. Далі відбувається окислення за рівнянням:
4Fe (OH) 2 + Про 2 + 2Н 2 Про в†’ 4Fe (OH) 3 (2)
Тут також одночасно присутні проміжні сполуки, такі, як Fe (OH) 2 + і Fe (OH) 2 + . Процес окислення двовалентного заліза в тривалентне в багатьох випадках у природних умовах протікає за участю мікроорганізмів - залізобактерій, які використовують енергію, що виділяється при окисленні заліза (II).
Утворений при окисленні гідроксид заліза (III) мало розчинний у воді. Так, при рН = 4 у воді може міститися до 0,05 мг/л Fe (OH) 3 , а при більш високих значеннях рН - тисячні і ще менші частки мг/л. Гідроксид заліза (III) може бути присутнім у воді в колоїдному стані, який є однією з основних форм існування заліза в поверхневих водах. Стійкість колоїдного заліза в значній мірі підвищується завдяки захисній дії гумусових речовин. Залізо може бути переведено з цього комплексу в осад двома шляхами: природним - за участю бактерій, руйнують органічна речовина, і штучним - за допомогою сильних окислювачів, що знищують захисні колоїди, або під дією коагулянтів, наприклад, золів кремнієвої кислоти [13]. p> Виявлення форм вмісту заліза у воді є дуже важливим завданням, вирішення якої дозволяє визначити метод його видалення.
4. Методи знезалізнення води
Вибір методу видалення заліза з природних вод залежить від форм, кількості заліза і буферних властивостей вихідної води. За півтора сторіччя існування технології знезалізнення води було запропоновано і впроваджено велику кількість методів видалення заліза, все різноманіття яких можна звести до двох основних типів: реагентні і безреагентниє (фізичні).
З вживаних в даний час методів знезалізнення води перспективними є:
Безреагентниє методи:
1) спрощена аерація (і фільтрування);
2) глибока аерація (з подальшим відстоюванням і фільтруванням);
3) В«суха фільтраціяВ»;
4) фільтрування на каркасних фільтрах;
5) електрокоагуляція;
6) подвійна аерація, обробка в шарі зваженого осаду і фільтрування;
7) фільтрування в підземних умовах з попередньою подачею в пласт окисленої води;
8) аерація і двоступенева фільтрування.
Реагентні методи:
1) спрощена аерація, окислення, фільтрування;
2) напірна флотація з вапнуванням і наступним фільтруванням;
3) вапнування, відстоювання в тонкошаровому відстійнику і фільтрування;
4) аерація, окислення, вапнування, коагулювання, флокулірованіе з наступним відстоюванням або обробкою в шарі зваженого осаду і фільтрування;
5) фільтрування через модифіковане завантаження;
6) катіонірованіе.
Знезалізнення поверхневих вод можна здійснити лише реагентними методами, а для видалення заліза з підземних вод найбільшого поширення набули безреагентниє методи, зокрема метод глибокої аерації, який широко застосовується як у нашій країні, так і за кордоном. З реагентних методів найбільш поширений метод коагулирования сульфатом алюмінію з попередніми хлоруванням, а іноді і вапнуванням з подальшим відстоюванням.
Різноманіття методів знезалізнення води виключає їх рівноцінність щодо надійності, технологічності, економічної доцільності, простоти, області застосування і т.п. Ступінь вивченості того чи іншого методу різна. Найбільш глибоким і всеосяжним дослідженням були піддані методи глибокої аерації, спрощеної аерації, коагуляції та вапнування. Решта методів з різних причин мають обмежене застосування або недостатньо вивчені для широкого впровадження в практику [13].
У літературі [11] є дані про застосування для знезалізнення води спеціального В«чорногоВ» піску. Цей пісок складається з мінералу пиролюзита MnO 2 і має здатність при фільтруванні через нього швидко і ефективно очищати воду від двовалентного заліза. Піролюзит можна замінити більш доступною фільтрує завантаженням, отриманої штучним шляхом.
Сутність цього методу полягає в попередньому формуванні на поверхні зерен фільтруючого завантаження (кварцовий пісок, керамзит та ін) каталітичної плівки, що складається в основному з оксиду марганцю MnO 2 .
При фільтруванні води оксид марганцю (IV) окисляє двовалентне залізо, відновлюючись при цьому до нижчих ступенів окислення, а потім знову окислюється розчиненим у воді киснем або іншим окислювачем при регенерації.
Процес можна описати наступними реакціями:
4Fe (HCO 3 ) 2 +3 MnO 2 +10 H 2 O → 4 Fe (OH) 3 + MnO + Mn 2 O 3 + 8 H 2 O + 8CO 2 ↑ (3)
3 MnO + 2KMnO 4 + H 2 O в†’ 5 MnO 2 + 2KOH (4)
3 Mn 2 O 3 + 2KMnO 4 + H 2...
