Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Обезжелезивание воды. В поверхностных водах железо обычно встречает­ся в виде органических и минеральных комплексных соединений либо колло­идных или тонкодисперсных взвесей. Преобладающей формой существова­ния железа в подземных водах является бикарбонат железа (ІҐ), который ус­тойчив только при наличии значительных количеств углекислоты и при отсут — ствии растворенного кислорода. Наряду с этим железо встречается в виде суль­фида, карбоната и сульфата железа (II), комплексных соединений с гуммата- ми и фульвокислотама 2+

При pH < 4,5 железо находится в воде в виде ионов Fe3+; Fe2+ и Fe (ОН) ■ Повышение значения pH приводит к окислению железа (II) в железо (ID).If0′ торое выпадает в осадок. В этих условиях прн Eh < 0,2 В и наличии в воде сульфидов может выделяться черный осадок FeS. В восстановительной среде в присутствии карбонатов и при pH > 8,4 возможно выделение карбоната, Я при pH > 10,3 — гидроксида железа (II).

Окисные соединения железа, находящиеся в виде коллоидно — и тонкодис — перснЫХ взвесей, хорошо удаляются при обычной коагуляции примесей. Поэто­му обезжелезивание поверхностных вод производят одновременно с их освет­лением и обесцвечиванием коагулянтами. В тех случаях, когда в воде открытых источников водоснабжения содержится железо (II), проводят аэрирование воды или хлорирование повышенными дозами. Для обезжелезивания подземных вод применяют аэрирование, обработку воды перманганатом или хлором в сочета­нии с аэрированием или без него. После осуществления каждого из этих про­цессов, обеспечивающих окисление соединений железа (II) с выделением вод­ного оксида железа (III), предусматривается фильтрование воды. Железо уда­ляют из воды катионированием, если одновременно необходимо ее умягче­ние. При этом полностью исключают контакт обрабатываемой воды с возду­хом для предупреждения окисления ионов железа (II). Возможно также обез­железивание воды при фильтровании ее через слой пиролюзита, «черного песка, или песка, покрытого оксидами железа, являющимися катализаторами окис­ления железа (II).

Хлорирование воды обусловливает переход соединений железа (II) в со­единения железа (III), которые в присутствии гидрокарбонатов природных вод полностью гидролизуются по реакции

2Fe24 + С12 + 6НС03 = 2Fe(OH)3 і + 2СГ + 6С02 Т. (3.53)

На окисление I мг железа (II) расходуется 0,64 мг хлора, щелочность воды

при этом снижается на 0,054 мг-экв/дм3. Дозу хлора Д^, мг/дм3. рассчитывают по формуле

Л,, =0,7(Fe2+), (3.54)

где (Fe2+) — содержание железа (II) в исходной воде, мг/дм3.

При обработке воды перманганатом калия реакция окисления и последую­щего гидролиза протекает по уравнению

4Fe2’1′ + Мп04” + 8НС03~ + 2Н20 = 4Fe(OH)3 4 + Mn02i + 8С021. (3.55)

На окисление 1 мг железа (И) расходуется 0,71 мг перманганата калия, и щелочность воды, уменьшается при этом на 0,036 мг — экв/дм3, дозу перман­ганата калия Да мг/дм предусматривающую некоторый его избыток, опреде­ляют по формуле

Л — =<Fe2+). (3.56)

Окисление железа (II) кислородом воздуха, наблюдаемое при аэрировании воды, происходит по реакции

4Fe2+ + 02 + 8HCO3 + 2H20 = 4Fe(OH)3^ +8C02t. (3.57)

На окисление 1 мг железа (II) расходуется 0,143 мг кислорода. Процесс за­медляется при наличии в растворе углекислоты, заметно понижающей pH воды, поэтому для быстрого завершения окисления и гидролиза необходимо уда­лять ее аэрированием или связывать известью.

Повышение pH воды благоприятствует протеканию процесса обезжеле­зивания pH воды в заданных границах поддерживают, добавляя в нее известь или соду.

Схема установки для обезжелезивания подземных вод упрощенной аэраци­ей с введением воздуха центробежным или вихревым насосом показана иа рис. 3.37.

При засасывании насосом исходной воды из бачка, в который она поступает через душевую насадку, образуется водовоздушная эмульсия. Количество воз­духа, подаваемого насосом, должно составлять около 2 м3 иа каждый кило­грамм удаляемого из воды железа (II).

Избыток растворенного кислорода при насыщении воды воздухом с целью ее обезжелезивания не должен превышать 0,6 мг/дм3 02 на 1 мг Fe2 ’ с тем, что бы часть жатеза окислялась в толще фильтрующей загрузки.

Деманганация воды. Для удаления из воды марганца используют те же ме­тоды, что и при обезжелезивании воды. Обычно соединения марганца выделя­ют из воды, одновременно с соединениями железа. Деманганация воды может быть достигнута аэрированием, иногда совмещенным с известкованием воды, обработкой воды сильными окислителями — хлором, озоном и др., коагуля­цией прнмесей воды сульфатом железа(ІІІ), фильтрованием воды через Na — катионит либо пропусканием воды через катиоиитовые фильтры с марганце­вым катализатором. Во всех этих методах обработки воды, кроме катиониро — вания, предусматривается фильтрование ее на напорных или самотечных филь­трах.

При аэрировании воды ионы марганца (И) окисляются, в ионы марганца (III) и (IV), которые, гидролизуясь, выделяются в осадок в виде гидроксидов. Для обеспечения полноты удаления марганца воду необходимо подщелачивать до pH > 9,5+10,0 или фильтровать ее через контактный фильтр, загруженный дроб­леным пиролюзитом или «черным песком».

Хлором ионы марганца (II) окисляются достаточно быстро только при pH > 4. При наличии в воде аммиака и аммонийных солей доза хлора должна обеспе­чивать окисление хлораминов и марганца. Для полного разрушения хлорами — нов необходимо вводить около б мг хлора на 1 мг содержащегося в воде амми­ака и, кроме того, 1,3 мг хлора на окисление 1 мг Мп2+ в Мп3′.

Диоксид хлора и озон окисляют ионы марганца (II) при pH воды 6,5-7,0 в течение 10-15 мин: расход диоксида хлора составляет 1,35 мг, шона—1,45 мг на 1 мг Мп2*.

Наиболее полно удаляются ионы марганца при озонировании воды; обра­зующийся под действием этого сильного окислителя нерастворимый водный оксид марганца (IV) выделяется из воды при филировании ее через зернис­тые загрузки скорых фильтров.

Из поверхностных вод марганец может быть удален коагулированием суль­фатом железа (II) FeS04 с подщелачиванием воды до pH 9,5-10,5. При этом значительная часть выделяющихся гидроксидов железа и марганца за­держивается обычно в отстойниках или осветлителях со взвешенным осад­ком, а остальная часть — на скорых осветлительных фильтрах.

Ионы марганца (II) могут быть удалены из воды на Na-катионитовых филь­трах. Как и в случае обсзжелезивания воды, установка должна быть хорошо герметизирована для предупреждения попадания кислорода воздуха и образо­вания при этом гидроксидов, загрязняющих катионит.

Марганец удаляют из воды также биохимическим методом, пропуская ее через напорные фильтры с грубозернистым песком (d = 3 мм) со слоем высо­той 1,5 м, засеянным небольшим количеством маргаиецпотребляющих бакте­рий, со скоростью до 30 м/ч. Отмирающие бактерии образуют на поверхности зерен песка биомассу, содержащую оксиды марганца, катализирующие окис­ление.

Комментарии запрещены.