Книга "Системы очистки воды" Пособие для менеджеров

Feature image

4.4 Обезжелезиватели. Расчет и подбор обезжелезивателя


4.4 Обезжелезиватели. Расчет и подбор обезжелезивателя.

Обезжелезивание воды.

Железо составляет примерно 5% всей твердой земной коры. Именно поэтому этот металл встречается практически во всех источниках воды (поверхностных водах и скважинных). В природных водах, железо, чаще всего встречается в виде ионов Fe2+ и Fe3+, а также в виде органических и неорганических соединений (коллоиды, взвеси и др.). В поверхностных водах железо как примесь содержится главным образом в органических комплексах (гуматы), а также образует коллоидные и высокодисперсные взвеси. В подземных водах при отсутствии растворенного кислорода оно обычно находится в виде ионов Fe2+. Растворенное железо – проблема скорее эстетическая, чем опасная для здоровья. Железо может находится в воде в нескольких формах. При нагреве, окислении или хлорировании растворенное железо переходит из одной формы в другую и выпадает в осадок.

       СИМПТОМЫ:

       • Металлический привкус

       • Рыжий налет на сантехнике, арматуре

       • В изначально прозрачной воде на открытом воздухе появляется студенистый рыжий осадок

       • Тоже происходит в процессе приготовления пищи (при нагреве воды)

       • Студенистый осадок не оседает на дно

       • Темный (черный) легко удаляемый налет

       • Цветные материалы обесцвечиваются после стирки

       • Напитки (компоты) темнеют

Содержание железа в воде измеряется в миллиграммах на литр (мг/л). Уровень железа 0.3 мг/л и более приводит к появлению рыжего налета. Вода может содержать несколько типов железа (несколько форм). Суммарное железо – это сумма концентраций всех типов железа, содержащихся в воде.

железо 

Двухвалентное железо

• Двухвалентное железо (Fe2+ или Fe++). Оно растворено в воде, и вода кажется прозрачной. По мере окисления (на открытом воздухе) вода приобретает желтоватый или рыжеватый оттенок.

Наиболее часто встречается в подземных водах. Для удаления необходимо окислить данную форму железа до Fe3+. Наиболее частый способ удаления (в диапазоне производительности от 0,5 м3/ч до 50 м3/ч) на напорных фильтрах загруженных Марганцевым зеленым песком или MTM (с дозировкой или регенерацией перманганатом калия).

Трехвалентное железо

• Трехвалентное железо (Fe3+ or Fe+++). В эту форму превращается двухвалентное железо после окисления. Такое железо имеет вид суспензии – нерастворимого и не оседающего осадка. Данную форму железа легче всего удалять. Чаще всего удаляется на фильтрах с марганцевым зеленым песком, МТМ или BIRM. Также, при незначительном содержании возможно удалять на обычных песчаных фильтрах.

 Коллоидное железо

• Коллоидное железо – это железо, частицы которого имеют очень маленькие размеры (менее 0.1 мкм) и поэтому не могут быть отфильтрованы механическими фильтрами. Такое железо также образует суспензию. Встречается довольно редко. Удаляется окислением или переводом в другую форму, а затем фильтрацией.

Органическое железо

• Органическое железо – это связанное железо, образовавшее соединение с органическими веществами, такими как: танины или гумусовой кислотой. Такое железо может быть бесцветным, желтоватым или рыжим. Такое железо называют: органическим или сложным. Такое железо является наиболее сложно удаляемым из-за своей органической природы. Способы удаления: ионный обмен, адсорбция, окисление.

Бактериальное железо

• Некоторые бактерии (железистые бактерии) используют железо в метаболических процессах. Бактериальное железо может быть студенистым или волокнистым. Иногда такое железо образует поверхностную пленку. Встречается редко.

Так как же можно очистить подземные воды от соединений железа? На первый взгляд, очень просто. Надо перевести железо в нерастворимую трехвалентную форму и как следует отфильтровать. Но это на словах. На деле проблема весьма широка и обусловлена значительным разнообразием природных условий, в том числе разнообразием состава подземных вод, а также форм соединений железа в них. Очистка включает целый ряд физико-химических процессов и сводится, прежде всего, к переводу соединений железа в нерастворимые и слаборастворимые формы с последующим извлечением их из воды. Практически все способы требуют предварительного аэрирования и фильтрации.

Одним из современных направлений нехимической очистки подземных вод является биологический способ, который основывается на использовании микроорганизмов. Самыми распространенными среди них являются железобактерии. Эти бактерии переводят закисное железо (Fe2+) в окисное (ржавчина Fe3+). Сами по себе эти бактерии не представляют опасности для организма человека, однако продукты их жизнедеятельности токсичны.

Современные биотехнологии основаны на использовании свойств каталитической пленки, образующейся на песчано-гравийной загрузке или на другом подобном мелкопористом материале, например, колонне из активированного кокосового угля, различных синтетических материалов, а также на способности тех самых железобактерий обеспечивать течение сложных химических реакций без каких-либо затрат энергии и использования реагентов. Эти процессы являются естественными и основаны на биологических закономерностях самой природы. Обильное развитие железобактерий отмечается в воде с содержанием железа от 10 до 30 мг/л, однако, как показывает опыт, их развитие возможно даже при концентрации железа в сто раз меньше. Единственное условие - это поддержание кислотности среды на достаточно низком уровне при одновременном доступе кислорода из воздуха, хотя бы в ничтожно малом количестве.

Заключительным этапом биологического обезжелезивания является сорбционная очистка для задержания продуктов жизнедеятельности железобактерий и окончательное обеззараживание воды УФ - лампами. При всех своих достоинствах (например, экологичности) и перспективности у биоочистки есть только один недостаток - относительно низкая скорость процесса. Это, в частности, означает, что для обеспечения больших производительностей требуются большие габариты емкостных сооружений. Поэтому широкое распространение находят окислительные и ионообменные методы обезжелезивания.

Окислительные методы обезжелезивания подразумевают использование таких окислителей как воздух, хлор, озон, перманганат калия и др. для ускорения протекания реакции перевода закисной формы железа в окисленную с дальнейшим ускоренным осаждением хлопьев железа посредством добавления специальных химических веществ - коагулянтов на осадочных фильтрах. Такая технология в основном применима на крупных муниципальных системах.

Для бытовых и коммерческо-промышленных систем сегодня применяется каталитический метод удаления железа. Реакция окисления происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Наибольшее распространение в современной водоподготовке нашли фильтрующие среды на основе диоксида марганца (MnO2): Birm, Greensand, Filox, Pyrolox и др. Железо (и в меньшей степени марганец) в присутствии диоксида марганца быстро окисляются и оседают на поверхности гранул фильтрующей среды. Впоследствии большая часть окисленного железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Таким образом, слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой. Для улучшения процесса окисления в воду могут добавляться дополнительные химические окислители. Наиболее распространенным является перманганат калия KMno4 («марганцовка»), так как его применение не только активизирует реакцию окисления, но и компенсирует «вымывание» марганца с поверхности гранул фильтрующей среды, то есть регенерирует ее. Используют как периодическую, так и непрерывную регенерацию.

Все системы на основе каталитического окисления с помощью диоксида марганца кроме специфических (не все из них работают по марганцу, почти все они имеют большой удельный вес и требуют больших расходов воды при обратной промывке) имеют и ряд общих недостатков.

Во-первых, они неэффективны в отношении органического железа. Более того, при наличии в воде любой из форм органического железа, на поверхности гранул фильтрующего материала со временем образуется органическая пленка, изолирующая катализатор - диоксид марганца от воды. Таким образом, вся каталитическая способность фильтрующей засыпки сводится к нулю. Практически «на нет» сводится и способность фильтрующей среды удалять железо, так как в фильтрах этого типа просто не хватает времени для естественного протекания реакции окисления.

Во-вторых, системы этого типа все равно не могут справиться со случаями, когда содержание железа в воде превышает 10—15 мг/л, что совсем не редкость. Присутствие в воде марганца только усугубляет ситуацию.

Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применяется в основном для умягчения воды. Раньше для реализации этого метода использовались природные иониты (сульфоугли, цеолиты). Однако с появлением синтетических ионообменных смол эффективность использования ионного обмена для целей водоочистки резко возросла.

С точки зрения удаления из воды железа важен тот факт, что катиониты способны удалять из воды не только ионы кальция и магния, но и другие двухвалентные металлы, а значит и растворенное двухвалентное железо. Причем теоретически, концентрации железа, с которыми могут справиться ионообменные смолы, очень велики. Достоинством ионного обмена является также и то, что он «не боится» верного спутника железа - марганца, сильно осложняющего работу систем, основанных на использовании методов окисления. Главное же преимущество ионного обмена то, что из воды могут быть удалены железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии. То есть совсем отпадает необходимость в такой капризной и «грязной» (из-за необходимости вымывать ржавчину) стадии, как окисление.

Однако на практике, возможность применения катионообменных смол по железу сильно затруднена. Объясняется это следующими причинами: во-первых, применение катионитов целесообразно там, где существует также и проблема с жесткостью воды, так как железо удаляется из воды вместе с жесткостью. Там, где ситуация с жесткостью достаточно благополучная, применение катионообменных смол нерационально.

Во-вторых, ионообменные смолы очень критичны к наличию в воде трехвалентного железа, которое «забивает» смолу и очень плохо из нее вымывается. Именно поэтому нежелательно наличие в воде не только уже окисленного железа, но и растворенного кислорода и других окислителей, наличие которых может привести к его образованию. Этот фактор накладывает также ограничение и на диапазон рН, в котором работа смол эффективна.

В-третьих, при высокой концентрации в воде железа, с одной стороны возрастает вероятность образования нерастворимого трехвалентного железа (со всеми вытекающими отрицательными последствиями) и, с другой стороны, гораздо быстрее истощается ионообменная емкость смолы. Оба этих фактора требуют более частой регенерации, что приводит к увеличению расхода соли.

В-четвертых, наличие в воде органических веществ (в том числе и органического железа) может привести к быстрому «зарастанию» смолы органической пленкой, которая одновременно служит питательной средой для бактерий.

Тем не менее, именно применение ионообменных смол представляется наиболее перспективным направлением в деле борьбы с железом и марганцем в воде. Задача заключается в том, чтобы подобрать такую комбинацию ионообменных смол (подчас весьма сложную и многокомпонентную), которая была бы эффективна в достаточно широких пределах параметров качества воды.

Рассмотрим теперь самые распространенные обезжелезиватели.

Практически все обезжелезиватели основаны на универсальных баллонах и головах, подобно механическим колоннам. Отличием является только засыпка обезжелезивателя и принцип окисления железа. Наиболее старым и используемым по сей день является обезжелезиватель на засыпке Manganese Greensand.

Эти фильтры-обезжелезиватели предназначены для реагентного удаления из воды растворенного железа, марганца и сероводорода. Установка состоит из:

  • Корпуса.
  • Автоматического блока управления фирмы «Fleck», «Clack Corporation» или «Autotrol».
  • Фильтрующей среды (Manganese Green Sand или MTM).
  • Поддерживающего слоя гравия.
  • Дренажно-распределительной системы.
  • Бака для приготовления регенерационного раствора Корпуса фильтров.

Корпуса устойчивы к коррозии и воздействию химических реагентов. Внутренняя колба изготовлена методом пластического прессования. Наружное покрытие выполнено из стекловолокна пропитанного эпоксидной смолой, необходимой для обеспечения максимальной прочности. Отверстия - резьбовые или фланцевые, в зависимости от типа клапана управления и места его установки. Подставка производится из стекловолокна или резины.

  • Максимальное рабочее давление       < 10,2 бар
  • Максимальная рабочая температура  < 49 °С

Клапаны управления

Установки могут быть укомплектованы клапанами управления с различными электромеханическими или электронными контроллерами. В зависимости от типа контроллера фильтр может начинать регенерацию по сигналу от таймера, счетчика обработанной воды или от таймера и счетчика одновременно (комбинированный тип).

Наполнитель для удаления из воды железа, марганца и сероводорода — ManganeseGreenSand. Данный наполнитель окисляет и осаждает растворенное железо и марганец за счет контакта с высшими оксидами марганца. Осадок вымывается при обратной промывке. Для восстановления окислительной способности фильтрующей среды, необходимо вместе с обратной промывкой производить обработку наполнителя раствором перманганата калия из расчета 50-60 грамм сухого веса на каждые 28,3 л наполнителя. Для полного использования ресурса загрузки необходимо своевременно и качественно проводить регенерации.

Гравийная подложка.

Подложка в фильтрах-обезжелезивателях необходима для обеспечения равномерного распределения воды по всей площади поперечного сечения баллона.

Распределительная система. Включает в себя водоподъемную трубу, верхний и нижний дистрибьюторы.

Бак для реагента

Содержит заранее подготавливается раствор перманганата калия, который необходим для регенерации наполнителя. Для фильтров с баллонами диаметром до 14" исключительно используется один бак стандартного размера 10"х36". Для фильтров с баллонами диаметром до 18" используется 2 стандартных бака, соединенных параллельно. Для фильтров с баллонами большего диаметра используется метод постоянной регенерации, и бак для реагента используются большего размера. Емкость стандартного реагентного бака - 19,4 л.

Принцип действия

Вода, проходя через фильтрующую среду, служащую окислителем, освобождается от растворенного в воде сероводорода, железа и марганца (которые переходят в нерастворенную форму и выпадают в осадок). Осадок задерживается в слое фильтрующей загрузки и в дальнейшем вымывается в дренаж при обратной промывке. После выработки емкости фильтрующей загрузки проводится регенерация путем взрыхления и последующего медленного протягивания раствора перманганата калия сквозь наполнитель.

Существуют два метода регенерации наполнителей Manganese GreenSand и MTM. Это отложенная регенерация и постоянная регенерация.

При отложенной регенерации промывка фильтра устанавливается на ночное время, в которое не планируется предполагаемого водоразбора. Восстановление фильтрующей способности происходит при обратной промывке с последующей регенерацией наполнителя фильтра раствором перманганата калия. Частота регенераций зависит от суммарного содержания в воде железа, марганца и сероводорода и/или сульфидов, количества наполнителя обезжелезивателя и интенсивности водоразбора. Продолжительность регенерации зависит от индивидуальных условий эксплуатации и конфигурации системы и может составлять от 70 до 130 минут.

При постоянной регенерации перед фильтром - обезжелезивателем в магистраль дозируется раствор перманганата калия, или хлор и раствор перманганата калия (в зависимости от сочетания примесей и их концентраций). После введения вышеупомянутых окислителей, железо, марганец и сероводород окисляются и образуют нерастворимые осадки, которые в последующем задерживаются в слое фильтрующей загрузки. Для восстановления фильтрующей способности наполнителя необходима только обратная промывка. Продолжительность регенерации сокращается до 20-40 минут. По такой схеме, как правило, работают промышленные фильтры.

Условия применения

Величина сервисного и пикового потоков в фильтрах-обезжелезивателях зависит от суммарной концентрации железа, марганца и сероводорода в воде. Величины потоков, указанных в таблице технических данных рассчитаны при содержании железа в воде 0-3мг/л, рН > 7,0 и времени непрерывной фильтрации 1 час. При отличных от данных условиях эксплуатации величины сервисных потоков могут отличаться от заявленных в таблице. В этом случае обратитесь за консультацией к специалистам.

Производительность насосного оборудования или пропускная способность подающей магистрали должны обеспечивать необходимые для обратной промывки расходы. Недостаток воды во время обратной промывки (при потоках на промывку менее требуемых) приводит к слеживанию наполнителя и сокращению его срока службы.

Для подбора фильтров-обезжелезивателей необходимы следующие данные:

  • Состав воды
  • Тип и производительность насосного оборудования перед системой фильтрации (или диаметр подающей магистрали и давление в ней)
  • Количество воды, потребляемое за сутки
  • Режим водопотребления
  • Тип канализационной системы

Технические характеристики и условия эксплуатации:

Пределы удаления железа ......................................................................................            10 мг/л*

Содержание железа на выходе фильтра, при потоке не более номинального............. < 0,3 мг

Рабочий диапазон давлений............................................................................................... 2,5-6 бар

Максимальное давление..................................................................................................... 8,62 бар

Рабочий диапазон температур .......................................................................................... 4-35 °С

Срок службы наполнителя ................................................................................................ 1-3 года

Реагент, используемый для регенерации наполнителя................................................... KMno4 (раствор)

Количество KMnО4 для регенерации...................................................................... 28,3 л - –GS

Напряжение питания ......................................................................................................... 220 В

Потребляемый ток............................................................................................................... < 400 мА

*Для приведения концентраций марганца и сульфидов к эквивалентной концентрации железа необходимо величины концентраций железа умножить на 1, марганца на 2, сульфидов или сероводорода на 5. Суммарное содержание железа, марганца и сероводорода не должно превосходить указанного значения.

 

Таблица 4.3 Технические характеристики фильтров на основе засыпки Manganese GreenSand.

Размер баллона (дюйм)

948/1047

1054

1252

1354/1450

1465

1665

1865

2169

2472

3072

3672

Емкость фильтрующей среды, г (х1000 мг)

6

7,5

9

12

18

21

30

36

48

75

108

Размеры колонны,

ǾхH, см (дюйм)

23х122

(9"х48") 25х119

(10"х47")

25х138 (10"х54")

30х133 (12"х52")

33х138

(14"х50")

36х127

(13"х54")

36х165 (14"х65")

41х165 (16"х65")

46х165 (18"х65")

54х175 (21"х69")

61х183 (24"х72")

76х183 (30"х72")

92х183 (36"х72")

Рекомендуемое количество наполнителя, л

28

35

42

56

84

98

140

168

224

350

504

Количество крупного гравия, кг

5

5

7

9

9

14

18

23

28

36

68

Количество среднего гравия, кг

-

-

-

-

-

9

12

14

23

31

45

Количество мелкого гравия, кг

5

5

7

9

9

9

12

14

23

31

45

Q S (при AP = 0,25 бар), м3

0,5

0,6

0,9

1,2

1,2

1,6

2,0

2,8

3,7

5,6

8,0

Q min bw , м3

1,2

1,2

1,6

2,3

2,3

3,5

4,2

5,6

6,9

11,5

16,1

Контроллер дренажной линии, gpm.

4

5

7

9/10

10

15

20

25

30

50

70

V рег, средн. , л

400

500

650

900

950

1300

1700

1900

2300

3800

5400

Количество реагента

56

70

84

112

154

196

280

-

-

-

-

на регенерацию, г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ǾПТ, дюйм

3/4", 1"

3/4", 1"

3/4", 1"

3/4", 1"

3/4", 1"

1", 11/2"

11/2"

11/2"

11/2"

2"

2"

ǾДВ, дюйм

1/2"

1/2"

1/2"

1/2"

3/4"

3/4", 1"

1"

1"

1"

2"

2"

Минимальные размеры установки при монтаже, ВхГхШ, см

136х55х55

152х55х55

147х60х60

152х66х66

193х66х66

193х71х71

193х76х76

216х84х84

224х92х92

252х107х107

257х122х122

Вес установки, кг

62

76

82

94

205

239

309

373

488

714

989

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AP - потери давления

QS- сервисный поток

QMINBW - минимальный поток на обратную промывку

Vрег средн - среднее количество воды на регенерацию

ǾПТ- диаметр присоединительных труб

Ǿдв- Диаметр дренажного выхода

 Далее рассмотрим обезжелезиватели на основе засыпки Birm.

Назначение и состав

Автоматические  фильтры-обезжелезиватели  предназначены для безреагентного удаления из воды растворенного железа, марганца и сероводорода. Установка состоит из:

  • Корпуса
  • Автоматического блока управления фирмы «Fleck» или «Clack Corporation))
  • Фильтрующей среды (Birm, KDF-85, Pyrolox, Cheem Free)
  • Поддерживающего слоя гравия
  • Дренажно-распределительной системы Корпуса фильтров

Корпуса устойчивы к коррозии и воздействию химических реагентов. Внутренняя колба изготовлена методом пластического прессования. Наружное покрытие выполнено из стекловолокна пропитанного эпоксидной смолой, необходимой для обеспечения максимальной прочности. Отверстия - резьбовые или фланцевые, в зависимости от типа клапана управления и места его установки. Подставка производится из стекловолокна или резины.

  • Максимальное рабочее давление       < 10,2 бар
  • Максимальная рабочая температура  < 49 °С

Клапаны управления

Установки могут быть укомплектованы клапанами управления с различными ручными, электромеханическими или электронными контроллерами. В зависимости от типа контроллера фильтр может начинать регенерацию вручную, по сигналу от таймера, счетчика обработанной воды или от таймера и счетчика одновременно (комбинированный тип).

Наполнитель для удаления из воды железа и марганца — BirmНаполнитель является катализатором реакции окисления растворенного в воде железа и/или марганца.

В качестве окислителя используется кислород из атмосферного воздуха. Подмес воздуха и отвод отработанного газа необходимо обеспечить до контакта воды с наполнителем. Окисленные примеси задерживаются в слое загрузки. Для восстановления фильтрующей способности не требуется химических реагентов, необходима только обратная промывка. Для оптимального использования ресурса наполнителя необходимо своевременно и качественно проводить регенерации. Ограничения по применению:

рН........................................................... 6,8-9,0*

Концентрация свободного хлора . . . . < 0,5 мг/л

Сульфиды или сероводород ........  отсутствие

Нефтепродукты ................................  отсутствие

Полифосфаты ....................................  отсутствие

Щелочность должна быть в два раза больше суммы концентраций сульфатов и хлоридов, содержание растворенного кислорода должно превосходить содержание железа (железа и марганца) на 15 %. Гравийная подложка

Подложка в фильтрах-обезжелезивателях необходима для обеспечения равномерного распределения воды по всей площади баллона.

Распределительная система включает в себя

  • Водоподъемную трубу
  • Верхний и нижний дистрибьюторы

Принцип действия

Вода, проходя через фильтрующую среду, служащей катализатором реакции окисления, освобождается от растворенного в воде сероводорода, железа и марганца (переходят в нерастворимую форму и выпадают в осадок). Осадок задерживается в слое фильтрующей загрузки, в дальнейшем вымывается в дренаж при обратной промывке. После истощения емкости фильтрующей загрузки ее необходимо восстановить проведением обратной промывки. Эффективность работы безреагентных фильтров можно увеличить, применив предварительное аэрирование, озонирование и/или хлорирование воды.

Условия применения

Величина сервисного потока в фильтрах-обезжелезивателях зависит от концентрации железа в воде. Величины потоков, указанных в таблице 4.4 технических данных рассчитаны при содержании железа в воде 0—3мг/л, рН > 7,0 и времени непрерывной фильтрации 1 час. При отличных от данных условий эксплуатации величины сервисных потоков могут отличаться от заявленных в таблице. Производительность насосного оборудования или пропускная способность подающей магистрали должны обеспечивать необходимые для обратной промывки расходы. Недостаток воды во время обратной промывки (при потоках, на промывку менее требуемых) приводит к слеживанию наполнителя и сокращению его срока службы.

Для подбора фильтров-обезжелезивателей необходимы следующие данные:

  • Состав воды
  • Тип и производительность насосного оборудования перед системой фильтрации (или диаметр подающей магистрали и давление в ней)
  • Количество воды, потребляемое за сутки
  • Режим водопотребления
  • Тип канализационной системы

Технические характеристики и условия эксплуатации:

Содержание железа на выходе фильтра, при потоке не более номинального ............  < 0,3мг

Рабочий диапазон давлений .............................................................................................. 2,5-6 бар

Максимальное давление .................................................................................................... 8,62 бар

Рабочий диапазон температур .......................................................................................... 4-35 °С

Срок службы наполнителя ..................................................................................  от 1 года до 5 лет

Напряжение питания ......................................................................................................... 220 В

Потребляемый ток ..............................................................................................................  < 400 мА

 Таблица 4.4 Основные характеристики обезжелезивателей на основе засыпки Birm.

Размер баллона (дюйм)

948/1047

1054

1252

1354/1450

1465

1665

1865

2169

2472

3072

3672

Размеры колонны, ǾxH, см (дюйм)

23x122 (9"х48")

25x119 (10"х47")

25x138 (10"х54")

30x133 (12"x52")

33x138

(14"x50")

36x127

(13"x54")

36x165 (14"x65")

41x165 (16"x65")

46x165 (18"x65")

54x175 (21"x69")

61x183 (24"x72")

76x183 (30"x72")

92x183 (36"x72")

Рекомендуемое количество наполнителя, л

28

35

42

56

84

98

140

168

224

350

504

Количество крупного гравия, кг

5

5

7

9

9

14

18

23

28

36

68

Количество среднего гравия, кг

-

-

-

-

-

9

12

14

23

31

45

Количество мелкого гравия, кг

5

5

7

9

9

9

12

14

23

31

45

Q S (при AP = 0,15 бар), м3/ч

0,5

0,6

0,9

1,2

1,2

1,6

2,0

2,8

3,7

5,6

8,0

Q min bw , м3/ч

1,2

1,2

1,6

2,3

2,3

3,5

4,2

5,6

6,9

11,5

16,1

Контроллер дренажной линии, gpm.

4

5

7

9/10

10

15

20

25

30

50

70

V рег, средн. , л

300

300

400

600

600

900

1200

1500

1800

3000

4000

ǾПТ , дюйм

3/4", 1"

3/4", 1"

3/4", 1"

3/4", 1"

3/4", 1"

1", 11/2"

11/2"

11/2"

11/2"

2"

2"

ǾДВ,дюйм

1/2"

1/2"

1/2"

1/2"

3/4"

3/4", 1"

1"

1"

1"

2"

2"

Минимальные размеры установки

при монтаже, ВхГхШ, см

136x55x55

152x55x55

147x60x60

152x66x66

193x66x66

193x71x71

193x76x76

216x84x84

224x92x92

252x107x10 7

257x122x122

Вес установки, кг: с наполнителем Birm

40 70

40 70

55 95

80 130

108 200

150 237

178

200

238

460

512

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AP - потери давления

QS- сервисный поток

Qminbw - минимальный поток на обратную промывку.

Vрег средн -среднее количество воды на регенерацию.

ǾПТ - диаметр присоединительных труб.

Ǿдв- Диаметр дренажного выхода.

Теперь рассмотрим наиболее эффективный обезжелезиватель фирмы Culligan – Sulfur Clear.

В этом фильтре окисление железа, марганца, сероводорода происходит за счет кислорода из воздуха, который нагнетается в колбу фильтра специальным компрессором и не требуется реагента-окислителя – перманганата калия.

Принцип действия фильтра Sulfur Cleer основан на окислении растворенного двухвалентного железа в трехвалентное. В результате процесса окисления растворенное железо переходит в нерастворимые гидроксиды, которые легко задерживаются при помощи механической фильтрации в слое засыпки. Кроме того происходит окисление содержащихся в воде органических веществ и сероводорода, в итоге снижается цветность воды, а также устраняются нежелательные вкус и запахи. В качестве окислителя в фильтре Sulfur Cleer используется кислород воздуха, принудительно нагнетаемый при помощи встроенного в головку фильтра компрессора. Частота автоматического включения компрессора программируется в зависимости от содержания железа и сероводорода в воде. Загрузка фильтра на основе искусственного цеолита CIM обладает каталитической активностью, значительно ускоряя процесс окисления.

Фильтр Sulfur Cleer отличается простотой и экономичностью в эксплуатации и практически неограниченным сроком службы засыпки (при условии правильно выставленных параметров промывок).

Основным преимуществом системы обезжелезивания Sulfur Cleer по сравнению с аналогичными системами других производителей, является полное отсутствие использования на всех этапах обработки в качестве окислителя перманганата калия. Еще одним несомненным преимуществом предлагаемого оборудования является высокая емкость до регенерации и высокие значения содержания растворенного железа в исходной воде – до 10 мг/л. Одновременно с удалением железа устраняется неприятный запах сероводорода практически всегда сопутствующий воде, где присутствует железо.

Основные характеристики обезжелезивателя Sulfur Cleer приведены ниже.

Размеры бака засыпки    (Ш x В)..................................................... 25,4 см x 137 см

Тип фильтрующей засыпки................................................................1.5 cu. ft. CIM

Нижний слой засыпки ......................................................................... Cullsan®, 9,08 кг

Пропускная способность1.................................................................... 3785 л

Макс. содержание растворенного железа........................................10 мг/л

Макс. содержание сероводорода2.......................................................4,2 мг/л

Миним. щелочность...................................................................................1,8 мг/л

Ph.....................................................................................................................7.0-8.5

падение давления при нормальном потоке......................................19 л/мин @ 0,27 бар

Максимум......................................................................................................22,5л/мин@ 0,34бар

Рабочее давление......................................................................................1,5-4 бар

Рабочая температура.................................................................................1-48° C

Требование к электросети.......................................................................220 В/50 Гц

Расход энергии, непрерывно/максимум...............................................7 Вт /270 Вт

Максимальный поток при обратной промывке..................................21 л/мин

1. Пропускная способность, при производительности 19 л/мин (10 "колба) и 10 мг/л растворенного железа

2. Сероводород может быть удален, если его содержание в воде не будет превышать 4,2 мг/л.

 Система Sulfur-Cleer подает воздух в колбу с засыпкой автоматически. Обмен воздуха в колбе с засыпкой контролируется независимо от частоты перезагрузки бака засыпки фильтра, воздух заменяется чаще. Во время цикла воздушного обмена компрессор нагнетает свежий воздух в бак засыпки и соленоид очистителя воздуха выталкивает старый воздух.

 Железо и остаточный сероводород.

Когда фильтр используется для воды с избыточным содержанием только железа или с уровнем сероводорода, меньше чем 0,84 мг/л, для регенерации фильтра достаточно будет только обратной промывки. В некоторых случаях со временем может появиться запах. В этом случае фильтрующая засыпка должна быть продезинфицирована. В качестве дезинфектанта используется гипохлорит натрия. Как правило, гипохлорит необходимо использовать не чаще, чем раз в месяц, а иногда не чаще, чем раз каждые 4 - 6 месяцев.

Если содержание сероводорода в воде более, чем 0,84 мг/л (от 0,84 до 4,2 мг/л), промывка фильтра должна производиться каждые 3 дня и для этой цели необходимо использовать  разбавленный гипохлорит. Регенерация с гипохлоритом обязательна только тогда, когда сероводород присутствует в получаемой воде. Хотя компрессор и нагнетает в фильтр воздух, что предполагает окисление и уменьшение уровня сероводорода, гипохлорит будет «супер окислителем» засыпки CIM для того, чтобы увеличить ее эффективность. Передозировка гипохлорита будет причиной ускорения разрушения засыпки. Поэтому, при любой схеме дозировки хлора будет всегда компромисс между сроком службы засыпки и уменьшением сероводорода.

Наряду с вышеперечисленными обезжелезивателями существуют также обезжелезиватели на основе адсорбционного каталитического песка «Centaur».

Благодаря соединению традиционной адсорбционных свойств и каталитической функциональности активированный уголь CENTAUR является неплохим решением для водоподготовки.

Рассмотрим, как его использовать.

Для удаления сероводорода:

Расчет объема засыпки Centaur в зависимости от скорости потока воды производится исходя из данных из следующей таблицы:

Таблица 4.5.

Скорость потока (л/мин)

<12,5

12,9 – 18,9

19 – 25

25,4  – 31,4

31,8 – 37,9

Объем засыпки (л)

28,32

42,5

56,7

70,8

85

Баллон

0948

10,54

1344

1354

1465

 При использовании засыпки Centaur для удаления железа:

Расчет объема засыпки Centaur в зависимости от скорости потока воды производится исходя из данных из следующей таблицы:

 Таблица 4.6.

Скорость потока (л/мин)

<7,5

7,5 – 15

15 – 22,7

22,7 – 30,28

30,28 – 37,85

Объем засыпки (л)

28,32

56,64

84,96

113,28

141,6

 Для удаления хлораминов:

Расчет объема засыпки Centaur в зависимости от скорости потока воды производится исходя из данных из следующей таблицы:

Таблица 4.7.

Скорость потока (л/мин)

< 9,46

9,46 – 18,93

18,93 – 28,39

28,39 – 37,85

Объем засыпки (л)

28,32

56,64

84,96

113,28

 Для нормальной работы засыпки необходимо, чтобы концентрация растворенного в воде кислорода была не ниже 4 мг/л; при более низкой концентрации растворенного кислорода, значительно снижается эффективность удаления сероводорода и железа. В случае низкой концентрации кислорода в воде необходимо дополнительно установить нагнетающий компрессор.

Обратная промывка фильтра Centaur при работе с сероводородом производится с периодичностью от 3 до 5 дней при скорости потока 18м/ч.

Максимальная концентрация сероводорода для эффективной работы Centaur ‑ 10 мг/л.

Обратная промывка фильтра Centaur при работе с железом проводится на скорости потока 18 м/ч каждые 3 дня в воде с низкой концентрацией железа (<2 мг/л) и каждый день в воде с высокой концентрацией железа.

Максимальная концентрация железа для эффективной работы Centaur‑ 10 мг/л.

Обратная промывка фильтра Centaur при работе с хлораминами производится по необходимости при скорости потока 18 м/ч.

Далее в таблице приведены сравнительные характеристики засыпок для удаления железа и сероводорода.

Таблица 4.8. Характеристики обезжелезивающих засыпок.

№ п/п

Характеристики,

рабочие условия

MZ Greensand

Birm

QUANTUM

DMI-65

МЖФ

1

Цвет

Лилово-черный

Черный

Черно-коричневый

Коричнево-бурый

2

Насыпной вес, кг/м3

1350

720-800

1450

1400

3

Коэффициент однородности

1,4-1,6

1,72

1,34

1,4-2,0

4

Размер частиц, мм

0,25-1,0

0,48-0,61

0,48

0,8-1,5

5

Сырье для изготовления

Марганцевокислый цеолит

Диоксид кремния,покрытый диоксидом Mn

Катализационный песок

Доломит

6

Максимальное содержание Fe и Mn в исходной воде, мг/л

15

4

20

50

7

Наличие в воде масла, нефтепродуктов

Допустимо

Нет

Допустимо

Допустимо

8

Наличие в воде H2S

Допустимо

Нет

Допустимо

Допустимо

9

Необходимый окислитель

KMno4

Кислород

Непрерывное дозирование гипохлоритом

натрия

Любой (кислород,

KMno4,

гипохлорит)

10

Рабочий диапазон pH

6,8-8,8

7,0-9,0

5,8-8,6

5,5-9,0

11

Емкость по Fe, (г Fe на дм3 загрузки)

0,5-0,64

1,0

0,5

2

12

Структура цикла регенерации, алгоритм регенерации

Обратная промывка,

регенерация (восстановление свойств загрузки с помощью KMno4),послерегенерационная отмывка;

время 1,5 - 2 часа

Обратная промывка водой;

ориентировочное время 15 минут

Обратная промывка водой;

ориентировочное время 15 минут

Обратная промывка водой;

ориентировочное время 15 минут


Комментарии (0)



Добавление комментариев закрыто.
2010-2016 © Waterspace | Все права защищены.