Технология обесфторивания воды

1. Метод сорбции фтора осадками Al(OH)₃ или Mg(OH)₂, Ca₃(PO₄)₂

Эти методы целесообразно применять при необходимости осветления и обесцвечивания поверхностной воды.

В случае обработки подземных вод процесс дефторивания совмещают с реагентным умягчением воды.

2. Фильтрование воды через фторселективные материалы (сильно основные аниониты)

Метод основан на обменной адсорбции ионов фтора поверхностью загрузки.

Используют в том случае, когда вода не требует дополнительных методов очистки кроме опреснения.

3. Фильтрование воды через зернистую загрузку,заряжённую сульфат ионами (зернистый активированный оксид алюминия ЗАОА)

При прохождении обрабатываемой воды через слой ЗАОА происходит поглощение фтора сорбентом в результате обмена сульфат ионов на ионы фтора.

Скорость фильтрации 5-7 м/ч

Регенерация сорбента производится 1-1,5% Al₂(SO₄)₃

Основные технологические сооружения:

- Скорые напорные или открытые фильтры загруженные ЗАОА

- Реагентное хозяйство для приготовления регенерационных растворов, баки для хранения воды, необходимой для взрыхления и отмывки сорбента.

В процессе обесфторивания увеличивается содержание в воде, этот момент нужно учитывать при проектировании установки, т.к. содержание в воде нормируется (ПДК=500 мг/л)

 

4.Метод обратного осмоса (диффузия через полупроницаемую мембрану при внешнем давлении больше осмотического), в качестве обесфторивающих гиперфильтрационных установок м.б. использованы аппараты фильтр-прессового, трубчатого и рулонного типов и аппараты с полыми волокнами.

5. Электрокоагуляция

Позволяет удалять фтор без применения химреагентов. В качестве растворимого анода используют алюминий или дюраль (алюминиевый сплав).

В результате электролиза анод растворяется с образованием высокоактивной гидроокиси алюминия которая на своей поверхности сорбирует ионы фтора. Сорбция фтора идёт активно в слабокислой среде рН=6,4-6,6

 

Схема дефторирования воды сорбцией на свежеприготовленном гидроксиде алюминия

Обесфторивание воды гидроксидом алюминия требует её предварительного подкисления с последующим подщелачиванием.

Большие расходы кислоты и извести, необходимость их точной дозировки делают метод дорогим и сложным в эксплуатации.

Использование гидроксида Mg для удаления фтора из воды требует рН=9, не зависит от температуры, время пребывания 8-12 мин.

Аппаратурное оформление аналогично.

 

1 – подача исходной воды

2 – ввод реагентов (к-та + Al₂(SO₄)₃) (pH=4,3-5,0)

3 – смеситель

4 – осветлитель со слоем взвешенного осадка

5 – ввод извести для стабилизации воды

6 – скорый фильтр

7 – отвод дефторированной воды

 

 

Обезжелезивание воды.

Методы удаления железа сводятся к окислению двухвалентного железа Fe²⁺ в трехвалентное Fe³⁺ и осаждению в виде Fe (OH)₃.

С_кон [Fe] = 0,1 – 0,3 мг/л.

Процессу осаждения Fe (OH)₃ мешают гуминовые вещества – коллоиды двухвалентного железа.

В этом случае воду обрабатывают жидким хлором Cl₂ или другим окислителем, который переводит двухвалентное железо Fe²⁺ в трехвалентное Fe³⁺ и разрушает гуминовые вещества.

Диаграмма Пурбе

Безреагентные методы обезжелезивания воды.

В зависимости от концентрации железа применяют схемы, которые включают:

1. Аэрация + фильтрование

рН>6,6; Щ>1,5мг-экв/л; Н <2мг/л; ПО<9,5мгО ;

; 5<[Fe(HCO <10мг/л;

Аэрация воды происходит с применением барботажа, излива, подачи на градирни

Расход воздуха 2-2,5л на 1г содержащегося Fe ; воздух подают компрессором.

После насыщения воздухом, вода направляется на стадию фильтрования. Скорость фильтрования принимают:

7-12 м/ч при [Fe <5мг/л;

5-7 м/ч при [Fe ] =6-10мг/л;

Для загрузки фильтров применяется кварцевый песок d=0,5-1,2мм; Н=1200мм;

Двухслойная загрузка: песок +антрацит;

[Fe(HCO - фильтрование на каркасных фильтрах

[Fe(HCO -метод «сухой» фильтрации.

5<Fe(HCO <10мг/л - упрощенная аэрация с одноступенчатым фильтрованием.

2. 10< Fe(HCO <20 мг/л

Аэрация + двухступенчатое фильтрование

3. 10< Fe(HCO <30 мг/л

Вакуумно-эжекционная аэрация + фильтрование через загрузку большой грязеемкости.

4. Fe(HCO >20, или в присутствии сероводорода, рН>6,4

Метод вакуумно-эжекционной аэрации с отстаиванием в тонком слое или обработкой воды в слое взвешенного осадка + фильтрование.

 

Реагентные методы.

1.При низких значениях рН, высокой ПО, нестабильности воды:

[Fe(HCO <10мг/л – фильтрование через модифицированную загрузку;

2.При ПО<15мгО /л, [Fe(HCO <15мг/л

Упрощенная аэрация+ окислитель+фильтрование через зернистую загрузку большой грязеемкости.

 

3.При ПО>15мгО /л; [Fe(HCO >10мг/л

Напорная флотация с предварительным известкованием или аэрация+известкование+отстаивание в тонком слое + фильтрование.