Свойства
МЖФ:
- Гранулированный материал, обладающий
каталитической активностью в реакциях
окисления железа и марганца растворенными в воде окислителями
кислородом,
озоном, перманганатом калия или гипохлоритом натрия.
- Фильтрующий материал, удерживающий в
межзерновом пространстве продукты
гидролиза окисленных форм железа и марганца.
- Эффективно удаляет растворенные в воде
железо с
концентрацией до 50 мг/л и марганец с концентрацией до 2 мг/л при
значениях рН
ниже 6,0, низкой щелочности и высоком содержании углекислоты.
- Фильтрующая среда МЖФ нейтрализует
растворенную в воде углекислоту с
эффективностью 80-90%.
- Стабильно поддерживает рН отфильтрованной
воды в общепринятом для питьевой
воды диапазоне - 6,5-8,5.
- Не чувствителен к остаточному хлору.
- Не чувствителен к анионному фону.
- Эффективно удаляет из исходной воды соли
тяжелых металлов ( Zn, Ni, Cr, Al,
Cd, Cu, Pb, Br).
- Удаляет из воды сероводород.
- Удаляет из воды органические загрязнения
(гуматы и остатки фульвовых кислот).
- Не слеживается даже при 100% заполнении
межзернового пространства продуктами
гидролиза.
- Не теряет активности при истирании,
поскольку его химический и фазовый состав
одинаков по всему объему зерна.
Из
протокола испытаний:
Вода
из артезианской скважины, содержащая загрязнения, характерные для
большинства
регионов России - 20 мг/л железа, 2 мг/л марганца и характеризуемая
значением
рН=6 очищается МЖФ, с использованием в качестве окислителя кислорода
воздуха,
до содержания железа - 0,1 мг/л, марганца - 0,01 мг/л, значение рН
повысилось
до 7,6.
Сфера
применения:
Область
использования среды МЖФ чрезвычайно широка - от локальных бытовых
систем
очистки воды, водоподготовки
промышленных
предприятий, котельных и других объектов хозяйственной деятельности.
Среда МЖФ устанавливаемых в загородных домах и городских квартирах до
муниципальных станций водоподготовки, станций
засыпается в баллоны укомплектованные системами обратной промывки
автоматического или ручного управления.
Засыпные фильтры со средой МЖФ, в зависимости от исходных условий
(режим
и объем потребления воды, состав исходной воды) могут
использоваться
как самостоятельные системы, так и являться элементами более сложных
схем
водоподготовки. В многоступенчатых схемах фильтры с МЖФ стоят, как
правило, в начале цепи, забирая на себя основной объем загрязнений.
Фильтрующая среда МЖФ поставляется в пластиковых
контейнерах весом
18 кг. или в мешках весом 25 кг.
Физико-химические
характеристики
фильтрующей загрузки МЖФ:
№
п/п
|
Характеристики,рабочие
условия
|
МЖФ
|
1.
|
Цвет
|
Коричнево-бурый
|
2.
|
Геометрическая
форма гранул
|
Гранулы
неправильной формы
|
3.
|
Насыпной
вес, кг/м3
|
1350
-1400
|
4.
|
Коэффициент
однородности
|
1,4
- 2,0
|
5.
|
Размер
частиц, мм
|
0,5
-1,5
|
6.
|
Плотность,
кг/м3
|
2450
- 2550
|
7.
|
Истираемость,
в % в год
|
8
|
8.
|
Минеральный
состав
|
Доломит
|
9.
|
Максимальное
содержание Fe и Mn в исходной воде, мг/л
|
до
50
|
10.
|
Наличие
в воде масла, нефтепродуктов
|
Допустимо
|
11.
|
Наличие
в воде H2S
|
Допустимо
|
12.
|
Необходимый
окислитель
|
Любой
|
13.
|
Рабочий
диапазон pH
|
5,5
- 9,0
|
Значение
водородного показателя - рН
Значение рН исходной воды не имеет значения и не сказывается на
эффективности
работы МЖФ в процессе деманганации и обезжелезивания.
Содержание
сульфатов и хлоридов
Соотношение гидрокарбонатов к суммарному содержанию сульфатов и
хлоридов не
влияет на эффективность работы МЖФ и на значение рН очищенной воды,
которое всегда остается в интервале 7 - 8. Повышенное содержание
карбонатных
ионов может привести к снижению скорости процесса очистки воды.
Применение
окислителей
Поскольку МЖФ является катализатором реакций окисления, то есть
веществом участвующим в реакции, но не расходующимся по мере ее
протекания, для
очистки воды от железа и марганца и других окисляющих воду загрязнений
необходимо применять, впрыскивая его в поток, какой либо окислитель -
кислород
воздуха, озон, гипохлорит натрия, перманганат.
Кислород
Кислород
(воздушная смесь) является наиболее предпочтительным окислителем в силу
доступности, безопасности, отсутствия токсичности и высокой
эффективности в
процессах деманганации, обезжелезивания и очистки от H2S. Воздух
подается в
водный поток с помощью эжектора или компрессора.
Значение концентрации кислорода растворенного в воде необходимое для
эффективного удаления, например железа, легко определяется по
стехиометрии
реакции 1 (стр. 1). Из расчета следует, что на 1мг растворенного железа
расходуется 0,143 мг кислорода, то есть чуть менее 15%. На один
миллиграмм
растворенного марганца необходимо 0,291 мг, или ~ 30% кислорода. Таким
образом,
необходимая концентрация растворенного кислорода для удаления Fe и Mn
определяется по следующей формуле:
CFe*0,15
+ CMn*0,3 = CК
где СК -
концентрация растворенного кислорода в мг/л,
СFe- концентрация
растворенного железа в
мг/л,
CMn- концентрация
растворенного марганца в
мг/л.
Проиллюстрируем сказанное примером:
пусть CFe= 20 мг/л; CMn= 2 мг/л, тогда концентрация
растворенного кислорода необходимая для окисления растворенных железа и
марганца
СК
=
20*0,15 + 2*0,3 = 3,6 мг/л
Растворимость
воздуха (содержание О2 в воздухе ~23% вес.) при атмосферном давлении
и температуре 20С0 составляет 24,2 мг/л, концентрация же кислорода
составит при этом 5,57 мг/л. Таким образом, равновесное значение
растворимости
воздуха позволяет создать в очищаемой воде концентрацию кислорода
превышающую
ее стехиометрическое значение. Не смотря на это, в практике водоочистки
на
напорных фильтрах, для достижения необходимых скоростей реакций
окисления с
целью обеспечения требуемой производительности аппарата, необходимы
существенные превышения содержания кислорода в водном потоке сверх
стехиометрического за счет принудительной подачи воздуха в поток
очищаемой
воды, что достигается применением компрессора или эжектора. Сказанное в
первую
очередь относится к водам подземных источников водоснабжения, где в
отличии от
поверхностных источников водоснабжения, содержание кислорода в водах
которых
колеблется как правило в пределах от 0 до 14 мг/л (как правило не менее
5 мг/л,
так как при меньшем содержании происходит массовый замор рыбы),
растворенного кислорода
нет вовсе.
Гипохлорит
натрия и перманганат калия
Не смотря на ряд преимуществ атмосферного кислорода, в ряде случаев в
качестве окислителей применяются водные растворы гипохлорита натрия -
NaClO или
перманганата калия - KMnO4, что обуславливается, например
необходимостью обеззараживания воды, или необходимости проведения
процессов
удаления неорганических загрязнений на фоне высоких концентраций
органических
соединений, маскирующих за счет образования прочных комплексов ионы
удаляемых
металлов. В этих случаях, в отличии от большинства каталитически
активных
загрузок, содержащих в качестве каталитически активного компонента
MnO2-
диоксид марганца, МЖФ не имеет противопоказаний к применению.
Концентрация окислителя в растворе дозируемого в поток очищаемой воды
определяется суммарным содержанием в ней восстановителей
микроорганизмов,
органических молекул, восстановленных форм ионов металлов с переменной
валентностью, ионов аммония, нитритов и т.д.
Содержание
двухвалентных железа и марганца
МЖФ способен извлекать двухвалентные железо и марганец практически при
любом их содержании в воде. Вместе с тем, для общепринятых потоков в
режиме
фильтрации и высоты слоя загрузки, существует практический предел по
концентрации двухвалентных Fe и Mn в исходной воде, определяемый
максимальной
общей емкостью материала, иными словами количеством железа и (или)
марганца,
которое задерживает 1 литр загрузки, после чего необходима обратная
промывка.
Для МЖФ значение максимальной общей емкости составляет от 1,2 до 3г на
1
литр загрузки. Емкость не является некой константой характеризующей
материал.
Ее величина зависит от состава исходной воды, причем не только от
абсолютных
концентраций металлов, но и от соотношения Mn/Fe, а также от выбранного
режима
эксплуатации, например от способа подачи воздуха, и соответственно от
содержания кислорода в потоке.
Рекомендации по применению:
1.
После загрузки в корпус фильтра промывать обратным потоком воды в
течение 60-90
минут.
2.Рекомендуемая
концентрация вводимого окислителя (кислород, озон, перманганат калия,
гипохлорит натрия) из расчета 1 гр-экв. окислителя на 1 гр-экв.
металла, в
соответствии с реакцией окисления.
3.Для
артезианской воды, не содержащей органических соединений, рекомендуем
использовать, в качестве окислителя, кислород воздуха, вводимый с
помощью
инжектора или компрессора. В случае повышенного содержания в воде
органических
примесей рекомендуем, в качестве окислителя, дозировать перманганат
калия или
гипохлорит натрия.
4.Для
очистки водопроводной воды, содержащей повышенное количество железа
находящегося в коллоидном состоянии, введения окислителя не требуется.
5.При
концентрации железа в исходной воде более 10 мг/л рекомендуем
регенерировать МЖФ
чистой водой.
6.Рекомендуемая
скорость фильтрации не более 3 л/мин через 1 квадратный дециметр.
7.Рекомендуемая
скорость обратной промывки не менее 5 л/мин через квадратный дециметр.
8.Свободное
пространство над слоем фильтрующей загрузки рекомендуем около 20% от
объема
фильтра.
|
|












|