เหล็กมีอยู่ในน้ำในรูปของไอออนสองและไตรวาเลนท์ จะทำความสะอาดเครื่องดื่มและของเหลวทางเทคนิคจากสารปนเปื้อนเหล่านี้ได้อย่างไร? ปัญหาเร่งด่วนสำหรับครอบครัวธรรมดาและองค์กรขนาดใหญ่ พิจารณาเหตุผลที่ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของธาตุเหล็กในน้ำ รูปแบบของสารมลพิษ วิธีการกำจัดเฟอร์โรคอมพาวน์
ทำไมน้ำประปาถึงมีสีเหลืองและสีน้ำตาล
ธาตุเหล็กทำให้น้ำมีสีเหลือง มักมีกลิ่นที่ค้างอยู่ในคอ คุณสามารถสังเกตเห็นมลพิษในรูปของเกล็ดสีน้ำตาล ปรากฏการณ์เหล่านี้คือการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของน้ำดื่ม การเปลี่ยนสีเป็นสิ่งที่ผู้บริโภคน้ำให้ความสนใจเป็นอย่างแรก นอกจากนี้ยังมีนัยต่อสุขภาพของมนุษย์ การบริโภคน้ำประปาที่มีคุณภาพต่ำซึ่งมีธาตุเหล็กส่งผลเสียต่อตับ ฟัน ทางเดินอาหารทั้งหมด ผิวหนังและเส้นผม
ความสามารถในการละลายในน้ำไม่ได้อธิบายโดยปฏิกิริยาของเฟอร์โรคอมพาวน์จากองค์ประกอบของหินกับสารอื่นๆ ในธรรมชาติเท่านั้น เพิ่มขึ้นความเข้มข้นของไอออน Fe2+ และ Fe3+ อันเนื่องมาจากกระบวนการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในอุปกรณ์จ่ายน้ำและท่อที่ทำจากโลหะผสมเหล็ก ท่อต่างๆ เริ่มใช้งานไม่ได้ คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ในการผลิตน้ำที่ผสมธาตุเหล็กกำลังเปลี่ยนไป
เหล็กละลายในน้ำคืออะไร
ธาตุเคมีซึ่งมีชื่อเป็นภาษาละตินว่า Ferrum มีมากเป็นอันดับสองในเปลือกโลกรองจากอะลูมิเนียม ในปริมาณมากบนโลกนี้มีแร่เหล็กหนาแน่นหรือหนาแน่น (สูตรของมันคือ FeS2) สารประกอบเฟอร์โรพบได้ในหินที่มีแหล่งกำเนิดจากภูเขาไฟและตะกอนในรูปของเฮมาไทต์ แมกนีไซต์ แร่เหล็กสีน้ำตาล
ธาตุเหล็กอย่างง่ายคือโลหะเหนียวสีเทาเงิน ไม่ละลายในน้ำ ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ เกลือของธาตุเหล็กหลายชนิดยังไม่มีปฏิกิริยากับน้ำ ความสามารถในการละลายของ FeO ในน้ำถูกกล่าวถึงเกี่ยวกับความสามารถในการออกซิไดซ์เป็นเฟอริกออกไซด์ เมื่อพูดถึงสารละลายที่เป็นน้ำของ FeO พวกเขาหมายถึงเนื้อหาของไอออนเหล็ก ในแหล่งน้ำบางแห่ง ตัวเลขนี้สูงถึง 50 มิลลิกรัมหรือมากกว่าต่อ 1 ลิตร มีความเข้มข้นสูง น้ำดื่มดังกล่าวควรได้รับการทำให้บริสุทธิ์
เหล็กเข้าสู่แหล่งน้ำธรรมชาติได้อย่างไร
การกัดเซาะทางกายภาพและทางเคมีนำไปสู่การบด การละลาย และการทำลายของหินที่มีสารประกอบเหล็ก อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ไอออน Fe2+ และ Fe3+ ถูกปล่อยออกมา พวกเขา มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกระบวนการรีดอกซ์ ไอออนไดวาเลนต์ถูกออกซิไดซ์ บริจาคอิเล็กตรอน และกลายเป็นประจุสามเท่า ความสามารถในการละลายของธาตุเหล็กในน้ำคือการมีอยู่ของไอออนบวก Fe2+ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลายจะได้เกลือที่แตกต่างกัน ในหมู่พวกเขาละลายได้เช่นซัลเฟตและไม่ละลายน้ำ (ซัลไฟด์คาร์บอเนต) เมื่อน้ำดังกล่าวปราศจากธาตุเหล็ก รูปแบบที่ละลายน้ำได้จะไม่ละลายน้ำ สะเก็ดจะก่อตัวขึ้นที่ตกตะกอน เหล็กเฟอร์รัสถูกออกซิไดซ์เป็นไตรวาเลนต์เมื่อมีออกซิเจนหรือสารออกซิไดซ์อื่นๆ (โอโซน คลอรีน)
ในที่สุดการเปลี่ยนรูปของไอออนจะทำให้เกิดสนิมสีน้ำตาลที่ทนต่อการเกิดออกซิเดชันต่อไป โดยสามารถแสดงองค์ประกอบตามเงื่อนไขได้ดังนี้ Fe2O3 • nH2O. อนุภาคเฟ3+ เป็นส่วนหนึ่งของสารอินทรีย์และอนินทรีย์ที่ซับซ้อนที่พบในน้ำผิวดิน
เนื้อหาของเฟอร์โรคอมพาวน์ในน้ำธรรมชาติเหมือนกันหรือไม่
ความเข้มข้นขององค์ประกอบทางเคมีและชนิดของเหล็กในน้ำขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหินของเปลือกโลกและสถานะของแหล่งต่างๆ อาจมีสารประกอบเหล็กไดวาเลนต์และไตรวาเลนต์ รูปแบบอินทรีย์ เช่น แบคทีเรียเหล็ก และสารคอลลอยด์ (ละลายได้และไม่ละลายน้ำ) อาจมีอยู่ในเวลาเดียวกัน
หากมีแร่ซัลเฟตสะสม มีแนวโน้มว่าเหล็กจะมีความเข้มข้นสูง การละลายในน้ำสารประกอบเฟอร์โรคอมพาวน์จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิใกล้กับบริเวณภูเขาไฟ ปริมาณธาตุเหล็กในแม่น้ำและทะเลสาบจะสูงขึ้นหากมีการปล่อยน้ำเสียออกจากโรงงานโลหะและเคมี
วิธีทำน้ำจากเหล็กให้บริสุทธิ์
วิธีรีเอเจนต์และไม่ใช้รีเอเจนต์ใช้เพื่อกำจัดเฟอร์โรคอมพาวน์ พื้นฐานของกระบวนการส่วนใหญ่คือการออกซิเดชันของอิออนไดวาเลนต์เป็นไอออนบวกไตรวาเลนต์ พวกเขาทำเช่นเดียวกันกับสิ่งเจือปนอื่น ๆ ในน้ำ - พวกมันจะถูกแปลงเป็นสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำและกรองออกด้วยตัวกรอง การทำงานของโรงงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เป็นไปตามหลักการนี้
ความสามารถในการละลายของเหล็กในน้ำคืออะไร กำหนดโดยใช้เครื่องมือ จากนั้นกำจัดเหล็กด้วยสารเคมี: ออกซิเจน, คลอรีน, โอโซน, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีเกิดขึ้นและได้ตะกอนที่ไม่ละลายน้ำ ไม่เพียงแต่สามารถกรองได้เท่านั้น แต่ยังถูกกำจัดออกหลังจากการตกตะกอนด้วยการแยกส่วน (ระบายน้ำสะอาดออกจากตะกอน) ในระหว่างการโอโซนและคลอรีน การฆ่าเชื้อ (การฆ่าเชื้อ) จะเกิดขึ้นพร้อมกัน เชื่อกันว่าการใช้โอโซนเป็นวิธีที่มีแนวโน้มมากกว่า เพราะคลอรีนเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์
วิธีเอาเหล็กออกจากน้ำปริมาณน้อยมีวิธีการอย่างไร
ที่บ้านสามารถใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตได้จากรีเอเจนต์ข้างต้น วิธีทำให้น้ำบริสุทธิ์จากเหล็กถ้าคุณต้องการได้รับปริมาณเล็กน้อยในเวลาอันสั้น? เมื่อเติมเปอร์ออกไซด์ลงในน้ำสะเก็ดตะกอน จำเป็นต้องรอให้มันตกลงไปที่ด้านล่างของภาชนะแล้วสะเด็ดน้ำหรือกรองผ่านเหยือกปกติ น้ำบริสุทธิ์นี้เหมาะสำหรับดื่มและประกอบอาหาร
สำหรับธาตุเหล็กในรูปแบบอินทรีย์ วิธีการข้างต้นไม่ได้ผล รีเอเจนต์ที่กล่าวถึงข้างต้นไม่สามารถจับตัวอนุภาคคอลลอยด์ได้เร็วพอ
การแลกเปลี่ยนไอออนและการเร่งปฏิกิริยา - วิธีการกำจัดธาตุเหล็กในน้ำ
มีการติดตั้งแบบอัตโนมัติที่ทำงานบนหลักการเร่งปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน อุปกรณ์นี้ใช้สำหรับทำน้ำให้บริสุทธิ์ในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดเล็กและกระท่อม
เหล็กในวิธีเร่งปฏิกิริยาจะถูกลบออกโดยใช้วัสดุทดแทนพิเศษที่ผลิตจากวัตถุดิบธรรมชาติและวัสดุสังเคราะห์ ตัวกรองสำหรับการชะลอน้ำเป็นภาชนะโลหะ โฆษณาทดแทนถูกวางไว้ภายในและน้ำไหลผ่าน สารนี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเกิดออกซิเดชันของเหล็กเฟอร์รัส โดยเปลี่ยนเป็นสถานะที่ไม่ละลายน้ำจากรูปแบบต่างๆ
ในการกำจัดเหล็กแลกเปลี่ยนไอออน มีการใช้ตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก ซึ่งได้มาจากเรซินแลกเปลี่ยนไอออน เช่น ซีโอไลต์ (แร่) ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์สังเคราะห์สำหรับการกำจัดธาตุเหล็กด้วยน้ำโดยการแลกเปลี่ยนไอออน
ทำไมเราถึงต้องการทางเลือกแทนรีเอเจนต์
สารเคมีใช้กันยาวๆ ถ้ามีสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย - เหล็กในน้ำ ชนิดของเหล็กมีความแตกต่างกัน ดังนั้นคุณต้องมองหาทางออกที่ดีที่สุด วิธีการที่เหมาะสมสำหรับการทำน้ำให้บริสุทธิ์จากแหล่งเฉพาะที่สร้างรูปแบบและความเข้มข้นของธาตุเหล็ก
การคลอรีนเป็นเรื่องของอดีต วิธีนี้ส่งผลเสียต่อคุณภาพน้ำและสุขภาพของประชาชน การเติมอากาศหรือการเติมน้ำด้วยอากาศเป็นวิธีการที่ไม่มีข้อเสียในทางปฏิบัติ ออกซิเจนจะถูกส่งผ่านในน้ำ เหล็กจะถูกออกซิไดซ์ และสะเก็ดตะกอนที่ไม่ละลายน้ำสามารถขจัดออกได้โดยการกรองหรือตกตะกอน
การกำจัดธาตุเหล็กทำได้โดยไม่ต้องใช้สารเคมี - โดยใช้วิธีไฟฟ้าเคมี อิเล็กโทรดสองขั้วถูกจุ่มลงในภาชนะที่มีน้ำเพื่อทำความสะอาด อิเล็กโทรดลบ - แคโทด - ดึงดูดและเก็บไอออนของเหล็กที่มีประจุบวกไม่ว่าจะอยู่ในรูปแบบใด อีกวิธีที่ไม่ใช้รีเอเจนต์คือการใช้เมมเบรนพิเศษ
แต่ละวิธีข้างต้นไม่เพียงแต่มีข้อดีแต่ยังมีข้อเสียด้วย การเลือกวิธีการขึ้นอยู่กับรูปแบบที่มีธาตุเหล็กอยู่ในน้ำ