Aeracja wody- odżelazianie i odmanganianie

W większości wód głębinowych obserwujemy wysokie stężenie żelaza oraz manganu. Występowanie tych związków przyczynia się do zmiany właściwości organoleptycznych wody, takich jak barwa, mętność oraz smak. Związki żelaza i manganu przyspieszają proces korozji instalacji oraz powodują obniżenie światła rur i zmniejszenie przepływu wody. Aby zapobiec wystąpieniu powyższych negatywnych skutków stosuje się proces odżelaziania i odmanganiania wody. W procesach usuwania żelaza i manganu z wody należy przyjąć, jako zasadę, że natlenianie wody jest warunkiem koniecznym. Natlenienie wody powoduje zmianę rozpuszczonych form żelaza i manganu na nierozpuszczalne, stałe formy, które następnie należy poddać procesowi filtracji.

Napowietrzanie wody- istota procesu

Proces napowietrzania wody prowadzi do usuwania dwutlenku węgla z wody, powoduje naruszenie równowagi gazowej, co sprzyja rekcji hydrolizy wodorowęglanu żelazawego.

Fe(HCO₃)₂ + 2 H₂O  Fe(OH)₂ + 2 H₂CO₃

H₂CO₃  ↑CO₂ + H₂O

Wynikiem niniejszej reakcji jest powstanie wodorotlenku żelazawego. Na skutek obecności rozpuszczonego w wodzie tlenu (w wyniku napowietrzania), żelazo Fe II ulega utlenieniu do Fe III. Uwodnione związki żelaza FeIII są nierozpuszczalne i łatwo mogą być usuwane na złożu filtracyjnym. Dodatkowo w wyniku aeracji usuwany jest wolny dwutlenek węgla, czego następstwem jest podwyższenie odczynu uzdatnianej wody.

Należy pamiętać, że im wyższe pH podczas wprowadzania tlenu do wody, tym szybciej i łatwiej zachodzi proces utlenienia żelaza dwuwartościowego do żelaza trójwartościowego.

Jeśli wskutek powyższych reakcji powstanie dobrze uformowany osad wodorotlenku żelazowego, proces filtracji będzie przebiegał sprawnie oraz efektywność odżelaziania będzie wysoka. Do inhibitorów procesu utleniania żelaza należą: krzemiany, fosforany i polifosforany.

Utlenianie manganu tlenem dostarczanym w procesie aeracji najskuteczniej zachodzi przy odczynie wody pH >10. Przy zastosowaniu podanego odczynu pH związki manganu ulegają hydrolizie, dzięki czemu powstaje wodorotlenek manganu (II). Wskutek napowietrzania wody wytrąca się następnie nierozpuszczalny Mn(OH)3. W przypadku wystąpienia niższych wartości pH proces odmanganiania jest katalizowany za pomocą tlenków manganu. Osadzone na złożu tlenki manganu wiążą wodorotlenki manganu. Efektywność przeprowadzania procesu odmanganiania jest wyższa „po wpracowaniu się złoża”, czyli w przypadku, gdy zostanie wytworzona odpowiednia warstwa tlenków.

Rozważając technologię odmanganiania należy zwrócić uwagę na obecność związków azotu w wodzie uzdatnianej, przede wszystkim amoniaku. W takim przypadku powinno się zwiększyć ilość wprowadzanego powietrza do wody, ponieważ tlen zużywany jest do utlenienia azotu, co zmniejsza efektywność usunięcia manganu z wody.

Urządzenia napowietrzające

Aeratory są stosowane w procesie napowietrzania wody. Rolą tych urządzeń jest wprowadzenie i wymieszanie z wodą jak największej ilości tlenu w jak najkrótszym czasie. Do aeratora (mieszacza) powietrze jest doprowadzane ze sprężarki. Należy zwrócić uwagę na czas kontaktu powietrza z wodą, im dłuższy czas kontaktu tym lepiej zachodzi proces utleniania związków żelaza i manganu do wyższych form oraz wytrącenia się osadów. Dzięki takiej technologii łatwiej następuje oddzielenie nierozpuszczonych form żelaza i manganu na złożu filtracyjnym. W przypadku obecności azotu amonowego w wodzie uzdatnianej, długi czas kontaktu pozwala na zapoczątkowanie procesu nitryfikacji.

W przypadku występowania amoniaku stosuje się dodatkowy zbiornik, tzw. klarownik, w którym zachodzi proces nitryfikacji azotu amonowego, utlenianie związków żelaza i manganu. Należy zwrócić uwagę również na to, że w zbiorniku tym wytrąca się największa ilość osadu wodorotlenku żelazowego, dlatego wymagane jest usuwanie zbierającego się w klarowniku osadu.

Bardzo często wykorzystuje się dodatkowo drugi aerator, którego celem jest dostarczenie tlenu do utlenienia związków żelaza, manganu i amoniaku, które wcześniej nie uległy reakcji. Następnym etapem jest filtracja na filtrach pospiesznych, gdzie usuwane są osady, które nie sedymentowały w klarowniku.

Desorbery

W swojej ofercie posiadamy również desorber, czyli bezciśnieniowe urządzenie, składające się z kolumny oraz zbiornika o odpowiednich gabarytach (dobranych pod indywidualne potrzeby), w którym stosuje się przeciwprądowy przepływ wody i powietrza. Jego rolą jest bezciśnieniowe napowietrzanie (natlenianie) wody przed stacjami odżelaziania i odmanganiania wody oraz usuwanie z wody rozpuszczonych gazów (CO₂, H₂S, NH₃).

Więcej informacji na temat urządzenia znajduje się pod linkiem: https://www.promat-woda.pl/Produkty/desorbery-uzdatnianie-wody

W przypadku zainteresowania technologią napowietrzania wody, zapraszamy do kontaktu.