Соединения железа и марганца обычно встречаются в подземных водах. При контакте с кислородом, содержащимся в воздухе, эти соединения меняют свою форму и выпадают в осадок в виде нерастворимых отложений, которые могут закупорить эмиттеры оросительной системы плантации голубики, неблагоприятно окрашивать растения и изменять химический состав почвы.
Во многих странах большая часть воды, используемой для орошения, поступает из глубоких скважин, поэтому проблема засорения ирригационных систем является довольно распространенной. Чтобы избежать этого, воду, забираемую в начале ирригационной системы, следует очищать, избавляясь от осажденных отложений.
Напомним, что для всех наших клиентов мы предусмотрели бесплатную услугу агросопровождения — первые 12 месяцев после закладки ягодника. Воспользоваться предложением смогут клиенты, купившие посадочный материал и заказав услугу закладки плантации в нашем питомнике для насаждений от 2 га
Удаление железа водой
За исключением некоторых особых случаев, удаление железа и марганца из воды состоит из трех этапов:
- Аэрация воды и осаждение железных отложений.
- Фильтрация, при которой осадки отфильтровываются и очищаются от остатков неосажденного железа.
- Удаление марганца на специальных отложениях — после удаления железа.
По этим трем этапам проектируются водоочистные сооружения. Средняя станция состоит из воздушного насоса или компрессора, бака, в котором поступающий воздух и соединения в воде вступают в реакцию, и фильтров, в которых отделяются осадки.
Так говорит теория. На практике же каждый из этих этапов должен соответствовать определенным параметрам, чтобы работа станции не вызывала проблем и обеспечивала ожидаемый эффект. Прежде чем принимать решение о дорогостоящих инвестициях, стоит знать несколько основных характеристик, которыми должна обладать хорошо спроектированная система удаления железа и марганца.
Необходимо помнить, что технология очистки воды всегда должна основываться на физико-химическом анализе. Проектирование водоочистных сооружений, основанных исключительно на содержании в воде железа и марганца, связано с высоким риском эксплуатационных проблем. Для правильного выбора необходимо учитывать такие параметры, как: pH, содержание аммиака, окисляемость или щелочность.
Кроме того, очистные сооружения станут полностью работоспособными только через некоторое время работы. Также имейте в виду, что каждая вода индивидуальна и не существует простых схем, которые обеспечили бы 100% успех. Таким образом, период реализации используется для необходимых исправлений и модификаций, чтобы привести параметры очистных сооружений в соответствие с параметрами очищенной воды.
Аэрация
В зависимости от содержания в воде железа и марганца в нее следует подводить 20 — 100 л воздуха на каждый протекающий м3. На станциях водоподготовки для целей орошения чаще всего используются аспираторы, т.е. редукторы, засасывающие воздух под действием проточной воды. Эффективность аспиратора выше, когда через него проходит больше воды и тем больше перепад давления. Для компенсации необходимого падения давления устанавливаются дополнительные подкачивающие насосы. Установка редуктора непосредственно на напорном трубопроводе обычно приводит к низкой эффективности аэрации или значительному падению давления в дальнейшей части системы, и имеет смысл, если вода после фильтрации попадает в резервуар, откуда она перекачивается в систему с отдельным насосом.
После аэрации вода поступает в водовоздушный резервуар (аэратор/гидрофор), где происходит реакция окисления и осаждение отложений железа. Эффективность осаждения больше, когда вода больше находится в резервуаре (рекомендуется 2–3 минуты). Это означает, что на каждый 1м3 проточной воды необходимо 35-50 л активной емкости резервуара. Слишком маленький резервуар означает, что фильтры будут получать больше железа в растворимой форме — оно будет только осаждаться в фильтрах, поэтому они должны быть соответственно выше (если они слишком низкие, железо будет выпадать в осадок за фильтрами).
Вода, поступающая в аэратор, содержит нерастворенный воздух, который собирается в верхней части аэратора. Чтобы избежать избытка воздуха и снизить активную мощность аэратора, необходимы надежные вентиляционные отверстия, чтобы высота воздушной подушки в резервуаре оставалась постоянной. Это элементы, на которых не стоит экономить! «Подвешивание» вентиляционного отверстия может полностью заполнить резервуар воздухом и даже вызвать попадание воздуха в фильтры, что является крайне неблагоприятным явлением. Фильтры также должны быть оборудованы эффективными вентиляционными отверстиями.
На что нужно обратить внимание:
- Наиболее часто используемые небольшие насосы повышения давления способны одновременно управлять не более чем двумя отверстиями ¾”. Если воздуха не хватает, замените насос на более мощный или добавьте еще один. Добавление последовательных отверстий к одному и тому же насосу только ухудшит характеристики аэрации.
- Емкость гидрофоров должна обеспечивать минимальное время выдержки 2–3 минуты.
- Эффективные и надежные промышленные вентиляционные отверстия на аэраторе с возможностью вентиляции установки во время работы.
Фильтрация
После аэрации воды и выпадения отложений железа их подвергают механической фильтрации в напорном фильтре. Железо, не успевшее прореагировать в аэраторе, окисляется в фильтрующем слое и остается в своей массе. После полного удаления железа марганец окисляется и остается. Условием окисления железа и марганца в фильтрующем слое является его покрытие слоем их соединений (отсюда и указанное время работы установки). Для удаления марганца чаще всего используются специальные активные отложения или минералы марганца.
При выборе фильтров необходимо учитывать два параметра: высоту слоя и скорость фильтрации. Отметим, что чем выше скорость фильтрации, тем больше должна быть необходимая высота слоя. В теории проектирования наиболее распространенными предельными значениями являются Vmax. = 10 м/ч для скорости фильтрации и H мин. = 1 м высоты станины. На практике, хотя скорость фильтрации может немного превышать это значение, высота слоя менее 1 м является ошибкой при проектировании процесса удаления железа.
Работа фильтров
Подбор фильтров следует производить таким образом, чтобы количество фильтров было не менее 2, а при малых скоростях фильтрации — 3 и более. Эта необходимость является следствием необходимой интенсивности полоскания. Один фильтр неприемлем, если не используется дополнительный промывочный насос, например, насос с соответственно большей производительностью от резервуара для очищенной воды.
Во время полоскания вода должна взбалтывать всю «постель», чтобы ее частицы, ударяясь друг о друга, натирали накопившийся слой осадка. Интенсивность ополаскивания следует выбирать таким образом, чтобы кровать поднималась примерно на 30% — необходимо предусмотреть запас высоты, чтобы предотвратить ее ополаскивание. Для достижения желаемого эффекта полоскание необходимо проводить с интенсивностью в 2-5 раз большей, чем фильтрация. В случае одного резервуара это всегда происходит с интенсивностью немного большей, чем фильтрация.
В неправильно промытом фильтре частицы слоя зарастают отложениями, увеличивая свой диаметр, что приводит к ухудшению качества фильтрации и, со временем, к преждевременной замене слоя.
В многослойных фильтрах для удаления железа и марганца слишком малая высота первого слоя или ухудшение рабочих параметров со временем вызывает осаждение железа и дезактивацию слоя демарганца. Замена стоит дорого.
На что нужно обратить внимание:
- Один резервуар фильтра не допускается, если его промывают питательным насосом из скважины.
- Высота бака для удаления железа должна обеспечивать необходимую минимальную высоту станины, пространство для подъема станины во время ополаскивания, а также элементы входа и выхода воды. На практике резервуары ниже ~ 180 см не подходят для удаления железа — это фильтры для фильтрации воды с поверхности.
- Высокое содержание железа обычно требует снижения скорости фильтрации. В такой ситуации для поддержания требуемой интенсивности полоскания более выгодно использовать больше фильтров с меньшим диаметром.
- Эффективное вентиляционное отверстие в верхней части каждого фильтра.
