Demir tuzlarının elde edilmesi. Büyük petrol ve gaz ansiklopedisi

Suyun gerekli demir giderme derecesi, bu suyun kullanılacağı nihai amaçlara göre belirlenecektir. Ve bugün tümünün kapsamlı bir şekilde ortadan kaldırılması için tek bir evrensel yöntem olmamasına rağmen mevcut formlar sudan demir, bir veya başka bir arıtma şeması kullanarak, her özel durumda istenen sonucu elde edebilirsiniz.

Oksidatif erteleme

Geleneksel su deferrizasyon yöntemleri, iki değerlikli demirin atmosferik oksijen (havalandırma) ve güçlü oksitleyici maddeler (klor, potasyum permanganat, hidrojen peroksit, ozon) ile üç değerlikli duruma oksidasyonuna ve çözünmeyen demir (III) hidroksitin oluşmasına dayanır. bunlar daha sonra çökeltilerek, pıhtılaştırıcıların ve topaklaştırıcıların (A-T 9.303) eklenmesiyle çökeltilerek ve/veya filtrasyonla çıkarılır.

Havalandırma

Havalandırma yoluyla demir oksidasyonu gerçekleştirilebilir: fışkırtma (sözde sprey tesisatları), duş alma, bir enjektör, ejektör veya kompresör kullanma, basınç altında bir boruya hava verme, köpürtme.

Çoğu durumda, havalandırma yoluyla demirin uzaklaştırılması, ardından çökeltme ve filtreleme işlemlerine tabi tutulan su zaten içmeye uygundur. Bu basitleştirilmiş şemaya göre, başlangıç ​​demir konsantrasyonu 10 mg/ml'yi aşmadığında (toplamın en az %70'i iki değerlikli demir içeriğiyle) ve H2S konsantrasyonu 2,5 mg/l'yi aşmadığında demir giderimi etkilidir. Havalandırmadan sonra suyun oksidasyon-indirgeme potansiyeli (redoks potansiyeli) 100 mV'den düşük olmamalı ve stabilite indeksi (Langelier indeksi) 0,05'ten az olmamalıdır.

Basitleştirilmiş havalandırma yönteminin seçimi kaynak suyunun parametrelerine bağlıdır. Dolayısıyla, hidrojen sülfür konsantrasyonu 0,5 mg/l'nin üzerindeyse ve serbest karbondioksit 40 mg/l'nin üzerindeyse, boru hattına basınç altında hava verilmesine gerek yoktur - serbest karbon dioksit içeren açık bir kap sağlamak yeterlidir. içine su akışı. Benzer bir etki fışkırtma veya duş alma yoluyla da elde edilebilir.

Yerli üreticilerin (ZAO "ITEM") havalandırma yoluyla demir oksidasyon sürecini hızlandırmayla ilgili ilginç bir gelişmesi SUOK-VP süpersonik su arıtma ünitesidir (Şekil 1). Bu tesiste, demirli demirin çözünmeyen demir (III) hidroksite dönüştürülmesi işlemi, arıtılmış suyun ejektörde hava oksijeni ile karıştırılması ve karışımın basınç altında enjekte edilmesiyle hızlandırılır. yüksek basınç bir saklama kabına koyun. Aynı zamanda süpersonik hız bariyerinin aşılmasıyla su, mikron altı boyutlarda sıçramalar halinde ezilir ve demirin oksidasyon süresi keskin bir şekilde (binlerce kez) azalır. Ayrıca SUOK-VP'de arıtılan suyun başlangıç ​​içeriği, kullanılan tesisin modeline bağlı olarak 40 mg/l'ye ulaşabilir ve çıkışta 0,1-0,3 mg/l olabilir.

Güçlü oksitleyici ajanların eklenmesiyle demirli demirin oksidasyonu

Suya güçlü oksitleyici maddelerin eklenmesi, iki değerlikli demirin oksidasyon sürecini önemli ölçüde yoğunlaştırır. En yaygın kullanılanı, aynı zamanda su dezenfeksiyonu probleminin çözülmesine de olanak sağlayan klorlamadır ve ozonlama en etkili olanıdır (Şekil 2). Sırf ozon hariç diğer oksitleyici maddelerin organik demire göre etkisiz olduğu ortaya çıktığı için. Ancak ozonlama aynı zamanda en pahalı yöntemdir ve büyük miktarda elektrik gerektirir. Ayrıca demir giderimi neredeyse her zaman demirden oksitlenmesi çok daha zor olan manganezin sudan uzaklaştırılmasıyla aynı anda ve daha yüksek pH değerlerinde gerçekleşir.

Geleneksel endüstriyel yöntem kullanılarak koloidal demirin çökeltilmesi

Normal koşullar altında, koloidal ferrik hidroksit parçacıklarının (partikül büyüklüğü 1-3 μm) çökelme sonrasında çökelme süreci yavaş yavaş gerçekleşir. Pıhtılaştırıcıların eklenmesiyle parçacıkların genişlemesi ve dolayısıyla sedimantasyonun hızlanması sağlanır. Aynı durum, küçük parçacıkları tutamayan arıtma tesislerinde kum veya antrasit filtrelerin kullanılması için de gereklidir. Bu filtreler aynı zamanda organik demiri de zayıf şekilde tutar.

Kolloidal demir (III) hidroksit parçacıklarının yavaş çökelmesi, oksitleyici maddelerin kullanımının düşük verimliliği ve organik demire göre havalandırmanın yanı sıra kaynak suyundaki üst demir konsantrasyonunun sınırlandırılması, onu daha da zorlaştırır. Yüksek verimlilikle çalışan nispeten küçük otonom sistemlerde geleneksel endüstriyel demir giderme şemasını kullanmak zordur. Bu tür şemalarda, demirin uzaklaştırılmasının katalitik oksidasyon prensiplerine göre gerçekleştirildiği, ardından filtreleme ve iyon değişiminin yapıldığı diğer tesisler kullanılır.

Filtreleme ile katalitik oksidasyon

Bu, günümüzde çok büyük olmayan işletmelerin, bireysel evlerin endüstriyel su temini için en çok kullanılan yöntemdir. Katalitik oksidasyon ve filtreleme tesisleri kompakttır ve oldukça yüksek üretkenlik (0,5-20,0 m3/saat veya daha fazla, emici maddeye, suyun başlangıç ​​kalitesine ve rezervuarın geometrik özelliklerine (bir fiberglas veya paslanmaz çelik silindir) bağlı olarak) karakterize edilir. ). Demir oksidasyon reaksiyonu, kurulum tankının içinde, katalitik özelliklere sahip özel bir filtre ortamı olan dolgu granülleri üzerinde meydana gelir. Her şeyden önce, bu malzemelerin katalitik ve filtreleme özellikleri, oksidasyon reaksiyonunun gerçekleşmesi için bir ortam sağlayan ve absorbe etme yeteneğini belirleyen yüksek gözeneklilikleriyle belirlenir.

Sentetik malzeme Birm, katalitik bir dolgu maddesi olarak yaygın şekilde kullanılır ve düşük ve orta konsantrasyondaki demir ve manganez bileşiklerinin sudan etkili ve ekonomik bir şekilde uzaklaştırılmasını mümkün kılar. Birm dolgu üniteleri önceden havalandırılmış su ile beslenir. İçinde çözünen oksijenin oranı, demir (veya demir ve manganez) oranının en az% 15'i olmalıdır. Malzemenin yüksek gözenekliliği ve düşük yığın yoğunluğu (0,7-0,8 g/cm3), geri yıkama sırasında çökeltilerin uzaklaştırılmasını kolaylaştırır. Kaynak suyundaki alkalinite, klorür ve sülfat konsantrasyonunun iki katı olmalıdır. Birm malzemesinin dezavantajları, en geniş çalışma pH değerleri aralığı - 8.0-9.0 değil, yılda% 10-15'e kadar dolgunun kaybolması nedeniyle yüksek aşınma eğilimidir. Avantajı düşük maliyetlidir.

Dolomit, zeolit ​​ve glokonit gibi doğal minerallere dayanan katalitik dolgular da oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Sentetik zeolit ​​de kullanılır.

Dolomit içeren kalsiyum ve magnezyum karbonatlara dayanarak, katalitik özelliklerin, geniş bir çalışma sıcaklığı aralığının ve alkalin reaksiyonun ortaya çıkmasına katkıda bulunan, yüksek gözeneklilik ile karakterize edilen Magnofilt ve Damfer gibi katalitik dolgu malzemeleri üretilir. Ortamın alkalileştirilmesi, demirli demirin suda çözünmüş oksijenle oksidasyon reaksiyonunu hızlandırır. Isıl işlem sırasında dolomitte bulunan magnezyum karbonat, MgO okside dönüşür; su ile temas ettiğinde oksit hidrolize olur ve hidroksil iyonlarını çözeltiye salar, bu da hidrojen iyonlarını bağlar ve iki değerlikli demirin oksidasyon reaksiyonunu hızlandırmaya yardımcı olur. Bu özellik, dolomit bazlı katalitik özelliklere sahip tüm filtre malzemeleri için tipiktir. Dolomit taneleri diğer şeylerin yanı sıra kimyasal olarak dirençli ve çok dayanıklıdır, bu nedenle operasyon sırasında pratik olarak tüketilmezler. Magnofilt için belirli kısıtlamalar vardır: kaynak suyunda yağlar ve hidrojen sülfit bulunmamalı, içeriği organik madde 4-5 mg/l'yi geçmemeli, çözünmüş oksijen oranı çözünmüş demir oranından %15 daha yüksek olmalı, pH = 6,8-8,5. Daha yüksek pH değerlerinde ferrik demirin filtrelenmesi zor olan kolloidal formları oluşur. Klorlama bu malzemenin aktivitesini azaltır, bu nedenle klor dozajı minimum düzeyde olmalıdır.

Damper'in ek avantajları vardır. Dolomitin kendine özgü katalitik özellikleri, ısıl işlem aşamasında, katalitik olarak aktif bir formdaki demirin, malzemenin bileşimine ve ayrıca diğer katalitik katkı maddelerine dahil edilmesi nedeniyle arttırılır: bakır, gümüş, manganez, fosfatlar. Bu malzemede gümüşün varlığı aynı zamanda demir bakterilerinin büyümesinin baskılanmasını da mümkün kılar. Birm malzemesiyle karşılaştırıldığında Damfer üzerindeki demir oksidasyon oranı 250 kat daha fazladır. Ayrıca bu malzeme 6,0'ın altındaki pH değerlerinde çalışabilir, suyu hem iki değerlikli hem de üç değerlikli demirden arındırır ve hidrojen sülfür ve kalıntı klor tarafından zehirlenmez. Damfer granülleri üzerinde saflaştırma sırasında oluşan demir (III) hidroksit tabakası, katalitik özelliklerini daha da arttırır. Birincisi, demirin katalitik oksidasyonunu destekler ve ikincisi süngerimsi bir yapıya sahip olup kum, kil, ağır metaller ve hatta hümik asit parçacıklarını emen ek bir sorbenttir.

Katalitik oksidatif filtrasyon için yaygın olarak kullanılan bir diğer malzeme ise glokonit yeşil kumu - Glaukonit Manganez Yeşil Kumu'ndan elde edilir. Glokonitik kumun işlenmesi sırasında, Yeşilkum bileşimine daha yüksek manganez oksitler dahil edilir ve bu malzemeye ek oksitleme yeteneği sağlanır. Ayrıca kendi katalitik ve oksitleyici özelliklerine ek olarak Yeşil Kum, potasyum permanganat, klor ve çözünmüş oksijen gibi oksitleyici maddeleri de bağlar. Bütün bunlar oksidatif reaksiyonların yüksek hızını ve eksiksizliğini sağlar. Yeşil kum en yüksek emme kapasitesine sahiptir ve 6,2-8,8 gibi geniş bir pH aralığında yüksek konsantrasyonda demir ve manganez (toplamda 10 mg/l'ye kadar) içeren suyun arıtılmasında etkilidir. Bu malzemeyle doldurulan sistemler, her derinlikteki kuyulardan suyun arıtılmasında kullanılır. Hidrojen sülfür, çözünmeyen sülfatlara oksitlenir. Yağış, Yeşil Kum katmanı ve ona eşlik eden filtre katmanları tarafından filtrelenir. Emici madde mikroorganizmalara veya organik yabancı maddelere karşı duyarlı değildir ve dezenfeksiyon gerektirmez. Ortamın rejenerasyonu bir potasyum permanganat çözeltisi ile gerçekleştirilir, ardından kaynak suyuyla yıkanır.

Demir giderme filtreleri için dolgu olarak kullanılan katalitik ve oksidatif aktiviteye sahip başka malzemeler de vardır ancak yukarıdaki örnekleri kullanarak bu yöntemi kullanarak demir gidermenin temel prensipleri hakkında fikir edinebilirsiniz.

Demir giderimi için iyon değiştirme yöntemi

Bu yöntemle demiri uzaklaştırmak için katyon değiştiriciler kullanılır (Şekil 3). Üstelik zeolit ​​ve diğer doğal iyon değiştiricilerin yerini giderek sentetik iyon değiştirici reçineler alıyor; İyon değişimi kullanmanın verimliliği önemli ölçüde artar.

Herhangi bir katyon değiştirici sudan sadece çözünmüş iki değerlikli demiri değil, aynı zamanda öncelikli olarak kullanıldıkları diğer iki değerlikli metalleri, özellikle kalsiyum ve magnezyumu da uzaklaştırma kapasitesine sahiptir. Teorik olarak iyon değiştirme yöntemi çok fazla şeyi ortadan kaldırabilir. yüksek konsantrasyonlarçözünmeyen hidroksit elde etmek için çözünmüş demirli demirin oksitlenmesi adımını gerektirmeden demir. Ancak pratikte kullanım olanakları Bu methodönemli ölçüde sınırlıdır.

Her şeyden önce, demirin çıkarılması için iyon değişiminin kullanılması, reçineyi hızla "tıkayan" ve oradan zayıf bir şekilde yıkanan ferrik demirin varlığını sınırlar. Bu nedenle iyon değiştiriciden geçen suda oksijen veya diğer oksitleyici maddelerin bulunması son derece istenmeyen bir durumdur. Bu aynı zamanda reçinenin etkili olduğu pH değerleri aralığını da sınırlar.

Çoğu durumda, demirin uzaklaştırılması için iyon değişim reçinelerinin kullanılması pratik değildir, çünkü katyon değiştiriciler için daha yüksek bir afiniteye sahip olan demir, kalsiyum ve manganez iyonlarının bunlardan uzaklaştırılması ve genel demineralizasyonun gerçekleştirilmesi verimliliğini önemli ölçüde azaltır. Suda organik demir de dahil olmak üzere organik maddelerin varlığı, bakteriler için üreme alanı görevi gören iyon değişim reçinesinin organik bir filmle hızla aşırı büyümesine yol açar. Bu nedenle iyon değiştirici katyon değiştiriciler genellikle demir giderimi için yalnızca suyun bu parametreye göre en yüksek seviyeye kadar arıtılmasının gerekli olduğu durumlarda kullanılır. düşük konsantrasyonlar ve sertlik iyonlarının eşzamanlı olarak uzaklaştırılması mümkün olduğunda.

Membran yöntemleri kullanılarak demir giderimi

Mikrofiltrasyon membranları kolloidal demir(III) hidroksit partiküllerinin uzaklaştırılması için uygundur; ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyon membranları ayrıca kolloidal ve bakteriyel organik demiri de uzaklaştırabilir ve ters ozmoz yöntemi, suda çözünmüş iki değerlikli demirin %98'e kadarını çıkarmanıza olanak tanır. Ancak membran yöntemleri pahalıdır ve demirin uzaklaştırılması için özel olarak tasarlanmamıştır. Bu, suyun dezenfeksiyonu (mikrofiltrasyon membranları) işlemi sırasında, derin saflaştırılması (ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyon) veya tuzdan arındırma (ters ozmoz) sırasında meydana gelir. Ek olarak, membranlar organik bir filmle kolayca büyüyebilir ve yüzeyi pas dahil çözünmeyen parçacıklarla tıkayabilir ve ayrıca çözünmüş iki değerlikli demiri emer ve diğer maddeleri etkili bir şekilde tutma yeteneğini kaybeder. Ters ozmoz membran üreticileri, sudaki toplam demir içeriğinin 0,1-0,3 mg/l'den fazla olmaması, asılı safsızlıkların - 0,5-0,6 mg/l'den fazla olmaması, permanganat oksidasyonunun olmaması - çalışma sırasında teknolojik özelliklerinin korunmasını garanti eder. 5 mg O2/l'den fazla ve kolloid indeksi 2-4 birimden fazla olmamalıdır (parametreler organik demir içeriğini dikkate alır).

Bununla birlikte, sadece gerekli olduğu durumlarda membran yöntemlerinin kullanımı haklı çıkarılmaktadır. yüksek dereceörneğin tıbbi veya endüstriyel uygulamalarda demirin uzaklaştırılması da dahil olmak üzere su arıtma Gıda endüstrisi(Şekil 4).

Biyolojik erteleme

Bu yöntem, suyun arıtılması için iki değerlikli çözünmüş demiri üç değerlikli demire oksitleyen demir bakterilerinin kullanılmasını ve ardından çökeltme tankları ve filtrelerdeki kolloidlerin ve bakteri filmlerinin çıkarılmasını içerir. Bazı durumlarda sudaki demir seviyesini azaltmanın kabul edilebilir tek yolu budur. Her şeyden önce, sudaki demir konsantrasyonu özellikle yüksek olduğunda, 40 mg/l'nin üzerinde olduğunda. Su yüksek düzeyde hidrojen sülfit ve karbondioksit içeriyorsa biyolojik erteleme de kullanılır. Bu su çok düşük oran Basitleştirilmiş havalandırmayla pH fazla demirden arındırılamaz. Kum ve çakıl yüklemeli yavaş filtrelerde bakteri kolonilerinden süzülür. Daha sonra bakteriyel atık ürünleri tutmak için sorpsiyon saflaştırmasına ve ultraviyole dezenfeksiyona tabi tutulurlar.

Terimler Sözlüğü:

: Katyon reçineleri:- elektrolit çözeltileri ile temas ettiğinde katyonları değiştirebilen iyon değiştirici sorbentler.

:İyon değiştiriciler (iyon değiştiriciler, iyon değiştirici sorbentler):- elektrolit çözeltileriyle temas ettiğinde iyon değişimi yapabilen maddeler.

:İyon değiştirme reçineleri:- iyon değiştirici polimerler, sentetik organik iyonitler. Elektrolit çözeltileri ve organik çözücüler içinde sınırlı bir ölçüde şişen, elektrolit çözeltileriyle temas ettiğinde elektrolitik ayrışma ve iyon değişimi yapabilen katı, çözünmeyen, çapraz bağlı polimerler.

:Redoks potansiyeli:- potansiyel kimyasal elementler 18°C'deki normal bir hidrojen elektrotunun potansiyeline ve elektrolit konsantrasyonuna göre elektrokimyasal voltajlar serisinde 1 ve

Sayfa 1

Demirin (II) demire (III) oksidasyonu, çoğu oksitleyici madde ve hava oksijeni ile alkali bir ortamda ve nitrik ve perklorik asitler ve hava oksijeni ile asidik bir ortamda gerçekleştirilebilir. Manganez iyonları, çeşitli oksitleyici maddeler tarafından oksitlenerek, manganezin çeşitli oksidasyon durumlarının renkli anyonları oluşturulur. Asidik bir ortamdaki indirgeyici maddeler, manganez, krom, demir ve bizmut bileşiklerini en yüksek oksidasyon durumlarından daha düşük oksidasyon durumlarına sahip bileşiklere indirger; B13 iyonları metalik bir duruma indirgenebilir.

Demirin aşırı ısıtılmış su buharı ile oksidasyonu 450 C'nin üzerindeki sıcaklıklarda meydana gelir. 500 C sıcaklığa kadar buhar-su korozyonunun hızı düşüktür, ancak sıcaklığın daha da artmasıyla keskin bir şekilde artar.

Demirin su buharı ile oksidasyonu, Arrhenius denklemi tarafından tanımlanan üstel bir yasaya uyar ve bu nedenle demir oksidin indirgenmesinin hız sınırlayıcı aşaması, katı fazda demir iyonlarının difüzyon hızı ve oksijen iyonlarının karşı difüzyonudur.

Demir oksidasyonu 545 mV potansiyelde gerçekleştirilir.

Sıvı oksit film cephesinin önündeki demir oksidasyonu da eşit olmayan bir şekilde meydana gelir. Cüruf tabakasında, demir bileşenlerinin seçici oksidasyonu, yüzey tabakasına oksijenin girmesi ve cüruf fazı ile katı metal arasındaki arayüzde karbonun erimiş metal filminin içine yer değiştirmesi ile meydana gelir.

Yapılan çalışmalarda demirin karbon dioksit ile oksidasyonu, karbonla teması ve eş zamanlı olarak C'nin gazlaştırılması durumunda bile gözlemlenmiştir.

Demirin oksidasyonu, her birinin toplam film kalınlığındaki oranı sıcaklığa ve Oa kısmi basıncına bağlı olarak değişen üç ayrı demir oksit tabakasının oluşmasıyla karmaşıklaşır. Veri alındı çeşitli çalışmalar, zayıf yakınsama ile karakterize edilir; bu, bir dereceye kadar, özellikle karbon içeriği açısından farklı testlerde kullanılan demirin eşit olmayan saflığıyla açıklanabilir.

Bu nedenle demirin oksidasyonu, demir bakterilerinin solunumu eylemidir ve onlar için yüksek hayvanların organizmalarında meydana gelen karbon oksidasyonunun yerini alır.

Demir ve manganezin oksidasyonu ve oksitlerinin bu bakterilerin kılıflarında birikmesi, enerji almalarıyla ilişkili değildir. Fe2'nin pH 6 - 8'de oksidasyonuna hem kimyasal hem de biyolojik nitelikteki işlemler neden olabilir. Bu koşullar altında manganezin oksidasyonu biyolojik niteliktedir. İşlem, metabolik ürünlerin ve hücre dışı enzimlerin yoğunlaştığı kılıflarda lokalizedir. Kılıfı olmayan mutantlarda demir ve manganez oksit birikimi meydana gelmedi. Böylece demir ve manganın indirgenmiş formları yardımıyla hücresel metabolizmanın toksik bir ürünü olan H2O2'nin uzaklaştırılması sağlanır.

Suyun gerekli demir giderme derecesi, bu suyun kullanılacağı nihai amaçlara göre belirlenecektir. Ve bugün, mevcut tüm demir formlarının sudan kapsamlı bir şekilde uzaklaştırılması için tek bir evrensel yöntem olmamasına rağmen, bir veya başka bir arıtma şeması kullanarak, her özel durumda istenen sonucu elde edebilirsiniz.

• Güçlü oksitleyici ajanların eklenmesiyle demirli demirin oksidasyonu
• Geleneksel endüstriyel yöntem kullanılarak koloidal demirin çökeltilmesi

OKSİDATİF DEİRONİZASYON
Geleneksel su deferrizasyon yöntemleri, iki değerlikli demirin hava oksijeni (havalandırma) ve güçlü oksitleyici maddeler (klor, potasyum permanganat, hidrojen peroksit, ozon) ile üç değerlikli duruma oksidasyonuna ve çözünmeyen demir (III) hidroksitin oluşmasına dayanır. bunlar daha sonra çökeltilerek, pıhtılaştırıcıların ve topaklaştırıcıların eklenmesiyle ve/veya filtrasyonla çökeltilerek çıkarılır.

HAVALANDIRMA
Havalandırma yoluyla demir oksidasyonu gerçekleştirilebilir: fışkırtma (sözde sprey tesisatları), duş alma, bir enjektör, ejektör veya kompresör kullanma, basınç altında bir boruya hava verme, köpürtme. Çoğu durumda, havalandırma yoluyla demirin uzaklaştırılması, ardından çökeltme ve filtreleme işlemlerine tabi tutulan su zaten içmeye uygundur. Bu basitleştirilmiş şemaya göre, demirin uzaklaştırılması etkilidir, genel olarak), H2S konsantrasyonu 2,5 mg/l'den fazla değildir. Havalandırmadan sonra suyun oksidasyon-indirgeme potansiyeli (redoks potansiyeli) 100 mV'den düşük olmamalı ve stabilite indeksi (Langelier indeksi) 0,05'ten az olmamalıdır. Başlangıç ​​demir konsantrasyonu 10 mg/ml'yi aşmadığında ve iki değerlikli demir içeriği en az %70 olduğunda. Basitleştirilmiş havalandırma yönteminin seçimi kaynak suyunun parametrelerine bağlıdır. Dolayısıyla, hidrojen sülfür konsantrasyonu 0,5 mg/l'nin üzerindeyse ve serbest karbondioksit 40 mg/l'nin üzerindeyse, boru hattına basınç altında hava verilmesine gerek yoktur - serbest karbon dioksit içeren açık bir kap sağlamak yeterlidir. içine su akışı. Benzer bir etki fışkırtma veya duş alma yoluyla da elde edilebilir.

DİVALENT DEMİRİN OKSİDASYONU
Suya güçlü oksitleyici maddelerin eklenmesi, iki değerlikli demirin oksidasyon sürecini önemli ölçüde yoğunlaştırır. En yaygın olarak kullanılanı, su dezenfeksiyonu problemini de çözmeye olanak sağlayan klorlamadır ve ozonlama en etkili olanıdır. Sırf ozon hariç diğer oksitleyici maddelerin organik demire göre etkisiz olduğu ortaya çıktığı için. Ancak ozonlama aynı zamanda en pahalı yöntemdir ve büyük miktarda elektrik gerektirir. Ayrıca demir giderimi neredeyse her zaman demirden oksitlenmesi çok daha zor olan manganezin sudan uzaklaştırılmasıyla aynı anda ve daha yüksek pH değerlerinde gerçekleşir.

KOLOİDAL DEMİR ÇÖKÜLMESİ
Normal koşullar altında, ferrik hidroksitin (partikül büyüklüğü 1-3 µm) koloidal parçacıklarının çökelme sonrasında çökelme süreci yavaş yavaş gerçekleşir. Pıhtılaştırıcıların eklenmesiyle parçacıkların genişlemesi ve dolayısıyla sedimantasyonun hızlanması sağlanır. Aynı durum, küçük parçacıkları tutamayan arıtma tesislerinde kum veya antrasit filtrelerin kullanılması için de gereklidir. Bu filtreler aynı zamanda organik demiri de zayıf şekilde tutar. Kolloidal demir (III) hidroksit parçacıklarının yavaş çökelmesi, oksitleyici maddelerin kullanımının düşük verimliliği ve organik demire göre havalandırmanın yanı sıra kaynak suyundaki üst demir konsantrasyonunun sınırlandırılması, onu daha da zorlaştırır. Yüksek verimlilikle çalışan nispeten küçük otonom sistemlerde geleneksel endüstriyel demir giderme şemasını kullanmak zordur. Bu tür şemalarda, demirin uzaklaştırılmasının katalitik oksidasyon prensiplerine göre gerçekleştirildiği, ardından filtreleme ve iyon değişiminin yapıldığı diğer tesisler kullanılır.

FİLTRASYON İLE KATALİTİK OKSİDASYON
Bu, günümüzde küçük işletmelerin ve bireysel evlerin endüstriyel su temini için en çok kullanılan yöntemdir. Katalitik oksidasyon ve filtreleme tesisleri kompakttır ve oldukça yüksek verimlilikle karakterize edilir (sorbent, suyun başlangıç ​​kalitesi ve rezervuarın geometrik özelliklerine bağlı olarak 0,5–20,0 m3/saat veya daha fazla; fiberglas veya paslanmaz çelik silindir) ). Demir oksidasyon reaksiyonu, kurulum tankının içinde, katalitik özelliklere sahip özel bir filtre ortamı olan dolgu granülleri üzerinde meydana gelir. Her şeyden önce, bu malzemelerin katalitik ve filtreleme özellikleri, oksidasyon reaksiyonunun gerçekleşmesi için bir ortam sağlayan ve absorbe etme yeteneğini belirleyen yüksek gözeneklilikleriyle belirlenir.
Sentetik malzeme Birm, katalitik bir dolgu maddesi olarak yaygın şekilde kullanılır ve düşük ve orta konsantrasyondaki demir ve manganez bileşiklerinin sudan etkili ve ekonomik bir şekilde uzaklaştırılmasını mümkün kılar. Birm dolgu üniteleri önceden havalandırılmış su ile beslenir. İçinde çözünen oksijenin oranı, demir (veya demir ve manganez) oranının en az% 15'i olmalıdır. Malzemenin yüksek gözenekliliği ve düşük yığın yoğunluğu (0,7-0,8 g/cm3), geri yıkama sırasında çökeltilerin uzaklaştırılmasını kolaylaştırır. Kaynak suyundaki alkalinite, klorür ve sülfat konsantrasyonunun iki katı olmalıdır. Birm malzemesinin dezavantajları, aşınmaya karşı yüksek eğilimidir, bu nedenle dolgunun yılda% 10-15'e kadar kaybı vardır ve en geniş çalışma pH değeri aralığı - 8.0-9.0 değildir. Avantajı düşük maliyetlidir.
Zeolit ​​ve glokonit gibi doğal minerallere dayanan katalitik dolgular da oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Sentetik zeolit ​​de kullanılır.
Katalitik oksidatif filtrasyon için yaygın olarak kullanılan bir diğer malzeme ise glokonit yeşil kumu - Glaukonit Manganez Yeşil Kumu'ndan elde edilir. Glokonitik kumun işlenmesi sırasında, Yeşilkum bileşimine daha yüksek manganez oksitler dahil edilir ve bu malzemeye ek oksitleme yeteneği sağlanır. Ayrıca kendi katalitik ve oksitleyici özelliklerine ek olarak Yeşil Kum, potasyum permanganat, klor ve çözünmüş oksijen gibi oksitleyici maddeleri de bağlar. Bütün bunlar oksidatif reaksiyonların yüksek hızını ve eksiksizliğini sağlar. Yeşil kum en yüksek emme kapasitesine sahiptir ve 6,2-8,8 gibi geniş bir pH aralığında yüksek konsantrasyonda demir ve manganez (toplamda 10 mg/l'ye kadar) içeren suyun arıtılmasında etkilidir. Bu malzemeyle doldurulan sistemler, her derinlikteki kuyulardan suyun arıtılmasında kullanılır. Hidrojen sülfür, çözünmeyen sülfatlara oksitlenir. Yağış, Yeşil Kum katmanı ve ona eşlik eden filtre katmanları tarafından filtrelenir. Emici madde mikroorganizmalara veya organik yabancı maddelere karşı duyarlı değildir ve dezenfeksiyon gerektirmez. Ortamın rejenerasyonu bir potasyum permanganat çözeltisi ile gerçekleştirilir, ardından kaynak suyuyla yıkanır.
Demir giderme filtreleri için dolgu olarak kullanılan katalitik ve oksidatif aktiviteye sahip başka malzemeler de vardır ancak yukarıdaki örnekleri kullanarak bu yöntemi kullanarak demir gidermenin temel prensipleri hakkında fikir edinebilirsiniz.
Oksitleyici filtre ortamına sahip otomatik bir reaktif ertelemesi şu şekilde tasarlanmıştır: Filtre muhafazası olan silindir, bir filtre ortamıyla doldurulur. Silindirin üst kısmında, filtreleme ve rejenerasyon döngüleri sırasında su akış yönünü değiştiren ve her döngünün optimum süresini koruyan otomatik bir cihaz bulunmaktadır. Makine bir zamanlayıcı veya akış ölçer ile kontrol edilir. Silindirin içindeki makineden, su kaldırma borusu adı verilen bir boru, filtre ortamının tamamından geçer. Filtre reaktif tankına esnek bir tüp ile bağlanır.
Filtreleme sırasında su, filtre ortamından yukarıdan aşağıya doğru geçer, su kaldırma borusundan yükselir ve geciktiriciden çıkar. Bunu bir geri yıkama döngüsü takip eder: giriş bağlantısından gelen su, su kaldırma borusuna yönlendirilir, manganez zeoliti gevşetir ve kirletici maddeleri kanalizasyona taşır. Daha sonra bir potasyum permanganat çözeltisi ile bir reaktif muamelesi yapılır, geri yüklenir kimyasal aktivite filtre ortamı. Bunu, manganez zeolitin potasyum permanganat kalıntılarından yıkanması döngüsü takip eder. Ve son olarak, filtre ortamının su akışı tarafından "ezildiği", genellikle doğrudan bir yıkama döngüsüyle birleştirilen, reaktif tankının suyla doldurulması için bir döngü. Rejenerasyon tamamlandıktan sonra filtre tekrar kullanıma hazır hale gelir.
Reaktif yıkamalı demir sökücüler, reaktif tankının potasyum permanganat ile periyodik olarak doldurulmasını ve potasyum permanganat tarafından oksitlenen çözünmüş demirin düştüğü yer olan reaktif hattı ejektörünün düzenli olarak temizlenmesini gerektirir.
Katalitik filtre ortamına sahip, reaktif içermeyen bir demir gidericinin tasarımı, bir reaktif tankının ve buna karşılık gelen rejenerasyon döngülerinin bulunmaması ile karakterize edilir. Kirletici maddeler geri yıkamayla giderilir, ardından hemen ileri yıkama döngüsü uygulanır.
Bu tür ekipmanların avantajları reaktifsiz çalışmayı içerir. Dezavantajları - filtre ortamı daha ağır koşullar altında çalışır. Katalitik ortam daha düşük hızda çalıştığından aynı performansı elde etmek için iki kat daha fazla hız gerekir. Su doğrudan bir kuyudan geldiğinde, havalandırma için ekipman, belirli bir seviyenin üzerinde hidrojen sülfür veya demir içeriği bulunan bir temas tankı ve havalandırma ekipmanının kontrolü için bir otomasyon sistemi gereklidir. Basınç hattında çalışırken silindirin havaya uçma tehlikesi ve bunun sonucunda su darbesi olasılığı vardır.
Demir giderici filtreler, dolgu maddesine bakılmaksızın, kullanımda oldukça iddiasızdır ve otomatik modda geçen filtre ortamının topaklanmasını önlemek için yalnızca yıkamayı gerektirir.

DEMİR GİDERİMİNDE İYON DEĞİŞTİRME YÖNTEMİ
Bu yöntemle demirin uzaklaştırılması için katyon değiştiriciler kullanılır. Ayrıca, zeolit ​​ve diğer doğal iyon değiştiricilerin yerini giderek sentetik iyon değiştirici reçineler almakta ve iyon değiştirici kullanmanın verimliliği önemli ölçüde artmaktadır.
Herhangi bir katyon değiştirici sudan sadece çözünmüş iki değerlikli demiri değil, aynı zamanda öncelikli olarak kullanıldıkları diğer iki değerlikli metalleri, özellikle kalsiyum ve magnezyumu da uzaklaştırma kapasitesine sahiptir. Teorik olarak, çözünmeyen hidroksit üretmek için çözünmüş demirli demirin oksitlenmesi aşamasına gerek kalmadan, iyon değişimi yoluyla sudan çok yüksek konsantrasyonlarda demir çıkarılabilir. Ancak pratikte bu yöntemi kullanma olanakları önemli ölçüde sınırlıdır.
Her şeyden önce, demirin çıkarılması için iyon değişiminin kullanılması, reçineyi hızla "tıkayan" ve oradan zayıf bir şekilde yıkanan ferrik demirin varlığını sınırlar. Bu nedenle iyon değiştiriciden geçen suda oksijen veya diğer oksitleyici maddelerin bulunması son derece istenmeyen bir durumdur. Bu aynı zamanda reçinenin etkili olduğu pH değerleri aralığını da sınırlar. Çoğu durumda, demirin uzaklaştırılması için iyon değişim reçinelerinin kullanılması pratik değildir, çünkü katyon değiştiriciler için daha yüksek bir afiniteye sahip olan demir, kalsiyum ve magnezyum iyonlarının bunlardan uzaklaştırılması ve genel demineralizasyonun gerçekleştirilmesi verimliliğini önemli ölçüde azaltır. Suda organik demir de dahil olmak üzere organik maddelerin varlığı, bakteriler için üreme alanı görevi gören iyon değişim reçinesinin organik bir filmle hızla aşırı büyümesine yol açar. Bu nedenle, iyon değiştirici katyon değiştiriciler genellikle demirin giderilmesi için yalnızca bu parametreye göre suyun en düşük konsantrasyonlara kadar ilave arıtılmasının gerekli olduğu ve sertlik iyonlarının eşzamanlı olarak uzaklaştırılmasının mümkün olduğu durumlarda kullanılır.

MEMBRAN YÖNTEMLERİ İLE DEİRONİZASYON
Mikrofiltrasyon membranları kolloidal demir(III) hidroksit partiküllerinin uzaklaştırılması için uygundur; ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyon membranları ayrıca kolloidal ve bakteriyel organik demiri de uzaklaştırabilir ve ters ozmoz yöntemi, suda çözünmüş iki değerlikli demirin %98'e kadarını çıkarmanıza olanak tanır. Ancak membran yöntemleri pahalıdır ve demirin uzaklaştırılması için özel olarak tasarlanmamıştır. Bu, suyun dezenfeksiyonu (mikrofiltrasyon membranları) işlemi sırasında, derin saflaştırılması (ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyon) veya tuzdan arındırma (ters ozmoz) sırasında meydana gelir. Ek olarak, membranlar organik bir filmle kolayca büyüyebilir ve yüzeyi pas dahil çözünmeyen parçacıklarla tıkayabilir ve ayrıca çözünmüş iki değerlikli demiri emer ve diğer maddeleri etkili bir şekilde tutma yeteneğini kaybeder.
Ters ozmoz membran üreticileri, sudaki toplam demir içeriğinin 0,1-0,3 mg/l'yi aşmaması, askıdaki safsızlıkların - 0,5-0,6 mg/l'den fazla olmaması, permanganat oksidasyonunun olmaması ile çalışma sırasında teknolojik özelliklerinin korunmasını garanti eder. 5 mg O2/l'den fazla ve kolloid indeksi 2-4 birimden fazla olmamalıdır (parametreler organik demir içeriğini dikkate alır).
Bununla birlikte, örneğin tıp veya gıda endüstrisinde demirin uzaklaştırılması da dahil olmak üzere yüksek derecede su arıtmanın gerekli olduğu durumlarda membran yöntemlerinin kullanımı haklı çıkar.

BİYOLOJİK DEİRONİZASYON
Bu yöntem, suyun arıtılması için iki değerlikli çözünmüş demiri üç değerlikli demire oksitleyen demir bakterilerinin kullanılmasını ve ardından çökeltme tankları ve filtrelerdeki kolloidlerin ve bakteri filmlerinin çıkarılmasını içerir. Bazı durumlarda sudaki demir seviyesini azaltmanın kabul edilebilir tek yolu budur. Her şeyden önce, sudaki demir konsantrasyonu özellikle yüksek olduğunda, 40 mg/l'nin üzerinde olduğunda. Su yüksek düzeyde hidrojen sülfit ve karbondioksit içeriyorsa biyolojik erteleme de kullanılır. Çok düşük pH'a sahip bu tür su, basitleştirilmiş havalandırma kullanılarak fazla demirden arındırılamaz. Kum ve çakıl yüklemeli yavaş filtrelerde bakteri kolonilerinden süzülür. Daha sonra bakteriyel atık ürünleri tutmak için sorpsiyon saflaştırmasına ve ultraviyole dezenfeksiyona tabi tutulurlar.

Doğal kaynaklardaki demir formları
Yüzey kaynaklarının suyunda demir genellikle organo-mineral kolloidal kompleksler formunda, özellikle hümik asit demiri ve ince bir demir hidroksit süspansiyonu formunda bulunur. Demir sülfat FeSOi, asidik akışla kirlenmiş nehir suyunda bulunur. Nehir suyunda çözünmüş oksijenin varlığı nedeniyle, iki değerlikli demir Fe, üç değerlikli Fe'ye oksitlenir.Suda hidrojen sülfür HiS göründüğünde, ince bir demir sülfür FeS süspansiyonu oluşur.

Yeraltı su kaynaklarının büyük çoğunluğu, oksitleyici maddelerin yokluğunda oldukça stabil olan ve pH >7,5 olan çözünmüş demirli bikarbonat Fe(HCCb):\'nin varlığıyla karakterize edilir. Yüksek karbonat sertliğinde, pH>10 ve Fe içeriği - ""MOmg/l olduğunda, bikarbonat karbondioksit oluşturacak şekilde hidrolize edilebilir.

Yeraltı yeraltı suyundaki demir konsantrasyonu 0,5 ile 50 iG/L arasında değişmektedir. Moskova bölgesini de kapsayan Rusya Federasyonu'nun Orta bölgesinde bu değer 0,3-10 mg/l aralığında değişmektedir. çoğunlukla - 3-5 mg/l, kaynağın coğrafi konumuna ve derinliğine bağlı olarak.

Anaerobik (havayla temas etmeyen) şeffaf yeraltı suyu, doğrudan kaynaktan sağlandığında bulanıklaşmadan birkaç mg/l'ye kadar iki değerlikli demir (Fe") bileşiklerini içerebilir. Bununla birlikte, atmosferik oksijenle temas ettiğinde iki değerlikli demir, bir suya karakteristik kırmızı-kahverengi renk tonu veren üç değerlikli koloidal durum.

Kullanıcı sıklıkla şu resmi gözlemliyor; İlk başta kuyudan elde edilen su kesinlikle temiz ve şeffaf görünüyor, ancak zamanla (birkaç dakikadan birkaç saate kadar) bulanıklaşarak belirli bir gölge elde ediyor. Su çöktüğünde bulanıklık çöker ve kahverengi, gevşek bir çökelti (ferrik hidroksit) oluşturur. Fe-'nin FeJ'ye oksidasyon süreci, sudaki bakır tuzlarının varlığı ve suyun önceden çökelmiş FefOHb ile temasıyla katalitik olarak hızlandırılır.

Koşullara bağlı olarak (pH değeri, sıcaklık, sudaki oksitleyici veya indirgeyici maddelerin varlığı, bunların konsantrasyonu), oksidasyon hidrolizden önce gelebilir, onunla paralel gidebilir veya ferro demir FefOHfe'nin hidroliz ürünü oksidasyona uğrayabilir.

Su ertelemesi için en uygun yöntemin seçimi, doğal sularda bulunan demir formlarının bilgisine bağlıdır. SNiP 2.04.02-84* gereklilikleri uyarınca, su erteleme yöntemi, tasarım parametreleri ve reaktif dozları, doğrudan su kaynağı kaynağında gerçekleştirilen teknolojik araştırmaların sonuçlarına göre alınmalıdır.

Demir giderme yöntemleri
Demiri yüzey suyundan çıkarmak için yalnızca reaktif yöntemleri ve ardından filtreleme kullanılır. Yeraltı suyunun ertelenmesi, suyun ön arıtma yöntemlerinden biri - havalandırma (basitleştirilmiş ve özel cihazlarda), pıhtılaşma ve berraklaştırma, oksitleyici maddelerin - klor, sodyum veya kalsiyum hipoklorit, ozon - eklenmesi yöntemlerinden biri ile birlikte filtreleme yoluyla gerçekleştirilir. , potasyum permanganat. Gerekçeli bir gerekçeyle katyonizasyon, diyaliz, flotasyon, elektrokoagülasyon ve diğer yöntemler kullanılmaktadır.

Demir hidroksit kolloid Fe(OH):> formunda veya koloidal organik bileşikler formunda bulunan demiri sudan çıkarmak için, alüminyum sülfat veya demir sülfat ile klor veya sodyum hipoklorit ilavesiyle pıhtılaştırma kullanılır. Kum, antrasit, sülfonatlı kömür, genleştirilmiş kil, pirolusit ve ayrıca iki değerlikli demirin ferrik demire oksidasyonunu hızlandıran katalizör uygulanmış filtre malzemeleri esas olarak filtre dolgu maddesi olarak kullanılır. Son zamanlarda bu tür dolgu maddeleri giderek yaygınlaşmaktadır.

Havalandırma
Havalandırma işlemi sırasında, atmosferik oksijen iki değerlikli demiri oksitlerken, sudan karbondioksit uzaklaştırılır, bu da oksidasyon sürecini ve ardından demir hidroksit oluşumuyla hidrolizi hızlandırır.

Basitleştirilmiş havalandırma yöntemi, suyun filtrelendiğinde demirli demir ve çözünmüş oksijen içerme yeteneğine dayanmaktadır. granüler katman yükleme tanelerinin yüzeyinde demiri serbest bırakarak iki ve üç değerlikli demir iyonları ve hidroksitlerden oluşan katalitik bir film oluşturur. Film, demir bileşiklerinin sudan oksidasyon ve salınım sürecini aktif olarak yoğunlaştırır. Şunu belirtmek gerekir: arıtılmış sudaki hidrojen sülfür, serbest karbon dioksit, koloidal silisik asit, amonyak gibi bir dizi yabancı madde, filmin katalitik özelliklerini önemli ölçüde kötüleştirir.

Sudaki demir konsantrasyonu 10 mg/l'yi geçmiyorsa ve pH değeri 6,8'den fazla ise bu yöntem kabul edilebilir. (Ayrıca alkalinite, permanganatın oksitlenebilirliği, hidrojen sülfür içeriği, amonyum tuzları ve sülfür değerleri üzerinde de kısıtlamalar vardır.) Diğer durumlarda, gerekli reaktiflerin (klor, sodyum hipoklorit) eklenmesiyle havalandırıcılarda suyun ön havalandırması gereklidir. , potasyum permanganat, vb.).

Sudaki demir içeriği FeSOi sülfat formunda olduğunda, asit oluşumu nedeniyle suyun havalandırılması demirin erimesine izin vermez, bu da suyun pH değerini 6,8'in altına düşürür ve hidroliz işlemi neredeyse durur. Asidi sudan uzaklaştırmak için, az çözünen alçıtaşı CaSCk'nin çökeltilmesiyle kireçlenmesi gerekir.Kireçlemeden sonra suyun çökeltilmesi ve filtrelenmesi gerekir.

Basınçlı filtreler kullanıldığında, hava, 1 g demir (II) başına 2 litre tüketim oranıyla doğrudan besleme boru hattına verilir. Kaynak suyu 40 mg/l'den fazla serbest karbon dioksit ve 0,5 mg/l'den fazla hidrojen sülfit içeriyorsa, boru hattına hava verilmez. Bu durumda basınç filtresinin önüne serbest su akışı olan bir ara tank ve takviye pompası takılması gerekir.

Sudaki konsantrasyonu 10 mg/l'den fazla olduğunda demirin sudan uzaklaştırılması ve pH değerinin 6,8'in üzerine çıkarılması gerektiğinde, özel cihazlarda - gaz gidericilerde havalandırma gerçekleştirilir. İçlerindeki su oksijenle zenginleşir ve demir oksidasyonu meydana gelir. Daha sonra, ferrik hidroksit pullarının oluşumunun ve bunların dolgu hacminde tutulmasının tamamlandığı filtreye beslenir.

Kuru filtreleme yöntemi
Yöntem, bir hava-su emülsiyonunun, filtrede bir vakum oluşturularak veya büyük miktarda hava pompalanarak "kuru" (taşmamış) granüler bir yük aracılığıyla filtrelenmesinden ve ardından alt boşluktan emilmesinden oluşur. Bu durumda, filtre ortamının yüzeyinde demir bileşiklerinden (ve suda mevcutsa manganezden) oluşan bir adsorpsiyon-katalitik film oluşur ve bu da deferrizasyon ve demanganizasyon işlemlerinin verimliliğini arttırır. Yükleme olarak genellikle kum, genişletilmiş kil, antrasit, vinil plastik vb. kullanılır.

Pıhtılaşma, berraklaştırma, flokülasyon
Kural olarak, demir bileşikleri de dahil olmak üzere askıda kalan maddelerin ve kolloidal dağılmış maddelerin yüzey sularından uzaklaştırılması gerekir. Suyun askıdaki maddelerden ve koloidal maddelerden arındırılması ancak özel pıhtılaştırıcı reaktiflerin eklenmesiyle sağlanabilir. Pıhtılaştırıcı, suda, yüzeylerindeki kolloidleri adsorbe eden ve tortu olarak salınan pullar oluşturur. Pıhtılaştırıcı olarak alüminyum sülfat (kaynak suyunun pH'ı 6,5-7,5), demir sülfat (demir sülfat), ferrik klorür (pH = 4-10) ve polihidroksi alüminyum klorür kullanılır.

Pıhtılaşma sürecini yoğunlaştırmak için suya ek olarak topaklaştırıcılar da eklenir.

Suyun oksitleyicilerle arıtılması
Rusya'da 20. yüzyılın başından beri dezenfeksiyon ve demirin uzaklaştırılması amacıyla başta klor olmak üzere oksitleyici reaktifler kullanılmaktadır. Çeşitli suların bu yöntemle arıtılmasından sonra, diğer yöntemler işe yaramasa bile demir içeriği her durumda 0,1 mg/l'nin altına düşer. Klorun etkisi altında, humatlar ve diğer organik demir bileşikleri yok edilir ve kolayca hidrolize edilen ve çöken üç değerlikli demirin inorganik tuzları formuna dönüştürülür.

Demir içeriğine bağlı olarak klor dozu, en az 30 dakika temas halinde 1 Mj su başına 5-20 g olabilir (sadece demirin oksidasyonu için değil, aynı zamanda güvenilir dezenfeksiyon için).

Bununla birlikte, bu su arıtma yönteminin, öncelikle büyük miktarlarda sıvı, yüksek derecede toksik klorun karmaşık taşınması ve depolanmasıyla ilişkili bir takım dezavantajları vardır. Bu nedenle son yıllarda sodyum hipoklorit çözeltisi (NaCIO) ile su arıtımı giderek daha fazla kullanılmakta olup, bu yöntem hem büyük su arıtma tesislerinde hem de özel evler dahil küçük tesislerde kullanılmaktadır. Sulu çözümler Sodyum hipoklorit, toplam reaksiyon kullanılarak kimyasal veya elektrokimyasal yöntemle üretilir.

Demirin sodyum hipoklorit ile oksidasyonu sırasında su asitlenmez ve bu, filtrasyon işlemi için çok önemlidir. Ek olarak, sodyum hipoklorit çözeltisi (hem ticari hem de elektrokimyasal) filtreleme için uygun olan alkalindir.

Demirli demirin oksidasyonu, filtrelerden önce kaynak suya bir potasyum permanganat KMpO çözeltisinin eklenmesiyle de sağlanır. Karmaşık suları arıtmak ve oldukça pahalı olan potasyum permanganattan tasarruf etmek için sodyum hipoklorit ile kombinasyon halinde kullanılabilir.

Demir oksidasyonunun umut verici yöntemlerinden biri, aynı anda suyun dezenfeksiyonunu, renk giderimini ve koku giderimini, organoleptik özelliklerinin iyileştirilmesini ve iki değerlikli demir ve manganezin oksidasyonunu sağlayan ozonlamadır (bkz. A-T 26.302).

Suyun ertelenmesi katyonizasyon Bir iyon değiştirici katmanından filtrelendiğinde demir, iyon değiştirici tarafından kalsiyum ve magnezyumdan daha erken ve daha iyi tutulacak ve emilecektir. Ve iyon değiştiricinin kalsiyum ve magnezyum değişim kapasitesi hızla azalacaktır. Bu nedenle, demirin uzaklaştırılmasıyla eş zamanlı olarak suyun yumuşatılmasının gerekli olduğu durumlarda, iyon değişimi (katyonizasyon) yoluyla demirin sudan uzaklaştırılmasına izin verilir. Ancak bu durumda demirin yalnızca çözünmüş iki değerlikli formda çıkarılması mümkündür. Suda oksijen varlığında Fe2+ iyonu oksitlenir, ortaya çıkan demir hidroksit Fe(OH)3 suda az çözünür ve iyon değiştirici tanecikleri üzerinde birikir ve gözeneklerini "kapatır". İyon değiştirici malzemenin hizmet ömrü önemli ölçüde azalacaktır.

Katalitik ortam kullanarak filtreleme
Yüksek performanslı kompakt sistemlerde kullanılan en yaygın demir ve manganez giderme yöntemi, katalitik ortam kullanılarak yapılan filtrelemedir. İkincisi, manganez dioksit içeren doğal malzemeler veya uygun işlem sırasında manganez dioksitin dahil edildiği yüklerdir. Bunlar arasında kırılmış piroluzit, “kara kum”, kükürt kömürü ve MZF (yurtiçi yüklemeler); Manganez Yeşil Kum (MGS), Birm, MTM (yabancı dolgu maddeleri). Bu filtre malzemeleri hem fiziksel özelliklerinde hem de manganez dioksit içeriğinde farklılık gösterir ve bu nedenle suyu karakterize eden parametrelerin farklı değer aralıklarında etkili bir şekilde çalışır.

Eylemleri, manganez bileşiklerinin değerlik durumunu nispeten kolay bir şekilde değiştirebilme yeteneğine dayanmaktadır. Kaynak suyundaki demirli demir, daha yüksek manganez oksitleri tarafından oksitlenir. İkincisi daha düşük oksidasyon aşamalarına indirgenir ve daha sonra çözünmüş oksijen ve potasyum permanganat ile tekrar daha yüksek oksitlere oksitlenir.

Daha sonra çoğu Filtre malzemesi üzerinde oksitlenen ve tutulan demir, geri yıkama sırasında gidere yıkanır. Böylece granüler katalizör tabakası aynı zamanda bir filtre ortamı olarak da görev yapar. Oksidasyon sürecini iyileştirmek için suya ilave kimyasal oksitleyici maddeler eklenebilir.

İşlemi gerçekleştirirken, demir (ve manganez) bileşiklerinin etkili bir şekilde oksidasyonu için, hem işlemi hızlandıran bir katalizöre hem de bir oksitleyici reaktife sahip olmanın gerekli olduğu akılda tutulmalıdır. Çözünmüş oksijen, yüksek manganez bileşikleri, klor ve hipoklorit oksitleyici bir madde olarak görev yapabilir. Dışarıdan tanıtılır veya filtre ortamının bir parçasıdır. İkinci durumda, suyun bileşimine ve tüketimine göre yükleme kaynağının belirlenmesi ve ayrıca filtre malzemesinin zamanında yenilenmesini veya değiştirilmesini sağlamak gerekir.