Очистка воды от железа

С проблемой высокого содержания железа в воде, которую поднимают из колодцев и скважин для бытовых нужд может столкнуться каждый, кто пользуется подобным водоснабжением. Поэтому очистка воды от железа при повышенной жесткости становится головной болью многих хозяев загородных домовладений. Поскольку вначале она вроде бы чистая, но через какое-то время начинает буреть, и вкус ее становится странным.

Вода с железом в скважинах, что делать?

Даже в водопроводной воде может быть превышение нормы железа. В скважинной и колодезной воде норма по содержанию данного металла нередко превышается в десятки раз. Даже при содержании 1 мг железа в литре воды изменение вкуса и цвета невозможно не заметить. Если масса железных примесей достигает 3 мг в литре, начинают выходить из строя краны и смесители. В любой из подобных ситуаций не обойтись без специальной очистки – обезжелезивания.

Выясняем, нужна ли воде очистка от железа

По мнению ученых «железистая» вода одна из причин плохого здоровья. О нежелательности употребления «неприглядной» и неприятно пахнущей воды сигнализируют, и наши органы чувств к ним тоже стоит прислушаться. Тем более что жесткая железистая вода зачастую выводит из строя дорогостоящую бытовую технику. По этим и множеству других причин становится явной необходимость очистки воды от излишнего железа до нормы (0,3 мг/л), рекомендованной СанПиН.
При концентрации соединений железа, превышающей 0.5 мг/л начинают ощущаться проблемы. Для их решения производители фильтров предлагают такие их разновидности:

• одноступенчатые фильтры, для удаления 2 и 3-х валентного железа;
• обезжелезивательные фильтры «2-в-1» для умягчения воды;
• комбинированные устройства для фильтрации разных типов и форм железа.

Водоподготовку для бытовых и технических нужд проводят, используя фильтры обезжелезивания воды с разной степенью очистки.

Вред от железа

Казалось бы, неплохо получать полезный элемент из воды с повышенным его содержанием. Но постоянное ее употребление быстро приведет к избытку железа, которое не усвоится, а начнет накапливаться во внутренних органах. Как избыток, так и недостаток этого элемента в организме человека, чреват заболеваниями и неприятными симптомами:

• болезнями печени, почек и ЖКТ;
• поражением тканей при гемохроматозе;
• аллергическими реакциями;
• снижением иммунитета;
• сухостью кожи и ломкостью волос.

Помимо того, что такая вода не пригодна для употребления, она еще и очень вредна для труб, сантехники, бойлера, стиральной машины и другой бытовой техники.

Способы обезжелезивания воды

Железо в воде может присутствовать в нескольких состояниях:

• в двухвалентном состоянии металл содержится в скважинной и колодезной воде, полностью растворимые соединения Fe2+ увидеть невозможно, разве что на вкус можно ощутить;
• в трехвалентном состоянии металл может присутствовать в поверхностной воде.

В зависимости от состояния и концентрации железистых примесей применяются разные системы очистки воды от железа.

Способы фильтрации от двухвалентного железа

Против Fe II действенными считаются следующие способы фильтрации:

1. Ионообменный метод с использованием специальной смолы. При просачивании жидкости через картридж со смолой задерживаются ионы Fe II, формирующего жесткость воды. Их места занимают ионы замещения (чаще всего натрия). Благодаря ионному обмену между смолой и жидкостью изменяется химическая структура последней. Ионообменные смолы бывают не только обезжелезивающие, но и удаляющие марганец или органику. Ионный метод не применяется для фильтрации жидкостей, содержащих сероводород или трехвалентное железо.
2. Фильтрация системой обратного осмоса. Обратноосмотические магистральные фильтры воды от железа, основой которых является мембрана с пористой структурой, способствующей избирательному проникновению молекул. Ячейки такой мембраны сопоставимы с размером молекулы воды, при этом для примесей железа она служит непреодолимым барьером. Системы обратного осмоса могут фильтровать воду, содержащую двухвалентное железо до 20 мг/л.

Способы удаления трехвалентного железа

Проще всего удалить Fe3+ из жидкости механической чисткой, при которой ненужный осадок устраняется с помощью керамзитовой засыпки, а также решеток или сеточек, имеющих разную пропускную способность. Оптимальный вариант водоочистки для автономной системы водоснабжения обезжелезивательный фильтр для холодной воды. Применение системы ультрафильтрации эффективно, когда окислы Fe3+ присутствуют в большом количестве. Коллоидное железо прекрасно задерживается наномембранами.

Типы фильтров при повышенном содержании железа для дома и дачи

Для применяемых в быту простых способов фильтрации, существуют разные типы недорогих фильтров. Можно выбрать для скважины фильтр для воды с железом с реагентным или безреагентным принципом работы.

Реагентные

Оптимальный вариант для скважин с большим содержанием железа фильтр реагентной очистки воды. Если выбрать такой фильтр для воды от железа для дачи достаточно простой в использовании. Принцип его работы основан на окислении железистых примесей различными химическими веществами.

Безреагентные

Этому типу устройств для восстановления своих фильтрующих способностей не требуются реагенты. Практически любой безреагентный фильтр для воды обезжелезивающий абсолютно безопасный, не требует затрат на эксплуатацию, и потому чаще используется в системах водоснабжения загородных домов, обеспечиваемых из скважин. К данной категории относят следующие типы устройств:

• Механические. Такие фильтры самые простые и недорогие. Этот тип устройств предназначен для удаления нерастворимых железистых примесей. Их действие основано на задержании частиц окислов при прохождении водного потока через фильтрующие материалы, имеющие мелкоячеистую структуру.
• Адсорбционные. Действие этого типа устройств основано на свойстве твердого адсорбента поглощать из жидкости оксиды металлов. Распространенным адсорбентом бытовых фильтровальных устройств является активированный уголь. Производители предлагают разные виды устройств адсорбционного типа: в виде кувшинов, насадок на кран.
• Аэрационные. Фильтр от железа в воде для дачи аэрационного типа, рассчитан на удаление ионов Fe2+. Его действие основано на окислении двухвалентного железа кислородом, что приводит к образованию Fe3+. Нерастворимый осадок отстаивается и отфильтровывается механическим способом.

Народные способы обезжелезивания

Дачникам, которые пользуются водой из колодца фильтры для очистки воды от железа
покупать не всегда рационально. Поэтому, смекалистыми и рачительными дачниками и владельцами частных домов уже давно найдено немало способов, позволяющих быстро и качественно, а главное без особых затрат очистить воду из скважины от железа.

Отстаивание

Самым простым способом обезжелезивания воды из скважины считается отстаивание. Смекалистые дачники придумали, как сделать отстаивание более эффективным. Для этой цели они используют накопительный бак, к примеру, из-под ПВА тщательно отмытый объемом 500-600 л. На дне резервуара устанавливают два крана: для слива осадка и очищенной жидкости. При наполнении бака воду распыляют обычной душевой насадкой, чтобы она больше контактировала с кислородом воздуха. Затем добавляют гипохлорит натрия – безопасное для здоровья людей средство химического окисления воды для ее очистки. С помощью воздушной помпы продувают толщу воды для активного перемешивания. Далее оставляют на 2-3 часа, чтобы примеси железа выпали в осадок.

Замораживание

Удаление примесей железа замораживанием жидкости один из простых народных способов очистки воды без применения фильтров. Хотя этот метод не рассчитан на большие объемы воды, но сделать с его помощью небольшой запас жидкости для питья вполне реально. Для этого нужно в слегка сплюснутую (чтобы не разорвало) 1,5 л бутылку наполнить не до верха водой и положить в морозильную камеру. Когда 1/3 воды замерзнет у стенок бутылки оставшуюся не застывшую жидкость нужно вылить, в ней скопились все примеси. Изо льда, растопленного при комнатной температуре, получится вода, которую можно употреблять.

Длительное кипячение

Обезжелезить H2O без химических реактивов и, каких либо устройств можно длительным кипячением. Для этого воду в закрытой емкости кипятят в течении часа. Кипяченая вода становится мягкой, так как придающие жесткость примеси оседают на стенках емкости.

Самодельный фильтр

К народным способам обезжелезивания можно отнести и фильтр, собранный домашними умельцами из подручных материалов. Его действие основано на окислении примесей железа кислородом при заполнении бака водой. Нерастворимый осадок отстаивается и удаляется ручным способом. Затраты на изготовление и использование самодельного обезжелезивающего фильтра будут минимальными.

Методы промышленного и бытового обезжелезивания формулы техпроцесса

Промышленное обезжелезивание воды до норм СанПин достигается разными способами. Хотя принцип работы системы обезжелезивания скважинной и колодезной воды отличается от удаления примесей этого металла в промышленных масштабах, однако некоторые из методов вполне применимы в быту.

Реагентный

Для удаления железа воду обрабатывают раствором гипохлорита натрия (NaClO), причем этот метод находит применение, как для водоподготовки в промышленных масштабах, так и в частных домах. В процессе окисления железа гипохлоритом натрия не происходит подкисления воды (так как раствор щелочной), а это очень важно для процесса фильтрации. При использовании реагентного метода обезжелезивания в исходную воду перед фильтрами вводят раствор перманганата калия KMnO4 — марганцовки. По той причине, что это достаточно дорогой окислитель для экономии его часто сочетают с гипохлоритом натрия.

Электролизный

Электролизный метод обезжелезивания технологически прост. Суть его заключается в прохождение водного потока в межэлектродных промежутках, где и происходит электролиз. В результате пропускания электротока через воду кислород образуется непосредственно из молекул воды при прохождении электрохимической реакции, поэтому применения химических реагентов не требуется.

Озонирование

Метод озонирования основан на свойстве газообразного озона, под его действием все металлы окисляются. Метод предполагает для окисления примесей Fe2+ озонирование воды в колодцах и скважинах с помощью генератора озона. Применение озонирования для окисления двухвалентного железа обусловлено тем, что оно не увеличивает солевой состав очищаемой жидкости. Между тем в частных домах озонирование применяется крайне редко по той причине, что это самый дорогостоящий метод водоочистки.

Коагуляция

В основе метода коагуляции лежит укрупнение мелких примесей нерастворенных соединений железа и их последующее оседание или фильтрование с помощью специальных механических фильтров. Одинаковый заряд мелких частиц мешает им объединяться в группы. Введение флокулянтов приводит к потере заряда и устранению электростатического взаимодействия. Этим они способствуют укрупнению осадка и ускоряют процесс слипания осаждаемых коллоидных и взвешенных частиц.

Биологический

При значительном превышении допустимой концентрации железа в скважинной воде для ее обезжелезивания используют специальных бактерий. Водный поток пропускают через медленные песчано-гравийные фильтраторы с колониями железобактерий. После этого жидкость с образовавшимися коллоидными частицами, продуктами жизнедеятельности бактерий и бактериальными пленками отфильтровывают и обеззараживают ультрафиолетом.

Мембранный

Метод обезжелезивания, когда воду под давлением пропускают через мелкопористую мембрану относят к технологии обратного осмоса. С помощью микрофильтрационных мембран можно удалить коллоидные частицы гидроксида железа трехвалентного. Однако в быту при фильтрации фильтр для воды мембранного типа очищающий только от железа применяют достаточно редко, поскольку он дорогостоящий.

Методики обезжелезивания воды из индивидуальных скважин

Решением задачи, связанной с удалением примесей железа из воды чаще занимаются владельцы индивидуальных скважин. Для этой цели они используют разные методики обезжелезивания и фильтры для очистки воды от железа из скважины. На сегодняшний день наиболее эффективной технологией обезжелезивания воды является очистка аэрацией путем создания искусственного воздухообмена. Использование компактных устройств позволяет применять некоторые виды аэрации для автономных систем водоснабжения. В зависимости от технологических особенностей данного процесса выделяют три основных метода аэрации.

Компрессорная напорная аэрация

Распространенным методом окисления примесей железа является напорная аэрация. Подобная система очистки воды от железа из скважины включает в себя аэрационную колонну, в которой и происходит процесс напорной аэрации с помощью воздушного компрессора. Благодаря интенсивному контакту жидкости с нагнетаемым воздухом окисляются примеси железа и марганца. Вода с окисленными примесями переходит на следующую ступень очистки, где происходит фильтрация железа.

Безнапорная аэрация эжекторная

Принцип работы этой не менее популярной упрощенной системы такой же, как и у других аналогичных способов основанных на аэрации. С той лишь разницей, что в ней контакт жидкости с воздухом обеспечивается с помощью компактного эжектора, выполняющего функции трубки Вентури. При прохождении жидкости через трубу засасывается воздух. В результате интенсивного перемешивания жидкости с воздухом в месте сужение трубки увеличивается скорость окисления примесей металлов. Вода с железом и растворенным кислородом поступает в фильтр с каталитической загрузкой.

Реагентными катализаторами

Метод обезжелезивания реагентными катализаторами используют, когда требуется воде, добываемой из скважины в загородном доме очистка от железа. Метод каталитической очистки воды заключается в использовании реагентных катализаторов для ускоренного преобразования состояния железа из растворимого в нерастворимое. Чтобы вызвать реакцию, в колонну засыпают один из катализаторов и помещают ее на входном отверстии блока автоматики. В качестве катализатора используют чаще всего пиролюзит или диоксид марганца. Помимо пиролюзита в колонну засыпают гравийную подушку и гранулы сорбента, которые удерживают в колонне, образующийся осадок.

С помощью ионообменных смол

Метод обезжелезивания с использованием ионообменной смолы заключается в удалении из водного потока ионов двухвалентного железа. При прохождении жидкости через картридж со смолой ионы Fe II задерживаются на ее гранулах, а их места занимают ионы натрия. Благодаря ионному обмену происходит обезжелезивание жидкости.

Фильтры для очистки воды из скважины от железа в быту

Если для промышленной и коммунальной очистки воды применяют высокоэффективные фильтровальные установки, требующие больших финансовых расходов, то в быту чаще используют более простые и недорогие устройства такие как проточный фильтр для воды от железа и марганца Гейзер.

Грубой и тонкой очистки

В загородном доме начинает процесс обезжелезивания воды из скважины фильтр грубой очистки, оснащенный дренажной системой. Принцип его работы позволяет избежать постоянной замены картриджа благодаря обратной промывке. Механический фильтр очищает воду из скважины от твердых частиц. Засыпкой в таком устройстве служит гранулированный алюмосиликат или керамический порошок. Но фильтры грубой очистки не делают воду пригодной для питья. В ней могут содержаться химические вещества и даже болезнетворные бактерии. Для их удаления применяют устройства тонкой очистки: кувшинного типа, магистральные, насадки на кран, под мойку.

Каталитические

Для частного дома система очистки воды от железа из скважины довольно часто включает в себя и каталитические фильтры. Для ускорения протекания окислительной реакции в каталитических фильтрах применяются засыпки на основе природных минералов доломита, цеолита, глауконита. Помимо их используются и синтетические загрузки на основе керамзита, диатомита, алюмосиликатов. При фильтрации железистой воды через слой наполнителей происходит окисление железа и марганца и их перевод в нерастворимый осадок, который осаждается на загрузке благодаря высокой пористости этих материалов.

Ионообменные

Действие такого типа устройств основано на свойстве полимерных смол, которые используются в качестве засыпки ионообменных фильтров. При прохождении жидкости через слой ионита ионы Fe 2+ прикрепляются к смоле выбивая при этом ионы натрия. В первую очередь применяемый для обезжелезивания воды из скважины фильтр ионного обмена ограничивает присутствие трехвалентного железа.