Odżelazianie wody

Masy aktywne G-1 i G-2

Wysokość i uziarnienie masy aktywnej G-1 i G-2 nie ma decydującego wpływu na stopień usunięcia związków żelaza. O redukcji żelaza decyduje sposób napowietrzania, uziarnienie, wysokość złoża piaskowego oraz prędkość filtracji.

Nie zaleca się stosowania uziarnienia piasku 1,4 – 2,0 mm wraz z masą katalityczną G-1 / G-2 do usuwania związków żelaza i manganu w filtracji jednostopniowej jeżeli prędkość filtracji wynosi > 6,5 m/h oraz wysokość złoża do odżelaziania < 1,8 m.

W wypadku dużych ilości żelaza w oczyszczanej wodzie, dobre efekty jego usuwania uzyskuje się (podobnie jak w koagulacji solami żelazowymi) przy pH=6,8-7,2, a następnie przy pH>8,0 co jest uwarunkowane procesami sorpcji i flokulacji koloidalnych cząstek wodorotlenku żelazowego [ Kowal A.L. Świderska-Bróż M. „Oczyszczanie wody” PWN Warszawa-Wrocław 1997 ].

Z przeprowadzonych prób jakościowych wynika, że dla pH wody surowej równego 6,7; 7,4 i 8,4 nie wystąpił negatywny wpływ na usuwanie związków żelaza i potwierdziła się wyżej przytoczona zależność.

Dla uzyskania pełnego efektu technologicznego istotne jest zapewnienie optymalnych warunków dla procesu odżelaziania, aby zachodziło jego skuteczne usunięcie, przed procesem odmanganiania. Utlenienie manganu zachodzi dopiero po całkowitym utlenieniu jonów żelaza dwuwartościowego, co wynika z mniejszej wartość E0 (potencjał redoks.) dla układu Fe2+/Fe3+ niż dla układu Mn2+/Mn4+ [ Macioszczyk A. „Hydrogeochemia”, Wyd. Geologiczne, Warszawa1987 ]. Wymóg ten dotyczy zarówno filtracji jedno- jak i dwustopniowej.

Woda podawana do filtra powinna zawierać tlen rozpuszczony w ilości min. 6 mg/l Ilość powietrza wprowadzanego do wody przed filtrami ok. 10-20 dm³ powietrza na 1 m³ wody.

Ilość tlenu wprowadzanego do wody można obliczyć w oparciu parametry jakości wody surowej:

• dla 1 mg/l Fe 0,15 mg/l O₂
• dla 1 mg/l Mn 0,30 mg/l O₂
• dla 1 mg/l NH4+ 4,5 mg/l O₂

W czasie eksploatacji należy szczególnie zwracać uwagę na prawidłowe usuwanie pęcherzy gazu (powietrza) z wody przed wprowadzeniem jej do złoża filtracyjnego. Zagazowanie złoża filtracyjnego powodować może pogorszenie skuteczności oczyszczania wody. Dotyczy to szczególnie systemów zamkniętych, ciśnieniowych. W tych przypadkach należy prawidłowo zainstalować odpowiednie odpowietrzniki na rurociągach zbiornikach i filtrach oraz utrzymywać je w dobrym stanie eksploatacyjnym.

Nieprawidłowy sposób napowietrzania/odgazowania wody, zbyt niska redukcja żelaza spowodowana za dużą prędkością filtracji w stosunku do wysokości złoża i jego uziarnienia oraz nieuwzględnienie zawartości jonów amonowych, powoduje zakłócenia w procesie katalitycznego utlenienia związków manganu i ich niewystarczające usunięcie.

Dwustopniową filtrację stosuje się najczęściej gdy:

• wymagana wysokość złoża tylko dla procesu odżelaziania wynosi 1,5–2,0 m (bez podsypki);
• duża zawartość żelaza oraz pominięcie procesu sedymentacji przy zwiększonej prędkość filtracji, wymaga zastosowania złoża antracytowego lub antracytowo/piaskowego, którego ciężar jest znacznie mniejszy od złoża katalitycznego, co przekłada się bezpośrednio na mniejsze intensywności płukania niż wymagane przez masę katalityczną (np.: G-1/G-2).

Wysokości złoża katalitycznego G-1 / G-2 dobiera się, zarówno w przypadku filtracji jedno- jak i dwustopniowej, w zależności od ilości manganu i pH wody surowej.

Sposób napowietrzania/ odgazowania wody surowej powinien zapewnić wystarczającą ilość tlenu dla procesu odżelaziania oraz odmanganiania i zostać dobrany na podstawie zasadowości ogólnej wody:

• Zasadowość og. ≥ 5 mval/l - napowietrzanie ciśnieniowe;
• Zasadowość og. 4–5 mval/l – wytryski zwykłe lub napowietrzanie kaskadowe;
• Zasadowość og. 3–4 mval/l - dysze amsterdamskie
• Zasadowość og. 2–3 mval/l - złoża ociekowe ze sztucznym lub naturalnym ciągiem powietrza
• Zasadowość og. < 2 mval/l - wiązanie chemiczne z napowietrzaniem.