Безреагентная деферризация воды в промышленных масштабах.

Растворенное железо – признак плохого качества воды.

Растворенное железо очень часто обнаруживается в воде из подземных источников.  Растворенное железо засоряет насосы, трубопроводную арматуру и трубопроводы, создавая отложения накипи и биопленки. Гидроокись железа и питающиеся им бактерии придают воде цветность, создают неприятный запах и привкус.

Проще говоря, наличие в воде железа и железобактерий – «красный флажок» для инженеров, запрещающий подачу такой воды потребителю.   Содержание растворенного железа в количестве 0,3 мг/л уже способно придавать цвет воде, окрашивать ткани и поверхности.

Удаление железа.

Железо может быть извлечено обычными ионообменными системами умягчения с регенерацией хлоридом натрия. Однако, применение таких систем в промышленном масштабе требует слишком больших затрат на реагенты и постоянных расходов на обслуживание.

В результате аэрация остается самым простым  и наиболее часто используемым механизмом удаления растворенного железа из воды. Растворенное железо вступает в контакт с атмосферным кислородом и окисляется до нерастворимой формы оксида железа, частицы которого оседают в воде и задерживаются фильтрованием.

Настоящая проблема всегда заключается в том, как ввести окислитель в воду. Добавление таких окислителей, как хлор, перманганат калия или чистый кислород – это один выбор, требующий действий с реагентами и их хранения. Озон – очень эффективный окислитель, но процесс его генерирования может оказаться очень энергоемким. Третий вариант – инжекция. Подмес воздуха в поток воды с помощью инжектора Вентури обеспечивает мощную аэрацию без понижения в давлении.

Как решали проблему железа в  воде в Сан-Анджело, Техас, США.

В 2008 году город  начал использовать для водоснабжения подземную воду, содержащую высокие концентрации растворенного железа и радия. Удаление радия было обязательным. В масштабах города удаление радия из воды обеспечивалась применением ионообменной технологии. Однако, растворенное железо нужно было удалить на стадии до поступления воды на ионообменные фильтры для предотвращения образования изолирующей биопленки на ионообменной смоле.

Инжекторные системы аэрации воды в Сан-Анджело
Инжекторные системы аэрации воды на Коммунальной станции очистки подземной воды в Сан-Анджело (Техас, США). На фото 2 из 4-х аэрационных систем производства компании Mazzei (США).

Коммунальная насосная станция из подземного источника подает в городскую водопроводную сеть от 8000 до 30000 кубических метров воды в день с рабочим давлением в диапазоне 5,5 – 7 бар. Для обеспечения поступления воздуха было установлено 4 параллельных системы инжекции воздуха с инжекторами Вентури, деаэраторами и насосами мощностью 45 кВт в каждой из систем инжекции.

Инжектор Вентури использует поток воды для инжекции воздуха
Инжектор Вентури использует поток воды для инжекции воздуха и не содержит подвижных компонентов, подверженных эксплуатационному износу.

Сила эффекта Вентури.

Сила потока, проходящего через инжектор Вентури, создает вакуум, который обеспечивает поступление атмосферного воздуха через впускной канал в обогащенную железом воду.  Поддерживаемый дифференциал давления между входом и выходом инжектора обеспечивает эффективную аэрацию — перемешивание пузырьков воздуха с водой. Избыточный воздух, способный нарушить работу расположенной ниже по потоку фильтрующей системы, сепарируется и сбрасывается в атмосферу через воздухоотделительный клапан.

Одна из четырех систем инжекции воздуха
Одна из четырех систем инжекции воздуха в системе коммунального водоснабжения Сан-Анджело, Техас, США. Каждая из систем инжекции воздуха приводится в действие консольным насосом мощностью 45кВт с дальнейшим объединением в общий поток.

Низкие затраты на обслуживание.

Во всей системе только центробежные насосы содержат движущиеся компоненты, подверженные эксплуатационному износу и требующие периодического обслуживания.  Принцип Вентури создает вакуум при расширении потока жидкости в выходной камере инжектора без каких-либо подвижных компонентов в конструкции. Работа системы не требует химических реагентов — кислород поступает в воду с атмосферным воздухом.

Промышленные контактные емкости для окисления железа
Аэрированная вода поступает в напорные цистерны, которые обеспечивают время контакта не менее 15 минут для окисления железа перед подачей на стадию механической фильтрации.

Все компоненты аэрации, включая насосы, установлены на общую стальную платформу.

промышленный газосепаратор и реактор Mazzei

Газосепаратор и реактор Mazzei в промышленной системе аэрации воды