Очистка воды от железа

Наличие источника воды отнюдь не говорит о том, что проблема водоснабжения дома полностью решена.

В подавляющем числе случаев химический состав воды, внешне даже совершенно чистой, далек от установленных санитарными правилами норм. Прежде всего, речь идет об автономных источниках – колодцах или скважинах.

Однако и проведенный водопровод – это не всегда гарантия качества питьевой воды – в некоторых населенных пунктах системы предварительной ее очистки несовершенны, а иногда и попросту отсутствуют.

Если хозяин дома небезразличен к здоровью близких и к своему собственному, если хочет, чтобы сантехническое оборудование и бытовая техника служили как можно дольше и не зарастали характерным рыжим налетом, если не желает видеть ржавых пятен на одежде, он должен продумать систему очистки воды.

А одной из самых сложных проблем в этом вопросе является удаление из нее железа.

Повышенное содержание железа в воде – серьезная проблема

Наличие железа в воде обусловлено множеством различных факторов природного или техногенного свойства:

• Прежде всего, это химические реакции, постоянно происходящие в горных породах и грунтах, где железосодержащие минералы или неутилизированные остатки металла подвержены постоянному разложению и растворению.
• Свою лепту вносят промышленные, ливневые, сельскохозяйственные, бытовые канализационные стоки.
• Плюс к этому можно добавить неудовлетворительное состояние старых стальных трубопроводов.

В итоге концентрация железа в воде в той или иной форме очень часто значительно превышает установленный СанПиНом предельно допустимый уровень в 0,3 мг/литр.

Статистика произведенных лабораторных исследований показывает, что даже в относительно благополучных с экологической точки зрения регионах центральной части России показатель содержания железа колеблется от 1 до 3, реже – до 5 мг/л, а это существенно превышает допустимые санитарные нормы.

Даже при незначительном превышении – до 0,5÷1 мг/л, вода уже может иметь характерный металлический привкус.

При более высокой концентрации появляется характерный ржавый оттенок, который оставляет следы и на сантехнических приборах, и на предметах быта, и на одежде при ее стирке.

Железо может содержаться в воде в различных формах:

• Растворенное в воде свободное двухвалентное железо Fe+2. Оно не определяется визуально и не подвержено механической фильтрации.
• Трёхвалентная мелкодисперсная форма железа Fe+3 образуется от взаимодействия Fe+2 с кислородом воздуха. Обозначает себя характерным ржавым налетом.
• Гидроокись железа Fe(ОН)3. Это химическое соединение нерастворимо и присутствует в виде осадка.
• Коллоидное органическое железо, взвешенное в воде и практически не осаждающееся даже при долговременном отстаивании.
• Бактериальное железо – характерные слизистые вязкие наслоения или поверхностные пленки, являющиеся колониями или продуктами жизнедеятельности особых бактерий, получающих необходимую для существования энергию за счет процесса перехода двухвалентного железа в трёхвалентное.

Какую же опасность представляет повышенное содержание железа в воде?

• Прежде всего, это негативное влияние на здоровье человека.

Этот химический элемент, в определённых дозах полезный и даже необходимый для нормального функционирования организма, в избыточных количествах приводит к дисбалансу обменных процессов. Его накопление напрямую влияет на нарушение функций жизненно важных органов и систем — печени, почек, органов внутренней секреции.

Нарушается нормальный состав крови, повышается риск аллергических реакций. Продукты жизнедеятельности железобактерий могут вызвать пищевые отравления или стойкие расстройства желудочно-кишечного тракта.

• Избыток железа нарушает природный вкус чистой питьевой воды, ухудшает качество приготавливаемой пищи.
• Железистые отложения в виде твердых осадков или слизи приводят к быстрому зарастанию каналов водопроводных труб, особенно в местах поворотов или разветвлений.

Взвешенные твердые частицы абразивно действуют на уплотнительные прокладки в сантехнических изделиях и предметах бытовой техники, например, в стиральных и посудомоечных машинах.

• Чисто с эстетической точки зрения – мало, кому понравятся ржавые пятна на белье или одежде, на раковинах, ваннах и т.п.

Существует дилетантское мнение, что большинство проблем решаются кипячением или обычной механической фильтрацией воды. На самом деле, процесс обезжелезивания достаточно сложен.

Существует несколько технологий подобной очистки, на которых основаны фильтры для очистки воды от железа.

Метод аэрации воды

В основу метода положено свойство двухвалентного растворенного железа под воздействием кислорода переходить в мелкодисперсную трехвалентную форму.

Таким образом, для получения должного эффекта, необходимо обеспечить максимальный контакт очищаемой воды с воздухом.

Это можно осуществить несколькими способами:

• Отстаивание воды в открытых ёмкостях.
• Разделение потока воды на множество струй – с помощью фонтанирования или пропускания через дождевальную установку (душ).
• Применение инжекторов или эжекторов, образующих водно-газовую дисперсию.
• Барботация – пропускание через вод упод давлением воздуха от компрессорной установки .

Нередко, когда концентрация железа в воде невелика, подобной технологии, с последующими отстаиванием и фильтрацией, бывает достаточно для повышения качества воды до уровня питьевой. Однако только аэрация в чистом виде применяется нечасто – обычно это один из начальных процессов многоступенчатой системы очистки.

Очистка от железа реагентным способом

Для быстрого окисления растворенного в воде железа для его перехода в твердую фракцию и последующего фильтрования, могут использоваться специальные реагенты – химические вещества с выраженными окислительными свойствами.

Чаще всего для этого применяются гипохлорит натрия (NaOCl) или перманганат калия – попросту, известная всем «марганцовка» (KMnO4).

В настоящее время подобная очистка применяется крайне редко. Причина – значительное преобладание недостатков технологии над ее положительными свойствами.

Так, к преимуществам можно отнести лишь один критерий – простота самого процесса: реагент гарантированно вызовет требуемую реакцию. Но на этом, пожалуй, список достоинств заканчиваются, и начинаются сплошные недостатки:

• Реагент – быстро расходуемый материал, то есть требует постоянного пополнения, а это и лишние трудозатраты, и необходимость постоянного наличия хотя бы минимального запаса.
• Активные химические вещества — достаточно опасны для здоровья человека, и требуют тщательно выверенной дозировки.
• Следующий недостаток – прямое следствие предыдущего. Дозировка реагента находится в прямой зависимости от концентрации железа в воде. Однако эта величина – отнюдь не постоянна, она подвержена значительным сезонным колебаниям.

Таким образом, нужна высокоточная система автоматического контроля химического состава воды и дозирования реагента, что крайне нерентабельно. В ином случае либо вода не пройдет полной требуемой очистки, либо в воде останется значительная концентрация неизрасходованного реагента, небезопасного для людей и окружающей среды.

Итак, подобный метод хорош для получения очищенной воды для технологических нужд, но вряд ли применим для бытового использования.

Технология безреагентной очистки

От недостатков упомянутого метода в значительной мере удалось уйти при разработке технологии безреагентной очистки воды от железа.

Этот способ характеризуется применением специальных засыпок, являющихся и катализаторами окислительных процессов, и сорбционным фильтром для удаления образовавшихся твердых фракций железа.

В качестве засыпки могут применяться как природные минералы, так и синтетические вещества.

К натуральным материалам относят цеолит, глауконит, доломит. Распространенные синтетические или комплексные засыпки – «BIRM», «МФО-47», «Pyrolox», «МЖФ», «MGS» и другие.

Не вступая сами в реакцию, они инициируют процесс окисления двухвалентного железа за счет содержащегося в воде кислорода. Осадок собирается в самой засыпке, и периодически удаляется методом обратной промывки фильтрующего устройства. Сам катализатор практически не расходуется, и способен прослужить достаточно длительный срок.

Однако, не лишена подобная технология и недостатков:

• Не всегда растворенного во воде кислорода достаточно для полноценного окислительного процесса, даже при наличии катализатора. Таким образом, метод безреагентной очистки чаще всего предваряется обязательной аэрацией воды.
• Технология имеет определенные ограничения по применению в зависимости от химического состава воды – степени ее кислотного и щелочного содержания.
• Надежное окисление будет достигнуто после предварительной очистки воды от сероводорода.


• Засыпной материал – достаточно дорогой, и его замена потребует значительных материальных затрат.
• Система фильтров-обезжелезивателей требует частого обслуживания – прочистки и промывки. Игнорирование требований приведет к быстрому выходу ее из строя.
• Безреагентные фильтры обезжелезивания эффективно справляются с своей задачей, однако практически не обеззараживают воду. Для получения полноценно чистой воды, годной к пищевому употреблению, потребуется установка ультрафиолетового облучателя либо применение специальных асептических реагентов.

Ионная технология

Использование специальных ионообменных смол позволяют очистить воду не только от двухвалентного железа, но и от растворенных в ней магния и калия, и это, в принципе, является их главным предназначением.

При подобной технологии не требуется окисления железа до твердой фракции – идет его ионозамещение молекулами натрия.

Метод, на первый взгляд, беспроигрышный, но на практике оказывается, что в бытовых условиях он малоприменим.

Полностью исключить окисление железа кислородом, растворенным в воде, нереально, и трехвалентное железо очень быстро забивает поверхность катионитовых смол, образуя на них пленку, служащую средой для активного развития колоний бактерий и снижающую эффективность работы фильтрующей установки.

В итоге не выполняется ее главная задача деминерализация воды от ионов магния и кальция.

Вода, подаваемая в такие установки, потребует тщательной предварительной подготовки, иначе рентабельность использования данной станции обезжелезивания будет невысока.

Обычно такой метод применяется для очистки воды в специальных технологических целях – удаления веществ, способствующих быстрому образованию накипи в котельных, ТЭЦ и т.п.

Очистка методом обратного осмоса

Суть технологии состоит в продавливании воды искусственно создаваемым давлением через полупроницаемые мембраны, переводе ее из более концентрированное в менее концентрированное состояние (процесс, обратный классическому осмосу).

Микропоры мембраны имеют диаметр в тысячные доли микрон, и способны задерживать не только твердые взвеси, но и крупные молекулы содержащихся в воде веществ.

Не оставляют они шансов бактериям и вирусам – вода получается обеззараженной.

Использование технологии обратного осмоса не требует предварительного окисления воды – для двухвалентного железа правильно подобранная мембрана является непреодолимым препятствием.

Чтобы избежать высокого содержания в фильтруемой воде крупных, по меркам мембраны, взвесей трёхвалентного железа, системы фильтрации делают герметичными, сводя к минимуму поступление кислорода извне.

Недостатков у подобной технологии тоже немало:

• Так, получаемая в итоге вода слишком деминерализованная, близка к дистиллированной, а это не особо полезно для человеческого организма.
• Система очистки не отличается высокой производительностью, однако требует немалых энергозатрат на единицу выходного объема.
• Мембраны являются достаточно дорогим расходным элементом, могут быстро зарастать из-за скопления на поверхности отфильтрованных минеральных или органических веществ.
• Чтобы продлить срок эксплуатации мембранных осмотических установок, необходимо проводить тщательную предварительную очистку воды, а это опять лишние затраты.

Итак, способов очистки воды от излишнего содержания железа немало, однако ни один из них не может быть признан универсальным и не имеющим недостатков.

Для полноценной и качественной фильтрации, в промышленных или бытовых условиях применяются, как правило, комплексные очистительные установки, которые сочетают положительные качества нескольких технологий.

voda-v-dome.net

Вред и польза железа в воде ↑

Железо, как микроэлемент, незаменим для организма человека: его главная функция заключается в транспорте кислорода от легких ко всем органам и системам.

Входя в состав гемоглобина, железо претерпевает ряд окислительно-восстановительных реакций, способствуя клеточному газообмену (приносит кислород, уносит углекислый газ).

Еще железо является составной частью ферментов (каталаза – для обезвреживания продуктов деятельности лейкоцитов) и некоторых видов клеток (миоглобин, цитохром).

Высокая концентрация железа в питьевой воде, с точки зрения влияния на организм человека, вызывает массу споров, т.к. существует два противоречивых мнения.

Некоторые специалисты считают, что разговоры о вреде повышенной концентрации железа в воде – всего лишь хитроумный маркетинговый ход предприятий, выпускающих аппараты для очистки воды.

Скептики утверждают, что главная проблема – это неприятный вкус и другие органолептические свойства питьевой воды, вызывающие отвращение при питье.

Однако, со статистикой не поспоришь: большинство медиков отмечают, что подобная вода часто становится причиной возникновения дерматитов, аллергии, проблем с печенью и даже инфаркта. Но это только при сильном превышении стандартов концентрации железа в питьевой воде (> 0,3 мг/л).

Способы очистки ↑

Существует несколько методов, позволяющих провести тщательную очистку питьевой воды от железа, но каждый из них несовершенен и имеет ряд недостатков, затрудняющих процесс удаления железа.

Железо в природе может принимать несколько форм, в зависимости от валентной способности:

• двухвалентное железо (Fe+2) обычно присутствует в растворенном виде в воде и при контакте с кислородом воздуха быстро окисляется, становясь трехвалентным (Fe+3), который имеет характерный рыжий цвет и «ржавый» вкус;
• трехвалентное железо (Fe+3) наблюдается в виде склеенных крупнодисперсных частиц, придавая воде коллоидный характер. Велика вероятность того, что здесь присутствует и двухвалентное железо, которое еще не успело до конца прореагировать с кислородом. Со временем вода, насыщенная трехвалентным железом, подвергается преципитации, в ходе которой коллоидные частицы осаждаются, становясь питательной средой для размножения железобактерий;
• железобактерии образуют мягкий желеобразный осадок, состоящий из непосредственно бактерий (живых и мертвых) и продуктов их жизнедеятельности. При обычных условиях бактериальное железо не будет приносить вреда, но иногда в воде происходит стремительный рост колонии железобактерий, приводящих к коррозии и преждевременному изнашиванию металла водопроводных труб.

Очистка воды от двухвалентного железа предусматривает классические способы очистки воды от минерального загрязнения: обратный осмос и ионный обмен.

Избавиться от коллоидных частиц трехвалентного железа поможет метод ультрафильтрации.

На практике часто используются методики, основанные на каталитическом окислении растворенного в воде Fe (II) до крупнодисперсного Fe (III), благодаря своей массе, оседает на фильтрующую поверхность.

Данная методика характерна для так называемых фильтров – обезжелезиватей. Все схемы очистки воды от железа имеют свои плюсы и минусы, которые можно оценить, рассмотрев каждый метод подробнее.

Безреагентная очистка

Особенность данного метода заключается в протекании химических или физических процессов, при котором вещество, применяемое в качестве фильтра, не расходуется.

Для фильтрующей мембраны применяется двуокись марганца (MnО2), который, соединяясь с железом (Fe +2), образует нерастворимое соединение, выпадающее в осадок.

Очищение воды от железа протекает в колоннах, где и происходит каталитическое взаимодействие железа и оксида марганца и последующее осаждение нерастворимых частиц.

Со временем фильтрующая мембрана наполняется и требует очищения. Автоматическая промывка позволяет избавиться от загрязнений. Далее нежелательный материал утилизируется в канализацию.

Строение установки:

• корпус фильтра, выполненный из стеклопластика, внутри ламинированный полиэтиленом;
• автоматический клапан управления;
• фильтрующая мембрана;
• слой гравия в качестве поддержки колонны;
• дренаж.

Фильтры могут быть:

• BIRM – алюмосиликат, покрытый оксидами Fe (II) и Mn (II).

Является катализатором, способствующим ускорению процесса окисления Fe+2 и Mn+2 растворенным в воде кислородом воздуха.

• МЖФ – гранулированная среда из доломитов, модифицированных оксидами Fe, Mn и Si.

Считается катализатором окисления Fe+2 и Mn+2. Увеличивает значение pH воды. Преимущества безреагентной очистки воды от железа:

• долгосрочное использование фильтра (возможность промывки фильтрующей мембраны в случае засорения);
• является универсальным способом очистки воды не только от избытка железа, но и от присутствующих в ней растворенных газов: сероводорода, метана, двуокиси углерода.

Недостатки:

• высокая стоимость оборудования для очистки воды от железа относительно аппаратов для реагентной очистки в полтора-два раза.

Реагентная очистка

Применяется на начальном этапе очищения воды не только от Fe, но и H2S и Mn.

Фильтрационная среда окисляет железо:

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3

4Fe2++3O2+6H20 = 4Fe(OH)3

4Fe(OH)2+O2+2H20 =4Fe(OH)3

Т.е. двухвалентное железо переходит в малодисациированную форму Fe+3 , которая вместе с присутствующим марганцем осаждается на фильтре. Та же схема очистки воды от железа протекает и при очищении воды от сероводородных примесей.

Далее происходит автоматическая очистка фильтрующей мембраны с последующим поступлением промывных вод в канализационный смыв. Колонна включает в себя:

• корпус фильтра, сделанный из стеклопластика, внутри покрытый полиэтиленом;
• автоматический клапан;
• фильтровочную среду,

Схема: принцип работы реагентного Фильтра — обезжелезивателя

• слой гравия, поддеривающий фильтр;
• дренаж;
• емкость для подготовки регенерационного раствора.

В качестве фильтровального наполнения используются:

• Марганцевый глауконит, включающий в себя оксиды: MnO2, Fe2O3, K2O, MgO, Al2O3, SiO2;
• MTM – гранулированный, вспененный алюмосиликат, покрытый MnO2.

Преимущества реагентной аппарата для очистки воды от железа:

• качественное очищение даже при значительном количестве примесей;
• подойдет для очищения хлорированной воды;
• можно сменить наполнение фильтра, не повредив основной корпус фильтра;
• относительно малая стоимость;
• возможность снять установку на зимний период.

Недостатки:

• обязательная смена фильтровальной мембраны после ее износа.

Очистка воды озоном

Данный метод подразумевает использование озона (О3)в качестве окислителя двухвалентного железа (Fe+2):

2Fe2+ + O3 + 2H+ -> 2Fe3+ + O2 + H2O

Fe3+ + 3H2O -> Fe(OH)3↓ + 3H+

Схема очистки воды озоном Синтез озона происходит в генераторе. Кислород воздуха, охлажденный до температуры +60С, поступает в емкость, где он избавляется от некоторого количества влаги.

Далее «сухой» кислород оказывается в озоновом генераторе, в котором под воздействием электрических зарядов происходит синтез молекул озона. Полученный газ используется для очистки воды из колодца от железа.

Установка включает в себя:

• генератор озона;
• стеклянные трубки, по которым происходит подача озона;
• электромагнитный клапан;
• эжектор.

Преимущества очистки воды от железа озоном:

• происходит обогащение воды кислородом;
• данный метод избавляет воду не только от неорганических примесей, но и от болезнетворных микроорганизмов;
• не нарушается рН питьевой воды вследствие того, что в ходе процесса очищения не образуются соли. Озон, как наиболее эффективный окислитель металлов, при взаимодействии с ними образует лишь их оксиды;
• мгновенный процесс очищения.

Недостатки:

• метод считается одним из самых дорогостоящих. Но потратив большую сумму на озонатор, можно существенно экономить свои средства в последующем: платить надо будет только за потребляемое аппаратом электричество;
• озон сам по себе весьма токсичен, поэтому при эксплуатировании установки следует строго следовать правилам техники безопасности;
• после очищения озонатором, вода приобретает окислительную способность, из-за чего водопроводные трубы и емкости для хранения питьевой воды должны быть выполнены из стойкого материала (ПВХ, нержавеющая сталь);
• при неправильном использовании установки повышается риск обогащения воды токсичными продуктами окисления, которые будут во много раз опаснее примесей, присутствующих в воде до озонирования;
• из-за своей высокой реакционноспособности озон быстро разлагается и его бактерицидное действие становиться весьма недолгим.

Очистка электромагнитным полем

Электромагнитный преобразователь воды Неорганические вещества, растворенные в воде (в нашем случае – соединения железа), существуют в виде заряженных частиц – ионов (Fe+2), покрытых гидратной оболочкой (диполями молекула воды). Поэтому на них можно воздействовать электромагнитным полем.

При прохождении загрязненной воды через поле происходит высвобождение ионов железа от гидратной оболочки и взаимное притягивание катионов железа (Fe+2) и образующейся в ходе химического процесса перекиси водорода.

Образуется оксид железа (Fe3O4 ), который является инертным (химически стойким)соединением.

Преимущества электромагнитного очищения воды от железа:

• безреагентный способ, т.е. не требует приобретения фильтрационной смеси;
• Fe3O4, покрывая внутреннюю поверхность водопроводных труб, благодаря своей низкой реакционноспособности, предохраняет систему водоснабжения от износа и коррозии;
• перекись водорода обладает мощным антисептическим действием.

Недостатки:

• длительность очистки;
• возможное размагничивание фильтра после нескольких лет эксплуатации.

Очистка обратным осмосом

Пример установки для осуществления обратного осмоса

Осмос — это способность воды проходить сквозь полунепроницаемую мембрану от менее концентрированного раствора соли к более концентрированному. Обратный осмос — это обратный естественному процесс.

При этом вода подается под давлением через мембрану, но в обратную сторону: от концентрированного раствора соли к более слабому. Поскольку молекулы соли по сравнению с молекулами воды имеют больший размер, мембрана задерживает их.

В результате очистки воды из скважины от железа обратными осмосом по одну сторону от мембраны образуется чистая вода, а по другую — концентрированный солевой раствор.

Преимущества очистки воды от двухвалентного железа обратным осмосом:

• высококачественная очистка питьевой воды;
• кроме очищения от минеральных загрязнителей предусмотрено освобождение воды от органики (гербициды и т.п.).

Недостатки:

• конечный продукт – дистиллированная вода, лишенная вообще каких-либо минералов;
• вода становится безвкусной.

Очистка аэрацией

Установка аэрации воды осуществляет обогащение поступаемой воды кислородом, который окисляет примеси двухвалентного железа. Следом вода поступает в установку для очищения питьевой воды от железа.

План установки системы аэрации воды с безреагентным обезжелезивателем

Колонна имеет в своем составе:

• воздушный компрессор с каркасом для подключения;
• контактный резервуар с системой распределения воды и газа;
• пневмоклапан;
• воздухоотводчик;
• контроллер потока для управления работой компрессора.

Существует два технических варианта: напорная и безнапорная аэрация. Напорная аэрация осуществляется в неподвижных миксерах или в колоннах, а безнапорная – с помощью форсунок или безнапорных эжекторов (аэраторы для обезжелезивания воды).

Преимущества очистки питьевой воды от железа методом аэрации:

• значительно снижается нагрузка на фильтры-обезжелезиватели, а значит срок их эксплуатации увеличивается в разы;
• исключается использование химических веществ: исключается опасность заражения питьевой воды токсичными веществами;
• экономия на фильтрационном материале.

Недостатки:

• данная схема очистки воды от железа эффективна при насыщенности воды железом менее 10 мг/мл.

Фильтры и их цены ↑

Расценки на системы обезжелезивания могут варьироваться, в зависимости от региона. Основным фактором, влияющим на стоимость очистительных колонн, является их технологичность, надежность и производительность.

Также стоит учесть, используется ли при этом расходный материал (реагентная схема очистки воды от железа), который станет дополнительным пунктом в статье расходов.

Аппараты для очистки воды, в зависимости от предлагаемых требований, делятся на классы: элит, премиум, стандарт. Ценовой интервал, соответственно классу, может составлять 5500-65000 рублей.

Видео: фильтры Aquadean ↑

Системы ↑

Система очистки воды от железа может быть установлена в квартире, но наиболее актуальными она будут в частном доме, на дачном участке или в загородном доме, где очистка воды из скважины от железа и других примесей – одна из главных задач.

И если анализ воды из колодца не выявил никаких нарушений, все же никто не застрахован от появления загрязнений.

Видео: АкваЩит ↑

Как очистить воду от железа на даче своими руками ↑

В случае, если средств не хватает на очистительную установку, можно воспользоваться простым способом очистки питьевой воды от железа: отстаиванием.

Для этого нужно установить большую емкость, выполненную из ПВХ или нержавеющей стали, заполнить ее водой и дать отстояться не менее 1 суток.

Кран, из которого будет литься очищенная вода, должен находиться выше уровня дна, чтобы отстоявшиеся частицы не смогли попасть в систему водоснабжения.

Данный метод не совсем хорош для длительного (больше 2х дней) пребывания, т.к. вода просто не будет успевать отстаиваться. Можно также попробовать выполнить фильтр для очистки питьевой воды от железа по следующей схеме:

Схема фильтра, выполненного вручную Данные методы, хоть и не требуют больших затрат, не могут выполнить очистку воды со 100% гарантией.

Если существует необходимость в чистой воде, все же следует потратиться на очистительную установку: высокая цена окупиться отличным качеством воды.

Каждый заботливый хозяин коттеджа или дачи должен внимательно относиться к качеству питьевой воды, добываемой на его участке и постоянно проводить анализ ее качества.

Чистая вода – залог здоровья и благополучия всей семьи!

septikland.ru

Система для удаления железа – как сделать самостоятельно?

Простейшую систему аэрационной очистки несложно соорудить в загородном доме или на даче своими руками. Для этого потребуется приобрести вместительную емкость, которая станет выполнять функцию бака-накопителя. Желательно, чтобы ее дно имело выгнутую форму.

Специалисты советуют использовать для создания самодельной системы очистки баки объемом 1500–2500 л, изготовленные из плотного многослойного полиэтилена либо пищевого пластика. Такие емкости абсолютно безопасны для здоровья человека. Они не подвержены коррозии, являются прочными и долговечными.

Бак аэрации устанавливается на чердаке жилой постройки или на возвышенности, имеющейся на участке. К емкости от скважины подводится труба. Она протягивается по длине резервуара. По ней водяной поток поступает в самодельный аэратор.

На конце трубы монтируется распыляющая насадка. Она обеспечивает контакт жидкости с кислородом из воздуха. Если специального распылителя под рукой нет, на конце трубы проделываются небольшие дырки. С противоположной стороны бака устанавливается отводящая магистраль. Эту трубу монтируют выше на 20–25 см по отношению к дну резервуара. За счет такого расположения окисленные соединения железа не проникнут в выход для чистой воды. Они осядут на дно бака-аэратора.

В днище емкости проделывается отверстие. В него вкручивается кран, позволяющий выполнять отвод осевшей ржавчины. Рекомендуется подсоединить к баку небольшой компрессор, используемый для насыщения кислородом декоративных аквариумов. Это устройство станет активно подавать воздух в самодельный аэратор, что увеличит скорость и эффективность процесса очистки.

Созданная система функционирует по простой схеме. Жидкость из скважины поступает в бак через распылитель, выдерживается в резервуаре 20–24 ч. За это время под действием кислорода производит окисление железа и его осаждение на дно. Очищенный состав сливается в систему. Самодельный аэратор работает без специального дорогостоящего оборудования и реагентов. В нем вода обезжелезивается естественным образом. Единственный минус такого способа – большая длительность.

obustroen.ru

Почему необходима очистка воды от железа

Причина превышения норм уровня Fe в воде может иметь как природный характер, так и быть результатом внешнего влияния:

• Химические реакции в грунте, при которых минералы с содержанием железа и остатки металлоконструкций постоянно разлагаются.

• Стоки промышленных предприятий, сельскохозяйственной деятельности и городских канализаций.

• Плачевное состояние трубопроводов, давно требующих замены.

Эти факторы способствуют постоянному увеличению уровня содержания железа в воде. Такая вода, соответственно, будет далека от норм допустимой концентрации, установленных СанПиНом – 0,3мг/л.

Данные лабораторных проб говорят о высокой концентрации железа даже в условно благоприятных, с точки зрения экологической обстановки, районах России. Здесь этот параметр варьируется в пределах 1-3 мг/л, в редких случаях – до 5 мг. Такие высокие превышения норм делают очистку воды от железа из скважины, колодца или центрального водопровода крайней необходимостью.

Даже малое повышение уровня железа (от 0,5 до 1 мг/л) придает воде «металлический» привкус, а более высокие показатели вызывают появление ржавых пятен, оставляющих след на одежде (после стирки), сантехнике и других предметах. Поэтому система очистки воды от железа из скважины или водопровода является обязательной составляющей нормальной жизни.

В чем опасность высокого содержания железа в воде?

• Тяжелые последствия для здоровья:

• В допустимых пределах, железо благотворно действует на организм человека, но значительное превышение нормы нарушает работу обменной системы, скопление железа негативно влияет на многие внутренние органы.

• Изменяется естественный кровяной состав, увеличивается вероятность появления аллергии. Деятельность железобактерий приводит к хроническим нарушениям работы кишечника.

• Ухудшается натуральный вкус воды, снижается питательная ценность пищи.

• Твердые взвеси Fe внутри труб быстро засоряют водопровод, разрушают уплотнители в сантехнике и бытовых приборах.

• На всех предметах, контактирующих с такой водой, появляются трудно выводимые пятна ржавчины (одежда, белье, сантехника и др.)

Наивно полагать, что избавиться от излишков железа в воде можно простым кипячением или каким-либо механическим способом. Очистка питьевой воды от железа – процесс непростой и требует более серьезного подхода.

Есть несколько способов качественной очистки, на которых и основаны фильтры очистки системы воды от железа.

Когда необходима система очистки воды от железа для дома

По каким признакам можно определить превышение уровня железа в воде:

1. Вкусовые качества. Характерный привкус металла у питьевой воды является поводом для сдачи проб на анализ. Получив заключение от санстанции, вы сможете узнать степень загрязнения и определиться с тем, какая вам необходима система очистки воды от железа для дома. Следует отметить: чем выше уровень содержания Fe в воде, тем больше будет заметен неприятный привкус пищи и напитков. В чистой воде, где процент содержания железа не выше, чем 0,1 мг/л, железистый привкус вообще неощутим.

2. Цвет. Появление ржавых следов на кранах и металлической посуде, обесцвечивание белья после стирки являются прямыми свидетельствами повышенной концентрации Fe в воде.

3. Прозрачность. Помутнение воды часто вызвано высокой концентрацией Fe. Но этот параметр не должен быть первоочередным при проверке качества воды, поскольку не только примеси способны влиять на прозрачность.

Различают следующие состояния содержания Fe в воде:

• Коллоидное. Самое безопасное состояние для человека. Именно в таком состоянии Fe содержится в лечебных минеральных водах. Но, несмотря на это, она непригодна к постоянному употреблению.

• Двухвалентное. Двухвалентное железо представляет собой мелкодисперсный раствор. Определить на глаз такое состояние тяжело, но простое отстаивание позволяет увидеть, как железистые соединения выпадают в осадок. Через время железо, выпавшее в осадок, становится трехвалентным. Поэтому если вода используется для питья или приготовления пищи, то очистка воды от двухвалентного железа будет крайне необходимой.

• Трехвалентное. Это состояние легко определить на глаз, поскольку оно характеризуется грубодисперсной взвесью и всегда имеет осадок. Трехвалентное железо попадает к нам в дом с очистных станций (для очистки воды часто применяют коагулянты) и ржавых водопроводных труб. Желто-бурый цвет воды – это и есть признак наличия трехвалентного железа. В этом случае тоже нужна очистка воды от железа. Купить качественный фильтр для дома – первоочередная задача человека, заботящегося о своем здоровье.

• Бактериальное. Железо может находиться в воде и в полностью растворенном состоянии. Особенно часто такая форма металла характерна для водоемов, в которые сбрасывают свои отходы предприятия металлургии, металлообработки, лакокрасочной и химической промышленности. Вместе с железом, в такую воду могут попадать соединения ртути, свинца, кадмия и других опасных для организма человека элементов.

В новых скважинах рекомендуется сразу сделать анализ проб воды. Он не помешает и при явных изменениях во вкусе и цвете воды. При этом важно придерживаться определенных правил взятия проб:

• Воду наливают в емкость до 1,5 л из стекла или пластика. Не рекомендуется пользоваться бутылками из-под напитков, содержавших красители и ароматизаторы. Вполне подойдет бутылка из-под минеральной воды.

• Емкость тщательно промывается горячей водой, а затем той, которая берется для анализа. Недопустимо применение химических моющих средств.

• Перед тем как набрать воду для анализа, на 15-20 мин открывают кран подачи воды. Это позволит уменьшить влияние примесей в трубах на объективность результатов анализа.

• Проба воды для анализов отбирается под минимальным напором, чтобы избежать возможных реакций от перенасыщения воды кислородом.

• После наполнения емкость герметично закрывают и ставят в недоступное для солнечных лучей место.

• Желательно предоставить пробу для анализа в санстанцию не позже, чем через три часа после забора. В крайнем случае, в течение дня.

Если нет возможности отвезти пробу в день забора, то ее можно закрыть непрозрачным пакетом и поместить в холодильник. Максимальный срок хранения такой пробы – двое суток! Если за этот период не удалось отвезти пробу на анализ, забор стоит повторить.

В случае нахождения скважины недалеко от промышленных предприятий, влияющих на экологическую обстановку, пробы необходимо делать, как минимум, раз в год.

Какие есть способы очистки воды от железа в домашних условиях?

Пока вы не приобрели фильтр очистки воды из скважины от железа, а проблема с повышенным содержанием этого металла уже существует, можно применять какое-то время доступные народные средства:

• Отстаивание. Достаточно оставить ведро с водой на ночь, а утром перелить 2/3 воды в другую емкость. Этот метод, пожалуй, самый простой, но он поможет далеко не во всех случаях. Используя данный способ, нужно как можно быстрее позаботиться об установке очистки воды от железа.

• Долгое кипячение. Для того чтобы взвесь железа выпала в осадок, воду необходимо прокипятить в течении 10-15 мин.

• Заморозка. Замораживать нужно небольшими объемами. При этом замораживается только половина выбранного объема. Остальная вода сливается. Полученный лед готов к употреблению после оттаивания или растопки.

• Обогащение воды минералами. В этом помогут такие минералы как кремний и шунгит. Достаточно опустить их на дно емкости и через время слить настоявшуюся воду, оставив в таре осадок.

Кроме вредного воздействия на здоровье человека, железистый раствор вредит системам водоснабжения и бытовым электроприборам. Коррозия съедает трубы изнутри, а на элементах сантехники появляются ржавые пятна. Поломки бытовой техники, особенно стиральных и посудомоечных машин, тоже зачастую связаны с высоким содержанием железа в воде. Если вы получаете воду из собственной скважины, то еще на этапе ее бурения нужно позаботиться об установке системы очистки воды от железа для дома.

Как сделать систему очистки воды от железа своими руками?

Конечно же, для полноценной очистки воды проще приобрести оборудование (напорное или безнапорное), подключить его к водопроводу, насосу и аккумуляторам. Такая система будет фильтровать воду от излишков железа и других металлов.

Вся эта система стоит немалых денег, требует постоянного обслуживания и замены дорогостоящих расходных материалов. Но есть более простой и дешевый способ очистки питьевой воды от железа, который можно соорудить своими руками. Это – очистка воды от железа аэрацией.

Собирается система достаточно просто. В мансардном этаже или на чердаке ставят большой бак, преимущественно из пластика и бочковидной формы. Бак подключают к системе трубопровода, в которой одна из ветвей заходит от скважины с насосом и тянется вдоль всей емкости. Окончание трубы оснащено распылителем (в случае отсутствия распылителя, достаточно просверлить отверстия в трубе).

В такой системе вода должна течь небольшими струйками. Это насытит ее кислородом и ускорит процесс окисления железа, преобразовав его из двухвалентного в трехвалентное. На обратной стороне бака делают отвод воды, монтируя трубу на 15-20 см выше дна. Ниже этого уровня будет оседать осадок из окисленного железа, а из трубы будет течь уже очищенная вода. Дополнительно на этой трубе можно поставить фильтр грубой очистки.

Для усиления процесса очистки воды от железа аэрацией, к баку крепят аквариумный компрессор, который значительно увеличит приток кислорода.

На самом дне емкости устанавливают кран для слива воды с трехвалентным железом (осадком ржавчины).

В итоге правильно собранная система должна работать следующим образом:

1. Вода поступает в бак из скважины с насосом путем распыления.

2. Далее она отстаивается в баке на протяжении 15-25 ч.

3. В процессе аэрации ржавчина выпадает в осадок, а очищенная вода поступает в дом.

4. Выпавший осадок сливают с остатками воды в баке через вмонтированный в дно кран.

Плюс этого метода в дешевизне, поскольку не требуются никаких реагентов, расходных картриджей и т. д. Очистка воды от железа из скважины протекает естественным способом.

Минус – в скорости фильтрации. Для примера – вода в баке объемом 800–1000 литров фильтруется в течение суток.

Какие существуют профессиональные методы очистки воды от железа?

Рассмотрим основные способы очистки воды от железа:

Метод № 1. Аэрация

Основой этого способа, как мы рассмотрели выше, является естественное преобразование железа из двухвалентной формы в трехвалентную путем насыщения воды кислородом.

Вопрос поступления кислорода к воде может быть решен несколькими способами:

• Простое отстаивание воды в баке.

• Распыление воды при помощи душевой насадки или фонтанированием.

• Использование таких элементов, как инжекторы и эжекторы, создающие дисперсию газа и воды.

• Барботация – нагнетание кислорода компрессором (чаще аквариумного типа).

В случае небольшого превышения нормы содержания железа такого метода может вполне хватить для получения воды, пригодной для питья.

На практике использование только одного метода очистки воды от железа аэрацией применяется достаточно редко. Чаще его применяют в качестве первого барьера в большой системе очистки воды от железа из скважины.

Метод № 2. Очистка воды от железа при помощи реагентов

Чтобы ускорить процесс трансформации железа из одной формы в другую, для облегчения фильтрации применяют химические вещества (реагенты), обладающие сильным окислительным воздействием.

Такими реагентами, как правило, являются натрия гипохлорит – NaOCl и калия перманганат – KMnO4 (марганцовка).

Ввиду большого количества недостатков у этой технологии применяется она крайне редко.

Плюсом способа можно назвать разве что легкость процесса. Достаточно добавить в воду реагент и вскоре вы получаете «очищенную» воду. Чем же так плох данный метод?

• В случае постоянного пользования водой, реагент нужно будет постоянно пополнять, неся при этом затраты.

• Неправильная дозировка реагента может привести к серьезным последствиям со здоровьем человека.

• Дозировка должна соответствовать количеству железа в воде. Но этот параметр может меняться на протяжении сезона не один раз. Это создает опасность интоксикации организма реагентами или недостаточной степени очистки воды.

Создание системы контроля над уровнем дозировки реагента повлечет значительные расходы и сделает этот способ абсолютно невыгодным.

Метод вполне применим для хозяйственных и технических потребностей, но не для питья или готовки.

Метод № 3. Безреагентная очистка воды от железа

Этот метод лишен недостатков предыдущего. Для обезжелезивания воды здесь применяют особые засыпки, которые исполняют роль катализатора процесса окисления и фильтра, абсорбирующего полученный твердый осадок железа. Роль засыпки могут выполнять вещества на основе синтетики или природные минералы.

Из природных минералов, применяемых для этих целей, выделяют глауконит, доломит, цеолит. Из комплексных (синтетических) засыпок можно выделить МФО-47, МЖФ, BIRM, MGS, Pyrolox и др.

Особенностью метода является то, что засыпка выступает лишь «инициатором» окислительного процесса двухвалентного железа, используя кислород, содержащийся в воде. Сами же засыпки в реакцию не вступают. Осадок аккумулируется в засыпке и собирается способом обратной промывки системы фильтрации. Свойства катализатора позволяют использовать его достаточно долгий срок.

Кроме описанного метода, к категории безреагентных относятся:

• Дистилляция. Вода при этом методе выпаривается и поступает в систему дополнительной очистки. Пар охлаждается в конденсаторах и на выходе получаем абсолютно дистиллированную воду. Но для постоянного употребления такая вода непригодна, поскольку вместе с вредными веществами удаляются и полезные. Вкус у такой воды не очень приятен. Она больше применима на производстве или в центрах исследований.

• Очистка с помощью электромагнита. Вода прогоняется через электромагнит под воздействием ультразвуковых волн. Железосодержащие элементы притягиваются магнитным полем и остаются на стенках механического фильтра. Данный метод помогает сохранить трубы от воздействия коррозии и не содержит расходных элементов, что очень выгодно. Фильтр подлежит замене по мере размагничивания.

• Мембранный метод очистки. Мембранные фильтры используют как для очистки воды от двухвалентного железа и вредных солей, так и для борьбы с вирусами и бактериями. В этом методе различают несколько вариаций фильтров: наномембраны отлично справляются с загрязнениями в виде коллоидных форм и бактериями, микрофильтр останавливает остатки ржавчины, а фильтр обратного осмоса удаляет все формы железа из воды. Из недостатков метода – дороговизна системы очистки воды от железа для дома и необходимость в частой замене фильтров.

Для очистки воды от железа применяют и УФ-излучение, но этот способ не всегда эффективен и применяется как дополнение к какому-либо методу очистки.

Метод № 4. Ионная технология

В этом методе применяются ионообменные смолы. При этом происходит не только очистка воды от двухвалентного железа, но и от растворимых форм калия и магния. В данном случае окислительный процесс не нужен, поскольку ионы железа замещаются ионами натрия.

В теории этот способ не имеет недостатков, но в реальных условиях его применение затруднительно. В емкости все равно проходит процесс окисления железа, превращая двухвалентное железо в твердые остатки трехвалентного, которое засоряет поверхность катионовых смол. На поверхности смолы появляется пленка, на которой активно размножаются бактерии, снижается общая эффективность фильтрующей системы. Как следствие, система не может выполнить свою основную задачу – очистить воду от ионов кальция и магния.

Такие фильтры очистки системы воды от железа требуют предварительной фильтрации, в ином случае метод будет нерентабельным.

Данный метод очистки более популярен на ТЭЦ и в котельных при нейтрализации действия веществ, способствующих скорому появлению накипи.

Метод № 5. Обратноосмотический метод

Вода пропускается через полупроницаемую мембрану путем нагнетаемого давления. Таким образом, она переходит из концентрированного состояния в менее концентрированное. Этот способ очистки обратен классической осмотической системе (отсюда и название).

Диаметр микропор мембраны измеряется в тысячных долях микрон. Такой ничтожно малый размер микропор позволяет удерживать как твердые взвеси металлов, так и молекулы других веществ, содержащихся в воде. Бактерии и вирусы тоже задерживаются такой мембраной, делая воду абсолютно обеззараженной.

В данном случае нет необходимости в предварительном окислении двухвалентного железа, поскольку мембрана задерживает и эти молекулы.

Для исключения появления трехвалентных форм железа (ржавчины) в воде фильтр делается герметичным и кислород практически не поступает внутрь.

Как видно, из всех перечисленных способов нет ни одного универсального, подходящего к любым условиям и лишенного недостатков. Полноценная система очистки воды от железа для дома должна включать целый комплекс мер и синтезировать все преимущества каждой технологии.

Какой метод очистки воды от железа выбрать?

В каждом конкретном случае нужно учесть все факторы, которые могут влиять на качество очистки воды от железа. Для упрощения процесса выбора системы рекомендуется руководствоваться такими факторами, как:

1. Скорость очистки. Каждый метод имеет свой период полного цикла очистки.

2. Степень производительности. Определяется, исходя из объема забора воды в один цикл. Использование крупных фильтров повышает производительность, но и повышает расходы, связанные с обслуживанием таких систем.

3. Фильтрующая среда. Кроме скорости и силы подачи воды, нужно учитывать и внешние условия, которые могут влиять на качество воды и здоровье человека.

4. Сфера применения. Например, для бытовых целей не требуется обязательного наличия фильтра тонкой очистки, а для очистки питьевой воды от железа он крайне необходим.

Не стоит забывать, что качество воды в скважине со временем может изменяться. На это влияет время года, частота и объем осадков, состав почв.

Для получения максимального эффекта при очистке воды от железа применяют сразу несколько методов, используя их грамотную комбинацию.

Какие существуют фильтры для очистки воды от железа?

Допустим, вы сделали анализ проб и выяснили, что вам необходима очистка воды от железа. Какие фильтры выбрать и какими критериями при этом руководствоваться?

Существует огромное количество модификаций фильтрующих систем для удаления излишков металлосодержащих соединений из воды. Выбор системы очистки воды от железа для дома должен опираться на требуемое качество получаемой воды и планируемого бюджета потребителя.

Фильтрующие системы принято подразделять на такие категории:

• кувшинный тип – представляет собой емкость, в которой жидкость протекает естественным путем через фильтр-картридж из верхнего отсека в нижний;

• фильтры, подключаемые шлангом к крану мойки, – могут легко демонтироваться и переноситься;

• фильтры стационарного типа – монтируются в водопроводную систему, с выводом магистрали с очищенной водой к раковине.

Среди стационарных фильтров различают проточные и фильтры с системой обратного осмоса:

1. У проточных систем очистки питьевой воды от железа имеется несколько ступеней фильтрации, после которых железосодержащие соединения удаляются механическим путем.

2. Обратноосмотические системы имеют полупроницаемую тончайшую мембрану, которая способна пропускать лишь молекулы воды. Все остальные элементы смываются в канализацию.

Подобные фильтры очистки системы воды от железа способны справляться и с другими, не менее вредными соединениями.

По степени фильтрации и назначению очистные установки разделяют на следующие категории:

• Грубая очистка – прибор механической очистки, останавливающий взвеси тяжелых частиц. Их монтируют прямо в трубопровод. Эти фильтры применяются в качестве систем доочистки воды, они предотвращают попадание ржавчины, грязи и солей тяжелых металлов в следующий цикл очистной системы.

• Тонкая очистка – препятствует прохождению окиси металлов, солевых кристаллов, удерживает хлор и ненужные нам ионы.

• Биологическая очистка – вместе с фильтром тонкой очистки препятствует проникновению в систему бактерий и вирусов.

В качестве смягчителя воды, а также для удаления растворенных в воде сульфатов, нитратов, магния применяют ионный фильтр. Такой фильтр заменяет вредные ионы нейтральными.

Недорогим вариантом очистки питьевой воды от железа могут послужить модели на основе абсорбции. Активированный уголь, содержащийся в картриджах таких фильтров, впитывает в себя все вредные соединения.

В качестве обеззараживателя, на некоторых фильтрах устанавливают УФ-лампу. Такой вариант отлично очищает воду от микробов, стерилизуя ее.

Стерилизаторами могут выступать и ионы серебра, йода, обработка озоном. Для предотвращения попадания отмерших микробов в воду в таких фильтрах устанавливается угольный картридж.

На выходе системы очистки воды от железа для дома могут устанавливаться фильтры-минерализаторы, которые обогащают отфильтрованную воду полезными минералами.

Следует тщательно подходить к выбору фильтра очистки системы воды от железа. Главное – учесть все параметры, чтобы не жалеть потом о напрасно потраченных средствах.

Полноценную очистку воды от железа можно обеспечить, подобрав одну из систем от компании Biokit. Вы можете сделать это самостоятельно или воспользоваться помощью наших специалистов. В нашем каталоге вы найдете немало вариаций фильтрующих систем и картриджей для очистки питьевой воды от железа. Все, что может вернуть воде ее первозданный вкус и пользу, собрано на нашем сайте.

Существует множество систем очистки воды от железа для дома. Одной из самых популярных систем фильтрации, за счет своей стоимости, является фильтр-кувшин. Но так ли он безупречен, как и популярен? Количество и качество отфильтрованной им воды может лишь частично удовлетворить потребности каждой семьи в качественной питьевой воде. При этом специализированная система очистки воды от железа из скважины может дать значительно большие преимущества:

• фильтрация солей тяжелых металлов;

• снижение жесткости воды;

• отвод окалины и других механических примесей из системы водопровода;

• обогащение воды полезными веществами.

Ознакомившись с продукцией компании Biokit, вы будете понимать, какой тип системы очистки воды от железа купить в конкретном случае. Ведь химический состав и окружающая среда в каждом регионе значительно отличаются.

Мы уделили особое внимание и очистке воды от железа на даче. Вода из колодца или скважины тоже требует тщательной очистки от вредоносных соединений.

Звоните по телефону 8 (800) 700-89-33, мы готовы поделиться с вами знаниями о том:

• Как получить чистую питьевую воду?

• Как избавиться от накипи?

• Как забыть о ржавых примесях?

• Как освободиться от механических примесей?

• Какой метод обеззараживания безопасней?

• Что представляет собой сложная вода?

biokit.ru