GELEŽIES ŠALINIMAS IŠ VANDENS

Per didelis geležies kiekis vandenyje – gana dažnai pasitaikanti geriamojo vandens tiek iš vandentiekio, tiek iš šulinių ar gręžinių, kokybės problema. Geležis ne tik suteikia vandeniui nemalonų skonį ir drumstą oranžinę spalvą, sudaro raudonas ar rudas dėmes ant santechnikos bet ir kenkia sveikatai. Padidėjęs geležies kiekis vandenyje pirmiausia kenkia technikai. Rūdys labai greitai padengia vamzdžius, nusėda skalbimo mašinose ir indaplovėse. Geležis taip pat nesaugi sveikatai – reguliariai naudojant tokį vandenį vystosi alergijos, sausinama ir dirginama oda, vystosi kepenų ir inkstų ligos. Štai kodėl geležies pašalinimas iš vandens tampa privaloma priemone siekiant išvengti rimtų sveikatos ir techninių problemų. Vandens nugeležinimo filtrai skirti kietųjų dalelių, geležies, sieros vandenilio, mangano, bei mechaninių priemaišų pašalinimui iš vandens.

Geležis gali būti: 1) ištirpusi vandenyje, tada vanduo teka skaidrus, tačiau laikui bėgant jis sąlytyje su oru oksiduojasi ir vanduo tampa drumstas, arba 2) geležis esanti vandenyje iškart yra oksiduota, tada vanduo iš čiaupo bėga rudas.

Geležies esančios vandenyje tipai ir jos junginiai:

• trivalentė geležis, kurią galima išvalyti mechaniniais giluminės filtracijos filtrais (užpildytais kvarciniu, ceolitiniu ar kitokios rūšies smėliu);

• dvivalentė geležis, kurią galima išvalyti geležies pašalinimo ir katojonitiniais minkštinimo filtrais;

• organiniai geležies junginiai, išvalomi filtrais su anijonitiniu užpildu arba anijonitinių ir katijonitinių užpildų mišiniu. Tokiu atveju šalinama ne tik geležis, bet vanduo dar ir suminkštinamas.

Kadangi šiuo metu nėra universalaus ekonomiškai pasitvirtinusio geležies šalinimo metodo, galima teigti, kad vandens nugeležinimas yra vienas sudėtingiausių vandens valymo procesų. Neretai vienu metu reikia spręsti kelias vandens kokybės problemas.

Prieš statant vandens nugeležinimo įrangą būtina atlikti cheminę vandens analizę. Kartais, esant ypač dideliam užterštumui, būtina statyti pirminio apdorojimo įrangą (mechaninį filtrą, dechlorizacijos įrangą ar kitus filtrus).

Vandens nugeležinimo filtrai dažniausiai naudojami įsirengus nuosavą gręžinį arba esant labai geležingam vandentiekio vandeniui. Tiksliau nuspręsti kokio našumo vandens nugeležinimo filtro Jums reikia ir ar nereikia papildomų priedų, galima pasakyti tiktais atlikus išsamius vandens tyrimus.

Tai yra viena moderniausių vandens valymo technologijų, kuri vis labiau plinta. Šio metodo esmė - vandens prisotinimas deguonimi. Šiuo atveju nenaudojami jokie papildomi reagentai, todėl tokių sistemų aptarnavimas labai pigus.

Tokios sistemos veikimas pagrįstas ištirpusios dvivalentės geležies Fe+2 jonų oksidavimu ir vertimu į netirpios trivalentės geležies Fe+3 jungtis. Šio proceso metu taip pat oksiduojamas ir pašalinamas vandenyje esantis manganas bei sieros vandenilis, dėl kurio atsiranda nemalonus vandens kvapas. Netirpios nuosėdos sulaikomos filtruojančioje įkrovoje, kuri nakties metu prasiplauna ir atsinaujina.

Toks nugeležinimo įrenginys dažniausia susideda iš dviejų korpusų (kolonų), filtruojančios įkrovos, elektroninio ar elektromechaninio valdymo vožtuvo ir oro įvedimo mazgo.

Suspaustas oras prieš filtravimo sistemą įvedamas į vandens tiekimo liniją ir sumaišomas su geležingu vandeniu. Vandens ir oro mišinys patenka į oksidacinę talpą (pirmąją koloną), kurioje dvivalentė geležis oksidacijos reakcijos metu pereina į trivalentės geležies formą, sudarydama geležies hidroksido junginius (rūdis) (Fe+² → Fe+³).

Dauguma trivalentės geležies junginių yra netirpūs ir po oksidacijos iškrenta nuosėdų pavidalu. Vandeniui tekant per filtruojančią įkrovą (esančią antrojoje kolonoje) sulaikomos trivalentės geležies nuosėdos ir kitos vandenyje esančios kietos dalelės.

Filtrui sukaupus pakankamą kiekį netirpių dalelių, filtruojanti įkrova yra regeneruojama. Filtravimo įkrovos (užpildo) atnaujinimas (regeneravimas) vykdomas pasirinktu laiku, kuomet yra mažiausias vandens suvartojimas. Regeneracijos metu supurenama filtruojanti įkrova ir tuo pačiu metu sulaikytos dalelės yra išplaunamos į kanalizaciją.

Filtro paskirtis – surinkti vandenyje esančias mechanines daleles. Vanduo, tekėdamas per filtro užpildą arba specialų reikiamo mikronažo filtracinį maišelį/tinklelį, filtruojamas mechaniškai. Filtras pats automatiškai išsiplauna pagal užprogramuotą išsiplovimo dažnį.

Tokiuose filtruose natrio hipochloritas, kalio permanganatas ir kartais ozonas naudojami kaip oksidatoriai. Geležies šalinimo reagentais būdas naudojamas, kai ištirpusios geležies koncentracija yra labai didelė arba pH yra labai mažas. Filtrus su reagentais reikia reguliariai prižiūrėti ir jie yra brangesni nei be reagentų.

Filtrų paskirtis – surinkti vandenyje ištirpusią dvivalentę geležį, manganą. Tai atliekama naudojant specialų užpildą, kurio paviršius yra aktyvuojamas reagento tirpalu. Skverbiantis geležingam vandeniui pro tokį užpildą visa geležis bei manganas nusėda ant jo paviršiaus. Užpildas regeneruojamas nakties metu reagento tirpalu, kurio kiekis paruošiamas automatiškai. Ši geležies šalinimo technologija naudotina tais atvejais, kai vanduo turi gelsvą atspalvį, nemalonų kvapą ar vandenyje yra didelis kiekis mangano.

Vienas iš labiausiai paplitusių būdų pašalinti geležį iš vandens yra jonų mainų procesas. Šio tipo įrenginiai veikia, kai vandenyje yra neoksiduota geležis. Tai yra, vandenyje ištirpusi geležis Fe² praeina per filtrą. Filtravimo terpė „sugeria“ neoksiduotos geležies jonus kartu su kalcio ir magnio jonais ir pro išleidimo angą išteka vanduo be geležies. Geležies jonai kartu su kitais dvivalenčių metalų jonais lieka jonų mainų dervoje. Tuo pačiu metu iš vandens pašalinami manganas, stroncis, baris ir radis - šis universalumas yra didelis jonų mainų sistemų pranašumas.

Filtro terpės talpa nėra neribota ir ji periodiškai regeneruojama paruoštu druskos tirpalu. Druskos tirpalas gaunamas iš rezervuaro, kuris atkuria dervos filtravimo savybes. Susikaupusi geležis išsiskiria į druskos tirpalą, kuris vėliau išleidžiamas į kanalizaciją. Tokia sistema netinka, jei vandenyje yra vandenilio sulfido.

Tai yra reagento metodas, kai vanduo yra apdorojamas koaguliantais - medžiagomis, dėl kurių teršalų dalelės susikaupia ir susidaro žvyneliai. Pastaruosius pagauna filtrai. Šis metodas taikomas organinei geležiai šalinti, kai kiti oksidatoriai nepadeda.

Tokie filtrai įprastai naudojami vandenvietėse ir tinkamai pradeda filtruoti vandenį po 2-3 mėnesių, kai juose, kai juose susiformuoja tinkamos bakterijų kolonijos, kurių yra daug rūšių ir vandens valymas prasideda nuo gelžbakterijų, „gaudančių“ ir oksiduojančių geležį, po to nitrifikuojančios bakterijos, „valgančios“ amonio jonus ir verčiančius juos į nitratus, ir galiausiai manganą mėgstančios bakterijos mangano šalinimui. Sieros vandenilis yra didelis nuodas tų bakterijų veiklai, todėl jis turi būti pašalinamas pačioje valymo pradžioje stipriai aeruojant vandenį.

Tokiuose filtruose naudojama kai kurių mikroorganizmų galimybė išvalyti vandenį nuo priemaišų. Kartais tai pasirodo vienintelis galimas būdas sumažinti geležies kiekį vandenyje - pavyzdžiui, tais atvejais, kai jo koncentracija yra labai didelė arba jei vandenyje yra didelis sieros vandenilio ir anglies dioksido kiekis. Per biofiltrą praleistas vanduo yra sorbuojamas ir dezinfekuojamas ultravioletiniais spinduliais.

Vidutinę geležies koncentraciją galima pašalinti atvirkštiniu osmosu, kai slėgio pagalba vanduo perleidžiamas per specialią membraną, kuri sulaiko nuo 95% iki 99% vandenyje ištirpusių medžiagų. Šiam metodui taip pat nereikia reagentų. Jis dažnai naudojamas kuriant mažo efektyvumo buitinius filtrus, tačiau tokiu būdu išvalyti didelius kiekius yra ekonomiškai nepraktiška. Bet butams ir mažiems namams tai yra beveik idealu – atvirkštinio osmoso sistemų išlaikymo išlaidos yra palyginti mažos, nors membranas reikia reguliariai keisti ar chemiškai plauti.

Vandens, kuriame yra daug geležies, valymo sistemos yra įvairios, ir patiems sunku nustatyti, kuri iš jų yra geresnė - kiekviena yra skirta konkrečioms sąlygoms, todėl įrangos parinkimą geriausiai patikėti specialistams, kurie analizuos vandenį ir nustatys, kokį filtrą geriausia įdiegti.