Бытовые фильтры-обезжелезиватели с мультимедийной загрузкой, обладающей каталитическими и автокаталитическими свойствами, часто позволяют осуществить очистку воды от железа с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами. Высокая окислительная способность, присущая ряду фильтрующих материалов (прежде всего, материалов со значительным содержанием диоксида марганца), позволяет в обусловленных пределах использовать засыпные фильтры для удаления железа без предварительной стадии подачи окислителя — без аэрации или хлорирования.
Отмечено, что фильтрующие материалы с высоким содержанием пиролюзита (Pyrolox, Filox, Stirox, M-Dox 80) обладают способностью длительно и автономно поддерживать реакции окисления железа даже в анаэробной воде. Пиролюзит (Mn02), несмотря на изначально обедненную окислителем воду, способен достаточно продолжительное время, часто исчисляемое несколькими годами эксплуатации, отдавать атомарный кислород, понижая валентность марганца и образуя устойчивый молекулярный слой монооксида марганца на поверхности гранул. Железо, окисленное до гидроокиси, может создавать на гранулах тонкопленочный слой, выступающий в качестве автокатализатора. Гидроокись железа становится участником дальнейших реакций окисления растворенного железа, катализируемых собсвенными продуктами окисления.
Так как гранулы перечисленных загрузок состоят из пиролюзита, в процессе их ожижения противотоком воды осуществляется поверхностное трение гранул, которое приводит к смыву автокаталитического слоя, истиранию поверхностного слоя монооксида марганца и открытию последующего каталитически активного слоя пиролюзита. Отработанный слой пиролюзита регулярно истирается при регенерации. Пыль смывается в дренаж вместе с накопленным гидролизированным железом.
Все перечисленные материалы, содержащие 75-95% диоксида марганца (пиролюзит), обладают высоким удельным весом и требуют для взрыхления и промывки обеспечить скорость обратного потока, приблизительно в 5 — 6 раз превышающую рабочую скорость фильтрации. Это диктующее требование в подавляющем большинстве случаев применения в бытовой водоподготовке становится непреодолимым условием, превышает не только возможности насоса, но зачастую и самого источника водоснабжения — скважины. Материал эффективный, но тяжелый настолько, что мы часто не в состоянии позволить себе загрузить им полностью требуемый объем фильтрующей колонны из-за весьма ограниченных возможностей бытового насоса. Например, фильтрующая колонна типоразмером 1354, наполненная Pyrolox, позволяет поддерживать регламентную скорость фильтрации 0,9 — 1,2 м3/ч. Регламентная объемная скорость потока для противоточного взрыхления в режиме регенерации уже составляет для заданного типоразмера баллона 5 — 6 м3/ч. Если условия промывки не соблюдаются по каким-либо причинам — материал быстро цементируется и теряет работоспособность.
Поэтому, решение для получения недорогого, но эффективного фильтра — обезжелезивателя находится в плоскости комбинирования тяжелого пиролюзита с другими более легкими материалами (например с сорбентами МС/АС). Такие материалы как Pyrolox, Filox или M-Dox 80 могут выступать в качестве «ядра» для усиления сорбентов МС/АС в мультимедийной загрузке. Применение такого мультимедийного фильтра для обезжелезивания в комбинации с предварительной напорной аэрацией позволяет удалять концентрации железа до 15 мг/л, одновременно удаляя избыток сероводорода. Использование каталитических и автокаталитических свойств мультимедийной загрузки для обезжелезивания анаэробной воды ограничено. Растворенное железо ≤1,5 мг/л, окисляемость ≤ 2 мг О2/л, марганец < 0,03 мг/л, сероводород<0,005 мг/л, рН≥ 7. Мощная каталитическая способность пиролюзита в анаэробной воде способна дополнительно усилиться за счет создания на поверхности гранул более легких сорбентов автокаталитических пленок окисленного железа. Воду, очищенную от железа таким «анаэробным» способом за счет катализа и автокатализа, нужно контролировать на повышенное содержание марганца.
