Специальные случаи обработки воды

Удаление железа из воды

Значительное количество подземных вод содержит в растворенном состоянии железо и часто сопутствующий железу марганец. Железо может находиться в воде в растворенном состоянии в виде Fe(HCO3)2 двууглекислого железа, FeSO4 сернокислого железа, гуминовокислого железа и пр. Марганец также в виде двууглекислого и сернокислого; встречаются случаи, когда Mn в воде имеется, а Fe - нет. Если подземные воды богаты кислородом, то они обычно не содержат железа.

Часто железо выделяется в виде осадка, загрязняющего трубопроводы, и содействует сильному развитию особого вида бактерий. При увеличении скоростей движения воды осадок этот иногда смывается, вода приобретает чрезвычайно неприятный внешний вид и вкус и становится непригодной для употребления. В отдельных случаях трубопровод в течение нескольких лет настолько загрязнялся и покрывался внутри инкрустацией, что переставал служить своему назначению. Достаточно 0,3 мг/л Fe или примерно такого же количества Mn, чтобы в соединении с гуминовыми веществами в воде придать последней неприятный вид и вкус. Вода, идущая для питания паровозов и для ряда производств, не должна содержать железа или должна содержать его в минимальных количествах, причем по отдельным воззрениям и минимальные количества Fe и Mn не следует иметь в воде. Содержание Fe и Mn в ряде случаев даже в одном и том же источнике подвержено колебаниям в различное время года и при различных уровнях воды. Вредное влияние железа в воде приводит к необходимости его удаления даже при 0,2 мг/л. Удаление Fe иногда рассматривается как частный случай умягчения воды.

Обезжелезивание воды может представиться самостоятельным процессом или процессом предварительной обработки воды перед умягчением ее по методу обменной фильтрации. В последнем случае имеет большое значение, например, двууглекислое железо, а не органически связанное, например в форме гуминовокислых соединений. Двууглекислое железо Fe(HCO3)2 недопустимо в воде, идущей на глауконитовый фильтр, так как образует при доступе воздуха хлопья нерастворимого гидрата железа, а эти хлопья, обволакивая зерна песка, ослабляют реакцию умягчения.

При наличии в воде железа в виде Fe(HCO3)2 вследствие выделения углекислоты образуется гидрат закиси железа, переходящий в воде под действием кислорода в нерастворимую водную окись:

Fe(HCO3)2 = Fe(ОН)3 + 2CO3; 2Fe(ОН)2 + Н2O + О = Fe2(ОН)6;

получается коллоидальная гидроокись железа (гидрозоль), которая в дальнейшем ходе процесса, коагулируясь, образует хлопья (гидрогель) окиси железа Fe2O33H2O.