Обезжелезивание воды
Обезжелезивание воды, как одна из стадий водоподготовки, достаточно часто применяется в ходе очистки воды. Люди используют много воды, для разных целей - питья, орошения сельхозугодий, снабжения промышленных предприятий. В зависимости от назначения, требуется разная степень очистки - от удаления крупных частиц примесей вплоть до дистилляции.
Очищать воду приходится от разных веществ, в т.ч. токсичных, растворимых и пр. Некоторым из них уделяется больше внимания, при фильтрации воды используются специальные технологии для целевого устранения. Железо - один из характерных примеров, обезжелезивание воды различными фильтрами осуществляется многими типами очистных систем.
Окисление воды при обезжелезивании
Двухвалентное железо окисляют до образования нерастворимого гидроксида, который затем отстаивают или фильтруют. Нередко окислителем является атмосферный воздух, для насыщения им воды применяется аэрация: фонтанирование, барботация, инжектор или эжектор, душирование и т.д.
Выбор технологии часто зависит от химического состава исходной воды. Нередко случается, что она становится пригодной для питья уже после обезжелезивания, без очистки от других примесей.
Обезжелезивание сверхзвуком
Повысить эффективность аэрации можно ускорением ее до сверхзвуковой. Очищаемая вода в эжекторе смешивается с атмосферным воздухом и впрыскивается в накопитель под значительным давлением. Преодолевая сверхзвуковой барьер, жидкость измельчается до частиц субмикронных размеров, вследствие чего железо окисляется быстрее в тысячи раз. После такой процедуры содержание железа в воде снижается в несколько сотен раз.
Озонирование
Другой способ ускорить окисление железа - применение сильных окислителей. Чаще всего из химических реагентов применяется хлор, с помощью которого воду заодно и дезинфицируют. Но самым эффективным является озон - на практике (при имеющихся технологиях) он окисляет железо лучше прочих. Широкое применение озонирования для очистки воды ограничивается лишь дороговизной метода (расходуется много электроэнергии).
Коагуляция
Коллоидный гидроксид железа отстаивается медленно. Ускоряют его добавлением коагулянтов. Этот способ применяется в основном на крупных промышленных объектах. У него есть определенные недостатки: низкая эффективность удаления из воды мелких частиц и органического железа, ограничение по верхней концентрации. Поэтому для небольших высокопроизводительных фильтрационных систем такая технология не подходит.
Катализ
Качество каталитического окисления при обезжелезивании зависит от свойств засыпки в фильтре - прежде всего, пористости. Традиционный вид очистных систем, использующих эту технологию – баллон из металла либо стекловолокна и агрегатированное оборудование. Для лучшей очистки вода перед фильтрацией аэрируется, а засыпку систематически меняют.
Ионообменное обезжелезивание
Удалить из воды железо можно и при помощи ионитов - как природных, так и синтетических. Заодно исходная вода очищается и от других двухвалентных металлов, даже при высоких концентрациях. Основной недостаток этого метода в том, что присутствие трехвалентного железа сильно снижает его эффективность. Также ионообменные фильтры уязвимы к органическому засорению, эффективны лишь в определенном диапазоне pH; есть трудности и с деминерализацией.
Мембранная фильтрация
Очистку воды с применением мембран также называют обратным осмосом, но это лишь разновидность технологии. Ультра- и 
нанофильтрационные мембраны улавливают не только гидроксид, но и коллоидное, органическое железо. Микрофильтрация обеззараживает воду, нано- и ультрафильтры производят глубокую очистку, а обессоливание (обратный осмос) удаляет почти все примеси. Т.е. очистка от железа при мембранной фильтрации - попутный эффект.
Мембраны дороги и легко засоряются, эффективны лишь при относительно невысоких концентрациях примесей, зато очищают наиболее качественно. Например, при обессоливании исходная вода теряет до 98% двухвалентного железа. Такая технология востребована в случаях, когда необходимо максимально очистить воду - например, в медицине.
Обезжелезивание бактериями
Очистить воду от железа можно и биологическим способом обезжелезивания воды - благодаря существованию железобактерий. Маленькие помощники окисляют двухвалентное железо, после чего остается лишь удалить коллоиды и поверхностную пленку - через фильтр и отстойник. Такая технология обезжелезивания иной раз является единственно возможной – когда содержание в воде железа особенно велико (более 40 мг/л), а заодно присутствуют углекислота и сероводород, причем тоже в больших концентрациях. Аэрация в подобных случаях малоэффективна (из-за низкого уровня pH), а вот последовательность из биологической, следом - сорбционной очистки, а в довершение - ультрафиолетовой дезинфекции, позволяет качественно отфильтровать воду.
Еще полезная информация на эту тему:
Загрязненность воды и основные способы ее очистки