Методы обезжелезивания воды: плюсы и минусы наиболее эффективных способов очистки

Как выглядит вода с большим содержанием железа

Железо в воде содержится в двух основных формах. На рисунке мы видим двухвалентное и трехвалентное железо.Железо в воде содержится в двух основных формах:

Двухвалентное – растворимо в воде.

Поэтому такая водичка (после забора из скважины) кажется чистой и прозрачной, содержания посторонних примесей незаметно.

Но если налить ее в открытую ёмкость и дать ей отстоятся некоторое время, то под влиянием кислорода железо, растворённое в ней, постепенно окисляется и выпадает на дно в виде желтовато-бурого осадка

Трёхвалентное – нерастворимо. Повышенное содержание железа в воде сразу выдает себя характерным желтоватым оттенком.
Вода, содержащая железо.

Чаще всего вода может содержать избыток растворённого двухвалентного железа.

Когда пить -вредно!

Столько, сколько содержит эта вода железа, организм  человека просто не усвоит, возможно даже отравление!  Если из вашего крана течет вода с железом, вред, который она приносит организму, может быть достаточно серьезным.

До 90% питьевого водоснабжения в окрестностях  Москвы обеспечивают подземные воды, и почти по всей области они, по данным МНПЦ «Геоцентр-Москва», имеют переизбыток  содержания железа и марганца. По мнению ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), повышенное железо в воде недопустимо, безопасный для здоровья уровень – если содержание железа в воде не превышает 2-3 мг/литр.

Valexs:

– Для того чтобы очистить воду с таким составом, с меня запросили 150 тыс. руб. (за фирменную очистную станцию).

Как обезжелезить воду своими руками

Для обезжелезивания воды в домашних условиях нужно:

• использовать циркуляционный насос в системе подачи воды;
• установить фильтр в теплом месте;
• для нормальной работы фильтра он должен очищать как минимум 200 литров в неделю;
• обезжелезить воду можно, отстаивая ее в стеклянных емкостях.

Для частных домов на приусадебных участках устанавливают колодцы или скважины. В таких случаях можно самостоятельно сконструировать систему для накопления воды, ее обезжелезивания и уничтожения бактерий (смотрите фото ниже).

Но подобные фильтры бесполезно использовать при водопроводных системах, состоящих из металлических труб, сгонов, муфт и т. д. Трубопровод должен быть металлопластиковым с фурнитурой из латуни или нержавеющей стали.

Главная часть системы – это столитровая емкость из дюралюминия. Посредством насоса вода поступает на распылитель А4. С помощью элемента А1 происходит концентрация озона внутри емкости. Вода из О1 сначала подвергается процессу фильтрации, после чего насосом поднимается на О2. После чего через патрубок О3 поступает кислород или воздух. Патрубки О4 и О5 (соединенные силиконовым шлангом), служат для контроля уровня воды в емкости. А2 – это обратный клапан. Насос А3 доставляет воду из бака.

Помните, что от качества потребляемой жидкости напрямую зависит ваше здоровье и жизнь в целом. Поэтому стоит задуматься об очистке воды и ее обезжелезивании. Помочь в организации этого процесса вам могут только профессионалы.

Лучшие производители

Гейзер

Установки компании «Гейзер» одновременно с обезжелезиванием производят умягчение жидкости. Первый этап – механическая очистка взвесей. На втором этапе в колонне с засыпкой из катионообменной смолы происходит удаление органического растворенного железа, марганца, гуминовых кислот. Финишная подготовка происходит в колбе с сорбентом. Цена такой установки от 40 000 рублей.

Аквафор

Система Аквафор WaterBoss 700 выполняет фильтрацию по трем параметрам: механическая очистка осадка, обезжелезивание и умягчение. В колонне устройства используется засыпка ионообменной смолы, восстанавливающая свойства после промывки. Производительность установки 1.5 кубических литров в час. Фильтр рассчитан на концентрацию железа до 10 мг/л. Средняя стоимость изделия 70 000 рублей.

Atoll

Популярный производитель систем обратного осмоса предлагает фильтры с 4 или 5 ступенями очистки. Комплекты различаются производительностью и размерами накопительного бака. Общим фактом для всех моделей является высокая степень удаления загрязнения. Использование угольного постфильтра улучшает вкус воды. Система проста в обслуживании, достаточно 2 раза в год менять картриджи.

Нормы железа в воде и его разновидности

Для организация автономного водоснабжения домов используют бытовые скважины, глубина которых может достигать 200 м. Обсадная колонна глубинных (артезианских) источников доходит до известковой породы и опирается на нее, поднятая наверх вода имеет кристально чистый вид без примесей песка и глины.

Однако в большинстве случаев артезианские скважины из-за высокого давления пластов земли на водные бассейны, из которых производят водозабор, дают воду с высокой минерализацией. В ней могут содержаться сероводород, оксиды калия, марганца и железа. Последний элемент встречается чаще других в высокой концентрации и оказывает наиболее негативный эффект на технические характеристики и экологическую чистоту воды.

Иногда железо попадается и в менее глубоких скважинных источниках на песке или в воде колодца, однако в большинстве подобных случаев его процент существенно ниже, чем в артезианских скважинах, а методы водоочистки могут быть совершенно другими.

Установленные санитарными службами нормы не допускают использование для питьевых нужд воды с содержанием железа более 0,3 мг на литр. При превышении этого норматива требуется очистка воды от железа по одной из нескольких технологий в зависимости от концентрации и химической формулы металла.

При бытовом водозаборе из артезианских скважин, пробуренных на даче или территории индивидуального коттеджа, потребитель может столкнуться со следующими формами железа в составе воды:

Двухвалентное. Свободное двухвалентное железо Fe2+ полностью водорастворимо, поэтому его присутствие нельзя определить визуально, критерием может быть запах и вкус воды. После отстаивания растворимый Fe2+ в результате химической реакции с кислородом, содержащимся в атмосферном воздухе, превращается в нерастворимый трехвалентный оксид железа Fe3+.

При водоочистке учитывают растворимость двухвалентного Fe2+ и не очищают такую воду механическими методами. Ряд технологий очистки воды от железа из скважины состоит в интенсивном насыщении водных масс кислородом до преобразования металла в растворимый осадок и затем их дальнейшей фильтрации.

Трехвалентное. Как было указано выше, трехвалентное железо Fe3+ образуется после окисления двухвалентного, оно придает воде рыжеватый цвет и оставляет налет на сантехническом оборудовании и посуде. Обычно избавиться от рыжего цвета удается при помощи проточных угольных фильтров.

Существуют и другие формы железа, присутствующие в воде в виде взвесей: бикарбонат Fe(HCO₃)₂, карбонат FeCO₃, сульфид FeS и сульфат FeSO₄ железа, однако эти соединения нечасто встречаются в артезианках, имеют низкую концентрацию и отфильтровываются при любых способах водоочистки.

Визуально, по запаху и вкусу, определить наличие перечисленных реагентов в воде невозможно из-за их невысокого процентного содержания, искомые данные получают лабораторным путем после проведения химического анализа взятой пробы.

Ржавчина Fe(OH)3. Общеизвестная ржавчина образуется в результате взаимодействия воды с железом, содержащимся в сплавах (сталь), на открытом воздухе, она состоит из трехвалентного оксида железа Fe₂O₃ и метагидроксида Fe(OH)₃. Так как соединения в составе ржавчины водонерастворимы, она легко отделяются механическими фильтрами в результате водоочистки.

Коллоидное. Коллоидное железо органического происхождения находится в воде в виде очень мелких взвешенных частиц размером не более 0,1 мкм, оно не поддается отстаиванию и удалению бытовыми угольными водоочистными фильтрами. Очистить водную среду от столь мелких коллоидных фракций можно лишь при использовании установки обратного осмоса.

Бактериальное. Данные соединения в водной среде связаны с присутствием колоний бактерий, превращающих в процессе своей жизнедеятельности двухвалентного нерастворимую форму Fe2+ в трехвалентную. Бактерии образуют на водной поверхности плотную радужную пленку, придают структуре воды вязкость, делают ее непригодной для питья из-за неприятного запаха и плохого вкуса. Как и в случае с Fe3+, водоочистка от нерастворимого бактериального железа может быть проведена с использованием бытовых механических фильтров.

Рис. 3 Последствия использования воды с повышенной концентрацией железа

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;

мутность и цветность;

содержание двух и трех валентного железа;

содержание сероводорода;

общую и карбонатную жесткость;

окисляемость;

содержание хлоридов и сульфатов.

Монтаж системы обезжелезивания воды

Если вы хотите создать автономное водоснабжение своего дома с помощью скважины, то после ее изготовления, важно провести анализ жидкости и правильно выбрать установку фильтрации. Современные системы помогают создать такую структуру воды, которая будет безопасна для организма

На первой стадии такие установки проводят механическую очистку воды с помощью грубых фильтров. Одновременно с этим процессом проводится снижение кислотности и хлорирование воды. Если вода обладает большим количеством песка, то ее очищают непосредственно в скважине.

При монтаже системы водоподготовки используют грязевики и модули двухступенчатой очистки жидкости от железа и сероводорода. Их установка зависит от выбранной технологии чистки. Обычно установки поставляются на участок в готовом виде. Поэтому их подключение не составит большого труда. Главное, связать системой шлангов скважину и очистную установку. Если в скважине были обнаружены микроорганизмы, то от них избавляются с помощью аппарат Уф — обеззараживания.

Оборудование для очистки жидкости устанавливают на поверхности. Для этого обычно используют подвал в доме или специально построенный хозблок. Насосное оборудование выбирается исходя из количества модулей очистки, интенсивности потребления жидкости и наполнения скважины. Для питьевой воды можно создать отдельный кран. Так пользоваться такой системой очистки будет комфортно и удобно.

При монтаже систем очистки воды важным моментом является диаметр используемых труб. Выбирают такой, который позволяет транспортировать воду со скоростью не более 1,5–2 м/с. Трубы должны быть выбраны из таких материалов, которые отличаются небольшим весом и не склонны коррозии.

Железо в воде из скважины

Можно заказать монтаж водоочистной установки в специализированной фирме. Но влетит это в копеечку.

Valexs:

– Я завершил бурение скважины на участке. Воды много.

На вид она кристально чистая, но сильно воняет железом и даже на вкус отдаёт ржавчиной.

Если налить её в банку, то часов через 12 она начинает желтеть, а через сутки на дно выпадает бурый осадок. Поэтому я решил сделать анализ, чтобы узнать про содержание железа в воде и концентрацию других соединений и примесей, вот что получилось:

• рН – 6.93;
• жёсткость общая – 6.2 мг-экв/л;
• жёсткость кальция – 5.0 мг-экв/л;
• щёлочность общая – 0/2.4 мг-экв/л;
• хлориды – 2.52 мг-экв/л (89.5 мг/л);
• железо общее – 19.13 мг/л;
• железо II – 16.85 мг/л;
• железо III – 2.28 мг/л;
• сульфаты – 18.8 мг/л;
• окисляемость – 4 мг/л.

Получите профессиональный подход к выбору фильтра с гарантией результата.

Первый шаг это анализ воды. Инженер нашей компании выезжает к вам для отбора проб и осмотра места установки фильтра. После, пробы доставляются в лабораторию в тот же день.

Второй шаг. Инженер технолог, по показателям исследования, проектирует схему очистки и готовит коммерческое предложение с описанием и стоимостью оборудования.

Третий шаг. Мастер монтирует фильтры, запускает в рабочий режим, дает инструктаж по использованию и сервису фильтрационного оборудования.

Как понять что в воде железо?

Если вода содержит железо, это очень легко заметить. «Железная вода» легко окрашивает водопроводную арматуру, керамику и кухонные принадлежности. При использовании такой воды для стирки, она будет оставлять на вещах красновато-коричневые пятна. Железо также оставляет свои красноречивые отметины на стенах и полах при уборке помещений.

Почему необходимо делать анализ?

Перед покупкой фильтра для удаления железа, воду стоит проверить в лаборатории, подбирать очистку наугад не правильно

Важно понимать, какое количество железа и какое у него химическое состояние: Fe2+ или Fe3+. Так же, важен водородный показатель ph, его уровень влияет на скорость окисления железа

Позвоните нам что бы задать вопросы +38 (098) 19-20-724

Очистка воды из скважины от железа

В данном случае металл можно увидеть в виде бурого осадка, если оставить жидкость отстаиваться на несколько часов в прозрачной емкости. Если загрязнение связано с жизнедеятельностью бактерий, то образуется пленка, имеющая разноцветные масляные разводы.

Трехвалентные металлические соединения нерастворимы, и их видно потому, что вода окрашивается и становится бурой. В этом случае отстаивание – более и менее приемлемый способ очистки от железа. Подобная проблем встречается не только в домах, где есть скважина или колодец. Централизованная система также служит источникам загрязнения. Отстаивание, хоть и не самый лучший метод, но достаточно эффективный, если иного способа пока нет.

Аэрационный метод обезжелезивания

Нужно обеспечить контакт жидкости в кислородом. В этом случае молекулы железа окисляются, вступая в реакцию. Чтобы очистить воду от железа из скважины данным способом, нужно, чтобы металл был превращен в трехвалентное соединение оксида, которое становится тяжелее, и выпадает в качестве осадка на дне бака.

Есть две технологии, которые позволяют добиться требуемого эффекта:

1. Без напора. В бак подается жидкость, которая распыляется форсунками. При этом она обогащается кислородом из воздуха, что приводит к ожидаемому эффекту.
2. Под напором. Используется скруббер колонного типа, в который вода подается под высоким давлением. Для этого в систему включается компрессор.

Но есть и другие способы очистки воды от железа из скважины, которые основаны на свойствах этого металла.

Процесс озонирования

Хлор сейчас не используют, так как этот элемент не отличается экологической безопасностью. Процесс доступен в промышленном масштабе, и не может быть реализованным в домашних условиях. Нужно устанавливать специальное оборудование, а применение химических элементов требует наличие специальных разрешений.

Ионообменный способ

Контактируя с водой, они вызывают течение реакции замещения ионами железа. Это эффективный способ для частного дома, дачи или даже квартиры. Фильтр занимает мало места, и его можно установить на кухне в шкафу под раковиной. Система автономна, и не требует постоянного контроля. Обслуживание фильтров  имеет периодический характер согласно регламенту, установленному производителем.

Метод обратного осмоса

Методика считается самой лучшей, так как фильтруемая жидкость очищается от любых примесей, включая молекулы металлов. Для этого монтируется комплекс, который имеет несколько ступеней, первая из которых – механическая фильтрация жидкости, пропускаемой через сетку. На следующем этапе вода проходит сквозь минерализатор. Здесь она восстанавливается, и очистка идет на молекулярном уровне. Все необходимые компоненты очистной станции имеются в свободной продаже.

Применение реагентов

Применение химических соединений для абсорбции в домашних условиях может привести к протеканию неконтролируемой реакции, что опасно для жизни и здоровья проживающих в доме людей.

Но один из способов улавливания молекул железа все-таки имеется, и успешно применяется. В качестве активного вещества используется гипохлорит натрия. В результате образуются молекулы, которые не растворяются в воде, и их можно извлечь из жидкости механическим способом. Для этого используются специальные фильтры.

Принцип работы установок обезжелезивания

Из приведенных выше негативных факторов понятно, что применение в бытовом хозяйстве воды с большим содержанием железа абсолютно неприемлемо как с точки зрения комфортабельного проживания в доме, так и в отношении здоровья жильцов. Поэтому удаление железа из скважинной воды при его повышенной концентрации актуально для большого числа собственников индивидуальных домов с автономным водоснабжением.

Все существующие методы обезжелезивания воды можно разбить на две основные группы:

Безреагентная очистка. Выше было указано, что железо в составе артезианской воды находится в растворенном состоянии (Fe2+) и при взаимодействии с воздухом (точнее с кислородом) переходит в нерастворимую трехвалентное фазу Fe3+, осадок которой далее можно отделить механическими фильтрами.

На этом принципе и построена безреагентная очистка, главной задачей которой является насыщение водных масс воздухом (аэрация) различными способами или кислородом с дальнейшей механической фильтрацией полученного нерастворимого осадка.

Так как процедуру насыщения водной среды кислородом можно проводить с различной интенсивностью и разных объемов в неограниченных временных интервалах, технологию используют при очень высоком содержании железа в воде более 3 миллиграмм на литр.

Реагентное обезжелезивание. Данная технология водоочистки и обезжелезивание воды из скважины заключается в использовании химических препаратов, каталитических или ионообменных засыпок, с которыми железо, содержащееся в воде, вступает в каталитическую, химическую или ионообменную реакцию. Результатом взаимодействия растворенного Fe2+ с химическими реагентами является получение нерастворимого трехвалентного осадка, при использовании ионообменных смол оксиды железа замещают ионы на поверхности гранул и затем смываются солевым раствором.

Рис. 5 Вариант схемы применения скважинных водоотстойников

Очистка воды

В городе, благодаря наличию центральной системы подачи воды, достаточно поставить фильтры малой мощности, так как вода проходит очищение на городской станции водоочистки. Жильцы частных домов нуждаются в более мощных фильтрах для очистки воды. Такие фильтры даже могут относиться к категории полупромышленных. Установки с картриджами для очистки воды в частном доме – очень дорогое удовольствие. Поэтому специалисты советуют использовать для водоподготовки сменные реактивы. Они дешевле, чем постоянно менять картридж.

Неважно в квартире или в частном доме, водоподготовка начинается с установки фильтра механической очистки. Он препятствует прохождению песка, небольших камней, примесей

Обычный фильтр для городской квартиры не сможет переработать столько воды сколько нужно для нужд целого дома. Поэтому ставят полупромышленное оборудование с дренажной системой. Устройство водоподготовки периодически осуществляет промыв водой обратного тока. В дренажную систему засыпают керамзит или алюмосиликаты.

После механической очистки начинают работать катализаторы. Их задача убрать из воды соли магния и кальция, сероводород. Катализатором служит двуокись марганца. После работы катализатора образуется железо и марганец в виде осадка. При промывке эти вещества смываются обратным током воды в дренаж.

Третий этап – смягчение воды. Это происходит в процессе химической реакции. За счет удаления ионов тяжелых металлов ионообменным фильтром водя умягчается.

Следующая стадия – прохождение воды через адсорбционный угольный фильтр. Он имеет отличия от бытовых фильтров. Главное – это то, что в нем есть система регенерации за счет обратного тока воды.

Последнее звено в водоподготовке – обеззараживание с помощью лампы ультрафиолета. Такая лампа прослужит очень долго и применяется для бытовых и промышленных фильтров.

Чтобы получить кристально чистую воду, помимо системы водоподготовки в доме стоит использовать бытовой фильтр, работающий по типу обратного осмоса или с помощью картриджа.

Какие фильтры самые известные

Монтаж стационарной автоматической системы для подготовки воды к использованию – лучшее решение для владельцев частных или загородных домов. Система очистки состоит из блока управления и самих фильтров. Каждый фильтр выполняет определенную функцию. Существуют осадочный фильтр, фильтр удаления железа, смягчитель, угольный слой. Все фильтры стоят в системе в определенной последовательности.

Систем водоподготовки много, но стоит доверять только проверенным производителям. Среди них выделяют:

1. Оборудование производства США – блок управления от AUOTROL, FLECK, ECOWATER SYSTEMS.
2. Корпус для фильтра от бельгийского производителя STRUCTURAL, испанского PEVASA.
3. Наполнение для фильтра от британского PUROLITE, японского MITSUBISHI, немецкого BAYER.

Выбор модели фильтра стоит доверить профессионалам, которые этим занимаются постоянно. Они собирают системы водоочистки на основе компонентов от разных производителей. Можно быть уверенными, что в таком случае система будет собрана именно под потребности конкретного дома.