При использовании стальных стружек их обезжиривают и загружают в специальный фильтр. Содержание марганца в них не должно превышать 0,3%.

В процессе фильтрования железо, окисляясь, связывает кислород

4Fe + 302 = 2Fe303.

Оксид железа (III) и гидроксид железа (III), образовавшиеся в результате коррозии стружек, удаляют обратной промывкой. Продолжительность контакта воды со стружками зависит от температуры и уменьшается от 25 до 3 мин при увеличении температуры от 20 до 80 °С.

Чаще всего применяют обработку воды сульфитом натрия

2Na2S03 + 02 = 2Na2S04, или оксидом серы (IV)

S02 + H20=H2S03,

Образующаяся сернистая кислота окисляется кислородом, содержащимся в воде, до серной кислоты:

2H2S03+ 02 = 2H2S04.

В качестве катализатора применяют соли меди(II) или кобальта (II) в виде 0,01%-ного раствора. Для удаления 1 мг кислорода расходуется 4 мг оксида серы(IV) или 7,9 мг сульфита натрия. Кроме того, для удаления кислорода воду обрабатывают также гидразином N2H4.

Гидразин является сильным обескислороживающим реагентом:

02 + N2H4 → N2 + 2Н20.

Эта реакция протекает значительно быстрее, чем реакция окисления сульфита натрия. Катализаторами в данном случае являются металлическая медь, стекло и активированный уголь. Реакция обескислороживания воды гидразином каталитически ускоряется материалом стенок котла.

Гидразин применяют для обработки воды, идущей на питание прямоточных котлов, поскольку он не увеличивает количества сухого остатка питательной воды и не образует вредных летучих продуктов разложения. Недостатком метода обескислороживания воды гидразином является его высокая стоимость.

Процесс связывания кислорода восстановителями идет быстро при температуре 95 . 100°С и заканчивается за 1 . 2 мин, даже при минимальном против, стехиометрического избытке (5%) восстановителя.

Необходимую дозу сульфата натрия или оксида серы (IV), мг/л, рассчитывают по формуле

Д=1,1β[02],

где [О2] — концентрация растворенного кислорода в воде, мг/л; Р — теоретический расход реагента на связывание 1 мг растворенного кислорода, мг.

Удаление растворенного кислорода без подогрева воды может быть достигнуто фильтрованием ее через электронно-обменные (ЭО) и электронно-ионообменные смолы (продукты конденсации пирогаллола, гидрохинона или пирокатехина с фенолом и формальдегидом). Восстановительная способность отечественных электрообменников следующая: ЭО-6 — 450; ЭО-7 — 600 . 800; ЭО-8 — 5000 г-экв/м3. При использовании ЭО смол для обескислороживания воды высота слоя смолы в фильтре принимается равной 2 м, скорость фильтрования —20 м/ч. Регенерируются фильтры 1 . 2%-ным раствором сульфита или тиосульфита натрия.

Электронно-обменные смолы представляют собой катиониты или аниониты с веденными в них железом или медью. Выпускаемая промышленностью электронно-ионообменная смола ЭИ-12 имеет обменную способность по кальцию 500 г-экв/м3 и поглотительную способность по кислороду 45 кг О2/м3. Регенерируется смола ЭИ-12 так же, как и смолы ЭО.

На рис. 19.9 показана схема удаления кислорода ионообмен- ником, заряженным палладием, с использованием водорода в качестве катализатора. Остаточное содержание кислорода 20 . , 30 мкг/л при исходном 9,0 мг/л.

Рис. 19.9. Установка обескислороживания воды с помощью иоиообменника с палладием. 1 — баллон с водородом; 2, 3 — ввод исходной и отвод обескислороженной воды;4 — ионообменник заряженный палладием;5 — слой инертной смолы; 6 — камера смешения

Эффективное обескислороживание воды может быть достигнуто в электролизерах с растворимыми железными или алюминиевыми электродами. Обескислороживание происходит за счет катодной и анодной деполяризации, а также химического окисления железа или алюминия растворенным в воде кислородом. Для удаления из воды сероводорода химическими методами его окисляют кислородом воздуха или хлором, кроме того, может быть использовано взаимодействие сероводорода с гидрок- сидом железа(III). Для более полного удаления сероводорода кислородом воздуха при аэрации воду подкисляют серной или соляной кислотой до рН=5,5.

Дозу кислоты, мг/л, для снижения рН определяют по формуле

где Щ — щелочность исходной воды, мг-экв/л; е1 — эквивалентная масса кислоты; С — концентрация серной или соляной кислоты в техническом продукте, %.

Очищенную воду необходимо стабилизировать подщелачиванием для устранения коррозионных свойств.

Сероводород окисляют хлором до свободной серы или до серной кислоты (в зависимости от дозы хлора). Малые дозы хлора (2,1 мг на 1 мг свободного сероводорода) окисляют сероводород до коллоидной серы:

H2S + С12 = 2НС1 + S ,

которую затем необходимо удалять. В этом заключается недостаток метода. Большие дозы хлора (8,4 мг/мг) окисляют сероводород до серной кислоты:

H2S + 4С12 + 4Н20 = H2S04 + 8НС1.

Реакция протекает довольно медленно и имеет практическое значение лишь при окислении небольших количеств сероводорода. Ее используют для удаления остаточного сероводорода, например, после аэрирования.

Д. П. Козырев предложил метод удаления сероводорода гидроксидом железа(III) с последующей регенерацией образующегося сульфида железа(II). В основу этого способа положены реакции:

в щелочной среде

2Fe (ОН)3+3H2S = Fe2S3 + 6Н20,

в нейтральной среде

2Fe (ОН)2 + 3H2S = 2FeS + S + 6H2O.

Практика показала, что свободный сероводород удаляется этим методом довольно полно: вода теряет запах сероводорода, и коррозионные свойства. Обработанная вода после 2 3 ч отстаивания считается пригодной для технических нужд. Воду для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд после предварительной обработки известью (около 60 мг/л в пересчете на СаО) необходимо отфильтровать.

Этот метод не новый, в нем оригинально лишь получение гидроксида железа(III) электрическим растворением металлического железа и чугуна и регенерация сульфида железа(II), которая происходит при наличии кислорода и воды по уравнениям:

2Fe2S3 + 6Н20 + 302 = 4Fe (ОН)3 + 6S.

4FeS + 6Н20+ 302 = 4Fe (ОН)3+ 4S .

Естественная регенерация протекает медленно. Для ускорения процесса прибегают к искусственной регенерации, которая достигается аэрированием или обработкой веществами, быстро переводящими сернистые соединения в гидроксиды (серная или соляная кислота). Для окисления сульфидных соединений применяют также перманганат калия:

4KMn04 + 3H2S -> 2H2S04 + 3Mn0+Mn02 + S + 3H20.

С. Н. Линевичем предложен метод удаления сероводород из воды озонированием. При расходе озона 0,5 мг на 1 мг удаляемого сероводорода образуется коллоидная сера:

3H2S + O2=3S +3Н2О,

при расходе озона 1,87 мг на 1 мг сероводорода образуютс сульфаты:

3H2S + 403 = 3H2S04.

Для воды, содержащей 15 .20 мг/л сероводорода, продолжительность озонирования составляет 20 мин, расчетный расход озона — 30 мг/л.