Система обезжелезивания воды

Как удалить железо и методы обезжелезивания воды. Понятие "железистая вода". Признаки содержания в воде железа.

Одной из наиболее распространённых проблем качества воды, с которыми приходится сталкиваться при использовании скважин, колодцев, или других источников водозабора-это повышенное содержание железа, марганца, а в некоторых случаях и сероводорода. В результате, использование данной воды в бытовых или питьевых нуждах становится крайне неприятным. Более того, железо в воде несёт опасность как для организма человека, так и для сантехнического или водонагревательного оборудования. Такая вода вызывает неприятный привкус и запах, потёки на сантехнике, зарастание железобактериями трубопровода и котлов, окрашивание белья при стирке и т.д.

Соединения железа и марганца имеют различные формы и виды своих соединений, что крайне важно учитывать при подборе необходимой станции обезжелезивания воды. И прежде чем выбрать и приобрести эффективную систему водоподготовки, следует определить в каком виде находится железо и марганец, а также способ их удаления. В водоподготовке формы содержания железа условно можно поделить на несколько видов:


  • Растворённое (двухвалентное) железо и марганец. При наполнении емкости вода изначально прозрачная. Затем, после отстаивания, вода желтеет и приобретает рыжий (красно-коричневый) оттенок с выраженным осадком на дне ёмкости. На превышение двухвалентного железа ( Fe 2+) указывают следующие показатели анализа воды: мутность, цветность, железо общее, железо Fe 2+, марганец и Ph около 7-ми единиц. Зачастую, воде из скважины свойственно наличие именно двухвалентного растворённого железа и марганца, что объясняется низким содержанием кислорода подземных вод.

Методы обезжелезивания воды из скважины:

1) "окисление с последующей фильтрацией". Является наиболее популярным и часто используемым методом обезжелезивания воды из скважины. Для удаления железа или марганца, в этом случае, требуется их изначальное окисление до нерастворимой в воде формы в виде осадка, а затем полное осаждение в загрузке фильтра обезжелезивания. Функцию загрузки фильтра обезжелезивания воды, при этом, выполняют различные гранулированные каталитические материалы отечественного и иностранного производства, а окислителями выступают: кислород, озон, гипохлорит натрия, перманганат калия и т.д.

Приведём примеры комплексов безреагентного обезжелезивания воды из скважины, в эффективности которых мы убедились на личном опыте.
ссмотрим схему, где окисление осуществляется наиболее экономичным и безопасным окислителем-кислородом, который при применении систем напорной аэрации, для смешивания с водой, принудительно подаётся в трубопровод перед входом в аэрационный корпус. А при использовании безнапорных систем аэрации воды, кислород поступает непосредственно на дно ёмкости.

  • Пример станции обезжелезивания воды 1: напорная система аэрации воды + обезжелезиватель воды серии MF (МЖФ) (удаление: железа – до 10 мг/л, марганца – до 2 мг/л, сероводорода – до 0,5)
  • Пример станции обезжелезивания воды 2: напорная система аэрация воды + фильтр обезжелезивания воды серии BF (Birm) (удаление: железа – до 5 мг/л, марганца – до 0,5 мг/л, сероводород – отсутствие)
  • Пример станции обезжелезивания воды 3: напорная система аэрация воды + фильтры для воды от железа ACM(удаление: железа – до 3 мг/л, марганца – до 0,3 мг/л, сероводород – до 0,5)
  • Пример станции обезжелезивания воды 4: безнапорная система аэрации воды + обезжелезиватель воды серии MF (МЖФ)( удаление железа – свыше 10 мг/л, марганца – до 5 мг/л, сероводород – до 2 мг/л)

Также, благодаря своей компактности и возможности использования без предварительной аэрации или других окислителей, широко распространены системы обезжелезивания воды серии GSP . В данном случае, окислитель не требуется, так как окисление происходит на поверхности загрузки Green Sand Plus или Manganese Greensand. Расходуется при этом лишь перманганат калия, который необходим для восстановления очищающих свойств фильтра-материала.


2) "ионный обмен". Зачастую применяется при необходимости единовременного умягчения и обезжелезивания воды в условиях ограниченного места для размещения системы водоподготовки. В этом случае, используемые технологии и оборудование не требует дополнительных окислителей, а растворённое железо, марганец и соли карбонатной жесткости, путём ионного обмена, поглощаются гранулами фильтра-материала в корпусе одного фильтра. Однако, тут следует уделить особое внимание сероводороду, так как данный метод обезжелезивания воды не предусматривает его предварительное удаление.

По этому принципу работают фильтры от железа и жесткости Гейзер Aquachief и станции обезжелезивания воды ECO A . Ещё одной их исключительной особенностью является их стоимость, так как затраты на приобретение системы аэрации, обезжелезивателя и умягчителя будут значительно выше. Данные фильтры применяются для умягчения и обезжелезивания воды из скважины в загородных домах, коттеджах, ресторанах, гостиницах и других местах с ограниченным для монтажа водоочистного оборудования местом.

  • Органическое железо и марганец. При наполнении емкости вода незначительно мутная и желтоватого оттенка. Даже после длительного отстаивания осадок не образуется. При этом, превышены следующие показатели анализа: железо, цветность, перманганатная окисляемость и низкий уровень Ph .

Входящее в состав органических соединений железо или марганец зачастую встречаются в колодцах и не глубоких скважинах, а удаление их является более затруднительным и длительным процессом, требующим особого внимания. Также следует сразу отметить, что железо или марганец, входящие в состав органических соединений, не поддаются окислению кислородом.

Методы обезжелезивания воды из скважин не большей глубины или колодцев:

1) "ионный обмен". Принцип данного метода, в процессе удаления органического железа, заключается в использовании фильтров на основе многокомпонентных смол, состоящих из катиона-обменных, анионообменных и сорбционных материалов. И когда катионит осуществляет эффективное извлечение солей карбонатной жесткости, анионообменные смолы, в свою очередь, обеспечивают поглощение отрицательно заряженных ионов железа и марганца, образовавшихся в результате соединений с органическими примесями. К этим фильтрам относятся установки обезжелезивания воды и умягчения Aquachief A и фильтры обезжелезивания воды ECO C . Сероводород, при использовании данных фильтров не извлекается.

2) "реагентное окисление с последующей фильтрацией".
и использовании этого метода обезжелезивания воды, наиболее популярным уже долгие годы является хлор и его производные (гипохлорит натрия и т.д.). В процессе хлорирования воды (дозирования хлора посредством насосов дозаторов ) органические соединения железа разрушаются и переходят в неорганические трёхвалентные соли железа, после чего, гидролизуются и выпадают в осадок. Марганец при этом окисляется и вместе с иными окисленными взвесями осаждается в слое загрузки станции обезжелезивания. В условиях хлорирования допустимо использование обезжелезивателей воды серии MF и фильтров для воды от железа ACM. Данный метод также эффективен при необходимости в обеззараживании воды.

  • Нерастворённое (трёхвалентное, окисленное) железо. Вода изначально мутная с красно-коричневым осадком в виде ржавчины. Наиболее часто присутствует в открытых водоёмах и колодцах. На наличие в воде трёхвалентного железа указывает превышение таких показателей, как мутность и Fe +3 (растворённое железо).

Методы обезжелезивания:

Как правило, удаление железа в нерастворимой форме не вызывает сложностей, и не требует больших затрат. Зачастую достаточно использования осадочных или механических фильтров грубой очистки . В качестве осадочного устанавливаются промывные безреагентные фильтры с зернистой загрузкой или кварцевым песком. К ним относятся фильтры механической очистки серии CF . Для грубой очистки ещё устанавливаются фильтры картриджнного типа (Гейзер, Pentek , Aquapro и т.д.), сетчатого типа Honeywell или мешочного типа ( Гейзер 4Ч, 4ЧН и т.д. ).


Обращаем ваше внимание на то, что подбор и проектирование систем фильтрации воды осуществляется БЕСПЛАТНО! Купить станцию обезжелезивания воды, сделать анализ воды, заказать выезд специалиста, либо получить консультацию вы можете по тел. 8 (495) 972-20-52, или написав нам на почту 9722052@ mail . ru .

Не рекомендуем при выборе необходимой станции обезжелезивания опираться на собственные догадки или использовать показатели состава воды близлежащих окрестностей. Используйте химический анализ воды непосредственно собственного источника водозабора.

Источник: aquasolution.ru

Виды примесей железа

Железо существует в природе в трех различных формах, определенных его валентностью (Fe0, Fe2+, Fe3+), и в виде различных соединений и комплексов. Чтобы выбрать наиболее эффективный метод очистки воды от примесей железа, важно знать в какой форме содержится железо в обрабатываемой воде.

  1. Элементарное железо Fe0

Элементарное железо, естественно, нерастворимо в воде. В присутствии влаги и воздуха оно окисляется до трехвалентного состояния Fe3+, превращаясь в окись железа Fe2O3 (происходит процесс образования ржавчины).

  1. Двухвалентное железо Fe2+

Двухвалентное железо почти всегда растворимо в воде. Хотя при некоторых условиях гидроокись двухвалентного железа образует нерастворимый осадок, однако это происходит при значениях pH, которые обычно не используются в повседневной жизни.

  1. Трехвалентное железо Fe3+

Гидроокись трехвалентного железа Fe(OH)3 практически нерастворима в воде (растворима только при очень низких значениях pH). Хлорид железа FeCl2 и сульфат железа Fe2(SO4)3 растворимы и могут образовываться в слабокислых водах.

  1. Органическое железо

Органическое железо может присутствовать в воде в различных формах и соединениях. Эти соединения могут быть как растворимыми, так и нерастворимыми в виде мелкодисперсных взвесей, которые ввиду малых размеров плохо поддаются фильтрованию. Ниже приводятся три формы соединений органического железа:

  • Бактериальное железо. Некоторые виды бактерий могут использовать энергию, выделяемую при окислении ими двухвалентного железа, которое становится частью слизистой оболочки клетки.


  • Коллоидное железо. Коллоиды — это нерастворимые частицы, которые так малы (десятые и сотые доли микрона), что не могут быть задержаны обычным фильтрующим материалом. Коллоидные частицы из-за своих маленьких размеров и наличия поверхностного заряда образуют в воде суспензию и не выпадают в осадок. Танины и лигнины, представляющие собой большие органические молекулы, также попадают под эту категорию.

  • Растворимое органическое железо. Как и некоторые полифосфаты, органические молекулы могут связывать железо, кальций и другие металлы, удерживая их в растворе. Органические соединения являются комплексообразующими веществами и удерживают железо в растворимых комплексных соединениях, называемых хелатами.

Железо присутствует как в поверхностных, так и в подземных водах, но формы их существования различны. В поверхностных водах это органические и минеральные комплексные соединения, либо коллоидные и мелкодисперсные взвеси. В подземных водах это бикарбонат железа Fe(HCO)2, сульфид железа FeS и сульфат железа FeSO4.

Существование различных форм соединений железа в воде представлено на рис. 1.

12311212.jpg

Рис. 1. Различные формы существования железа в воде

Для быстрого визуального определения форм железа в воде следует иметь в виду:


  1. Вода, содержащая двухвалентное железо Fe2+, бесцветна и прозрачна при наливании, но при стоянии образует красно-коричневый осадок.
  2. Вода, содержащая трехвалентное железо Fe3+, окрашена при наливании и при стоянии образует красно-коричневый осадок.
  3. Вода, содержащая коллоидное железо, окрашена при наливании, но при стоянии не образует осадка.
  4. Вода, содержащая бактериальное железо, может иметь радужную пленку на поверхности и образовывать желеобразные отложения в водопроводной системе.

12444.jpg

Разнообразие способов очистки воды от железа

Многообразие форм и концентраций железа, встречающихся в природных водах, привело к разработке целого ряда методов обезжелезивания воды, каждый из которых имеет свою область применения.

Методы, применяемые в технологии обезжелезивания воды, можно свести к четырем основным:

  1. Окисление

Метод окисления можно разделить на два вида:

  • безреагентного окисления;

  • реагентного окисления.


Безреагентное окисление включает следующие процессы:

  • аэрация с последующим фильтрованием;

  • аэрация с последующим отстаиванием и фильтрованием.

Метод безреагентного обезжелезивания воды применяется, когда исходная вода характеризуется следующими показателями: рН не менее 7, щелочность не менее 1 мг-экв/л, содержание углекислоты до 80 мг/л, перманганатная окисляемость не более 7 мгО2/л.

Реагентное окисление включает следующие процессы:

  • упрощенное аэрирование, окисление и фильтрование,

  • известкование, отстаивание и фильтрование,

  • аэрация, окисление, известкование, коагулирование, флокулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием,

Реагентный метод обезжелезивания воды следует применять: при низких значениях рН, при высокой окисляемости и нестабильности воды.

  1. Каталитическое окисление

Метод каталитического окисления подразумевает использование катализаторов ускорения химической реакции окисления растворенного железа. В качестве катализатора химической реакции используется зернистая фильтрующая загрузка на основе диоксида марганца MnO. Растворенное железо в присутствии диоксида марганца быстрее окисляется, и его окислы оседают на поверхности гранул катализатора. Форма и размер каталитической загрузки выбирается с таким расчетом, чтобы катализатор одновременно выполнял роль фильтрующей среды. На практике часто метод безреагентного окисления совмещают с каталитическим окислением, что позволяет повысить эффективность безреагентных окислительных фильтров удаления железа.

  1. Ионообменная фильтрация

Метод ионообменной фильтрации основывается на использовании в качестве фильтрующей загрузки ионообменных катионитных смол и применяется для удаления растворенного двух валентного закисного железа Fe2+. При ионообменной фильтрации катионы закисного железа замещаются катионами регенеранта и удаляются из воды. Однако в процессе фильтрации происходит быстрое загрязнение ионообменных смол окислами железа и существенное снижение обменной емкости смол. Поэтому метод ионообменной фильтрации железа ограничивается небольшими концентрациями железа (до 2 — 3 мг/л) и обычно совмещается с процессом умягчения воды.

  1. Биологическая фильтрация

Одним из современных направлений нехимической очистки подземных вод от железа является биологический способ. Под биологической очисткой воды подразумевается процесс очистки примесей железа за счет их окисления аэробными бактериями, живущими в кислородной среде.

Выбор метода обезжелезивания воды следует производить на основе полного химического анализа воды источника водоснабжения. При значительных сезонных колебаниях качества воды в водоеме анализы повторяют в различное время года. В первую очередь, необходимо знать следующие показатели воды:

  • рН;

  • 4124111.jpg

  • мутность и цветность;

  • содержание двух и трех валентного железа;

  • содержание сероводорода;

  • общую и карбонатную жесткость;

  • окисляемость;

  • содержание хлоридов и сульфатов.

Фильтры для обезжелезивания воды от «КФ Центр»

При выборе наиболее подходящего фильтра следует принимать во внимание следующие факторы – качество воды, условия эксплуатации, специфику и требования предприятия. Каждая система очистки воды от железа из представленных в каталоге компании «КФ Центр» имеет высокое качество и демократичную стоимость. Компания предлагает установки трех различных серий.

12312412412.jpg

Системы серии KBWF предназначены для безреагентного удаления из воды растворенного железа при помощи напорных фильтров. В качестве фильтрующего материала в этих установках применяется каталитический материал Aqua-Mandix и кварцевый песок Aqua-Sand. Во время работы системы обезжелезивания фильтрующий материал преобразует растворенное железо в нерастворимую форму и в этом виде выпадает в осадок. Для восстановления свойств комбинированного фильтрующего материала периодически проводится ручная или автоматическая промывка водой.

В установках обезжелезивания серии TKAMG очистка воды также производится в напорных фильтрующих колоннах. Для реагентного удаления железа в этих установках в качестве фильтрующего материала применяются материалы Manganese Greensand (MGS) или МТМ (фильтрующая загрузка в виде легких гранул, покрытых оксидом марганца MnO2). Главной особенностью фильтров этой серии является то, что свойства фильтрующего слоя восстанавливаются непосредственно во время функционирования системы. Достигается это путем непрерывного добавления в воду перед напорными колоннами раствора перманганата калия. Ввод окислителя выполняется при помощи дозирующего устройства. Система может работать практически непрерывно, исключение составляет небольшой промежуток времени, требуемый для промывки фильтрующего материала водой от загрязнений.

Системы серии KAMG – надежные и долговечные фильтры для обезжелезивания. Фильтры этой серии эффективно очищают воду от двухвалентного растворенного железа при помощи реагента и фильтрующих материалов. Так же, как и в системах серии TKAMG, в качестве фильтрующего материала здесь применяются материалы Manganese Greensand (MGS) или МТМ.

Применение современных высокопроизводительных систем – оптимальное решение, если вам нужно качественно очистить воду от железа. Специалисты компании «КФ Центр» помогут выбрать установку для обезжелезивания, которая будет полностью соответствовать особенностям вашего предприятия.

Источник: kfcentr.ru

Железо в воде — насколько это серьезно?

Какое железо может присутствовать в воде из скважины?

Многие наверняка сталкивались с водой, явно отдающей ржавчиной и по своему цвету, и по вкусу. Нередко это воспринимается как последствия прохождения через старую, покрытую коррозией систему водопроводных труб. Да, случается и так, но это больше свойственно системам центрального водоснабжения. А вот если вода поступает непосредственно из скважины, и проходит при этом через ограниченный по длине участок трубопровода, да еще и выполненный или полимерных труб? На что грешить в таком случае?

Ржавая вода из крана в городской квартире – это, скорее всего, результат изношенности водопроводной системы. Но если такая картина при заборе из скважины – хозяевам надо срочно принимать меры!
Ржавая вода из крана в городской квартире – это, скорее всего, результат изношенности водопроводной системы. Но если такая картина при заборе из скважины – хозяевам надо срочно принимать меры!

Оказывается, повышенное содержание железа в воде из грунтовых водоносных слоев – довольно распространенное явление, обусловленное целым рядом естественных причин. А концентрация этого химического элемента в различных формах зависит от множества факторов как природного, так и техногенного свойства, и даже бывает нестабильной в течение года. На это оказывают влияние постоянно протекающие в породах грунта химические реакции – минералы с содержанием железа подвергаются растворению и разложению. За многие века человеческой деятельности земля на многих участках буквально «нафарширована» металлом, который, постепенно разлагаясь, растворяется и переносится подземными водоносными горизонтами. Добавьте сюда еще и характерные для нашего времени промышленные выбросы, далеко не всегда чистые атмосферные осадки, и многое другое.

Иногда слышны возражения – ну и что, что в воде содержится железо, оно, мол, даже полезно для организма человека… Да, полезно, но в разумных пределах, и, как правило, потребность в этом элементе полностью удовлетворяется продуктами питания. А вот избыточное его количество – ничего, кроме неприятностей, в жизнь человека не привносит.

Цены на фильтр для воды Honeywell

Санитарные правила и нормы устанавливают предельно допустимую концентрацию железа в воде (во всех его химических проявлениях) – не более 0,3 мг на литр. А как бывает на практике?

Картина, увы, безрадостная. Исследования показывают, что даже в сравнительно «чистых» по экологическим понятиям регионах Европейской части Российской Федерации встретить водоносные горизонты, в полной мере соответствующие санитарным нормам – очень непросто. Как правило, повсеместно наблюдается превышение – концентрация достигает 1÷2 мг/л. И это еще не самые худшие показатели – в некоторых регионах содержание зашкаливает за 3 и даже 5 мг/л! Более, чем в десять раз выше допустимого!

А между тем уже при концентрации 0,5 мг/л вода начинает явственно отдавать неопрятным ржавым привкусом. Дальше – больше: вода становится совершенно непригодная для питья, появляется запах, характерный «рыжий» оттенок, ржавые следы остаются на посуде, на сантехнике, на одежде и белье после проведения стирки.

Мало, наверное, кого устроит подобный результат стирки белья в воде с повышенным содержанием железа…
Мало, наверное, кого устроит подобный результат стирки белья в воде с повышенным содержанием железа…

И это еще, так сказать, очевидные причины необходимости очистки воды от железа. Намного опаснее скрытые – влияние повышенной концентрации этого элемента на здоровье человека. Здесь уже недалеко до расстройств, отравлений или даже до появления более тяжёлых хронических системных заболеваний.

Теперь давайте разберемся, в каком же виде железо может содержаться в воде из скважины или колодца:

  • Чаще всего встречается полностью растворенное в воде свободное двухвалентное железо (Fe⁺²). Надо сказать, что оно практически незаметно глазу (вода мало теряет в своей прозрачности), чего не скажешь о запахе и вкусе. Но, пробыв на свету какое-то время, вода приобретает характерный для окисла железа оттенок, доходя постепенно бурого цвета, и этот осадок остается и на стенках сосуда.

Такая форма содержания железа в воде не поддается никакой механической фильтрации. Но, как видно, и сама не обладает устойчивостью – подвергается быстрому окислению при взаимодействии с кислородом.

  • Трёхвалентное железо (Fe⁺³) – это уже нерастворимая форма, которая присутствует в воде в виде мелкодисперсной взвеси. Как раз она-то чаще всего и придает жидкости характерный рыжеватый цвет, оставляет налет на стенках сосудов. Форма стабильная, и является одним из продуктов взаимодействия двухвалентного железа с кислородом.

Из-за внешнего сходства взвесь трехвалентного железа зачастую принимают за попавшие в воду глиняные загрязнения. Правда, по мере осаждения на дно разница становится заметной – железистую природу осадка выдает образование характерных темно-бурых хлопьев.

Удаляется такая форма из воды длительным отстаиванием и фильтрацией, так как является нерастворимым веществом.

Вода с высоким содержанием железа в различных формах: а – трехвалентная дисперсия; б – двухвалентная растворимая (поначалу может быть практически незаметной); в – коллоидная органическая.
Вода с высоким содержанием железа в различных формах: а – трехвалентная дисперсия; б – двухвалентная растворимая (поначалу может быть практически незаметной); в – коллоидная органическая.
  •  Еще один продукт окисления свободного железа – это его гидроокись (Fe(OH)₃). Это тоже твердое вещество, и проявляет себя плотным ржавым осадком.
  • В воде может содержаться немало солей железа с разными основаниями. Так, в зависимости от источника, могут присутствовать бикарбонат или карбонат железа (Fe(HCO₃)₂ или FeCO₃), сульфат или сульфид железа (FeSO₄ или FeS). Вычислить их присутствие, и тем более – концентрацию визуально или полагаясь только на органы чувств – невозможно, то есть никак не обойтись без проведения лабораторного анализа взятой из источника пробы воды.
  • Немало проблем может доставить коллоидное органическое железо, находящееся во взвешенном состоянии. Проблема в том, что такая форма практически не поддается отстаиванию, сколь бы долго оно не длилось.
  • Еще одна форма – это бактериальное железо. По сути, она представляет собой колонии особых бактерий, которые для своего развития и размножения используют энергию преобразования растворенного двухвалентного железа в твёрдые формы. Или же это продукты жизнедеятельности подобных колоний.

Для такой формы железа характерны слизистые отложения с вязкой структурой, а также довольно потная радужная пленка на поверхности воды. Не исключен и довольно неприятный запах, делающий неподготовленную воду полностью непригодной для пищевого применения.

Чем опасна высокая концентрация железа в воде?

А теперь — несколько слов о том, почему же проблема обезжелезивания должна решаться в обязательном порядке. То есть предупреждение о возможных последствиях использования воды с превышенным содержанием железа.

  • На первое место необходимо поставить наносимый вред здоровью людей. Полезный, так сказать, в гомеопатических дозах, этот химический элемент при большой концентрации напрямую приводит к разбалансированию обменных процессов в организме человека. А по уровню токсичности железо занимает пятое место после таких элементов, как ртуть, свинец, мышьяк и кадмий.
Интоксикация железом порой приводит к серьезным осложнениям, требующим немедленного медицинского вмешательства!
Интоксикация железом порой приводит к серьезным осложнениям, требующим немедленного медицинского вмешательства!

Неусвоенное железо имеет свойство накапливаться в организме, что влечет нарушение нормального функционирования основных, жизненно важных систем. В первую очередь страдают печень, почки, эндокринный аппарат. От этого вскорости негативно изменяется состав крови, нарастает уязвимость человека к аллергическим реакциям на, казалось бы, безобидные для него ранее раздражители. Железистые бактерии способны нарушить нормальную микрофлору желудочно-кишечного тракта, вызвать стойкие расстройства системы пищеварения или даже привести к острым отравлениям. Одним словом – дело нешуточное!

  • Вода с превышенным содержанием железа банально неприятна для питья, резко снижается качество приготовленной с ее использованием пищи.
  • Немаловажной является и эстетическая составляющая вопроса – такой водой даже руки помыть не особо приятно. Не говоря уже о более масштабных водных процедурах и стирке, качество которой всегда будет под вопросом. Кроме того, кому понравятся вечные желтые разводы на стенках ванны, в раковине, в унитазе и т.п.?
  • Вода с большой концентрацией взвешенных частиц обладает выраженным абразивным действием – быстро приводит в негодность уплотнители на сантехнических приборах и в бытовой технике. Кроме того, нерастворимые осадки и слизь частенько становится причиной сужения или даже полных засоров труб, особенно на фитингах, отводах, кранах и другой сантехнической арматуре. В результате снижается напор, некорректно работает подключённая к водопроводу бытовая техника.

Одним словом – очистка воды от железа является обязательной процедурой для тех, кто заботится о своем здоровье и комфорте проживания в доме. И не стоит полагаться только на внешнюю оценку воды — мол, вроде бы по ощущениям чистая, и можно обойтись без обезжелезивания. Впечатления бывают весьма обманчивыми, может иметь особенности и острота восприятия внешних признаков конкретным человеком. Как мы видели, отдельные формы железа в воде на первых порах частенько являются практически незаметными. А содержание некоторых солей — и вовсе ничем внешне не выдается. Вопрос о чистоте воды должен решаться исключительно на основании лабораторного анализа. И только на основе сделанного профессионального заключения можно принимать решение о необходимости очистки от железа или об отсутствии таковой.

Кстати, некоторые полагают, что все можно решить банальным отстаиванием, механической фильтрацией и последующим кипячением воды. Не обольщайтесь – этого обычно явно недостаточно. Процесс освобождения воды от железа – довольно сложная процедура, в которой могут применяться несколько различных технологий. И, кстати, ни одну из них нельзя назвать абсолютно универсальной и безупречной.

Технологии обезжелезивания воды

Итак, в зависимости от преобладающей формы содержащегося в воде железа применяется та или иная технология его удаления. А если точнее, то в большинстве случаев применяются комплексные установки, сочетающие в своей работе несколько методов обезжелезивания.

Технология аэрации воды

Эта технология в основном направлена на очистку воды от растворенного в ней двухвалентного железа – самого распространенного «бича» автономных источников. А в ее основу положено уже упомянутое выше в статье свойство этой формы железа активно окисляться при контакте с кислородом, с переходом в нерастворимую трёхвалентную.

Понятно, что чем больше будет, так сказать, площадь контакта воды с воздухом, тем активнее и быстрее станет идти процесс перехода железа из растворенной формы в твердую фракцию, которую впоследствии можно отделить обычной механической фильтрацией.

Решается эта проблема несколькими методами.

  • Простейший способ – это отстаивание воды в открытых и желательно — максимально больших по площади зеркала резервуарах. Наверное, понятно, что быстрых результатов подобным методом достичь невозможно – слишком уж ограничена площадь контакта. Но зато такой подход практически не требует никаких дополненных затрат. Достаточно установить большую ёмкость, скажем, на чердаке, чтобы вода самотеком после отстаивания и фильтрации попадала на точки потребления. Правда,  качество такого обезжелезивания, признаемся, не самое высокое. Хотя в качестве первой ступени очистки отстаивание воды применяют даже в промышленных масштабах.
Резервуары, подобные показанному на иллюстрации, применяются для первичного отстаивания воды для ее дальнейшей многоступенчатой очистки.
Резервуары, подобные показанному на иллюстрации, применяются для первичного отстаивания воды для ее дальнейшей многоступенчатой очистки.
  • Для повышения объемов контакта воды с кислородом воздуха активно применяется принудительная аэрация. Она также может выполняться по-разному.

— Например, вода может подаваться в емкость для отстаивания с разбрызгиванием. Простейший пример – это сознание многочисленных струй особыми головками, наподобие обычного душа. Во встречном направлении подаётся поток воздуха. Чем мельче разбрызгивание воды (а некоторые насадки способны довести ее до состояния «водяной пыли»), тем активнее процесс окисления, и тем быстрее выполняется очистка необходимого объема.

— Другой вариант – так называемая барботация, когда компрессор под давлением прокачивает воздух через ёмкость с водой.

Многие выпускаемые аэрационные установки (их обычно называют колоннами) совмещают оба принципа принудительного контакта воды с воздухом. То есть вода подаётся через разбрызгивающую головку, а снизу компрессор нагнетает воздух, пузырьками поднимающийся вверх и затем отводимый через специальный клапан. После аэрационной обработки вода перекачивается дальше на очередные модули очистки и фильтрации. Пример показан на схеме ниже:

Один из примеров устройства аэрационной колонны
Один из примеров устройства аэрационной колонны

— Отличные результаты дает и использование эжекторного узла. Сам по себе эжектор – это устройство, в котором происходит перемешивания жидкости и воздуха до практически дисперсного состояния. То есть тем самым достигается, пожалуй, максимальный контакт воды и кислорода, необходимый для быстрого и полноценного окисления свободного растворенного железа.

Эжектор обеспечивает максимальное смешение воздуха и воды
Эжектор обеспечивает максимальное смешение воздуха и воды

На схеме показано устройство эжектора. Стрелка 1 – это подача воды насосом из скважины. Стрелка 2 – подаваемый компрессором воздух. За счет особой формы сопел в смесительном узле происходит образование водо-воздушной дисперсии, которая перекачивается дальше для последующей сепарации воздуха и очистки воды.

На схеме ниже показан вариант установки для очистки воды с использованием эжектора:

Вариант системы обезжелезивания воды с использованием эжекторного узла
Вариант системы обезжелезивания воды с использованием эжекторного узла

На схеме цифрами и стрелками обозначены:

1 — труба, по которой вода подается на очистку от скважины.

2 — магистраль подачи воздуха компрессором, оснащенная воздушным фильтром.

3 — эжекторный узел, обеспечивающий создание водо-воздушной дисперсии.

4 — сепараторный участок – за счет резкого увеличения сечения трубы скорость потока замедляется, что обеспечивает отделение воздушный пузырьков.

5 — автоматический воздушный клапан, обеспечивающий отвод отделенного воздуха.

6 — модуль последующей очистки воды, механической, каталитической, безреагентной и т.п. — один или несколько, в зависимости от необходимой оснащенности системы по результатам лабораторного анализа воды.

7 — резервуар для накопления прошедшей очистку воды.

8 — подача воды из накопительного гидранта к точкам потребления.

Аэрация показывает весьма высокие показатели очистки. И если основная проблема поступающей из скважины воды заключается именно в превышенном содержании двухвалентного железа, то иногда можно этой стадией и ограничиться (естественно, с последующей механической фильтрацией образующегося нерастворимого осадка). Вода получится вполне пригодной для любого потребления.

Кстати, как можно заметить, в таких случаях создать аэрационную установку – вполне по силам умелому домашнему мастеру. Он может применить хоть все три перечисленных выше принципа смешения воды с воздухом – распыление, барботацию и эжекторный узел (сам эжектор несложно приобрести в магазине). После этого останется лишь установить фильтр механической очистки – и установка будет вполне работоспособной.

Можно, кроме того, акцентировать внимание, что насыщение воды кислородом помогает бороться с еще одной напастью, свойственной воде из автономных подземных источников – с запахом сероводорода. Так что аэрационная ступень не помешает, наверное, в любом случае.

Но все же чаще одной аэрацией не ограничивается – как мы видели, железо может присутствовать воде и в иных формах. В частности, против солей железа аэрация практически бессильна. И для полноценного обезжелезивания воды приходится применять и другие технологии.

Реагентный способ обезжелезивания воды

Значительно ускорить процесс перехода растворенного железа в твёрдую фракцию, которая уже поддается фильтрации, способны некоторые реагенты – химические соединения с мощными окислительными способностями. В частности, для очистки воды в ряде случаев используется перманганат калия КMnO₄ (в просторечье именуемый марганцовкой) или гипохлорит натрия NaOCl. Содержащихся в молекулах этих веществ атомов кислорода достаточно для окисления железа даже без процесса аэрации. То есть, казалось бы, гарантированный результат будет получен в любом случае.

Преобразовать растворенное в воде железо в твёрдую, поддающуюся фильтрации форму можно с помощью мощных химических реагентов-окислителей — гипохлорита натрия или перманганата калия (марганцовки).
Преобразовать растворенное в воде железо в твёрдую, поддающуюся фильтрации форму можно с помощью мощных химических реагентов-окислителей — гипохлорита натрия или перманганата калия (марганцовки).

Тем не менее, подобные способы очистки воды для бытового применения в настоящее время используются крайне редко. А причина кроется в том, что недостатков у подобной технологии – значительно больше чем достоинств. В принципе, достоинство-то только одно – гарантированно получаемый результат, а вот «минусы» придется перечислять:

  • Упомянутые окислители никак нельзя назвать полностью безвредными для человеческого организма. А это означает, что очистка воды с их применением требует тщательнейшей дозировки. Обеспечить это в бытовых условиях – вряд ли возможно.
  • Из первого пункта вытекает второй — дозировка должна в точности соответствовать реальному содержанию растворенного железа в воде. А эта величина, как уже отмечалось выше – непостоянная, подверженная значительным колебаниям по целому ряду причин. Значит, должна быть какая-то оперативно реагирующая «обратная связь» — система автоматизированного контроля концентрации железа и подаваемого для его окисления реагента. Понятно, что априори такая система дешевой быть не может, то есть стоимость очистки резко возрастает.

Если же упрощать систему, и пытаться регулировать подачу окислителей, как говорится, на глаз, то велика вероятность получить два противоположных, но одинаково неприемлемых результата: или вода останется неочищенной, или на выходе в воде будет превышена допустимая концентрация оставшихся незадействованными реагентов, что весьма опасно для здоровья людей, да и для окружающей среды – тоже.

  • Упомянутые реагенты расходуются довольно быстро, что потребует от пользователей постоянного пополнения. А это связано с немалыми затратами, в том числе – и времени. Кроме того, необходимо предусматривать и определенный обязательный резерв.

Одним словом, в условиях автономной системы водоснабжения этот метод выглядит слишком сложным, небезопасным, и вряд ли рентабельным.

В качестве активного окислителя может использоваться и озон. Мало того, озонирование воды помогает справиться и со многими небезопасными для человека микроорганизмами.

Система озонирования воды – помогает избавиться от повышенного содержания железа, но тоже не решает всех проблем.
Система озонирования воды – помогает избавиться от повышенного содержания железа, но тоже не решает всех проблем.

Да, такие установки доказали свою действенность. Однако, широкого применения среди владельцев домов они все же не находят. Причина – высокая стоимость как самого оборудования, так и очистки, сложность в монтаже, регулировке, повседневной эксплуатации.

К реагентной технологии можно отнести еще и очистку по принципу коагуляции. Заключается она во внесении в обрабатываемую воду специальных активных веществ, связывающих имеющиеся загрязнения с образованием труднорастворимого осадка, выпадающего на дно емкости в виде хлопьев. В качестве активных добавок используются сернокислый алюминий, оксид или хлорид алюминия, хлорное железо, сернокислое железо.

Правда, такая обработка актуальная для промышленной водоподготовки. В бытовых условиях она применения не находит.

Ознакомьтесь с полезными советами, как выбрать фильтр для воды, из нашей новой статьи на нашем портале.

Безреагентная технология обезжелезивания воды

Эта технология позволила в значительной степени уйти от недостатков обработки воды окислителями. Применяемые для нее засыпки не влияют негативным образом на химический состав воды. Это – всего лишь катализаторы, активизирующие процесс окисления железа растворенным в воде кислородом. Кроме того, они одновременно становится и сорбционным фильтром, задерживающим образовавшиеся твердые фракции железа.

Каталитическая засыпка может быть разной. Так, используют материалы чисто минерального происхождения – например, глауконит, доломит, цеолит.

Цеолит – минерал, активизирующий процесс окисления свободного железа в воде
Цеолит – минерал, активизирующий процесс окисления свободного железа в воде

В продаже представлено немало каталитических засыпок синтетического происхождения или являющийся комплексом нескольких материалов. К наиболее популярным, проверенным эксплуатацией можно отнести «ВIRM», «Pyrolox», «МФО-47», «МGS», «МЖФ» и некоторые другие.

Одна из наиболее популярных засыпок для обезжелезивания воды – «BIRM»
Одна из наиболее популярных засыпок для обезжелезивания воды – «BIRM»

В любом случае, сами по себе засыпки ни в какие реакции не вступают – они лишь выступают в роли инициатора активного процесса окисления двухвалентного железа. А образовавшаяся нерастворимая взвесь задерживается в слое самой засыпки. Кроме того, часто в таких обезжелезивающих колоннах практикуется прокладка слоя чистого мелкого гравия, тоже становящегося отличным фильтрующим барьером для загрязнений.

Устройство обезжелезивающей колонны показано на схеме ниже:

Колонна с каталитической засыпкой для обезжелезивания воды из скважины
Колонна с каталитической засыпкой для обезжелезивания воды из скважины

1 – корпус колонны;

2 – труба подачи воды;

3 – труба выхода очищенной воды;

4 – управлявший клапан с контроллером – «головка» колонны;

5 – трубка сброса дренажа;

6 – каталитическая засыпка (например, «ВIRM»);

7 – фильтрующая засыпка – слой гравия;

8 — нижний распределительный фильтр на заборе воды из колонны.

Собравшийся осадок время от времени удаляется обычной обратной промывкой колонны и сбрасывается в дренаж. А вот сам катализатор, по сути, и не расходуется и не теряет своих качеств очень долго.

Есть, правда, у этого способа обезжелезивания и свои недостатки:

  • Если применять его «в чистом виде», то растворенного в воде кислорода может оказаться недостаточно для полноценного окисления двухвалентного железа. То есть каталитическая очистка, как правило, не избавляет от необходимости установки аэрационной колонны.
  • Если вода имеет примеси сероводорода, то до попадания в каталитическую колонну она уже должна быть очищена от него.
  • Не для всякой воды такая технология подходит – имеются ограничения по щелочной и кислотной концентрации.
  • Фильтр такого типа требует довольно частного вмешательства – регулярной промывки. В противном случае упадет производительность или колонна вообще выйдет из строя.
  • Каталитическую засыпку никак не назовешь дешевым материалом. И когда, рано или поздно, приходит срок ее замены, потребуются немалые затраты.

И еще одно. Каталитическая очистка очень эффективно избавляет воду от растворенного железа. Но вот обеззараживание ей не под силу. Не справляется она в полной мере и с повышенным содержанием солей железа. То есть, помимо обязательного фильтра тонкой очистки, при необходимости приходится предусматривать дополнительные ступени водоподготовки. Например, сорбционный фильтр, ультрафиолетовый облучатель, применение специальных асептических реагентов. Возможен, например, вот такой вариант:

Схема фильтрующей системы с обезжелезиванием и обеззараживанием воды
Схема фильтрующей системы с обезжелезиванием и обеззараживанием воды

1 – подача воды из скважины;

2 – аэрационная колонна;

3 – компрессор, обеспечивающий подачу воздуха для аэрации воды;

4 – колонна каталитического обезжелезивания воды;

5 – дренажный сброс;

6 – фильтр тонкой механической очистки воды;

7 – ультрафиолетовая лампа для обеззараживания воды;

8 – подача очищенной воды к точкам потребления.

Ионообменная технология очистки

По правде говоря, такая технология напрямую не связана с обезжелезиванием воды. Скорее, здесь поставлена задача смягчения, то есть удаления так называемых солей жесткости. Правда, и с солями железа, если их концентрация требует корректировки, вопрос тоже решается.

Поэтому – лишь вкратце. Технология заключается в использовании специальных катионовых смол, которые при прохождении через них воды заменяют атомы других металлов на натрий. Тем самым удаляются труднорастворимые соли жесткости, способные создавать накипь, вызывать наросты и т.п.  Смола постепенно утрачивает свои качества, но обладает способностью к регенерации – для этого практикуется дозированная подачи соли (хлорида натрия).

Использовать ионообменную колонну исключительно для обезжелезивания – расточительно и непродуктивно. В контексте данной статьи такая ступень очистки играет, скорее, вспомогательную роль — у нее иные, но не менее важные цели. И чтобы колонна быстро не забивалась железистой плёнкой и взвесью трёхвалентным железа, в обязательном порядке в системе фильтрации перед ней должны быть установлены модули аэрации и каталитической очистки.

Например, распространен вот такой вариант:

Схема многоступенчатой очистки воды из скважины, включающей и обезжелезивание
Схема многоступенчатой очистки воды из скважины, включающей и обезжелезивание

1 – подача воды из скважины;

2 – фильтр-грязевик, не допускающий попадания в систему очистки крупный минеральных или органических включений;

3 – компрессор, подающий воздух для аэрации;

4 – эжектор, создающий водо-воздушную дисперсию;

5 – аэрационная колонна;

6 – колонна каталитического обезжелезивания воды;

7 – сорбционная колонна;

8 – ионообменная колонна для умягчения воды;

9 – солевой бак для регенерации ионообменных смол;

10 – фильтр тонкой механической очистки воды;

11 – подача воды на точки потребления.

Как видно, система очистки обычно делается многоступенчатой, и обезжелезивание – это лишь одна из ступеней приведения воды из скважины в пригодное для бытового применения состояние. Все модули системы связываются общей системой управления и контроля.

Видео: Комплексная система очистки воды из скважины «АкваЩит»

*  *  *  *  *  *  *

В публикации были рассмотрены основные способы очистки воды от железа на бытовом уровне. Надо сказать, что существует и несколько иных технологий. Например, это биологическая очистка, но она обычно применяется для водоподготовки в больших, промышленных масштабах, потому уделять ей внимание – особого смысла не видно.

Ознакомьтесь с разновидностями фильтров грубой и тонкой очистки воды, из нашей новой статьи на нашем портале.

Источник: stroyday.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector