кварк_логотипконтактная информация
Каталог продукции (а-я)
Полезная информация
О компании
Наши клиенты
Get Adobe Flash player
Контакты
поиск

Скачать данную статью в формате Adobe Acrobat (.pdf)
 

Обезжелезивание методом усиленной аэрации

Вследствие невысокого окислительного потенциала воздуха, для окисления железа путем аэрации требуется время, которое в общем случае зависит от исходного содержания Fe2+. Так, при концентрации железа 5 мг/л окисление произойдет примерно за 15-30 минут. Полное окисление железа вообще невозможно, так как оно может быть осуществлено при контакте воды с воздухом лишь в течение бесконечного времени. Это ограничение связано с конечной скоростью диффузии воздуха в воде, а также достижением в процессе окисления стабильного состояния растворенных форм железа. Очевидно, что на практике способ упрощенной и принудительной аэрации не применим для воды с исходным содержанием железа свыше 10 мг/л.

Однако на скорость окисления влияет еще один важный фактор – относительная поверхность взаимодействия водяной и воздушной фаз, которая, с одной стороны, влияет на время диффузии растворенного кислорода воздуха к молекулам железа, а с другой стороны, позволяет обеспечить избыток воздуха, необходимый для окисления всего количества двухвалентного железа до требуемой нормы.

Так, при взаимодействии 1 м3 воды с воздухом лишь через ее зеркало (поверхность), относительная поверхность раздела фаз соcтавляет всего 1-5 м2.

При изливе 1 м3 через воронку при упрощенной аэрации, относительная поверхность раздела фаз соcтавит уже 30-40 м2.

Относительная поверхность раздела фаз при эжекции воздуха в газодинамическом аэраторе или эжекторе в процессе принудительной аэрации будет соответствовать пленочному течению по насадочному материалу при толщине пленки 1 мм (хордовая насадка, кольца Рашига, полимерная призма и т.п.) и соcтавит 550 м2.

В струйном декарбонизаторе-обезжелезивателе «КВАРК» в процессе усиленной аэрации при давлении воды на входе 0,2-0,3 МПа и характерном размере капли 0,25 мм относительная поверхность взаимодействия 1 м3 воды и воздуха составляет 13350 м2.

Данная величина поверхности обеспечивается мелкодисперсным распылом воды в рабочей зоне аппарата через цельнофакельные струйно-центробежные форсунки.

Принципиальная конструкция обезжелезивателя «КВАРК» показана на рис.2.

Обрабатываемая вода подводится по коллектору на форсуночный узел, состоящий из расчетного числа форсунок, распределяется равномерно по форсункам и под действием перепада давления распыливается в кольцевой или щелевой рабочей зоне. Распыливаемая вода эжектирует воздух, который поступает через окна входа воздуха в количестве, стехиометрически необходимом для окисление содержащегося в воде железа.

В рабочей зоне за счет контакта распыленной воды с эжектированным воздухом происходит процесс десорбции углекислоты, растворенной в воде, в результате ее гидролиза, повышается рН воды, обеспечивая высокую скорость окисления железа Fe2+ кислородом воздуха.


Рис.2

  1. Подвод обрабатываемой воды
  2. Форсуночный узел.
  3. Всас воздуха.
  4. Рабочая зона.
  5. Контактная зона.
  6. Отвод обработанной воды.
  7. Шламоотвод периодической продувки.
  8. Сепарационная зона.
  9. Выход отработанного воздуха.

Конструкция цельнофакельных центробежно-струйных форсунок обеспечивает требуемую степень распыла, а расчетное соотношение площадей выходных сечений форсунок и рабочей зоны - необходимый коэффициент эжекции.

После выхода водо-воздушной смеси из рабочей зоны происходит разделение обработанной воды и воздуха, обработанная вода попадает в контактную зону, где происходит ее дальнейшее интенсивное окисление. Интенсификация окисления в контактной зоне связана с высокими каталитическими свойствами основного продукта реакции - нерастворимых хлопьев гидроксидов, которые являются для обрабатываемой воды своеобразной каталитической загрузкой. В условиях реальных объектов при модернизации систем водоподготовки в качестве контактной зоны рекомендуется использовать существующий бак-накопитель.

Для коагуляции взвеси, в нижней точке контактной зоны расположен постоянный магнит, благодаря которому большое количество осадка скапливается в районе патрубка шламоотвода. Удаление нерастворимых продуктов окисления производится путем периодической продувки в зависимости от исходной концентрации растворенного железа.

Для снижения особо высокой начальной концентрации Fe3+ (свыше 50 мг/л) применяется непрерывная продувка контактной зоны, шламоотвод оборудуется встроенным струйным насосом, а контактная зона – дополнительным аэратором.

Обработанная вода через перелив отводится из аппарата на дальнейшую фильтрацию, а отработанный воздух через сепарационную зону удаляется из обезжелезивателя в атмосферу.

Для исключения коррозии конструктивных элементов обезжелезивателя, аппарат выполняется полностью из нержавеющей стали.

Таким образом, совмещение в струйном декарбонизаторе-обезжелезивателе «КВАРК» процессов мелкодисперсного дробления воды, ее усиленной аэрации и принудительного контакта с осадком, обладающим каталитическими свойствами, позволяет проводить экономичное высокоэффективное обезжелезивание воды с такими начальными концентрациями растворенного железа, которые невозможно устранить традиционными способами.

© 1994-2019 ООО "КВАРК ПромЭнергоСистемы". Все права защищены.