Удаление сероводорода, железа и марганца с помощью аэрации

Процесс аэрации как метод физической очистки воды обсуждался во второй главе, в которой были рассмотрены открытые и закрытые системы аэрации с точки зрения их функционирования и возможных результатов. Эта глава посвящена рассмотрению рабочих условий и ограничений аэраторов в отношении «проблемного трио».

В процессе аэрации либо вода приводится в тесное взаимодействие с воздухом, либо воздух - с водой. С помощью аэрации можно как удалять нежелательные соединения, например, газы, так и добавлять в источник воды компоненты воздуха, например, кислород,. Есть два основных процесса аэрации: открытая система подачи самотеком (открытая аэрация), и система максимального давления в закрытой скважине (закрытая аэрация). На муниципальных и крупных промышленных водоочистных заводах открытые аэраторы долго использовались для удаления из воды нежелательных газов, таких как H₂S, и других летучих органических соединений. При любой аэрации в воду добавляется кислород, который окисляет железо и растворенный марганец и заставляет их осаждаться. Этот метод самый экономный для обработки больших объемов воды. Однако, при работе открытых аэраторов требуется перекачивание и восстановление давления циркуляции воды.

Рис. 8.1. Стандартная бытовая безнапорная система аэрации

Фактический взаимообмен веществ из воды в воздух или из воздуха в воду происходит на открытых воздуховодных поверхностях. Скорость взаимообмена зависит от концентрации вещества на поверхности, его объема и скорости образования новых поверхностей.

Сначала происходит реакция окисления сероводорода, которая может быть представлена следующим образом:

На практике, сульфид преобразовывается в элементарную серу, которая и выпадает в осадок.

Аэраторы открытого типа не совсем подходят для удаления растворенного железа и марганца. Обычно для этих целей применяют закрытую аэрацию.

Обязательным условием успешного процесса открытой аэрации (так же, как и закрытой напорной аэрации) является достаточная производительность насоса (галлонов в минуту - л/мин) и интенсивный водный поток. В домашних открытых аэраторах правильное обратное давление на распылительной насадке или сетке форсунки является ключевым фактором для создания очень тонкого распыления воды. При выборе размера аэратора в первую очередь определяется необходимая производительность насоса, которая должна быть не менее 6-8 галлонов США в минуту (22,7-30,3 л/мин). Давление в системе должно быть выше 25 psi (1,7 атм). (См. данный метод на странице 25 первой главы).

Информацию о рабочих условиях, различных видах открытых аэраторов и ограничении в их работе можно найти во второй главе.