Видалення заліза з води - одна з часто виникаючих завдань у водопідготовці. Навіть побіжний огляд існуючих способів боротьби з залізом дозволяє зробити обґрунтований висновок про те, що на даний момент не існує універсального економічно виправданого методу, що застосовується у всіх випадках життя. Кожен з існуючих методів застосуємо тільки в певних межах і має як переваги, так і суттєві недоліки. Вибір конкретного методу видалення заліза (або їх комбінації) більшою мірою залежить від досвіду водоочисної компанії. Хочемо повідомити, що за багато років роботи нам неодноразово доводилося стикатися на наших об'єктах з концентрацією заліза 5-15 мг/л і навіть 20-30 мг/л і скрізь успішно вирішувати завдання.
До існуючих методів видалення заліза можна віднести:

Окислення
Каталітичне окислення

Іонний обмін

1. Окислення

(киснем повітря або аерацією, хлором, перманганатом калію, перекисом водню, озоном) з подальшим осадженням (з коагуляцією або без неї) і фільтрацією.

Традиційний метод, що застосовується вже багато десятиліть. Так як реакція окислення заліза вимагає досить тривалого часу, то використання для окислення тільки повітря вимагає великих резервуарів, в яких можна забезпечити потрібний час контакту. Це найбільш старий спосіб і використовується тільки на великих муніципальних об'єктах. Додавання спеціальних окислювачів прискорює процес. Найбільш широко застосовується хлорування, так як паралельно дозволяє вирішувати проблему з дезінфекцією. Найбільш передовим і сильним окислювачем на сьогоднішній день є озон. Однак використання озону обмежена складністю обладнання для його виробництва, а також високою корозійною активністю. Винятком можна назвати озонатори невеликої продуктивності лампового типу виробника Viqua.

Частинки окисленого заліза мають досить малий розмір (1-3 мкм) і тому осідають досить довго, тому застосовують спеціальні хімічні речовини -коагулянти, що сприяють укрупнення частинок і їх прискореного осадженню. Застосування коагулянтів необхідно також тому, що фільтрація на муніципальних очисних спорудах здійснюється в основному на застарілих піщаних або антрацитових осветлительных фільтрах (не здатних затримувати дрібні частинки). Однак навіть застосування більш сучасних фільтруючих завантажень не дозволяє фільтрувати частки розміром менше 20 мікрон. Проблему могло б вирішити застосування спеціальної кераміки, але вона досить дорого коштує.

У всіх перерахованих способів окислення є ряд недоліків.

По-перше, якщо не застосовувати коагулянти, то процес осадження окисленого заліза займає тривалий час, в іншому ж випадку фільтрація некоагулированных частинок сильно ускладнюється з-за їх малого розміру.

По-друге, ці методи окислення (у меншій мірі це відноситься до озону) слабо допомагають у боротьбі з органічним залізом.

По-третє, наявність у воді заліза часто (а практично завжди) супроводжується наявністю марганцю. Марганець окислюється набагато важче, ніж залізо і, крім того, при рН води близько 8.

Всі перераховані вище недоліки зробили неможливим застосування цього методу в порівняно невеликих побутових та комерційно-промислових системах, що працюють на великих швидкостях.

Найбільш поширений на сьогоднішній день метод видалення заліза, застосовуваний у високопродуктивних компактних системах. Суть методу полягає в тому, що реакція окислення заліза відбувається на поверхні гранул спеціального фільтруючого середовища, що володіє властивостями каталізатора (прискорювача хімічної реакції окислення). Найбільше поширення в сучасній водопідготовці знайшли фільтруючі середовища на основі діоксиду марганцю (MnO₂): МЖФ, BIRM, Purolox, MTM та ін. Ці фільтруючі завантаження відрізняються між собою як своїми фізичними характеристиками, так і вмістом діоксиду марганцю і тому ефективні при різних показниках аналізу води. Однак принцип їх роботи однаковий. Залізо (і в меншій мірі марганець) у присутності діоксиду марганцю швидко окислюються і осідають на поверхні гранул фільтруючого середовища. Видалення окисленого заліза виводиться в дренаж при промиванні фільтра. Таким чином, шар фільтруючого матеріалу є каталізатором заліза. Для прискорення процесу окислення у воду необхідно вводити додатково хімічні окислювачі. Найбільш поширеним є кисень повітря, гіпохлорит натрію ("білизна"), перекис водню, озон, так як їх застосування активізує реакцію окислення. Всі системи на основі каталітичного окислення з допомогою діоксиду марганцю крім специфічних (не всі з них працюють по марганцю, майже всі вони мають велику питому вагу і вимагають великих витрат води при зворотній промивці) мають ряд загальних недоліків.

Во-первых. Они неэффективны в отношении органического железа (кроме озона). Более того, при наличии в воде любой из форм органического железа, на поверхности гранул фильтрующего материала со временем образуется органическая пленка, изолирующая катализатор - диоксид марганца от воды. Таким образом, вся каталитическая способность фильтрующей засыпки сводится к нулю. Практически «на нет» сводится и способность фильтрующей среды удалять железо, так как в фильтрах этого типа просто не хватает времени для естественного протекания реакции окисления.

По-друге, більшість завантажень не можуть впоратися з випадками, коли вміст заліза у воді перевищує 10 мг/л, що зовсім не рідкість. Присутність у воді марганцю тільки погіршує ситуацію.

За принципом каталітичного окислення заснована робота таких фільтрів для видалення заліза, як фільтри типу FCO.