλυτικής οξείδωσης, ακολουθούμενη από διήθηση και ανταλλαγή ιόντων.

ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗ ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΜΕ ΔΙΗΘΗΣΗ
Αυτή είναι η μέθοδος που χρησιμοποιείται περισσότερο σήμερα για βιομηχανική παροχή νερού όχι των μεγαλύτερων επιχειρήσεων, μεμονωμένων εξοχικών σπιτιών. Οι εγκαταστάσεις για καταλυτική οξείδωση και διήθηση είναι συμπαγείς και έχουν αρκετά υψηλή παραγωγικότητα (0,5–20,0 m3/h ή περισσότερο, ανάλογα με το ροφητικό, την αρχική ποιότητα του νερού και τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της δεξαμενής - κύλινδρος από υαλοβάμβακα ή ανοξείδωτο χάλυβα). Η αντίδραση οξείδωσης του σιδήρου λαμβάνει χώρα μέσα στη δεξαμενή του φυτού στους κόκκους επίχωσης - ένα ειδικό μέσο φίλτρου με καταλυτικές ιδιότητες. Πρώτα απ 'όλα, οι καταλυτικές και διηθητικές ιδιότητες αυτών των υλικών καθορίζονται από το υψηλό πορώδες τους, το οποίο παρέχει ένα περιβάλλον για την εκδήλωση της αντίδρασης οξείδωσης και καθορίζει την ικανότητα απορρόφησης.
Το συνθετικό υλικό Birm χρησιμοποιείται ευρέως ως καταλυτικό στρώμα, το οποίο καθιστά δυνατή την αποτελεσματική και οικονομική απομάκρυνση των ενώσεων σιδήρου και μαγγανίου χαμηλών και μεσαίων συγκεντρώσεων από το νερό. Οι μονάδες γεμάτες Birm τροφοδοτούνται με προ-αερισμένο νερό. Η αναλογία του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό πρέπει να είναι τουλάχιστον 15% της αναλογίας σιδήρου (ή σιδήρου και μαγγανίου). Το υψηλό πορώδες του υλικού και η χαμηλή πυκνότητα όγκου (0,7–0,8 g/cm3) διευκολύνουν την αφαίρεση των ιζημάτων κατά την αντίστροφη πλύση. Η αλκαλικότητα στο νερό της πηγής πρέπει να είναι διπλάσια από τη συγκέντρωση των χλωριδίων και των θειικών αλάτων. Τα μειονεκτήματα του υλικού Birm είναι η υψηλή του τάση σε τριβή, λόγω της οποίας χάνεται έως και 10-15% της επίχωσης ετησίως, και όχι το ευρύτερο εύρος τιμών pH λειτουργίας - 8,0-9,0. Το πλεονέκτημά του είναι το χαμηλό κόστος.
Αρκετά ευρέως χρησιμοποιούνται και καταλυτικά γεμίσματα με βάση φυσικά μέταλλα, όπως ο ζεόλιθος, ο γλαυκονίτης. Χρησιμοποιείται επίσης συνθετικός ζεόλιθος.
Ένα άλλο ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό για καταλυτική οξειδωτική διήθηση, το Glauconite Manganese Greensand, λαμβάνεται από την πράσινη άμμο του γλαυκονίτη. Κατά τη διαδικασία επεξεργασίας άμμου γλαυκονίτη, εισάγονται υψηλότερα οξείδια μαγγανίου στη σύνθεση Greensand, τα οποία παρέχουν πρόσθετη οξειδωτική ικανότητα αυτού του υλικού. Επιπλέον, εκτός από τις δικές του καταλυτικές και οξειδωτικές ιδιότητες, το Greensand δεσμεύει οξειδωτικά μέσα όπως το υπερμαγγανικό κάλιο, το χλώριο και το διαλυμένο οξυγόνο. Όλα αυτά εξασφαλίζουν υψηλή ταχύτητα και πληρότητα των οξειδωτικών αντιδράσεων. Η Greensand έχει την υψηλότερη ικανότητα απορρόφησης και είναι αποτελεσματική στην επεξεργασία νερού με υψηλές συγκεντρώσεις σιδήρου και μαγγανίου (έως 10 mg/l συνολικά) σε ένα ευρύ φάσμα pH 6,2–8,8. Τα συστήματα επίχωσης από αυτό το υλικό χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό του νερού από φρεάτια οποιουδήποτε βάθους. Το υδρόθειο οξειδώνεται σε αδιάλυτα θειικά άλατα. Τα ιζήματα φιλτράρονται από το στρώμα Greensand και τα συνοδευτικά στρώματα φίλτρου. Το ροφητικό δεν επηρεάζεται από μικροοργανισμούς, οργανικές ακαθαρσίες και δεν χρειάζεται απολύμανση. Η αναγέννηση του μέσου πραγματοποιείται με διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου και ακολουθεί πλύση με νερό πηγής.
Υπάρχουν και άλλα υλικά με καταλυτική και οξειδωτική δράση που χρησιμοποιούνται ως επίχωμα για το σιδέρωμα φίλτρων, αλλά με το παράδειγμα των παραπάνω, μπορείτε να πάρετε μια ιδέα για τις βασικές αρχές αφαίρεσης σιδήρου με αυτόν τον τρόπο.
Το αυτόματο αντιδραστήριο αφαίρεσης σιδήρου με οξειδωτικό φίλτρο έχει σχεδιαστεί ως εξής: ο κύλινδρος, που είναι το σώμα του φίλτρου, είναι γεμάτος με ένα μέσο φίλτρου. Στο πάνω μέρος του κυλίνδρου είναι στερεωμένο ένα αυτόματο μηχάνημα, το οποίο αλλάζει την κατεύθυνση της ροής του νερού κατά τη διάρκεια των κύκλων φιλτραρίσματος και αναγέννησης και παρατηρεί τη βέλτιστη διάρκεια κάθε κύκλου. Το μηχάνημα ελέγχεται από χρονόμετρο ή ροόμετρο. Από το μηχάνημα μέσα στον κύλινδρο, ένας λεγόμενος σωλήνας ανύψωσης διέρχεται από ολόκληρο το μέσο φίλτρου. Το φίλτρο συνδέεται με τη δεξαμενή αντιδραστηρίου με έναν εύκαμπτο σωλήνα.
Κατά τη διάρκεια της διήθησης, το νερό διέρχεται από το μέσο φίλτρου από πάνω προς τα κάτω, ανεβαίνει μέσω του σωλήνα ανύψωσης και εξέρχεται από το εργαλείο αφαίρεσης σιδήρου. Αυτό ακολουθείται από έναν κύκλο αντίστροφης πλύσης: το νερό από το εξάρτημα εισόδου στέλνεται στον σωλήνα ανύψωσης νερού, χαλαρώνει τον ζεόλιθο μαγγανίου, μεταφέροντας ακαθαρσίες στην αποχέτευση. Στη συνέχεια ακολουθεί η επεξεργασία αντιδραστηρίου με διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου, αποκαθιστώντας χημική δραστηριότηταμέσο φίλτρου. Ακολουθεί ένας κύκλος πλύσης του ζεόλιθου μαγγανίου από τα υπολείμματα υπερμαγγανικού καλίου. Και τέλος, ο κύκλος πλήρωσης της δεξαμενής του αντιδραστηρίου με νερό, ο οποίος συνήθως συνδυάζεται με έναν κύκλο άμεσης έκπλυσης, κατά τον οποίο το μέσο φίλτρου «ζυμώνεται» από τη ροή του νερού. Μετά το τέλος της αναγέννησης, το φίλτρο είναι ξανά έτοιμο για χρήση.
Τα προϊόντα αφαίρεσης σιδήρου με έκπλυση αντιδραστηρίου απαιτούν περιοδική αναπλήρωση της δεξαμενής αντιδραστηρίου με υπερμαγγανικό κάλιο και τακτικό καθαρισμό της γραμμής εξαγωγής αντιδραστηρίου - το μέρος όπου κατακρημνίζεται ο διαλυμένος σίδηρος που οξειδώνεται από το υπερμαγγανικό κάλιο.
Ο σχεδιασμός ενός αφαίρεσης σιδήρου χωρίς αντιδραστήριο με μέσο καταλυτικού φίλτρου χαρακτηρίζεται από την απουσία δεξαμενής αντιδραστηρίου και τους αντίστοιχους κύκλους αναγέννησης. Οι ρύποι απομακρύνονται με αντίστροφη πλύση, που ακολουθείται αμέσως από έναν κύκλο έκπλυσης προς τα εμπρός.
Τα πλεονεκτήματα αυτού του εξοπλισμού περιλαμβάνουν τη λειτουργία χωρίς αντιδραστήριο. Μειονεκτήματα - το μέσο φίλτρου λειτουργεί σε πιο σοβαρές συνθήκες. Δεδομένου ότι η ταχύτητα του καταλυτικού μέσου είναι μικρότερη, χρειάζεται διπλάσια για να επιτευχθεί η ίδια απόδοση. Όταν το νερό προέρχεται απευθείας από ένα πηγάδι, απαιτείται εξοπλισμός για τον αερισμό του, ένα δοχείο επαφής παρουσία υδρόθειου ή περιεκτικότητας σε σίδηρο πάνω από ένα ορισμένο επίπεδο και ένα σύστημα αυτοματισμού για τον έλεγχο του εξοπλισμού αερισμού. Ο κίνδυνος αερισμού του κυλίνδρου κατά την εργασία σε γραμμή πίεσης και, ως εκ τούτου, η πιθανότητα κρούσης νερού.
Τα φίλτρα αφαίρεσης σιδήρου, ανεξάρτητα από το υλικό πλήρωσης, είναι αρκετά ανεπιτήδευτα στη λειτουργία και απαιτούν μόνο πλύσιμο για να αποφευχθεί το σχηματισμό συσσωματώματος του φίλτρου, το οποίο πραγματοποιείται σε αυτόματη λειτουργία.

ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ ΙΟΝΤΩΝ ΑΦΑΙΡΕΣΗΣ ΣΙΔΗΡΟΥ
Οι εναλλάκτες κατιόντων χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση του σιδήρου με αυτή τη μέθοδο. Επιπλέον, οι συνθετικές ιονανταλλακτικές ρητίνες αντικαθιστούν όλο και περισσότερο τον ζεόλιθο και άλλους φυσικούς ιονανταλλάκτες και η αποτελεσματικότητα της χρήσης ανταλλαγής ιόντων αυξάνεται σημαντικά.
Κάθε εναλλάκτης κατιόντων είναι ικανός να αφαιρεί όχι μόνο τον διαλυμένο σίδηρο από το νερό, αλλά και άλλα δισθενή μέταλλα, ιδιαίτερα το ασβέστιο και το μαγνήσιο, για τα οποία χρησιμοποιούνται κυρίως. Θεωρητικά, η ανταλλαγή ιόντων μπορεί να αφαιρέσει πολύ υψηλές συγκεντρώσεις σιδήρου από το νερό χωρίς να απαιτείται το στάδιο της οξείδωσης του διαλυμένου σιδήρου για την παραγωγή αδιάλυτου υδροξειδίου. Ωστόσο, στην πράξη, η εφαρμογή αυτής της μεθόδου είναι σημαντικά περιορισμένη.
Πρώτα απ 'όλα, η χρήση ανταλλαγής ιόντων για την αφαίρεση σιδήρου περιορίζει την παρουσία σιδήρου σιδήρου, ο οποίος "φράζει" γρήγορα τη ρητίνη και ξεπλένεται άσχημα από εκεί. Επομένως, οποιαδήποτε παρουσία οξυγόνου ή άλλων οξειδωτικών παραγόντων στο νερό που διέρχεται μέσω του ιοντοανταλλάκτη είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητη. Αυτό επιβάλλει επίσης έναν περιορισμό στο εύρος των τιμών pH στο οποίο η ρητίνη είναι αποτελεσματική. Σε πολλές περιπτώσεις, η χρήση ρητινών ανταλλαγής ιόντων για την απομάκρυνση σιδήρου δεν είναι πρακτική, επειδή, έχοντας υψηλότερη συγγένεια με κατιονανταλλάκτες, ο σίδηρος μειώνει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης των ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου από αυτά και της γενικής αφαλάτωσης. Η παρουσία οργανικών ουσιών στο νερό, συμπεριλαμβανομένου του οργανικού σιδήρου, οδηγεί στην ταχεία ανάπτυξη της ιοντοανταλλακτικής ρητίνης με ένα οργανικό φιλμ που χρησιμεύει ως θρεπτικό μέσο για τα βακτήρια. Επομένως, οι ιοντοανταλλάκτες κατιόντων χρησιμοποιούνται συνήθως για την αφαίρεση σιδήρου μόνο σε εκείνες τις περιπτώσεις όπου απαιτείται πρόσθετος καθαρισμός νερού για αυτήν την παράμετρο στις χαμηλότερες συγκεντρώσεις και όταν είναι δυνατή η ταυτόχρονη αφαίρεση ιόντων σκληρότητας.

ΑΦΑΙΡΕΣΗ ΣΙΔΗΡΟΥ ΜΕ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ
Οι μεμβράνες μικροδιήθησης είναι κατάλληλες για την αφαίρεση κολλοειδών σωματιδίων υδροξειδίου του σιδήρου (III). Οι μεμβράνες υπερδιήθησης και νανοδιήθησης είναι επίσης ικανές να απομακρύνουν τον κολλοειδή και βακτηριακό οργανικό σίδηρο και η μέθοδος της αντίστροφης όσμωσης επιτρέπει την αφαίρεση έως και 98% του δισθενούς σιδήρου που έχει διαλυθεί στο νερό. Ωστόσο, οι μέθοδοι μεμβράνης είναι ακριβές και δεν έχουν σχεδιαστεί ειδικά για την αφαίρεση σιδήρου. Αυτό συμβαίνει στη διαδικασία της απολύμανσης του νερού (μεμβράνες μικροδιήθησης), με τον βαθύ καθαρισμό του (υπερδιήθηση και νανοδιήθηση) ή την αφαλάτωση (αντίστροφη όσμωση). Επιπλέον, οι μεμβράνες ξεπερνούν εύκολα με ένα οργανικό φιλμ και φράσσονται με αδιάλυτα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένης της σκουριάς, και επίσης απορροφούν τον διαλυμένο σίδηρο και χάνουν την ικανότητα να συγκρατούν αποτελεσματικά άλλες ουσίες.
Οι κατασκευαστές μεμβρανών αντίστροφης όσμωσης εγγυώνται τη διατήρηση των τεχνολογικών ιδιοτήτων τους κατά τη λειτουργία με συνολική περιεκτικότητα σε σίδηρο σε νερό όχι μεγαλύτερη από 0,1-0,3 mg/l, αιωρούμενες ακαθαρσίες - όχι περισσότερο από 0,5-0,6 mg/l, ικανότητα οξείδωσης υπερμαγγανικού - όχι περισσότερο από 5 mg O2 / l και κολλοειδές δείκτη όχι περισσότερο από 2-4 μονάδες (παράμετροι που λαμβάνουν υπόψη την περιεκτικότητα σε οργανικό σίδηρο).
Ωστόσο, η χρήση μεθόδων μεμβράνης δικαιολογείται όταν ένας υψηλός βαθμός καθαρισμού του νερού είναι απλώς απαραίτητος, συμπεριλαμβανομένου του σιδήρου, για παράδειγμα, στη βιομηχανία ιατρικής ή τροφίμων.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΑΦΑΙΡΕΣΗ ΣΙΔΗΡΟΥ
Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση βακτηρίων σιδήρου που οξειδώνουν τον δισθενή διαλυμένο σίδηρο σε τρισθενή σίδηρο για τον καθαρισμό του νερού, ακολουθούμενη από την αφαίρεση κολλοειδών και βακτηριακών μεμβρανών σε δεξαμενές καθίζησης και φίλτρα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτός είναι ο μόνος βιώσιμος τρόπος μείωσης της περιεκτικότητας του νερού σε σίδηρο. Πρώτα απ 'όλα, όταν η συγκέντρωση του σιδήρου στο νερό είναι ιδιαίτερα υψηλή, πάνω από 40 mg/l. Η βιολογική αφαίρεση σιδήρου χρησιμοποιείται επίσης εάν το νερό περιέχει υψηλή περιεκτικότητα σε υδρόθειο και διοξείδιο του άνθρακα. Τέτοιο πολύ χαμηλό pH νερό δεν μπορεί να αφαιρεθεί από την περίσσεια σιδήρου με απλοποιημένο αερισμό. Υποβάλλεται σε διήθηση μέσω βακτηριακών αποικιών σε αργά φίλτρα με φόρτιση άμμου και χαλίκι. Στη συνέχεια υποβάλλεται σε καθαρισμό ρόφησης για να συγκρατήσει τα απόβλητα των βακτηρίων και απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία.

Μορφές σιδήρου σε φυσικές πηγές
Στο νερό των επιφανειακών πηγών, ο σίδηρος είναι συνήθως με τη μορφή οργανο-ορυκτών κολλοειδών συμπλοκών, ειδικότερα, με τη μορφή χουμικού οξέος σιδήρου και ενός λεπτού εναιωρήματος υδροξειδίου του σιδήρου. Ο θειικός σίδηρος FeSOi βρίσκεται στο νερό των ποταμών μολυσμένο από όξινα λύματα. Λόγω της παρουσίας διαλυμένου οξυγόνου στο νερό του ποταμού, ο σίδηρος σίδηρος Fe «οξειδώνεται σε σίδηρο Fe» Όταν το υδρόθειο HiS εμφανίζεται στο νερό, σχηματίζεται ένα λεπτώς διασκορπισμένο εναιώρημα θειούχου σιδήρου FeS.

Οι υπόγειες πηγές νερού χαρακτηρίζονται συντριπτικά από την παρουσία διαλυμένου διττανθρακικού σιδήρου Fe(HCCb):\, ο οποίος είναι αρκετά σταθερός απουσία οξειδωτικών παραγόντων και pH> 7,5. Σε υψηλή ανθρακική σκληρότητα, pH>10 και περιεκτικότητα σε Fe-""MOmg/l, το διττανθρακικό μπορεί να υδρολυθεί με το σχηματισμό διοξειδίου του άνθρακα.

Η συγκέντρωση του σιδήρου στα υπόγεια υπόγεια ύδατα κυμαίνεται από 0,5 έως 50 g/l. Στην Κεντρική περιοχή της Ρωσικής Ομοσπονδίας, συμπεριλαμβανομένης της περιοχής της Μόσχας, αυτή η τιμή κυμαίνεται από 0,3-10 mg/l. πιο συχνά - 3-5 mg / l, ανάλογα με τη γεωγραφική θέση και το βάθος της πηγής.

Τα αναερόβια (όχι σε επαφή με τον αέρα) διαφανή υπόγεια ύδατα μπορούν να περιέχουν ενώσεις δισθενούς σιδήρου (Fe ") έως και αρκετά mg/l χωρίς τη θολότητά τους όταν παρέχονται απευθείας από την πηγή. Ωστόσο, κατά την επαφή με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, ο σίδηρος οξειδώνεται σε ένα τρισθενές κολλοειδές κατάσταση, δίνοντας στο νερό χαρακτηριστικό κόκκινο-καφέ χρώμα.

Ο χρήστης παρατηρεί συχνά την παρακάτω εικόνα. την πρώτη στιγμή, το νερό που λαμβάνεται από το πηγάδι φαίνεται να είναι απολύτως καθαρό και διαφανές, αλλά με την πάροδο του χρόνου (από αρκετά λεπτά έως αρκετές ώρες) γίνεται θολό, αποκτώντας μια συγκεκριμένη σκιά. Όταν το νερό καθιζάνει, η θολότητα καθιζάνει, σχηματίζοντας ένα καφέ χαλαρό ίζημα (υδροξείδιο του σιδήρου). Η διαδικασία οξείδωσης του Fe-" σε FeJ" επιταχύνεται καταλυτικά από την παρουσία αλάτων χαλκού στο νερό, καθώς και από την επαφή του νερού με το προηγουμένως κατακρημνισμένο FefOHb.

Ανάλογα με τις συνθήκες (τιμή pH, θερμοκρασία, παρουσία οξειδωτικών ή αναγωγικών παραγόντων στο νερό, η συγκέντρωσή τους), η οξείδωση μπορεί να προηγηθεί της υδρόλυσης, να προχωρήσει παράλληλα με αυτήν ή το προϊόν υδρόλυσης του σιδήρου FefOHfe μπορεί να υποστεί οξείδωση.

Η επιλογή της βέλτιστης μεθόδου αποσιδερώματος εξαρτάται από τη γνώση των μορφών σιδήρου που υπάρχουν στα φυσικά νερά. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις του SNiP 2.04.02-84*, η μέθοδος αποσιδερώματος νερού, οι παράμετροι σχεδιασμού και οι δόσεις των αντιδραστηρίων θα πρέπει να λαμβάνονται με βάση τα αποτελέσματα των τεχνολογικών ερευνών που πραγματοποιούνται απευθείας στην πηγή παροχής νερού.

Μέθοδοι αφαίρεσης σιδήρου
Για την απομάκρυνση του σιδήρου των επιφανειακών υδάτων, χρησιμοποιούνται μόνο μέθοδοι αντιδραστηρίων, ακολουθούμενη από διήθηση. Η αποβολή των υπόγειων υδάτων πραγματοποιείται με διήθηση σε συνδυασμό με μία από τις μεθόδους προκαταρκτικής επεξεργασίας νερού - αερισμός (απλοποιημένη και σε ειδικές συσκευές), πήξη και διαύγαση, εισαγωγή οξειδωτικών παραγόντων - υποχλωριώδες νάτριο ή ασβέστιο, όζον, κάλιο υπερμαγγανικό. Με αιτιολογημένη αιτιολόγηση, χρησιμοποιούνται μέθοδοι κατιονισμού, αιμοκάθαρσης, επίπλευσης, ηλεκτροπηξίας και άλλες μέθοδοι.

Για την απομάκρυνση του σιδήρου από το νερό που περιέχεται με τη μορφή κολλοειδούς υδροξειδίου του σιδήρου Fe(OH):> ή με τη μορφή κολλοειδών οργανικών ενώσεων, χρησιμοποιείται πήξη με θειικό αργίλιο ή θειικό σίδηρο με προσθήκη χλωρίου ή υποχλωριώδους νατρίου. Ως πληρωτικά για φίλτρα, χρησιμοποιούνται κυρίως άμμος, ανθρακίτης, σουλφονωμένος άνθρακας, διογκωμένη άργιλος, πυρολουσίτης, καθώς και υλικά φίλτρων με υποστηριζόμενο καταλύτη, που επιταχύνει τη διαδικασία οξείδωσης του σιδηρούχου σιδήρου σε σίδηρο σιδήρου. Πρόσφατα, τέτοια πληρωτικά γίνονται όλο και πιο διαδεδομένα.

Εξαερισμός
Κατά τον αερισμό, το ατμοσφαιρικό οξυγόνο οξειδώνει τον σίδηρο, ενώ το διοξείδιο του άνθρακα απομακρύνεται από το νερό, το οποίο επιταχύνει τη διαδικασία οξείδωσης και την επακόλουθη υδρόλυση με το σχηματισμό υδροξειδίου του σιδήρου.

Η απλοποιημένη μέθοδος αερισμού βασίζεται στην ικανότητα του νερού που περιέχει σίδηρο και διαλυμένο οξυγόνο, όταν φιλτράρεται μέσω κοκκώδους στρώματος, να απελευθερώνει σίδηρο στην επιφάνεια των κόκκων του φορτίου, σχηματίζοντας ένα καταλυτικό φιλμ ιόντων και υδροξειδίων σιδήρου και σιδήρου. σίδερο. Το φιλμ εντείνει ενεργά τη διαδικασία οξείδωσης και απελευθέρωσης ενώσεων σιδήρου από το νερό. Πρέπει να σημειωθεί ότι ένας αριθμός ακαθαρσιών στο επεξεργασμένο νερό, όπως το υδρόθειο, το ελεύθερο διοξείδιο του άνθρακα, το κολλοειδές πυριτικό οξύ, η αμμωνία, επηρεάζουν σημαντικά τις καταλυτικές ιδιότητες του φιλμ.

Αυτή η μέθοδος είναι αποδεκτή εάν η συγκέντρωση του σιδήρου στο νερό δεν υπερβαίνει τα 10 mg/l και η τιμή του pH είναι μεγαλύτερη από 6,8. (Υπάρχουν επίσης περιορισμοί στις τιμές της αλκαλικότητας, της οξειδωσιμότητας του υπερμαγγανικού, της περιεκτικότητας σε υδρόθειο, των αλάτων αμμωνίου και των θειούχων.) Σε άλλες περιπτώσεις, προκαταρκτικός αερισμός του νερού στους αεραγωγούς με την προσθήκη των απαραίτητων αντιδραστηρίων (χλώριο, υποχλωριώδες νάτριο, κάλιο υπερμαγγανικό κ.λπ.) είναι απαραίτητο.

Όταν η περιεκτικότητα σε σίδηρο στο νερό έχει τη μορφή θειικού FeSOi, ο αερισμός του νερού δεν επιτρέπει την απομάκρυνση του σιδήρου του λόγω του σχηματισμού ενός οξέος που μειώνει την τιμή του pH του νερού σε λιγότερο από 6,8, ενώ η διαδικασία υδρόλυσης σχεδόν σταματά. Για την απομάκρυνση του οξέος από το νερό απαιτείται η ασβέστωσή του με την καθίζηση κακώς διαλυτού γύψου CaSCk.Μετά την ασβεστοποίηση, το νερό θα πρέπει να καθιζάνει και να φιλτράρεται.

Όταν χρησιμοποιούνται φίλτρα πίεσης, ο αέρας εισάγεται απευθείας στον αγωγό παροχής, με ρυθμό κατανάλωσης 2 λίτρων ανά 1 g σιδήρου (II). Εάν το νερό της πηγής περιέχει περισσότερο από 40 mg/l ελεύθερου διοξειδίου του άνθρακα και περισσότερο από 0,5 mg/l υδρόθειο, τότε δεν εισάγεται αέρας στον αγωγό. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να εγκατασταθεί μια ενδιάμεση δεξαμενή με ελεύθερη έξοδο νερού και ενισχυτική αντλία μπροστά από το φίλτρο πίεσης.

Όταν είναι απαραίτητο να αφαιρεθεί ο σίδηρος από το νερό σε συγκέντρωση μεγαλύτερη από 10 mg/l σε νερό και να αυξηθεί η τιμή του pH σε περισσότερο από 6,8, ο αερισμός πραγματοποιείται σε ειδικές συσκευές - απαερωτές. Το νερό σε αυτά εμπλουτίζεται με οξυγόνο και ο σίδηρος οξειδώνεται. Στη συνέχεια τροφοδοτείται στο φίλτρο, όπου ολοκληρώνεται ο σχηματισμός νιφάδων υδροξειδίου του σιδήρου και η συγκράτηση τους στον όγκο του πληρωτικού.

Μέθοδος «Ξηρής Διήθησης».
Η μέθοδος συνίσταται στο φιλτράρισμα του γαλακτώματος αέρα-νερού μέσω ενός "ξηρού" (μη πλημμυρισμένου) κοκκώδους φορτίου δημιουργώντας κενό στο φίλτρο ή εξαναγκάζοντας μεγάλη ποσότητα αέρα, ακολουθούμενη από αναρρόφηση από το κάτω μέρος. Ταυτόχρονα, σχηματίζεται ένα προσροφητικό-καταλυτικό φιλμ ενώσεων σιδήρου (και μαγγανίου, εάν υπάρχει στο νερό) στην επιφάνεια του φορτίου διήθησης, το οποίο αυξάνει την αποτελεσματικότητα των διαδικασιών αφαίρεσης και απομαγανοποίησης σιδήρου. Ως φόρτωση χρησιμοποιούνται συνήθως άμμος, διογκωμένη άργιλος, ανθρακί, πλαστικό βινυλίου κ.λπ.

Πήξη, διαύγαση, κροκίδωση
Από τα επιφανειακά ύδατα, κατά κανόνα, είναι απαραίτητο να αφαιρεθούν τα εναιωρήματα και οι κολλοειδείς διασπαρμένες ουσίες, συμπεριλαμβανομένων των ενώσεων σιδήρου. Η απελευθέρωση νερού από εναιωρήματα και κολλοειδείς ουσίες μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο με την εισαγωγή ειδικών πηκτικών αντιδραστηρίων. Το πηκτικό σχηματίζει νιφάδες στο νερό, οι οποίες προσροφούν κολλοειδή στην επιφάνειά τους και ξεχωρίζουν ως ίζημα. Ως πηκτικά, χρησιμοποιείται θειικό αλουμίνιο (σε pH του νερού πηγής 6,5-7,5), θειικός σίδηρος (θειικός σίδηρος), χλωριούχος σίδηρος (pH = 4-10), χλωριούχο πολυυδροξυ αργίλιο.

Για να ενταθεί η διαδικασία της πήξης, τα κροκιδωτικά εισάγονται επιπλέον στο νερό.

Επεξεργασία νερού με οξειδωτικά
Τα οξειδωτικά αντιδραστήρια, κυρίως το χλώριο, χρησιμοποιούνται στη Ρωσία από τις αρχές του 20ου αιώνα με σκοπό την απολύμανση και την αφαίρεση του σιδήρου. Μετά την επεξεργασία διαφόρων υδάτων με αυτή τη μέθοδο, η περιεκτικότητα σε σίδηρο σε όλες τις περιπτώσεις γίνεται μικρότερη από 0,1 mg/l, ακόμη και όταν άλλες μέθοδοι δεν έχουν αποτέλεσμα. Κάτω από τη δράση του χλωρίου, η καταστροφή των χουμικών και άλλων οργανικών ενώσεων σιδήρου και η μετάβασή τους στη μορφή ανόργανων αλάτων του σιδήρου σιδήρου, τα οποία υδρολύονται εύκολα με την καθίζηση.

Η δόση του χλωρίου, ανάλογα με την περιεκτικότητα σε σίδηρο, μπορεί να είναι 5-20 g ανά 1 Mj νερού σε επαφή για τουλάχιστον 30 λεπτά (όχι μόνο για την οξείδωση του σιδήρου, αλλά και για αξιόπιστη απολύμανση).

Ωστόσο, αυτή η μέθοδος επεξεργασίας νερού έχει μια σειρά από μειονεκτήματα, που συνδέονται κυρίως με την πολύπλοκη μεταφορά και αποθήκευση μεγάλων όγκων υψηλά τοξικού υγρού χλωρίου. Ως εκ τούτου, τα τελευταία χρόνια, η επεξεργασία νερού με διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου (NaCIO) χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο και αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται τόσο σε μεγάλες εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού όσο και σε μικρές εγκαταστάσεις, συμπεριλαμβανομένων των ιδιωτικών κατοικιών. Υδατικά διαλύματαΤο υποχλωριώδες νάτριο λαμβάνεται με χημική ή ηλεκτροχημική μέθοδο σύμφωνα με τη συνολική αντίδραση.

Κατά την οξείδωση του σιδήρου με υποχλωριώδες νάτριο, δεν συμβαίνει οξίνιση του νερού και αυτό είναι πολύ σημαντικό για τη διαδικασία διήθησης. Επιπλέον, το διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου (τόσο του εμπορίου όσο και του ηλεκτροχημικού) είναι αλκαλικό, το οποίο είναι ευνοϊκό για διήθηση,

Η οξείδωση του σιδήρου επιτυγχάνεται επίσης με την εισαγωγή διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου KMnO στο νερό της πηγής πριν από τα φίλτρα. Για την επεξεργασία δύσκολων νερών και την εξοικονόμηση μάλλον ακριβού υπερμαγγανικού καλίου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με υποχλωριώδες νάτριο.

Μία από τις πολλά υποσχόμενες μεθόδους για την οξείδωση του σιδήρου είναι ο οζονισμός (βλέπε A-T 26.302), η οποία παρέχει ταυτόχρονα απολύμανση, λεύκανση και απόσμηση του νερού, βελτιώνοντας τις οργανοληπτικές του ιδιότητες και οξειδωτικό σίδηρο και μαγγάνιο.

Αφαίρεση σιδήρου νερού κατιονισμός Όταν φιλτράρεται μέσα από ένα στρώμα ιονανταλλάκτη, ο σίδηρος θα συγκρατείται και θα απορροφάται από τον ιονανταλλάκτη νωρίτερα και καλύτερα από το ασβέστιο και το μαγνήσιο. Και η ικανότητα ανταλλαγής του ιοντοανταλλάκτη για ασβέστιο και μαγνήσιο θα μειωθεί γρήγορα. Επομένως, η απομάκρυνση του σιδήρου από το νερό με ανταλλαγή ιόντων (κατιονισμός) επιτρέπεται όταν απαιτείται αποσκλήρυνση του νερού ταυτόχρονα με την αφαίρεση του σιδήρου. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση είναι δυνατή μόνο η εκχύλιση του σιδήρου σε διαλυμένη δισθενή μορφή. Με την παρουσία οξυγόνου στο νερό, το ιόν Fe 2+ οξειδώνεται, το προκύπτον υδροξείδιο του σιδήρου Fe(OH) 3 είναι ελάχιστα διαλυτό στο νερό και, εναποθέτοντας στους κόκκους του ιοντοανταλλάκτη, «κλείνει» τους πόρους του. Η διάρκεια ζωής του υλικού ανταλλαγής ιόντων θα μειωθεί σημαντικά.

Διήθηση με χρήση καταλυτικών μέσων
Η πιο κοινή μέθοδος αφαίρεσης σιδήρου και μαγγανίου που χρησιμοποιείται σε συμπαγή συστήματα υψηλής απόδοσης είναι η διήθηση με χρήση καταλυτικών κλινών. Ως το τελευταίο, χρησιμοποιούνται φυσικά υλικά που περιέχουν διοξείδιο του μαγγανίου ή φορτία στα οποία εισάγεται διοξείδιο του μαγγανίου με κατάλληλη επεξεργασία. Αυτά περιλαμβάνουν θρυμματισμένο πυρολουσίτη, "μαύρη άμμο", sulfo άνθρακα και MZHF (οικιακές φορτώσεις). Manganese Green Sand (MGS), Birm, MTM (ξένα πληρωτικά). Αυτά τα υλικά φίλτρου διαφέρουν τόσο ως προς τα φυσικά τους χαρακτηριστικά όσο και ως προς την περιεκτικότητα σε διοξείδιο του μαγγανίου, και ως εκ τούτου λειτουργούν αποτελεσματικά σε διαφορετικές περιοχές παραμέτρων που χαρακτηρίζουν το νερό.

Η δράση τους βασίζεται στην ικανότητα των ενώσεων μαγγανίου να αλλάζουν σχετικά εύκολα την κατάσταση σθένους. Ο σίδηρος στο νερό της πηγής οξειδώνεται από υψηλότερα οξείδια μαγγανίου. Τα τελευταία μειώνονται σε χαμηλότερα επίπεδα οξείδωσης και στη συνέχεια επαναοξειδώνονται σε υψηλότερα οξείδια με διαλυμένο οξυγόνο και υπερμαγγανικό κάλιο,

Ακολούθως τα περισσότερα απόΟ σίδηρος που οξειδώνεται και συγκρατείται στο υλικό του φίλτρου ξεπλένεται στην αποχέτευση κατά την αντίστροφη πλύση. Έτσι, το στρώμα του κοκκώδους καταλύτη χρησιμεύει ταυτόχρονα ως μέσο φίλτρου. Επιπρόσθετα χημικά οξειδωτικά μπορούν να προστεθούν στο νερό για τη βελτίωση της διαδικασίας οξείδωσης.

Κατά τη διεξαγωγή της διαδικασίας, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι για την αποτελεσματική οξείδωση των ενώσεων σιδήρου (και μαγγανίου), είναι απαραίτητη τόσο η παρουσία ενός καταλύτη, ο οποίος μόνο επιταχύνει τη διαδικασία, όσο και ενός οξειδωτικού παράγοντα. Το διαλυμένο οξυγόνο, οι ενώσεις υψηλότερου μαγγανίου, το χλώριο, ο υποχλωριώδες άλας μπορούν να δράσουν ως οξειδωτικός παράγοντας. Εισάγεται από το εξωτερικό ή αποτελεί μέρος του μέσου φίλτρου. Στην τελευταία περίπτωση, ο πόρος φορτίου θα πρέπει να προσδιορίζεται με βάση τη σύνθεση του νερού και την κατανάλωσή του, καθώς και να διασφαλίζεται η έγκαιρη αναγέννηση ή αντικατάσταση του υλικού του φίλτρου.