Проблема с колодезной водой - как очистить?

Здравствуйте. У нас в воде (колодец) марганец (в 100 раз больше нормы), железо (в 20 раз больше) и нефтепродукты. Если бурить глубже, то вода коричневая (огромное количество железа).

Подскажите пожалуйста, есть ли какой-то выход,так как фильтры не спасают, вода очень воняет бензином. Огромное спасибо за ответ.

______________________

Содержание железа и марганца в воде питьевого качества не должно превышать значений 0,3 и 0,1 мг/л соответственно. Для подземных вод большинства регионов страны характерно превышение этих нормативов в разы и даже десятки раз. Повышенное содержание в воде марганца неблагоприятно сказывается на высшей нервной деятельности человека, наблюдается снижение активности ферментов холинэстеразы и церутоплазмина крови, увеличивается митотическая активность клеток костного мозга и др. Повышенная концентрация железа также вредна для организма человека.

Оно может накапливаться в печени в виде коллоидных оксидов железа, получивших название гемосидирина, который вредно воздействует на клетки печени, вызывая их разрушение. Кроме того, вода от железа имеет желто-бурую окраску, неприятный привкус. Существуют различные методы очистки воды от этих соединений, которые можно условно разделить на реагентные и безреагентные. Основой безреагентных методов является предварительное аэрирование воды, которое может осуществляться различными способами, и последующее фильтрование через зернистую загрузку, например через кварцевый песок. К реагентным относятся методы, связанные с применением хлора, перманганата калия, озона, извести, коагулянтов и т.п., которые добавляют непосредственно в воду. И в том, и в другом случае главной целью является окисление ионов примеси, поскольку в окисленном состоянии они, как правило, нерастворимы, и отделение образующейся взвеси тем или иным способом, например фильтрацией или отстаиванием.

Для очистки подземных вод от Fe и Mn в небольших концентрациях целесообразно применять безреагентные методы. При высоком содержании железа и присутствии его в виде комплексных трудноокисляемых соединений необходимо использовать более эффективные окислители, чем кислород воздуха, например озон или хлор. В отличие от Fe, марганец медленно окисляется кислородом при рН<8. Таким образом, его удаление из воды представляет собой более сложную задачу по сравнению с удалением железа.

Использование реагентов для предварительной обработки воды преследует обычно три цели:

• применение сильных окислителей для более активного и быстрого окисления ионов Fe²⁺, Mn²⁺ – хлор, озон, перманганат калия;

• смещение рН (водородного показателя) в щелочную сторону рН>7, поскольку чем выше рН, тем хуже растворимость соединений железа и марганца – для этого применяют известь, соду и другие щелочные реагенты;

• проведение коагуляции, то есть гидролиза добавляемых в воду соединений-коагулянтов с последующим образованием хлопьев осадка, на поверхности и в объеме которых задерживаются трудноотделимые примеси. Получившийся осадок удаляют. В качестве коагулянтов используют сернокислый алюминий, оксихлорид алюминия, хлорид железа и другие соединения.

Существуют специальные каталитические сорбенты, позволяющие удалять железо из воды, перечень которых приведен ниже:

Сорбент АС – каталитический алюмосиликатный сорбент нового поколения. Разрабатывался и применяется для очистки любых типов воды от огромного спектра загрязнений, в том числе железа на концентрациях до 50 мг/л. Аналогов не имеет по соотношению цена/качество. Является оптимальным, экономически эффективным решением для удаления широкого спектра загрязнений, включая: железо, стронций, ТЦМ, алюминий, нефтепродукты, фенол, фтор и др. «Сорбент АС» рекомендован для применения, как в напорных, так и в безнапорных системах очистки воды, в качестве основного или многослойного элемента слоя загрузки.

Сорбент АС действует как катализатор окисления в реакциях взаимодействия растворённого кислорода с соединениями железа (II) и (III), в результате чего образуется гидроксид железа (III), который является не растворимым соединением и легко удаляется обратным током воды. В процессе прохождения воды через фильтрующий материал на его гранулах формируется плёнка гидроокиси железа, которая ещё больше повышает сорбционные свойства материала не только по железу, но и по сероводороду, марганцу, алюминию, стронцию, хрому, барию, тяжёлым цветным металлам, фенолу, фтору, радионуклидам и переводит их в грубодисперсные частицы.

Сорбент АС в процессе эксплуатации не расходуется, является очень прочным материалом, физико-химические свойства сорбента отвечают требованиям ГОСТ Р 51641-2000. Сорбент не обработан дополнительно химически активными покрытиями на основе марганца или иного каталитически активного металла, что исключает вероятность отказа в работе при истощении или смыве данных поверхностей. Это одно из принципиальнейших отличий сорбента от загрузок типа «BIRM», «Greensand», «МЖФ», черных песков и т.п. Каталитически активные компоненты входят в структуру гранулы сорбента равномерно, что обеспечивает эффективную работу даже при разломе гранулы.

Фильтрующий материал Сорбент МС (Сорбент МСК) – фильтрующий материал нового поколения. Используется совместно с адсорбентом «Сорбент АС». Сорбент. МС не требует для регенерации применение каких-либо химических реагентов. Необходимой и достаточной является периодическая промывка водой. В процессе эксплуатации не расходуется, является очень прочным материалом. Сорбент МС не обработан дополнительно химически активными покрытиями на основе марганца или иного каталитически активного металла, что исключает вероятность отказа в работе при истощении или смыве данных поверхностей. Это одно из принципиальнейших отличий «Сорбента МС» от загрузок типа «BIRM», «Greensand», «МЖФ», черных песков и т.п. Каталитически активные компоненты входят в структуру гранулы сорбента равномерно, что обеспечивает эффективную работу даже при разломе гранулы.

МЖФ

Свойства:

· МЖФ гранулированный материал, обладающий каталитической активностью в реакциях окисления железа и марганца растворенными в воде окислителями кислородом, озоном, перманганатом калия или гипохлоритом натрия.

· МЖФ фильтрующий материал, эффективно удерживающий в межзеренном пространстве продукты гидролиза окисленных форм железа и марганца.

· МЖФ эффективно очищает воду с концентрацией железа 50 мг/л до значений регламентированных СанПиН 2.1.4.559-96.

· МЖФ не чувствителен к низким значениям рН исходной воды.

· МЖФ не чувствителен к анионному фону.

· МЖФ не слеживается даже при 100% заполнении межзеренного пространства продуктами гидролиза.

· МЖФ не теряет активности при истирании, поскольку его химический и фазовый состав одинаков по всему объему зерна.

Рекомендации по применению:

1. После загрузки в корпус фильтра промывать обратным потоком воды в течение 60-90 минут.
2. Рекомендуемая концентрация вводимого окислителя (кислород, озон, перманганат калия, гипохлорит натрия) из расчета 1 гр-экв. окислителя на 1 гр-экв. металла, в соответствии с реакцией окисления.
3. Для артезианской воды, не содержащей органических соединений, рекомендуем использовать, в качестве окислителя, кислород воздуха, вводимый с помощью инжектора или компрессора. В случае повышенного содержания в воде органических примесей рекомендуем, в качестве окислителя, дозировать перманганат калия или гипохлорит натрия.

1. Для очистки водопроводной воды, содержащей повышенное количество железа находящегося в коллоидном состоянии, введения окислителя не требуется.
2. При концентрации железа в исходной воде более 10 мг/л рекомендуем регенерировать МЖФ чистой водой.
3. Рекомендуемая скорость фильтрации не более 3 л/мин через 1 квадратный дециметр.
4. Рекомендуемая скорость обратной промывки не менее 5 л/мин через квадратный дециметр.
5. Свободное пространство над слоем фильтрующей загрузки рекомендуем около 20% от объема фильтра.

· Этот материал изготавливается из минерального сырья путём дробления, классификации, термообработки и нанесения на поверхность его сквозных пор каталитически активного покрытия.

Гранулометрический состав – 0,5-1,5 мм.
Насыпная плотность – 1,37 т/м³.
Скорость фильтрации рекомендуемая – 8-15 м/ч в зависимости от качества воды.
Интенсивность обратной промывки 12 л/(с м²).
Высота слоя загрузки 1,0-1,5 м.
Расширение при промывке – 20-30%
Срок службы 1-4 года в зависимости от частоты обратной промывки.

ОДМ-2Ф

Разработанный ООО АПК ОКПУР алюмосиликатный полифункциональный адсорбент ОДМ-2Ф, производится на основе экологически чистого минерального сырья Свердловской области.

Технические характеристики:

· Насыпная плотность, кг/м³: 650 – 720,

· Удельная поверхность, м²/г: 120 – 180,

· Истираемость,%: 0,06,

· Измельчаемость,%: 0,14,

· Условная механическая прочность,%: 0,79,

· Межзерновая пористость,%: 42 52,

· Емкость но нефтепродуктам в динамических условиях, не менее, мг/г: 90,

· Коэффициент распределения радионуклидов: 10³ 10⁴,

Области применения:

· Применяется в стационарных, локальных, оборотных промышленных системах водоподготовки и очистки воды,

· Фильтрующая среда для отделения взвешенных и коллоидных веществ,

· Замена инертных загрузок (кварц, кварцевый песок, отсев гранитных производств, горелых пород и т.д.) увеличивает барьерную роль водоочистных объектов без капитальных затрат на реконструкцию сооружений,

· Тонкая очистка от нефтепродуктов,

· Удаление железа, марганца, тяжелых цветных металлов (медь, цинк, кадмий, свинец и т.д.),

· Увеличение эффективности работы сооружений за счет снижения объемов промывной воды до 60%, увеличение фильтроцикла в два-три раза,

· Увеличение производительности сооружений на 20-30% без капитальных затрат.

· Сорбент внедрен более чем на 120 объектах водоподготовки и очистки воды на территории России, Республики Узбекистан (с 2000 г.), Социалистической Республики Вьетнам (с 2002 г.) и зарекомендовал себя как эффективный по отношению цена-качество среди сорбентов не только производимых на территории РФ, но и ведущих мировых производителей. Загрузка предназначена для использования в качестве фильтровально-сорбционного материала при подготовке питьевой воды из поверхностных и подземных источников водоснабжения в скорых безнапорных и напорных фильтрах водоочистных сооружений взамен традиционно применяемых тяжелых загрузок: кварца, кварцевого песка, дробленых гранитов, гранодиаритов и т. д., специальных фильтрующих сред и катализаторов окисления (BIRM. МЖФ,. МТМ и другие).

· ОДМ-2Ф безопасен для человека и не образует токсичных соединений, нерастворим в нейтральных и щелочных средах, обладает высокой стойкостью к истиранию и измельчению в процессе фильтрования, радиационноустойчив.

По своим свойствам, сорбент предназначен для загрузки осветлительных фильтров в системах промышленного водоснабжения, в качестве замены фильтрующего слоя двухслойных (антрацито-кварцевых) напорных фильтрах производства Таганрогского котлостроительного завода, фильтрах предприятия "Тэко-фильтр", или других аналогичных по конструкции отечественных и зарубежных фильтрах.

Birm

Birm – это эффективный и экономичный метод для удаления соединений железа и марганца из воды. Birm может быть использован как в напорных, так и безнапорных системах. Birm действует как катализатор в реакциях взаимодействия растворенного кислорода с соединениями железа. В грунтовых водах растворенное железо обычно бывает в виде бикарбоната железа (II), в следствие избытка свободной двуокиси углерода и является растворимым. Birm, как катализатор, ускоряет реакцию окисления Fе (II) в Fe (III), в результате которой образуется гидрооксид железа (III), который является нерастворимым, его можно легко удалить. Физические характеристики Birm позволяют при обратной промывке легко удалить осадки. Birm не расходуется в процессе удаления железа и, поэтому, имеет большое экономическое преимущество перед другими методами.

Другие преимущества: долгий срок службы с относительно небольшими ежегодными потерями, широкий диапазон температуры и эффективный процесс удаления. Birm не требует использования химических продуктов при регенерации, нужна только периодическая обратная промывка.

Используя Birm для удаления железа важно, чтобы в воде не было масла, сероводорода, чтобы органические вещества не превышали 4 – 5 мг/л, чтобы доля растворенного кислорода была не менее чем на 15% больше доли железа. pH – 6.8 или больше; если уровень pH меньше 6.8, необходимо сделать коррекцию уровня pH. Низкий уровень растворенного кислорода может быть поднят дополнительной аэрацией. Хлорирование снижает активность Birm, поэтому дозировка должна быть минимальной. Birm бывает стандартный и мелкий.

Стандартный рекомендуется для промышленных, муниципальных и большинства домашних систем. Мелкий рекомендуется для домашних систем, где возможность промывки ограничена.

Birm может быть использован при удалении марганца с такой же надежностью, как и в процессе удаления железа. Но для достижения лучших результатов уровень pH должен быть 8.0 – 9.0. Если в воде есть железо, уровень pH должен быть ниже 8.5. Высокий уровень pH может вызвать образование коллоидного железа, которое трудно вымывается. Другие условия удаления марганца такие же как и для удаления железа.

Преимущества:

· Не требуется регенерация, нет необходимости в применении дополнительных реагентов.

· Эффективное удаление растворенного и нерастворенного железа с концентрацией до 3 мг/л.

· Не требует применения химических реагентов.

· Прочный материал c долгим сроком службы при широком диапазоне температур.

· Вес только 740 – 800 кг/м³.

Физические свойства:

Физическая форма Черные гранулы
Плотность, г/см³ 0.75 – 0.8
Эффективный размер, мм 0.61
Коэффициент однородности 1.72
Рекомендуемые рабочие условия:
Щелочность должна быть в два раза больше, чем концентрация сульфатов и хлоридов.
pH: 6.8 – 9.0.
Доля растворенного кислорода в эквивалентном соотношении должна быть не меньше 15% доли железа (или железа и марганца).
Высота слоя: 75 – 90 см

Manganese Greensand

MGS представляет собой лилово-черный гранулированный материал, используемый для очистки подземных вод от растворенного железа, марганца и сероводорода. Также, MGS может удалять радий и мышьяк.

Марганцевый зеленый песок (далее MGS) – это пористый носитель (цеолит), в структуру которого введен марганец. MGS является натриевым глауконитом, обработанным раствором хлорида марганца, который необратимо поглощается цеолитом. При последующем контакте с раствором перманганата калия на поверхности гранул образуется слой высших оксидов марганца. В этой форме MGS служит источником кислорода, который окисляет ионы железа и марганца. В окисленном состоянии железо и марганец осаждаются в теле фильтрующей среды в виде нерастворимых гидроокисей.

Пленка высших оксидов марганца расходуется на окисление железа и марганца, и поэтому ее необходимо восстанавливать (постоянно или периодически). Для этого загрузка или периодически обрабатывается раствором перманганата калия, или его постоянно дозируют в воду с помощью дополнительной системы дозирования (постоянного или пропорционального). Использование перманганата калия совместно с данной загрузкой позволяет удалить сероводород, окислив его до серы, и частично органические вещества и биологические загрязнения, обеспечивая обеззараживание обрабатываемой воды.

Постоянная регенерация применяется преимущественно с водой, в которой преобладают примеси железа и/или марганца; отложенная регенерация применима для грунтовых вод и в случае преобладания примесей марганца.

Физические характеристики:

Физическая форма Черные, узловатые гранулы, упакованные в сухом виде
Плотность 1362 кг/м3 (85 p/ft3)
Рабочий диапазон рН 6,2-8,5
Tmax <= 27 °С (для применения при больших температурах – свяжитесь с производителем)
DeltaPmax 0,6-0,7 бар (8-10 psi)
vbw >= 30 м/час (12 gpm) при 13 °С
vF 5-12 м/час (2-5 gpm)
DL min 60 см (24") или 40-45 см (15"-18") в каждой загрузке сдвоенного фильтра
Размер гранул 0,3-0,35 мм
Эффективный размер 0,30-0,35 мм

Tmax – Максимальная температура
DeltaPmax – Максимальное падение давления
vbw – Минимальный поток на обратную промывку
vF – Скорость фильтрации
DL min – Минимальная толщина слоя

Постоянная регенерация:

Постоянная регенерация рекомендуется при очистке скважинных вод, где очистка от железа является главной задачей в присутствии марганца или без него. Этот метод подразумевает добавление определенного количества перманганата калия и/или хлора непосредственно в линию необработанной воды до комплекса водоподготовки.

Хлор должен подаваться перед перманганатом калия не менее, чем за 10…20 секунд или ранее, на сколько это возможно. Перманганат калия, по возможности, должен быть добавлен в воду до получения слабо розового цвета на входной линии фильтра. Этот слабо-концентрированный раствор, попадающий в фильтр, поддерживает MGS в рабочем состоянии во время непрерывной работы.

MTM

MTM – гранулированный диоксид марганца, используемый для снижения содержания железа, марганца и сероводорода в воде. Его активная поверхность окисляет и осаждает растворенное железо и марганец. Сероводород окисляется до серы. Осадок отфильтровывается гранулами и удаляется обратной промывкой.

MTM содержит легкую гранулированную сердцевину, состоящую из диоксида марганца. Эта сердцевина является примером фильтрации, когда сорбент сам обеспечивает окислительный потенциал. Это делает возможным более широкий диапазон операций, чем способны производить многие другие обезжелезиватели. Уровень pH от 6,2 и выше. Растворенный кислород не является необходимым. Легкий вес сорбента снижает необходимую частоту обратных промывок.

Физические свойства:

Цвет - Темно-коричневый
Плотность - 432 кг/м³
Эффективный размер - 0,6-0,7 мм
Коэффициент однородности - 1,9

Условия работы:

Диапазон рН воды - 6,2-8,5
Максимальная температура воды - 100 °F/38 °C
Высота столба - 61-91 см
Воздушная подушка - 50 % высоты столба min.
Скорость рабочего потока - 7,5-12,5 м/час
Скорость обратной промывки - 20-25 м/ч
Расширение сорбента при обратной промывке - 20-40 % высоты столба min.

Когда окислительные возможности MTM исчерпываются, его следует регенерировать слабым раствором перманганата калия (KMnO4), это восстановить его окислительные свойства.

Перед вводом в действие нового сорбента, его следует подвергнуть обратной промывке и осторожно извлечь, чтобы убедиться в том, что легкий сорбент не вымыло в канализацию. Новый сорбент должен быть регенерирован в конце установления системы.

Работа фильтра после истощения его окислительной способности уменьшит срок службы загрузки.

Регенерация MTM возможна как в прерывистом режиме так и в непрерывном. Раствор перманганата калия (или хлора, а потом и перманганата калия) может быть предварительно использован для того, чтобы поддержать производительность. Далее, диоксид марганца действует как катализатор окислительной реакции.

Filter-AG

· Filter-AG – безводный оксид кремния, используемый в качестве высокоэффективной фильтрующей загрузки для удаления взвешенных частиц.

· Гранулы Filter-AG со значительной поверхностью фильтрации позволяют добиться максимальной эффективности при удалении взвешенных частиц.

· Filter-AG обладает рядом преимуществ по сравнению с другими фильтрующими загрузками, которые обычно используются для удаления взвешенных частиц. При проектировании систем с Filter-AG ввиду высоких рабочих скоростей и значительной эффективности, обеспечиваемой загрузкой, оборудование может иметь меньшие габаритные размеры.

· Filter-AG представляет собой легкие частицы, что, в свою очередь, требует меньших потоков воды для обратной промывки. Filter-AG может использоваться как в напорных, так и в безнапорных системах очистки воды.

· Filter-AG обычно удерживает взвешенные частицы размером 20-40 микрон.

Преимущества:

· Минимальные потери давления по сравнению с большинством других фильтрующих загрузок

· Малая величина потока воды при обратной промывке ввиду легкого веса частиц

· Более низкая стоимость оборудования и меньшая занимаемая площадь вследствие высоких скоростей потока в режиме сервиса

· Высокая грязеемкость загрузки и как следствие более продолжительная работа фильтра со снижением эксплуатационных затрат, расхода воды на обратную промывку и времени сервисного обслуживания

· Легкий вес при транспортировке

· Обеспечение увеличения грязеемкости фильтра до 100 % при замене песка на Filter-AG

Физические свойства:

Цвет - светло-серые, практически белые гранулы
Плотность - 0,38-0,42 г/см³
Коэффициент однородности - 1,66
Размер - 1,41-0,5 мм

Условия применения:

Максимальная температура воды - 60 °С
Высота слоя - 60-90 см (24-36 дюймов)

Скорость потока воды:

в режиме сервиса - 12 м/час, 5 gpm/ft² и выше
в режиме обратной промывки - 20-24 м/час, 8-10 gpm/ft²
Расширение слоя - 35-50%

Активированные угли

Silcarbon K835 и Silcarbon K814 – это высоко активные гранулированные угли, которые благодаря своим исключительным механическим свойствам и чрезвычайно высокой адсорбционной способности очень хорошо подходят для всех этапов водоподготовки. Silcarbon K835 и Silcarbon K814 производятся из отобранной скорлупы кокосового ореха и при особых условиях термически активируются водяным паром. Активированные угли на базе скорлупы кокосового ореха отличаются особой чистотой конечного продукта, высокой плотностью и активностью.

В то время, как у Silcarbon K835 размер гранул колеблется от 0,5 до 2,5 мм, гранулы Silcarbon K814 имеют размер 1,4 – 2,5 мм. Исходя из положения, что чем меньше гранула, тем лучше ее адсорбционные способности, следует, что Silcarbon K835 должен являться более предпочтительным типом. В том же случае, если при применении угля потеря давления потока лимитирована, следует использовать Silcarbon K814. Кривые потери давления, учитывающие скорость потока, представлены для обоих продуктов ниже.

Основные области применения Silcarbon K835:

· подготовка питьевой воды: де-хлорирование, удаление запаха, улучшение вкусовых свойств, де-озонирование а также удаление пестицидов и гербицидов;

· подготовка воды для плавательных бассейнов;

· производство напитков: де-хлорирование;

· бытовые домашние фильтры;

· электростанции: удаление масел и конденсатов;

· очистка сточных вод: обработка промышленных сточных вод;

· санация подземных вод.

Ионообменные смолы

Lewatit® S 1467
Lewatit S 1467 относится к группе сильнокислотных гелевых катионитов на основе сополимера стирола-дивинилбензола. Зерна продукта имеют сферическую форму и монодисперсное распределение размеров гранул. Монодисперсные гранулы обладают чрезвычайной химической и механической стабильностью и высокой осмотической стойкостью. Улучшенная кинетика ведет к значительно лучшему использованию мощностей по сравнению с аналогичными гетеродисперсными смолами.

Lewatit S 1467 хорошо подходит для использования в следующих процессах:

· Умягчение воды для промышленного применения

· Умягчение питьевой воды, в т.ч. в промышленных системах и бытовых фильтрах

Lewatit S 1467 придает слою смолы особые свойства:

· Высокая скорость обмена в циклах нагрузки и регенерации

· Высокое использование полной обменной емкости

· Низкие расходы воды на отмывку

· Практически линейный градиент потери давления по высоте слоя, что дает возможности работать на больших высотах загрузки

Lewatit S 1467 отвечает требованиям немецкого законодательства по пищевым продуктам и материалам, применяемым в пищевой промышленности (FDA 21 CFR 173.25(a). Lewatit S 1467 соответствует требованиям резолюции Европейского Совета АР (97)-1 по максимальному содержанию экстрагируемых органических субстанций (метод ANFOR-TOC 190-601)

Источник: www.waterland.ru/?doit=promosystems4

К.х.н. О.В. Мосин