żelazo jest jednym z najliczniejszych metali w skorupie ziemskiej. Występuje naturalnie w wodzie w postaci rozpuszczalnej jako żelazo (dwuwartościowe żelazo w postaci rozpuszczonej Fe2 + lub Fe (OH)+) lub złożone, takie jak żelazo żelazowe(żelazo trójwartościowe: Fe3+ lub wytrącone jako Fe (OH)3). Występowanie żelaza w wodzie może mieć również pochodzenie przemysłowe; górnictwo, przemysł żelaza i stali, korozja metali itp.,
ogólnie rzecz biorąc, żelazo nie stanowi zagrożenia dla zdrowia ludzkiego lub środowiska, ale przynosi nieprzyjemności o charakterze estetycznym i organoleptycznym. Rzeczywiście, żelazo nadaje wodzie rdzawy kolor, który może plamić pościel, urządzenia sanitarne, a nawet produkty przemysłu spożywczego. Żelazo nadaje również metaliczny smak wodzie, czyniąc ją nieprzyjemną do spożycia. Może być również źródłem korozji w kanałach kanalizacyjnych, ze względu na rozwój mikroorganizmów, ferrobakterii.,
w wodzie gazowanej potencjał redoks wody jest taki, że umożliwia utlenianie żelaza w żelazie żelazowym, które wytrąca się następnie w wodorotlenku żelaza, Fe (OH) 3, umożliwiając w ten sposób naturalne usunięcie rozpuszczonego żelaza.
4 Fe2+ 3 O2 –> 2 Fe2O3
Fe2O3 + 3 H2O –> 2FE(OH)3
postać żelaza w wodzie zależy od pH wody i potencjału redoks, jak pokazano na poniższym diagramie Pourbaixa. Zwykle wody gruntowe mają niską zawartość tlenu, a więc niski potencjał redoks i niskie pH (5,5-6.,5)
diagram Pourbaix żelaza
jednak wody gruntowe są naturalnie beztlenowe: więc żelazo pozostaje w roztworze i dlatego ważne jest, aby usunąć go do użytku wody.
eliminację żelaza, drogą fizyko-chemiczną, uzyskuje się poprzez podniesienie potencjału redoks wody przez utlenianie dzięki tlenowi powietrza, a to poprzez prostą wentylację. W przypadku kwaśnej wody leczenie może być uzupełnione przez korektę pH. w ten sposób żelazo żelazne utlenia się w żelazie żelazowym, które wytrąca się w wodorotlenku żelaza, Fe (OH) 3., Osad jest następnie oddzielany od wody przez filtrację na piasku lub dekantację. Etap wytrącania przez utlenianie chemiczne może być również przeprowadzany za pomocą silniejszych utleniaczy, takich jak dwutlenek chloru (ClO2), Ozon (O3) lub nadmanganian potasu (KMnO4).
eliminacja ta może być przeprowadzana za pomocą kaskadowych lub natryskowych systemów na wolnym powietrzu (dla dopuszczalnej maksymalnej zawartości Fe2+ 7 mg.L-1) znane jako systemy grawitacyjne., Systemy te wymagają znacznego miejsca na ziemi, ale oprócz łatwego i taniego kosztu eksploatacji umożliwiają również agresywne usuwanie CO2 i siarkowodoru (H2S). Istnieją również systemy ciśnieniowe, które oprócz swojej zwartości umożliwiają uzdatnianie wody o stężeniu Fe2+ między 7 a 10 mg.L-1.
schemat systemu usuwania żelaza
żelazo często występuje w wodzie w postaci złożonej. Aby zostać wyeliminowanym, kompleks żelaza wymaga etapu krzepnięcia, który znajduje się pomiędzy utlenianiem a filtracją.,
Uwaga: dzięki mikroorganizmom możliwe jest Biologiczne usuwanie żelaza z wody. Rzeczywiście, istnieje wiele bakterii, których metabolizm, a tym samym ich przetrwanie, są związane z utleniania żelaza. Jednak to biologiczne usunięcie wymaga warunków specyficznych dla pH, temperatury, potencjału redox itp