Способы очищения воды от железа

Порядок отбора воды на анализ

Согласно нормативам, допустимое количество железа составляет 0,3 мг/л. Превышение этого показателя визуально определить не получится: вода остается прозрачной, нет постороннего запаха. Но при этом на выстиранной одежде, на дне электрического чайника могут появиться ржавые следы.

Чтобы полученный результат был точным и достоверным, важно правильно забирать содержимое скважины для анализа. Для сбора жидкости нужна стеклянная емкость, при этом нельзя брать изделия из-под сладких напитков — это может исказить результаты.

Таким же образом на данные может повлиять пластик, поэтому бутылки из этого материала также не подойдут.

Жидкость нужно набирать медленно, чтобы не было напора — так не происходит насыщение кислородом, которое негативно скажется на результатах. Бутылку заполняют, заворачивают в темный пакет.

Полученная вода годна для анализа в течение 3 часов после сбора. Если нет возможности оперативно доставить жидкость на проверку, емкость ставят в холодильник (максимум на 1,5-2 суток).

Воду для анализа лучше набирать в специальный тест-набор, так как использование бутылок из пластика может дать искажение результатов.

Нужно обязательно проверять воду из нового источника, из действующей скважины — хотя бы раз в 2 года. При появлении странного запаха, изменении цвета рекомендовано на время отказаться от использования такой жидкости в любых целях, срочно отправив ее на анализ.

Фильтрация как современная технология водоочистки

Очистка питьевой воды при помощи фильтров – популярный способ удаления железа в домашних условиях. Существует несколько вариантов реализации такой методики:

  • Каталитическая обработка.
  • Ионный обмен.
  • Обратный осмос.

Каталитические фильтры используют специальные химические вещества, которые при контакте с жидкостью способны генерировать чистый кислород. Растворенное железо, проходя через такие барьеры, распадается на мелкие частички, а затем после отсеивания осаживается. Недостатки каталитического метода – потребность в введении химреагентов и предварительной очистки (аэрацией) воды.

Фильтры для ионного обмена делаются из синтетической гранулированной смолы. В ней имеются катониты. Они при взаимодействии с жидкостью замещаются ионами железа. В результате на выходе получается чистая питьевая вода.

Самый современный и эффективный способ удаления Fe и других вредных примесей (солей, бактерий) – применение фильтров обратного осмоса. Они на молекулярном уровне задерживают разные виды загрязнений, располагая особой мембраной, которая устанавливается прямо в трубу, подающую водный поток из скважины в загородный дом.

Обратноосмотические приспособления используются в комплексных системах очистки. В последние обязательно включаются механические фильтры, необходимые для предварительного удаления крупных примесей. Главный минус таких агрегатов – высокая стоимость мембран.

Схемы очистки воды из скважины

Очистка воды от железа http://ozon-voda.ru/ochistka-vody-ot-zheleza

Она предусматривает последовательное прохождение четырех этапов:
  • Поступление воды в специальный фильтр, внутренняя среда которого позволяет проходить жидкости 2-3 степени очистки;
  • Прохождение первичной стадии очистки, на которой растворенное железо приобретает нерастворимую форму;
  • Фильтрация воды через подложку из гравия и вывод чистой жидкости из системы;
  • Смыв в канализацию железистого осадка, который остался в фильтре.
  1. Аэрация и окислительный катализ. В этом случае применяют специальную компрессорную систему, оснащенную аэрационной колонной. В ней происходит насыщение железистой воды кислородом и ее окисление. Катализатором химической реакции служит сорбент из гранулированного активированного угля. После окисления железо переходит в нерастворимую форму, выпадает в осадок и удаляется.
  2. Многокомпонентный обмен с помощью ионной смолы. Такая фильтрация проходит в одну стадию. Ионная смола выступает в качестве сорбента, который смягчает воду, понижает ее окисляемость, уменьшает цветность, удаляет загрязнения, замещая железо жидкости ионами натрия.
  3. Фильтрация диоксидом марганца. Этот реагент окисляет железо, задерживает его, а потом удаляет при обратном осмосе. Диоксид марганца можно использовать при очистке воды аэрацией, хлорированием или озонированием. Он позволяет удалять вредные примеси даже с низкой концентрацией.
  4. Самостоятельная очистка реагентами. Это наиболее распространенный метод, который может использовать любой домашний мастер. В основе метода заложен принцип окисления и задержание частиц железа в фильтре для очистки воды из скважины. В качестве реагентов применяют хлор, марганцовокислый калий или гипохлорит кальция. Все они восстанавливаются с помощью недорогой соли в таблетках.
  5. Очистка электрическим полем. В ее основе заложены окислительные свойства магнитных крупиц меди и цинка. При взаимодействии с железом воды они остаются в корпусе фильтра, в то время как электрохимические процессы противодействуют окислению жидкости.

Очистка воды от песка

Промывку скважины от песка можно осуществить тремя основными методами:

  • В первую очередь следует прокачать воду. При включенном насосе нужно добиться ее большого оттока. Если оборудование скважины исправно, вместе с водой весь песок, который попал в трубу, будет удален. После этого возобновится подача чистой воды без примесей.
  • Если первый способ не оказывает нужного эффекта, можно выполнить промывку пробуренной скважины. Для этого в нее потребуется опустить колонну, состоящую из труб, и подать в эту систему воду под напором. В результате этой процедуры песок, который скопился внизу, вместе с водой поднимется вверх, проникая в пространство между трубами, и выплеснется из скважины.
  • Альтернативой промывке может служить продувка системы. Для ее осуществления в скважину нужно вставить трубу и подать в нее воздух. Давление должно составлять 10-15 атм. Все загрязнения со дна поднимутся при этом по полости между трубами на поверхность, и скважина очистится.

В крайнем случае, если все перечисленные методы для условий участка не подходят, загрязненную воду можно оставить для отстаивания. После выпадения песочного осадка чистую жидкость нужно аккуратно перелить.

Очистка воды от извести

  1. Отстаивание. Для этого большую емкость нужно наполнить водой и ждать осаживания частиц. Спустя некоторое время чистую воду сверху надо аккуратно слить, а потом удалить осадок.
  2. Фильтрация. Она позволяет удалить нерастворимые частицы извести. В процессе очистки можно использовать различные модели фильтров, вид каждого из которых обеспечивает соответствующее качество воды на выходе.
  3. Кипячение. Оно используется при потребности в небольшом количестве чистой воды. Соли кальция в кипятке приобретают нерастворимую форму. Недостаток метода — образование накипи и определенная сложность ее удаления из емкости после кипячения воды.
  4. Обратный осмос. Этот метод предусматривает применение специального фильтра с мембраной, которая задерживает все посторонние вещества, кроме молекул воды. Перекрестное течение в фильтре промывает его и предохраняет этим от засорения. Такая система очистки воды из скважины от извести наиболее эффективна по сравнению с предыдущими тремя способами.
  5. Химический способ. Он позволяет при помощи различных реагентов, связывающих соли, удалять из артезианской воды коллоидные растворы. После протекания реакций образуются нерастворимые частицы, которые можно уловить с помощью обычных фильтров и удалить. Такой способ предназначен для очистки значительных объемов воды.

Этап №1 Проверка

Итак, с чего надо начинать. В первую очередь надо выяснить, а нужна ли воде из скважины очистка. Может она уже сама по себе чистая. Самостоятельно такой анализ не сделать. Конечно, если на поверхности водной глади плавает желтоватая пленка, или выпал бурый осадок, то сомнений нет. Но если никаких признаков не видно, то это не значит, что в воде нет железа. Поэтому воду из скважины надо отнести в лабораторию при Водоканале.

Что может определить лабораторный анализ. Только одно – концентрацию железа. И вот здесь хотелось бы сделать небольшое отступление и рассказать о самом железе.

Вода с большой концентрацией железа

Во-первых, в человеческом организме железо выполняет много полезных функций. К примеру, без него не проходит синтез ДНК, оно является регулирующим элементом клеточного метаболизма, гемоглобин – это 60% железа. Но все, о чем было сейчас перечислено, относится только к двухвалентному железу. Все остальные железные соединения для человека вред.

Что об этом говорит Всемирная организация здравоохранения. Уважаемая организация установила предельную норму присутствия двухвалентного гидроксида в воде. Его значение – 0,3 мг/л. Если анализ показал значение ниже этого норматива, то обезжелезивание воды проводить не надо. В противном случае это необходимо делать в обязательном порядке.

Но есть еще один момент. Высокая концентрация Fe сопровождается повышенной жесткостью водной массы. А это серьезный фактор, который отражается на жизни людей:

  • снижается эксплуатационный ресурс бытовой техники;
  • выходят часто из строя запорная арматура и другие приборы, устанавливаемые в сеть водопровода;
  • изменяется вкус пищи;
  • портиться мебель;
  • одежда, которую постирали в такой воде, принимает своеобразный грязноватый цвет.

Итак, на первом этапе надо определиться с качеством воды. И если оно не соответствует нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01, то придется решать вопрос обезжелезивания воды из скважины. То есть надо будет подобрать фильтр.

Санитарные нормативы питьевой воды

Фильтрация воды с засыпкой

Очищение воды из скважины от железа с использованием фильтра с засыпкой с системой обратной промывки представляет собой одну из разновидностей реагентных и осадочных способов. Потребность в ней возникает при подготовке воды из скважин в тех случаях, когда аэрация не может быть применена по техническим причинам или обеспечивает недостаточную очистку воды. Засыпка сокращает продолжительность окисления в сотни раз.Конструкция автоматического коттеджного обезжелезивателя состоит из следующих элементов:

  • Баллон, выполняющий роль корпуса, наполнен фильтрующей средой.
  • Сверху баллона имеется автомат с расходометром и таймером, предназначенный для изменения направления жидкости через определенные промежутки времени в ходе фильтрации и регенерации.
  • В баллоне сквозь слой засыпки проведена труба для подъема воды.
  • Баллон соединен при помощи гибкой трубки с реагентной емкостью.

В процессе фильтрации жидкость просачивается сквозь засыпку, поднимается по трубке и поступает наружу. После начала цикла регенерации жидкость поступает в трубу сверху, взрыхляя засыпку и вымывая из нее застрявшие соединения железа. Затем автомат производит обработку фильтрующей среды реагентом, восстанавливая ее химическую активность.

Ступени очистки

  • Грубая (предварительная). Грязь, песок, глина и другие крупные загрязнения задерживаются механическими фильтрами. Если в воде есть такие примеси, заменить эту ступень очистки чем-то другим нельзя. Кроме того, все последующие фильтры тонкой очистки или умягчения без предварительной фильтрации моментально забьются и перестанут функционировать.
  • Тонкая очистка: железо, марганец, аммиак, мутность, цветность, нитраты и пр. растворенные или особенно мелкие частицы, которые пропустит механический фильтр. Что касается железа, способ очистки зависит от его химической формы. Окисленное, то есть — ржавчину, убрать из воды достаточно просто. Что касается растворенных элементов, с ними сложнее. Их сначала нужно окислить для выпадения в видимый осадок. Обнаружить наличие такого вида железа просто. Например, налить воды в емкость и оставить на несколько часов на воздухе. Если вода станет мутной и желтой (или еще желтее), значит, в ней есть растворенные элементы.
  • Смягчение путем удаления солей жесткости, обычно реагентными засыпками.
  • Удаление микроорганизмов, запаха, неприятного привкуса.

В зависимости от характера и концентрации примесей в воде подбирается фильтр или комплексное решение.

Ионный обмен (Умягчение)

Для удаления различных примесей из воды, в том числе растворенных металлов и органических соединений уже более 50 лет используют ионообменные смолы — катиониты и аниониты в различных комбинациях, требующие регенерации поваренной солью NaCl в таблетках.

Процесс удаления солей и металлов на ионообменных смолах называется умягчением. Изначально этот метод применялся и сейчас применяется в основном для удаления солей жесткости (соли кальция, магния). Однако, сейчас есть большой выбор ионообменных смол и для удаления железа, а так же органики.

Ионообменные смолы — это очень обширная тема. Мы говорим здесь исключительно о бытовой водоочистке и я буду сообщать только то, что следует знать о смолах в ключе нашей задачи — очистить воду в частом доме, либо на малом производстве от растворенных металлов.

Что же представляет из себя Смола? Это синтетические шарики, изготовленные из полимерных материалов. Они очень мелкие, их много, они похожи на мелкую икру минтая, щуки или на «тобико» — икру летучей рыбы. Мы, монтажники водоочистки, даже ради забавы называем смолу «икрой» на профессиональном сленге.

Удаление железа ионным путем. Перед умягчителем ставится осадочный фильтр. Впрочем, его может и не быть, если железо и марганец находятся в воде полностью растворенными.

Суть процесса умягчения принципиально отличается от обезжелезивания. Смолы не окисляют и не переводят растворенные вещества в твердую форму для последующего фильтрования, а замещают («впитывают») растворенные вещества в воде на катионы натрия, который не придает воде такого свойства, как жесткость. Общая солевая насыщенность воды при этом остается неизменной или даже возрастает. Это зависит от типа растворенных веществ, которые забирает смола.

Исходя из вышесказанного возникает важный параметр ионообменных смол — ионообменная емкость смолы. Емкость смолы подобна емкости электрической батарейки. Есть запас натрия, который в процессе ионного обмена постепенно расходуется, тем самым снижается способность смолы забирать из воды растворенные вещества. Когда заканчивается натрий — заканчивается и очистка — вода проходит через толщу смолы не изменяя своих свойств.

Мы заранее рассчитываем работу умягчителя таким образом, чтобы сделать регенрацию (промывку) смолы раствором поваренной соли до наступления ощутимого снижения емкости. Этот период называется в водоочистке фильтроциклом. О расчете количества смолы, соли для регенерации, фильтроцикла читайте в статье об умягчении.

Такие мультикомпонентные загрузки, как Экотар, Экомикс, FeroSoft, АПТ-2, Ionofer c различными индексами А, В, С и т.д. предназначены для удаления ионным путем растворенных солей, металлов, органических соединений, а также широкого спектра других веществ: тяжелые металлы, ионы аммония, железоорганические соединения, фосфор, кальций, кремний и многие другие.

Как я уже сказал — смола регенерируется с помощью таблетированной поваренной соли NaCl, соль продается на всех строительных рынках, в магазинах сантехники, стоит примерно 7$ за 30кг мешок. Расход соли определяется в основном количеством удаляемых веществ.

В среднем около 1 мешка соли в месяц уходит на умягчение воды.

Обратный осмос.

Системы обратного осмоса — это принципиально иной метод очистки воды. Здесь мы имеем дело с фильтрованием воды сквозь мембрану. Грубо говоря это сетка, через которую проходят молекулы воды, но не проходят молекулы солей жесткости и растворенных металлов. При этом задержанные молекулы не образуют осадка на поверхности мембраны, а сразу же сливаются в дренаж (канализацию). В процессе фильтрации в обратном осмосе вода разделяется на два потока — пермеат (очищенная)  и концентрат (грязная вода).

В среднем на 1 куб.м. очищенной воды мы получаем полтора куба концентрата, который надо куда-то сливать.

Системы обратного осмоса эффективны при удалении растворенных металлов и солей жесткости. Они не замещают одни вещества другими, как ионообенные смолы, а реально очищают воду от примесей, в этом огромное преимущество обратного осмоса. Но это, пожалуй, самый дорогой процесс очистки воды и по причинам целесообразности его реже всего используют для удаления растворенного железа и марганца.

Однако, при высоких содержаниях растворенного двухвалетного Fe2+ железа и низком pH<7 осмос может быть весьма эффективен для удаления 20 и выше мг, потому что молекулы железа гораздо крупнее пор мембраны — их легко фильтровать.

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.

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.

Способы обезжелезивания воды

В воде железо может находиться в нескольких формах:

  • соединениях с другими химическими веществами, в осадок не выпадает;
  • двухвалентной, водорастворима, выпадает в осадок при реакции с кислородом;
  • трехвалентной, не растворима в воде, придает ей желтоватый цвет, при реакции с кислородом образует осадок в форме хлопьев.

Виды железа в воде и его отличительные признаки

В зависимости от преобладающего типа железа и его концентрации действенными будут разные методы водоочистки. Определяют валентность и количество железа в воде с помощью лабораторных исследований, в домашних условиях точных результатов получить нельзя.

Способы фильтрации от двухвалентного железа

Против этой формы металла действенны следующие способы очистки:

  1. Ионный. Суть метода заключается в том, что специальные ионообменные вещества в картридже фильтра вступают в реакции с содержащимися в воде примесями. Для водоочистки используют обычно натриевые системы. Метод эффективен при количестве железа в воде до 3 мг/л, при более высокой концентрации практически не действенен.
  2. Обратно-осмотический. Суть технологии обратного осмоса – прохождение воды под давлением через частично проницаемую мембрану из раствора большей концентрации в раствор с меньшей. Диаметр пор мембраны меньше, чем размер атомов железа, поэтому они через нее пройти не могут, и смываются в канализацию. Такой способ эффективен при концентрации железа до 15 мг/л. Однако фильтры обратного осмоса удаляют не только Fe, но и другие вещества, часть из которых полезна и необходима организму. Поэтому отфильтрованную воду рекомендуется подвергать дополнительной минерализации.
  3. Аэрационный. Собственно, этот вариант нельзя даже назвать очисткой. Взаимодействуя с кислородом, двухвалентное железо просто превращается в трехвалентное, которое уже легче удалить. Частным случаем аэрации будет обычное отстаивание воды в открытой емкости. Помимо такого способа применяют также разделение воды на множество мелких струй фонтанированием или похожими на душ устройствами; используют инжекторы или эжекторы для водно-газовой дисперсии; пропускают через воду под давлением поток воздуха. Но как самостоятельный метод обезжелезивания воды аэрацию применяют редко, обычно это лишь один из этапов многоступенчатой очистки.

Очистка воды от двухвалентного железа

Способы удаления трехвалентного железа

Упомянутые выше методы очистки воды эффективны для трехвалентной формы металла только при ее небольшой концентрации. При высоком уровне содержания используют механические фильтры, задерживающие примеси просто за счет небольшого размера ячеек.

Механическая очистка воды от железа

Очищаем воду без специальных приспособлений

Если никакой системы очистки под рукой нет, а вода приемлемого качества необходима, то остается воспользоваться несколькими простыми, но не на 100% эффективными способами.

Самодельный фильтр

Для этого у большой бутыли объемом от 4-5 литров срезают дно, а в крышке проделывают небольшое отверстие. Далее слоями снизу вверх размещают:

  • ткань, марлю, вату;
  • древесный уголь;
  • промытый речной песок.

Скорость фильтрации будет небольшой, воду все равно придется кипятить, но в отсутствие более совершенных устройств и такая самодельная конструкция окажется полезной.

Очистка воды своими руками

Длительное кипячение

С этим способом все просто – воду кипятят в течение минимум 10-15 минут. При высоких температурах соединения железа выпадают в осадок. Но хотя вода и очищается, но быстро образуется накипь на стенках емкости для кипячения.

Замораживание

Воду замораживают в любой подходящей емкости примерно наполовину, после чего незамерзший остаток вылить, а лед разморозить и использовать для питья или приготовления пищи.

Отстаивание

Воду оставляют в емкости с открытой крышкой примерно на сутки, после чего аккуратно, чтобы не взболтать осадок, сливают для использования примерно 70% воды, остаток используют для хозяйственных нужд.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий