Chlorek żelaza(III) (FeCl₃) jest jednym z najczęściej stosowanych związków chemicznych w przemysłowym oczyszczaniu wody i ścieków. Należy on do grupy środków strącających i odgrywa ważną rolę w eliminacji fosforanów, wytrącaniu metali ciężkich i usuwaniu zmętnienia. Chlorek żelaza jest silnym środkiem utleniającym, który jest szeroko stosowany zarówno w uzdatnianiu wody komunalnej, jak i przemysłowej. Ze względu na wysoką skuteczność w tworzeniu kłaczków, przyczynia się on w decydujący sposób do poprawy jakości wody i zgodności z wartościami granicznymi.
Spis treści
Tło techniczne i właściwości chemiczne
Chlorek żelaza(III) występuje w postaci stałej jako żółto-brązowa sól i jest wysoce higroskopijny, tj. przyciąga wodę z otaczającego powietrza. Łatwo rozpuszcza się w wodzie i tworzy jony żelaza (Fe³⁺), które mogą reagować z innymi składnikami ścieków. W roztworze wodnym chlorek żelaza(III) hydrolizuje i tworzy wodorotlenek żelaza [Fe(OH)₃], który działa jak flokulant.
Tworzenie płatków przez chlorek żelaza(III) opiera się na następujących reakcjach chemicznych:
Hydroliza:
- Kiedy chlorek żelaza(III) rozpuszcza się w wodzie, rozpada się na jony żelaza i jony chlorkowe. Jony żelaza reagują z wodą, tworząc wodorotlenek żelaza.
- Powstający wodorotlenek żelaza jest słabo rozpuszczalny i tworzy kłaczki, które wiążą zmętnienie i zanieczyszczenia w ściekach.
Koagulacja i flokulacja:
- Kłaczki wodorotlenku żelaza(III) wiążą najdrobniejsze cząstki i zanieczyszczenia poprzez neutralizację ładunku powierzchniowego cząstek. Umożliwia to przyleganie cząstek do kłaczków, dzięki czemu agregują się one w większe jednostki i mogą być łatwo oddzielone przez sedymentację w systemach CP, flotację lub filtrację.
Zależność od pH:
- Reakcja strącania chlorku żelaza(III) jest silnie zależna od pH. Optymalne tworzenie kłaczków zachodzi w zakresie od lekko kwaśnego do obojętnego (wartość pH około 5 do 7). Przy wyższych wartościach pH rozpuszczalność wodorotlenku żelaza maleje, co sprzyja tworzeniu się kłaczków.
Zdjęcie: Instalacja CP (instalacja strącania i flokulacji) ALMA Chem MCW z dozowaniem chlorku żelaza(III)
Zastosowania chlorku żelaza(III) w oczyszczaniu ścieków
Chlorek żelaza(III) jest wykorzystywany w wielu zastosowaniach przemysłowych i komunalnych. Oto niektóre z najważniejszych obszarów zastosowania:
Eliminacja fosforanów:
- Chlorek żelaza jest stosowany do wytrącania fosforanów w oczyszczaniu ścieków komunalnych i przemysłowych. Fosforany, które mogą prowadzić do eutrofizacji i wzrostu glonów w zbiornikach wodnych, reagują z jonami żelaza i tworzą trudno rozpuszczalne fosforany żelaza, które osadzają się i są usuwane z wody. Reakcja ta jest szczególnie istotna w przetwórstwie żywności i rolnictwie, gdzie występują wysokie stężenia fosforanów.
Opady metali ciężkich:
- Chlorek żelaza(III) jest stosowany do wytrącania metali ciężkich, takich jak chrom, miedź i cynk. Metale te reagują z jonami żelaza(III) i tworzą nierozpuszczalne wodorotlenki metali, które można usunąć ze ścieków. Wytrącanie metali ciężkich jest niezbędne w przemyśle galwanicznym, przetwórstwie metali i innych gałęziach przemysłu przetwórczego o dużym obciążeniu metalami ciężkimi.
Usuwanie związków organicznych:
- Chlorek żelaza(III) może również przyczyniać się do wytrącania związków organicznych. Tworzenie się kłaczków i gromadzenie się substancji organicznych zmniejsza chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) w ściekach. Jest to szczególnie ważne w przemyśle celulozowo-papierniczym, gdzie związki organiczne są wytwarzane jako produkty odpadowe.
Usuwanie koloru i zapachu:
- Chlorek żelaza(III) jest skuteczny w usuwaniu barwników i substancji zapachowych ze ścieków. Tworzenie kłaczków umożliwia oddzielenie związków organicznych i nieorganicznych, które powodują przebarwienia lub nieprzyjemne zapachy. Jest to powszechny obszar zastosowań w produkcji tekstyliów i barwników, a także w przemyśle spożywczym.
Zdjęcie: Stacja dozująca IBC dla chlorku żelaza(III), zainstalowana w kontenerze pomieszczenia technicznego ALMA Modul.
Zalety i wyzwania związane ze stosowaniem chlorku żelaza
Zalety:
- Wysoka wydajność: chlorek żelaza(III) zapewnia silne tworzenie kłaczków, co skutecznie umożliwia oddzielanie ciał stałych oraz redukcję fosforanów i metali ciężkich.
- Krótki czas reakcji: Reakcja z wodą i innymi jonami w ściekach jest szybka, co sprawia, że chlorek żelaza jest idealny do procesów ciągłych.
- Niskie zużycie chemikaliów: Ponieważ chlorek żelaza(III) jest wysoce wydajny nawet w małych ilościach, zużycie chemikaliów jest mniejsze, co obniża koszty operacyjne.
Wyzwania:
- Zależność od pH: Proces flokulacji jest zależny od pH, co wymaga precyzyjnej kontroli i monitorowania wartości pH w ściekach.
- Właściwości korozyjne: Chlorek żelaza(III) jest wysoce korozyjny i wymaga specjalnych technik przechowywania i dozowania. Systemy muszą być wykonane z materiałów odpornych na korozję, aby zapewnić długoterminową trwałość.
- Powstawanie szlamu: Wytrącanie fosforanów i metali ciężkich prowadzi do powstawania szlamu, który musi zostać odwodniony i usunięty, np. za pomocą komorowych pras filtracyjnych. Może to prowadzić do dodatkowych kosztów utylizacji.
Chlorek żelaza(III) w ALMAWATECH: ścieki ALMA AQUA
Jako specjalista w dziedzinie uzdatniania wody przemysłowej i oczyszczania ścieków, ALMAWATECH oferuje Państwu następującą linię produktów ALMA AQUA Wastewater oferuje Państwu wybór wysokiej jakości środków strącających, w tym chlorku żelaza w różnych stężeniach i stopniach czystości. Nasz doświadczony zespół pomoże Państwu wybrać optymalny produkt chlorku żelaza dla Państwa specyficznych wymagań i opracuje indywidualne rozwiązania dla Państwa procesów oczyszczania ścieków. Przeprowadzamy również analizy laboratoryjne, aby dostosować dawkowanie i proces flokulacji dokładnie do wymagań Państwa ścieków, tak aby osiągnąć maksymalną wydajność przy minimalnym zużyciu chemikaliów.
Zdjęcie: Środki eksploatacyjne ALMA AQUA do ścieków: środki strącające, flokulanty, środki neutralizujące i inne produkty.
Wnioski
Chlorek żelaza (III) jest niezbędnym środkiem strącającym w oczyszczaniu wody i ścieków i odgrywa kluczową rolę w usuwaniu fosforanów, metali ciężkich i związków organicznych. Dzięki silnemu tworzeniu kłaczków i szybkiemu czasowi reakcji, chlorek żelaza(III) jest idealny do szerokiego zakresu zastosowań przemysłowych. Dzięki spersonalizowanym produktom ALMAWATECH i wsparciu ekspertów, chlorek żelaza może być optymalnie zintegrowany z procesem oczyszczania ścieków, zapewniając zgodność z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska i maksymalizując wydajność oczyszczania.
Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!
