The catalytic effect of hydrolysis products of iron compounds in the iron removal of groundwater

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32347/2524-0021.2018.29.37-45

Ключові слова:

іron ions, oxidation, oxygen, catalytic effect, ferrum compounds, iron hydroxide, precipi- tation

Анотація

The most important issue is the provision of high-quality drinking water to the population. This problem is not so much in the presence of water resources, but in the preparation of water safe for human health. Despite the fact that the quality of groundwater is better than surface water, it may not meet the regulatory requirements for the content of individual elements. They usually contain iron from 1 to 10 mg / L. There are many methods that can be used to remove iron from water. One of the simplest and cheapest is the method oxidation of iron with the sedimentation and removal of the formed iron hydroxide. In this paper, the processes of oxidation of iron ions by oxygen in the natural water was investigated. Dependences of the degree of oxidation of iron compounds from the time of water contact with air oxygen and the resulting precipitate in the process of settling are presented. It is shown that the rate of oxidation of iron in water depends on the initial concentration of iron ions and the time of contact with oxygen in the air. The results of oxidation of ions of divalent iron in the presence of products of its hydrolysis in the form of a precipitate are presented. It has been established that the formed ferrum compounds exhibit a catalytic effect in the volume of purified water during the oxidation process.

Біографія автора

Nikolai Gomelya, National technical university of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv polytechnic institute”

докт. техн. наук, професор

Посилання

Arkhipova, H. I., Mudrak, T. O., & Zavertana, D. V. (2010). Influence of excess content of heavy metals in drinking water on the human body. Visnyk NAU. 1. 232-235. [in Ukrainian].

Zolotova, E.F., & Ass, H.Yu. (1975). Water purification from iron, manganese, fluorine, and hydrogen sulfide. Мoscow: Stroyizdat, 176. [in Russian].

Sommerfeld, Elmer O. (1999). Iron and Manganese Removal Handbook. Denver, Colo.: American Water Works. 158.

Korchef, A., Kerkeni, I., Amor, M. B., Galland, S., & Persin, F. (2009). Iron removal from aqueous solution by oxidation, precipitation and ultrafi ltration. Desalination and Water Treatment. 9 (1-3). 1–8. doi: 10.5004/dwt.2009.745

Alıcılar A., Meriç G., Akkurt F., & Sendil, O. (2008). Air Oxidation of Ferrous Iron in Water. Journal of International Environmental Application and Science. 3(5). 409-414.

Tufekci, N., Sarikaya, H. Z., & Ozturk, I. (2000). An Experimental Study on Iron Removal with Ferric Sludge Recycling. Water Science and Technology. 42(1-2). 393-397.

Morgan, B., & Lahav, O. (2007). The effect of pH on the kinetics of spontaneous Fe(II) oxidation by O 2 in aqueous solution—basic principles and a simple heuristic description. Chemosphere. 68. 2080–2084. doi:10.1016/j.chemosphere.2007.02.015

Tolchev, A.V., Kleschov, D.G., Bagautdinova, R.R., & Pervushin, V.Y. (2002). Temperature and pH effect on composition of a precipitate formed in FeSO 4 -H 2 O-H+ /OH- -H 2 O 2 system. Materials Chemistry and Physics. 74(3). 336-339.

Semenova, I. V., & Khoroshilov, A. V. (2006). Conditions for precipitating iron from water. Ehnergozberezhenie i vodopodgotovka. 5. 7-10. [in Russian].

Perevoshchikova, N. B., & Kornev V.I. (2006). On the issue of hydrolysis of iron ions in aqueous solutions. Vestnik Udmurtskogo universiteta. Seriya Khimiya. 8. 189-198. [in Russian].

Benjamin, M.M., Sletten, R.S., Bailey R.P., & Bennett T. (1999). Sorption and Filtration of Metals using Iron-oxide-coated Sand. Water Research. 30. 2609-2620. doi:10.1016/s0043-1354(96)00161-3

Perevoshchikova, N. B., & Kornev V.I. (2006). On the issue of hydrolysis of iron ions in aqueous solutions. Vestnik Udmurtskogo universiteta. Seriya Khimiya. 8. 189-198. [in Russian].

Benjamin, M.M., Sletten, R.S., Bailey R.P., & Bennett T. (1999). Sorption and Filtration of Metals using Iron-oxide-coated Sand. Water Research. 30. 2609-2620. doi:10.1016/s0043-1354(96)00161-3

Doula M. K. (2009). Simultaneous removal of Cu, Mn and Zn from drinking water with the use of clinoptilolite and its Fe-odified form. Water Research. 43(15). 3659-3672. doi:10.1016/j.watres.2009.05.037

Lee, S-M, Laldawngliana, C., & Tiwari D. (2012). Iron oxide nano-particles-immobilized-sand material in the treatment of Cu(II), Cd(II) and Pb(II) contaminated waste waters. Chemical Engineering Journal. 195. 103–111. doi:10.1016/j.cej.2012.04.075

Shiyan, L.N., Machekhina K.I., & Konchakova, N.V. (2013). The mechanism of formation of colloidal iron compounds in the process of water treatment. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 4. 358.

Serikov, L.V. et al. (2012). Colloid-chemical properties of iron compounds in natural waters. Izvestiya TPU. 316(3). 28–33. [in Russian].

Albrektienė, R., Rimeika, M., & Lubytė, E. (2011). The removal of iron-organic complexes from drinking water using coagulation process. The 8th International Conference “Environmental Engineering”. Vilnius: Technika, 509–512.

Krupińska, I. (2016). The impact of the oxidising agent type and coagulant type on the effectiveness of coagulation in the removal of pollutants from underground water with an increased content of organic substances. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management. 24(1). 70–78. doi:10.3846/16486897.2015.1113179

Chernov, M.P., Martynenko, I.S., Chayka, M.A., & Taupyeva, A.V. (2009). Study of the deposition and oxidation of iron (II) compounds in carbonate-bicarbonate solutions. Polzunovsky vestnik. 3. 94-97. [in Russian].

Santana-Casiano, J.M., González-Dávila, M., & Millero, F. J. (2004). The oxidation of Fe(II) in NaCl–HCO3− and seawater solutions in the presence of phthalate and salicylate ions: a kinetic model. Marine Chemistry. 85(1-2). 27–40. doi:10.1016/j.marchem.2003.09.001

Обкладинка

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-12-22

Як цитувати

Tverdokhlib, M., & Gomelya, N. (2018). The catalytic effect of hydrolysis products of iron compounds in the iron removal of groundwater. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки, (29), 37–45. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2018.29.37-45

Номер

№ 29 (2018): ПРОБЛЕМИ ВОДОПОСТАЧАННЯ, ВОДОВІДВЕДЕННЯ ТА ГІДРАВЛІКИ

Розділ

Статті

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).