Как обезжелезить воду из скважины

1 Виды железа, встречающегося в скважинной воде: двухвалентное и трехвалентное

В зонах природы, для которых характерна чрезмерная влажность, повышенная концентрация железа в подземных и поверхностных источниках воды – довольно естественное явление. В нашей стране такими территориями являются Сибирь, Центральная часть, а также Дальний Восток.

Горные породы и минералы, в составе которых имеется железо, в процессе растворения и выветривания попадают в естественные источники воды. Также источником значительного количества железа являются промышленные и бытовые сточные воды. Плохо очищенная, либо совсем не прошедшая процедуру фильтрации вода из стоков после сброса насыщает водные источники разнообразными соединениями в виде растворенного железа, или взвесей (в коллоидной форме).

Показатели содержания железа, марганца, двуокиси углерода в воде из артезианской скважины значительно превышают эти же показатели в воде с поверхностных источников. Кроме того, такая вода характеризуется пониженным значением pH.

Вода с избыточным наличием железа при наливании в емкость обладает прозрачностью и может показаться чистой, но в процессе контакта с кислородом, содержащимся в воздухе, осуществляется окисление железа, что придает воде характерный желто-бурый оттенок. Сосредоточение железа в воде больше, чем 0,3 мг/л, оставляет рыжие потеки на поверхности сантехники. Если концентрация превышает 1 мг/л, вода будет мутная, рыжего цвета, также для нее будет характерен вкус металла. Такую воду крайне опасно использовать для питья и приготовления продуктов, так как это может повлечь серьезные осложнения со здоровьем, кроме того, и в технических целях такую воду нельзя применять, так как есть риск порчи трубопроводов, котельного оборудования и бытовой техники. Стандартная норма содержания железных соединений в воде — не более 0,3 мг/л.

Еще одним параметром, влияющим на концентрацию железа в природной воде, являются сезонные изменения, характерные для разных территорий страны.

Железо в воде может пребывать в двухвалентной или трехвалентной форме.

Двухвалентное железо. В скважинной воде железо находится в двууглекислом или сернокислом виде. Двухвалентная форма – это вещество в растворенном состоянии. Для обезжелезивания скважинной воды часто актуальны технологии аэрации, фильтры ионного обмена или обратный осмос.

Трехвалентное железо создается в процессе контакта растворенного железа с кислородом и являет собой коллоидные (твердые) частицы вещества, выпадающего в осадок в ходе отстаивания воды. Трехвалентное железо легко убирается при помощи механических и мембранных фильтров.

По типу происхождения железо в воде может быть органическим и неорганическим. Неорганическое железо – это разнообразные соли, оксиды и гидроксиды. Органические соединения железа чаще всего имеют нерастворимую структуру и представлены в виде трудноудаляемых взвешенных частиц. Коллоидные элементы имеют высокий поверхностный заряд и малый размер, за счет чего образуют в воде неосаждающуюся субстанцию, значительно повышая мутность воды.

Железо может быть также бактериальным. Оно возникает в результате деятельности железобактерий. Вода с железом в такой форме характеризуется наличием радужной пленки на поверхности. Внутри труб в таком случае будут наблюдаться желеобразные осадки.

Любой тип железа в воде крайне опасен, особенно при его высоких концентрациях. Сам по себе элемент, в допустимой концентрации не несет вреда. Но как только допустимый уровень повышается, железо соединения железа приносят массу неудобств. Это касается влияния на здоровье человека. Примеси имеют накопительный эффект и при высоком содержании начинают оказывать разрушительное воздействие. Железо имеет свойство вытеснять из организма другие элементы, провоцируя их дефицит. К тому же негативно влияет на состояние пищеварительного тракта, разрушает иммунную систему. Так же железная вода имеет способность разрушать трубы и сантехнические приборы. В трубопроводе появляется налет и отложения, начинается коррозия металла, появляются свищи. На сантехнике появляются рыжие пятна, которые нелегко отмыть. Использовать такую воду в бытовых или промышленных целях не рекомендуется. Да и не возникает желания из-за визуального загрязнения.

Примеси железа могут содержаться в любой скважинной воде. Даже артезианские скважины подвержены такому загрязнению. Элемент железа может там образовываться по нескольким причинам. Грунтовые воды проделывают длинный путь, проходя различные пласты. Со временем в них накапливаются различные примеси, одним из которых могут быть соединения железа. В случае с бактериальным железом, возможно попадание через трубы при бурении скважин или особенностей местности.

Существует достаточно много способов удаления железа из воды. Начиная от народных методов отстаивания и замораживания до установки современных систем фильтрации. Конечно, более оптимальным вариантом станет применение специальных фильтров. Народные методы уже давно устарели и могут использоваться только в самых крайних случаях. Тем более что существует довольно много способов удаления примесей железа из скважинной воды с помощью специальных элементов фильтрации. Как правило, удаление примесей железа происходит при окислении среды. То есть необходимо сначала окислить воду, тогда железо перейдет в нерастворенную форму и его можно будет удалить. Растворенное железо не выпадает в осадок и его удалить достаточно сложно. Как и коллоидное, частицы которого имеют слишком меленький диаметр и массу, по сути являясь практически пылью. Но один метод все же предусматривает отсутствие изменения среды.

2 Методы очистки воды от железа

2.1 Установка обезжелезивателя без аэрации (железо до 1-3 мг/л)

Существуют методы очистки скважинной воды, не требующие аэрационных установок и использования химических элементов.

Данные методы актуальны если исходная вода отвечает следующим требованиям:

— содержание сероводорода не более 0,004 мг/л,

— общее содержание железа не более 3 мг/л,

— содержание марганца не более 0,3 мг/л,

Очищающий материал в таких установках состоит из двух фильтрующих компонентов, сочетающихся в зависимости от необходимой производительности в специально подобранных пропорциях. Первый материал выполняется на основе диоксида марганца из нескольких природных элементов и выполняет роль окислителя и катализатора. В результате взаимодействия фильтрующего материала с входящей водой происходит каталитический процесс окисления, за счет чего марганец, сероводород и железо преобразуются в нерастворимую взвесь, которая затем задерживается в слое второго фильтрующего материала – специального сорбента. Задержанные загрязнения вымываются обратным током входящей воды в процессе промывки фильтров. В зависимости от модели управляющего блока регулирование процесса промывки может быть реализовано вручную либо в автоматическом режиме.

Обезжелезивание воды из скважины без аэрационной установки является бюджетным решением, подходящим для использования в частном доме, коттедже.

Такие установки помогают удалить примеси железа, но только в случае их небольшой концентрации. Фильтрующий материал обязательно промывать и периодически заменять на новый. Сорбенты состоят из гранул. Они могут быть разного размера и формы. Они имеют пористую структуру. Самый яркий пример сорбента-уголь. При прохождении потока воды с растворенным железом, примеси застревают в порах. Со временем фильтрующее вещество засоряется и не может далее выполнять свои функции. В этом случае необходима обязательная промывка. Так же у каждой загрузки есть свой ресурс выработки. То есть при истечении определенного времени фильтрующий материал начинает терять свои свойства. Эта проблема решается заменой сорбента.

Преимуществом данного метода является его экологичность, потому что в процессе фильтрации не используется никаких химических веществ. Расход на эксплуатацию системы невелик. Сорбенты сами по себе недорогие, а при низкой или средней производительности их срок службы значительно увеличивается. Стоимость таких установок невелика. Но при этом они не способны к быстрой фильтрации, что позволяет их использовать только для бытового обезжелезивания. Для промышленных масштабов такой вариант будет нецелесообразным, ввиду большого расхода. Еще один недостаток в том, что такие системы не могут справиться с высоким содержанием железа.

2.2 Установка аэрации в сочетании с обезжелезивателем (железо от 3 до 10 мг/л)

Аэрация воды – это первый этап по ее очистке от вредных примесей посредством обогащения кислородом. Аэрация обычно проводится в сочетании с дополнительными способами очистки, например, с фильтром-обезжелезивателем. Во время аэрации вода принудительно обогащается кислородом посредством распыления либо запусканием воздушных пузырьков.

Помимо устранения железа аэрационные установки также решают проблемы переизбытка разнообразных газов, растворенных в воде, с их помощью можно избавляться от микроорганизмов и бактерий, органических соединений.

Аэрация бывает напорная и безнапорная.

Установка напорной аэрации с обезжелезивателем осуществляет насыщение воды кислородом в герметичной емкости под давлением. Принцип работы: скважинная вода поступает в аэрационную колонну. Получив сигнал от датчика потока, включается компрессор, нагнетающий воздух в трубу, установленную перед аэрационной колонной. Вода перемешивается с пузырьками воздуха, при этом избыточный воздух удаляется через предусмотренный воздухоотвод. Обогащенная кислородом вода из колонны уходит на следующий этап очистки – в фильтр-обезжелезиватель. Благодаря каталитической засыпке, усиливается реакция окисления элементов в растворенном состоянии. Окисляясь, вредные примеси преобразуются в твердую форму и оседают в зернах фильтрующего слоя. Все выпавшие загрязнения вымываются в процессе обратной промывки.

Состав установки напорной аэрации с обезжелезивателем: компрессор, датчик потока, аэрационная емкость, датчик расхода, распределительный оголовок, воздушный клапан, фильтр с обезжелезивающей загрузкой.

Установка безнапорной аэрации с обезжелезивателем применяется для удаления из воды избытка вредных примесей, таких как, метан, марганец, сероводород, железо. Этот метод очень эффективен, если присутствует плохой запах, повышены значения параметров цветность и мутность. Данный способ фильтрации признан безопасным и экологичным.

Схема работы установки безнапорной аэрации: сквозь специальные форсунки происходит рассеивание воды из скважины, поступающей в аэрационную емкость. Кислород из атмосферного воздуха перемешивается с каплями воды в процессе их падения в бак, на дно которого мембранным компрессором нагнетается дополнительный воздушный объем. В ходе химической реакции молекул воды и кислорода железо и другие нежелательные примеси из растворимого состояния переходят в нерастворимое, образуя взвешенные частицы. Последние оседают в обезжелезивателе, так же, как в схеме с напорной аэрацией.

Конструкционным отличием от системы с напорной аэрацией является то, что на выходе нужна насосная установка для обеспечения давления.

Безнапорная аэрация гарантирует достаточную продолжительность взаимодействия кислорода из воздуха и воды для обеспечения максимального окисления. Это является одним из преимуществ данного метода. Кроме того, в аэрационной емкости всегда присутствует остаток воды, что актуально в ситуациях с перебоями водоснабжения.

Безнапорная аэрация успешно используется в частных домах и на промышленных предприятиях, так как размеры и состав установки могут варьироваться в зависимости от требуемой производительности.

В случаях, когда концентрация отрицательно влияющих на качество воды примесей значительно превышена рекомендуется использовать аэрационный метод совместно с обезжелезиванием гипохлоритом натрия.

Такие установки имеют множество преимуществ. В первую очередь это безопасность метода. Так как не используются реагенты, а окислителем выступает кислород. Во вторых позволяет насыщать воду кислородом, что улучшает её органолептические свойства. По стоимости аэрационные колонны так же не слишком дорогие. Возможность автоматизации системы значительно упрощает эксплуатацию. Особого сервисного обслуживания система не требует, что делает её очень неприхотливой в использовании. Недостатком метода считается его медлительность. То есть при высокой производительности такой способ не подойдет. Только в случае добавления реагентов для увеличения скорости окисления. Но в этом случае теряется преимущество-экологичность. И такую воду уже нежелательно использовать как питьевую. Еще один минус в габаритности системы. Аэрационные установки занимают достаточно много места.

Однако, метод аэрации очень популярен для загородных участков и ценится за неприхотливость в использовании. В промышленном производстве, аэрация является одним из этапов водоподготовки. При добавлении химикатов, при увеличении производительности, метод аэрации можно применять при более высоких концентрациях железа.

Если используется метод напорной аэрации, то желательно монтировать установку подальше от жилых помещений. Проблема в шуме, который издает компрессор. Поэтому в загородных домах такие системы устанавливают в подвальном помещении либо в отдельно строении.

2.3 Обезжелезивание методом ионного обмена (железо до 20 мг/л и в сочетании с марганцем, жесткостью и органикой)

Технология ионного обмена для обезжелезивания обладает рядом существенных преимуществ, по сравнению с другими методами:

— Простая конструкция обуславливает легкость эксплуатации, нет необходимости в трудоемком обслуживании, необходимо всего лишь регулярно производить смену картриджей с ионообменной смолой в установке.

— Универсальность – применяется для обезжелезивания не только скважинной воды, но кроме того, успешно осуществляет очистку сточных вод в промышленных масштабах. Установки для обезжелезивания в бытовых условиях, а также для производственных объектов одинаковы по принципу действия и конструкционному устройству и рознятся только размерами рабочих баков и составом активных реагентов.

— Высокая эффективность – максимальный уровень очистки воды от железа, а также других вредных примесей, обладающих способностью к обмену ионами.

Как правило, к методу ионного обмена прибегают в случае одновременной необходимости снизить жесткость и содержание железа в воде. Данная технология особенно эффективна при высоком показателе минеральных солей (100-200 мг/л).

В ионообменных фильтрах используется способность ионитов (ионообменных материалов) замещать отрицательно или положительно заряженные ионы в воде на такое же количество ионов ионита. Иониты – это почти нерастворимые в воде соединения органического либо неорганического происхождения, имеющие в составе активный анион или катион. Катионы замещают положительно заряженные частицы солей, а анионы – отрицательно заряженные. Для удаления железа и умягчения воды в качестве ионитов применяют синтетические ионообменные смолы.

Катиониты устраняют из воды почти все находящиеся в ней двухвалентные металлы, заменяя их анионами натрия.

Конструкция ионообменного фильтра для обезжелезивания воды из скважины состоит из:

— баллона с фильтрующей загрузкой (ионообменной смолой),

— клапана подачи воды с электронным управлением,

— емкости для регенерирующего раствора.

Схема работы ионообменного фильтра: вода поступает из источника и протекает сквозь ионообменную смолу, наполняющую фильтр, в процессе чего ионы тяжелых металлов и солей жесткости заменяются на ионы фильтрующего материала. После чего дегазатор устраняет из воды кислород и диоксид углерода. Очищенная вода уходит в потребительский канал.

Одним из преимуществ метода является то, что это обратимый процесс и предусмотрен механизм регенерации фильтрующей загрузки. Обычно это выполняется щелочными или кислотными растворами, продлевая таким образом срок эксплуатации установки.

Несмотря на высокую эффективность технологии ионного обмена для удаления железа, существует несколько моментов, ограничивающих ее применение:

— Нельзя использовать для очистки воды, содержащей железо в трехвалентной форме, так как фильтрующая смола быстро загрязняется и приходит в негодность.

— Наличие в воде кислорода и прочих окисляющих веществ также недопустимо, так как ведет к образованию железа в твердой форме.

— Показатель pH должен быть не более 6,5 в виду вышеуказанных моментов.

— Рекомендуется ионообменный фильтр использовать там, где повышенная концентрация железа наблюдается в совокупности с избыточной жесткостью, иначе это будет нерационально.

Ионообменные установки могут использоваться в любой сфере. Для бытового использования существую компактные фильтры, которые также работают на основе ионной смолы. Для промышленного производства оборудование более масштабно. Для увеличения производительности можно установить несколько ионных колонн. Чаще всего такое предусмотрено в промышленном производстве. Суть в том, что устанавливают две или три колонны с ионной загрузкой. Они могут работать как одновременно, так и по очереди. При переменной фильтрации устройств, регенерация также начинается по очереди. То есть сначала вырабатывается запас ионной смолы в первой колонне, она уходит на регенерацию и включается вторая. Когда у второй подходит время промывки, снова активируется первая. При монтаже трех и более ионных установок они могут также работать по несколько штук одновременно. Объединяются они блоком управления. Устанавливается на каждую колонну по отдельности или объединяет все сразу. Именно этот элемент следит за очередностью работы оборудования и начале режима регенерации.

Ионный метод позволяет не только удалять примеси железа, но и одновременно умягчать воду. Ионная смола позволяет удалять примеси железа без предварительного окисления. При этом расходы на эксплуатацию системы останутся прежними. Ионная смола требует только регенерации солевым раствором. И желательно автоматизировать систему.

2.4 Обезжелезивание гипохлоритом натрия

Использование производных хлора для нейтрализации железа, а также для обеззараживания воды успешно применяется с начала 20го века. Хлорсодержащие вещества обычно в 100% случаев устраняют находящееся в ней железо. Использование гипохлорита натрия востребовано там, где другие способы обезжелезивания не дают нужного результата.

Гипохлорит натрия NaClO в виде водного раствора используют с целью обеззараживания, а также для устранения из воды органических и серных соединений, и железа в растворенной форме.

Гипохлорит натрия представляет собой жидкость зеленовато-желтого оттенка и является очень сильнодействующим окислителем. Обезжелезивание с помощью гипохлорита натрия актуально в случаях, когда напорная аэрация и другие способы не способны дать нужное качество воды на выходе, так как в исходной скважинной воде присутствуют значительные концентрации железа, марганца, сероводорода и органических веществ.

Гипохлорит натрия имеет свойство разрушать органические соединения железа, гуматы и преобразовывать их в соли трехвалентного железа, которые легко подвергаются процессу гидролиза. В следствие чего образуется осадок, легко удаляемый при помощи сорбционных фильтров и т.п. Особенностью метода является то, что гипохлорит натрия, окисляя железо, не вызывает подкисления воды, что имеет важность для дальнейшей фильтрации.

Обезжелезивание гипохлоритом натрия эффективно применяют и в промышленных масштабах и на малых объектах, в том числе в коттеджах.

В общем случае схема обезжелезивания выглядит следующим образом: посредством дозирующего комплекса в подготавливаемую воду поступает раствор гипохлорита натрия, после чего вода направляется для дальнейшей обработки в аэрационную колонну либо фильтр-обезжелезиватель.

Состав фильтрующей установки:

— импульсный счетчик воды,

— емкость с гипохлоритом натрия,

— бак для окисления,

— насос вторичного подъема,

Рис. 5 Схема фильтра обезжелезивателя с гипохлоридом натрия

Принцип работы: импульсный счетчик при расходовании воды подает сигнал на дозирующий насос, который осуществляет впрыскивание реагента во входящую воду. Чтобы окисление произошло наиболее интенсивно и качественно, взаимодействие гипохлорита и воды должно длиться от 30 минут и более, для этого вода поступает в накопительный бак. Железо окисляется и принимает трехвалентную форму, а углекислый газ во время этой реакции улетучивается. После чего вода направляется для дальнейшей фильтрации в фильтр-обезжелезиватель, где на зернах засыпки происходит осаждение взвешенных частиц железа, марганца и других соединений. Регенерация фильтрующего слоя в обезжелезивателе реализуется посредством потока воды обратной промывки.

Очистка воды гипохлоритом натрия обладает рядом преимуществ в сравнении с другими способами:

Возможность точной дозировки – зная химический состав исходной воды можно точно рассчитать необходимое количество реагента.

Экономически выгодно – благодаря низкой стоимости гипохлорита натрия, система по очистке воды будет значительно дешевле аналогичных установок, действующих по другому методу (например, в сравнении с методом аэрации).

Гибкость системы – в зависимости от нужно количества чистой воды на выходе подбираются насосы различной мощности и с разными схемами управления.

Бесшумность – дозирующий насос обладает гораздо меньшим уровнем шума по сравнению с компрессором в аэрационной установке.

Использование гипохлорита натрия значительно сокращает время окисления среды. При этом в воде не остается никаких продуктов распада, как в случае с хлором. Гипохлорит натрия способен обеззараживать воду. Чаще всего используется на промышленных производствах, так как необходимо обязательное дозирование вещества. При повышении количества добавляемого реагента могут образовываться дополнительные соединения. Также не вся доза будет использована для окисления и часть элементов может попасть в чистую воду. А гипохлорит хоть и является не агрессивным реагентом, все же химическое вещество.

3 Сравнение областей применения и технико-экономических показателей систем обезжелезивания воды из скважины

Выбирая метод обезжелезивания важно ориентироваться на основные критерии фильтрации. Ими являются производительность, назначение и степень концентрации примесей. В бытовых условиях для обезжелезивания подойдет безреагентный метод со средней производительностью. То есть в данном случае приоритетнее способ аэрации или фильтров обезжелезивателей. Можно установить ионную систему фильтрации.

Для промышленных предприятий обезжелезивание является лишь этапом системы водоподготовки. Могут использоваться любые методы. И в этом случае основным критерием для выбора будет производительность и концентрация железа в воде. Также актуальным вопросом являются расходы на эксплуатацию. Самые минимальные затраты у безреагентных способов. В этом случае затраты могут быть только на электричество и замену фильтров по истечению срока эксплуатации. К остальным методам можно добавить еще некоторые пункты расходов. Ионная смола требует регенерации и приобретения таблетированной соли. Реагентный способ предполагает наличие химических веществ.

Выбор метода обезжелезивания скважинной воды подбирается на основе химического анализа и особенностей назначения. То есть нет такого метода, который подходил бы для любой воды без ограничения. У каждого способа есть свои преимущества и недостатки. И для каждого конкретного случая подбирается свой метод обезжелезивания.

Как очистить воду от железа своими руками

Открывая водопроводный кран после длительного перерыва, мы часто наблюдаем, как из него льется ржавая жидкость. Это говорит о большом содержании железа в воде — и это касается не только централизованных систем водоснабжения, но и автономных скважин. С такой проблемой сталкивается население в большинстве регионов нашей страны. В этой статье мы расскажем особенности очистки воды от железа своими руками.

Возникает закономерный вопрос: откуда вообще берется железо в водных залежах, и каково нормальное содержание железа в воде. И, если имеется избыток этого химического элемента в потребляемой нами жидкости, то есть ли возможность удалить его бытовыми методами, позволяющими очистить воду от железа из скважины своими руками. Рассмотрим профессиональные технологии очистки водных растворов от металлических примесей.

Железо в воде: основные источники

По данным специалистов, содержание этого химического элемента в земной коре превышает 5 %. Fe находится, в основном, в форме различных оксидов. Причем в поверхностных слоях в осадочных породах присутствует преимущественно окисное железо (Fe₂O₃), из которого состоят более чем на две трети разнообразные гематиты. Таким образом вода в открытых водоемах и в водоносных слоях постоянно контактирует с соединениями этого металла и насыщается ими.

Помимо природных источников поступления железа, в воде присутствует большое количество таких примесей, что имеют техногенный (искусственный) характер:

• Стальные трубы водопроводных систем.
• Промышленные сбросы предприятий металлургии, металлообработки, химических и нефтехимических производств, а также канализационные стоки.
• Чрезмерное применение минеральных удобрений, часть которых растворяется и попадает в глубинные слои почвы.

Все перечисленные причины загрязнения воды железом принято называть вторичными. В некоторых случаях, а особенно в старых и сильно изношенных водопроводах, примеси именно из этих источников составляют подавляющую часть. Станции фильтрации коммунальных предприятий в таких случаях выдают очищенную питьевую жидкость, а до потребителя она доходит сильно загрязненной окислами контактирующего с нею металла. Требуется очистка воды с железом своими руками или с помощью специальных приборов.

Нормы железа в питьевой, технической воде и применяемой для хозяйственно-бытовых нужд

Для нормальной жизнедеятельности организма взрослому человеку необходим комплекс микроэлементов. Многочисленные медицинские исследования показывают, что суточная потребность в железе составляет порядка 15-22 мг. Основную часть этого металла мы получаем с водой, и его содержание жестко регламентируется СанПиН 2.1.4.1074-01 на уровне 0,3 мг/л.

Всемирная организация здравоохранения определяет, что максимальное потребление этого микроэлемента в день не должно превышать 0,8 мг/кг веса человека. Если исходить из показателя ПСП (переносимого суточного уровня потребления), суммарное содержание железа должно быть от 2,0 до 3,0 мг/л. Это значение соответствует российским санитарным нормативам.

Вода из скважины и водопровода используется не только для питья, но и для хозяйственно-бытовых нужд:

• в автоматических стиральных машинах;
• в системах автономного отопления в качестве теплоносителя;
• в посудомоечных машинах;
• в водонагревателях.

Требования к очистке воды от железа из скважины или водопроводных сетей по уровню содержания Fe+ определяются производителями, и эти показатели обычно соответствуют упомянутому СанПиН. При использовании бытовой техники компании-изготовители рекомендуют применять специальные химические добавки для приведения параметров используемой жидкости к необходимым требованиям.

Методы определения количества железа в водных растворах

Подземные и открытые источники водоснабжения сильно загрязнены. В действующих российских санитарных нормативах введено понятие суммарного содержания железа, которое присутствует в воде в четырех формах:

1. Двухвалентное — находится в виде растворимых соединений и может окисляться при контакте с воздухом.
2. Трехвалентное — присутствует в форме нерастворимых солей и гидроксидов.
3. Коллоидное — это мелкодисперсные частицы чистого металла или его соединений, не оседающие под действием сил тяжести.
4. Бактериальное — имеет вид полупрозрачной слизи или волокон, которые являются продуктом жизнедеятельности бактерий особого типа.

Чтобы убрать железо из воды своими руками, для точного определения содержания Fe необходим лабораторный анализ, но это не всегда возможно.

Как в домашних условиях определить железо в воде? Высокую концентрацию вредного химического элемента можно установить без специального оборудования по следующим признакам:

• Неприятный железистый привкус воды и приготовленной на ней пищи.
• Неопрятные рыжие пятна на фаянсовой сантехнике и других поверхностях.
• Появление студенистого осадка бурого цвета, который на воздухе обретает крайне неприятный запах.
• Ржавый налет на днище чайника и появление бурого осадка при нагревании жидкости.
• После стирки в такой воде белые ткани приобретают неравномерный желтоватый оттенок.

Перечисленные методы не работают при сравнительно небольших превышениях ПДК. Так, 0,4 мг железа на литр воды практически не изменяют ее органолептических качеств. Металлический привкус становится выраженным минимум при несколько кратном превышении предельно допустимого показателя.

Бытовые способы удаления железа из воды самостоятельно

Уменьшить содержание этого микроэлемента в жидкости, поступающей из центрального водопровода или скважины, можно без сложного оборудования. Существует ряд простых, доступных методов обезжелезивания воды:

1. Отстаивание;
2. Кипячение;
3. Вымораживание.

К названным способам следует добавить использование самодельного фильтра с наполнителем из активированного угля. Сделать фильтр для воды от железа на даче своими руками в домашних условиях можно без значительных денежных затрат. Рассмотрим эти методы и механизмы их действия подробнее.

Отстаивание

Если исходную жидкость из скважины или водопровода налить в емкость и оставить ее на время, она станет чище, а на днище образуется осадок рыжего цвета. Дело в том, что часть содержащегося в воде двухвалентного Fe2+ контактирует с воздухом и начинает активно окисляться и образовывать нерастворимые соединения.

Как очистить воду от железа из скважины своими руками — для реализации этого метода необходимо выполнить следующее:

• Рассчитать среднесуточное потребление воды.
• Подобрать две соответствующих емкости из пластика или нержавеющей стали специальных пищевых марок.
• Баки установить в отапливаемом помещении под потолком или на втором этаже каскадом: первый выше второго.
• Подача исходной воды из скважины или водопровода осуществляется в верхнюю емкость через край. Жидкость в ней должна отстаиваться в течение минимум суток.
• На некоторой высоте от днища емкости устанавливается переливная труба, по которой отстоявшаяся вода сливается в расходный бак.
• Остаток воды из первой емкости с примесями сливается в канализацию и цикл повторяется.

Такая несложная система очистки воды от железа своими руками позволяет существенно снизить суммарное содержание железистых соединений в воде, делает ее пригодной для питья и приготовления пищи. Устройство нуждается в ежедневном сливе и наполнении емкостей, в сливе отстоя с загрязнениями.

Кипячение

При нагревании двухвалентное железо вступает в реакцию с растворенным и атмосферным кислородом, в результате чего окисляется и образует нерастворимые соединения. Последние выпадают в осадок рыжего (ржавого) цвета и на днище посуды появляется накипь. Для обезжелезивания воды необходимо кипячение в течение 7-10 минут, после остывания ее желательно перелить в неметаллическую емкость.

Этот метод позволяет очистить воду от железа своими руками, полностью удалить из воды бактериальные составляющие: микроорганизмы при кипячении погибают, а продукты их метаболизма распадаются. Описанный способ снижения содержания железа в воде крайне затратный: на нагрев расходуется много газа или электроэнергии. Для получения питьевой воды его можно применять лишь в ограниченных масштабах.

Замораживание

Данный способ, позволяющий очистить воду от железа в домашних условиях, основан на разнице температур перехода чистой и загрязненной воды в твердое состояние. Для реализации этого метода достаточно наполнить пластиковую бутылку жидкостью из-под крана и положить ее в морозилку. Когда большая ее часть превратиться в лед, процесс можно считать завершенным.
Вынимаем емкость из морозилки и сливаем не замерзшую часть воды вместе с избытком растворенного железа в канализацию. Дожидаемся, пока лед, растает. Получившаяся вода будет чистой, пригодной для питья и приготовления пищи. Метод замораживания для очищения воды от железа своими руками имеет те же недостатки, что и кипячение. Соответственно и ограничения по его использованию аналогичны.

Профессиональные технологии обезжелезивания воды

Как понятно из предыдущих разделов: отстаивание, кипячение и вымораживание крайне неудобны и не обеспечивают нормального водоснабжения — такая система для очистки воды от железа пригодна для своего дома или квартиры. Для предприятий и организаций можно использовать один из профессиональных методов обезжелезивания воды:

1. Аэрация с последующей фильтрацией.
2. Установки с ионообменными смолами.
3. Обратный осмос.

Перечисленные технологии получили наибольшее распространение и в бытовых установках для очистки воды от железа для загородных домов и коттеджей. Ниже приводится описание принципа действия каждой из них.

Обезжелезивание методом аэрации и фильтрации

Метод очистки воды из скважины от железа основан на насыщении воды кислородом из воздуха: двухвалентное железо из растворимых соединений окисляется и переходит в состояние трехвалентного. После этой реакции оно выпадает в осадок и задерживается специальным фильтром с наполнителем из чистого кварцевого песка. Аэрация воды от железа может осуществляться тремя способами:

• Напорным. В системе предусмотрен компрессор, нагнетающей воздух в водный поток, проходящий во впускном трубопроводе.
• Безнапорным. Захват воздуха происходит в процессе сепарации жидкости через специальные приспособления.
• Эжекторным. Насыщение воды воздухом происходит через небольшие приспособления, монтируемые непосредственно на входную магистраль.

Любой из перечисленных методов аэрации отличается высокой эффективностью, и обеспечивают обезжелезивание воды до нормативных показателей. Различаются они по уровню сложности оборудования и затратам на обслуживание и электроэнергию.

Ионообменные фильтры

Вторая по популярности технология, позволяющая очистить воду в домашних условиях от железа, основана на замещении ионов железа ионами натрия. Реализуется метод при помощи каталитических полимерных смол, составляющих матрицу фильтра. В пластиковый или металлический корпус засыпаются специальные гранулы и при прохождении через фильтрующее устройство исходной воды происходит захват ионов железа и высвобождение ионов натрия.

Ионообменные смолы имеют пористую структуру, связанные ионы втягиваются внутрь матрицы. По мере насыщения гранул процесс замедляется — засыпка нуждается в регенерации. Для этого через нее пропускается насыщенный раствор хлористого натрия. Такие установки помогут очистить воду от железа из колодца, скважины или водопровода. Они отличаются высокой производительностью, хотя и несколько уступают по этому параметру аэрационным. Для обеспечения работы ионообменных фильтров организуется предфильтрация для удаления трехвалентного и бактериального железа.

Обратный осмос

Полупроницаемая мембрана пропускает исключительно молекулы воды и задерживает более крупные атомы железа и другие химические элементы. На выходе из установки обратного осмоса мы получаем пермеат глубокой очистки и концентрированный раствор примесей, сливаемый в дренаж. Этот метод поможет в домашних условиях снизить содержание железа в воде.

Бытовые системы обратного осмоса позволяют получить определенное количество особо чистой воды для питья и приготовления пищи. Использовать ее для других потребностей: санитарных или хозяйственных нецелесообразно. Такие установки достаточно сложны, имеют ограниченный ресурс обратноосмотических мембран, нуждаются в регулярном обслуживании.

Мы знаем как избавиться от железа в воде из скважины своими руками

Проблема повышенного содержания железа в воде для большинства российских регионов очень актуальна. Применение таких методов как отстаивание, кипячение или замораживание для обезжелезивания крайне неэффективно и неудобно. Очистка воды от железа своими руками применима только к небольшим объемам. Компания Diasel Engineering предлагает профессиональное решение проблемы с использованием современных технологий аэрации, ионообменных фильтров и обратного осмоса.

Наши специалиста готовы провести анализ воды на суммарное содержание железа, и на основании полученных показателей подобрать наиболее действенный метод его уменьшения. Мы располагаем необходимым оборудованием иностранного и российского производства и обеспечиваем его монтаж, гарантийное и постгарантийное обслуживание. Консультации по техническим, организационным и финансовым вопросам предоставляются онлайн, по телефону, по электронной почте.

Обезжелезивание воды из скважины: выбираем фильтр

Опубликовал(а): Евгений Афанасьев
Обновлено: 12.01.2021

Автономная система водоснабжения дома из скважины или колодца – чрезвычайно удобна. Хозяева жилья полностью независимы от поставщиков этого жизненно важного ресурса, им не приходится платить за потреблённую воду. Правда, это накладывает и дополнительные обязанности. В частности – очистка воды и ее доведение до состояния, пригодного к употреблению, также полностью ложится на самих владельцев источника.

Обезжелезивание воды из скважины

Многие, кстати, представляют, что вода из скважины или колодца – обязательно «кристально чистая», и не нуждается в каких-то подготовительных мероприятиях. Это – глубокое заблуждение! На деле, в зависимости от особенностей местности и самого источника, вода может быть очень далека от идеала. И главная проблема — это даже не взвешенные в ней нерастворимые частицы, они-то, как раз, проще всего удаляются обычным фильтрованием. Сложнее бороться с растворенными в воде химическими соединениями минеральной или органической природы, которые при высокой концентрации делают воду малопригодной, а порой – даже чрезвычайно опасной для употребления в не подготовленном виде.

Одной из распространенных проблем является высокое содержание железа. В этой статье как раз и разберемся, как производится обезжелезивание воды из скважины.

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!

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…

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.

• 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.

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.

• 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

— 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

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

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).

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.

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

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»

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

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

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

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.

Цены на популярные фильтры для воды

Опущена и очистка по технологии обратного осмоса. Дело в том, что такая фильтрация не направлена напрямую на обезжелезивание – она удаляет из воды вообще практически все сторонние компоненты, делая обессоленной, близкой к дистиллированной. Задача – довольно затратная, так как много воды попросту уходит при такой обработке в дренаж. Получать по подобной технологии минимально необходимые объемы для пищевых надобностей – да, дело полезное. Но для гигиенических и тем более – технических нужд использовать такую воду – никому не нужное «барство».

А для получения небольших объемов – можно просто установить компактную фильтрующую установку с модулем обратного осмоса, например, на кухне под мойкой.

Финишная очистка воды – бытовые фильтры под мойку

Шкафчик под кухонной мойкой так и напрашивается на то, чтобы в нем разместилась последняя ступень очистки воды, доводящей ее до «идеального» состояния. Какие бывают фильтры для воды под мойку , и с какими критериями оценки походить к их выбору – читайте в специальной публикации нашего портала.

Обезжелезивание воды своими руками: плюсы и минусы

Возможно ли создать систему обезжелезивания воды из скважины своими руками? Попробуем разобраться! Но прежде следует понять, для чего это нужно, чем чревато наличие железа в питьевой воде.

Для чего следует обезжелезивать воду?

Хотя железо и относится к нужным человеческому организму минералам, его избыток в воде может привести к весьма серьёзным недугам. Дерматиты и аллергия, риск возникновения злокачественных опухолей, мочекаменная болезнь и кишечные заболевания, — эти, и многие другие, болезни, могут возникнуть лишь потому, что в воде окажется слишком много железа!

Кроме того, перенасыщенная железом вода пагубно воздействует на сантехнику и водонагревательные приборы.

Конечно, такая перспектива никого не обрадует. И проблема очистки воды от железа волнует каждого!

Как определить избыток железа в воде?

Точные данные о содержании тех или иных веществ в воде можно получить лишь с помощью анализа. Однако, если говорить именно о железе, то есть способы, доступные и в домашних условиях. Разумеется, они не столь точны, но помогут понять общую картину.

Прежде чем приняться за самостоятельный анализ и обезжелезивание воды своими руками, следует уяснить, в каком виде этот минерал может присутствовать в воде.

Железо содержится в воде в двух видах: растворённое (двухвалентное) и химически связанное (трёхвалентное). Кроме того, в воде могут находиться железобактерии, микроорганизмы, которые способствуют окислению двухвалентного железа, и превращению его в трёхвалентное.

Железобактерии проявляют себя желеобразными отложениями в трубах, слизью на посуде, маслянистой плёнкой на поверхности воды. Откройте бачок унитаза, и проведите рукой по его внутренней поверхности. Если на пальцах осталась слизистая грязь, это бактерии.

Если вода из крана в вашем доме имеет металлический привкус, а на раковине и унитазе появляются жёлто-коричневые потёки, то и без анализов понятно, что железа в воде слишком много.

Трёхвалентное железо проявляет себя в виде осадка. Налейте воду в прозрачную ёмкость, если через день-два на дне появится красноватый осадок, значит, в воде много железа. Подобным же способом можно и определить наличие двухвалентного, растворённого, железа. Прежде чем налить воду в бутылку, аэрируйте её, чтобы вода насытилась кислородом. Это можно сделать, к примеру, налив воду не из крана, а через душевую лейку. Поставьте ёмкость на солнце, и понаблюдайте, не появится ли осадок.

Можно провести несложный домашний анализ

Влейте в воду слабый раствор перманганата натрия светло-розового цвета. Если вода содержит растворимые соединения железа, жидкость потеряет свой розовый цвет. Если же таких соединений окажется слишком много, жидкость станет жёлто-бурой. Чем темнее окрас, тем больше в воде железа.

Способы очистки воды от железа своими руками:

Аэрация воды

Для обезжелезивания воды на даче, или в загородном доме, который вы посещаете лишь в тёплое время года, можно своими руками соорудить простую очистную станцию. В своей работе она будет использовать процесс аэрации, насыщения воды воздухом. В результате воздействия кислорода растворённое в воде двухвалентное железо окислится, и превратится в трёхвалентное, которое выпадет в виде осадка.

Монтаж станции обезжелезивания воды с помощью аэрации своими руками:

1. На чердаке или ином возвышении установите бак нужного объёма;
2. На противоположных стенках бака сделайте два отверстия для подсоединения шлангов или труб подачи и отвода воды. Отверстие для выхода сделайте на расстоянии 30 см от дна ёмкости;
3. Внизу бака установите кран, через который время от времени будете сливать осадок;
4. Внутри бака, на подающей трубе, установите душевую лейку. Набираясь в ёмкость, вода будет аэрироваться естественным образом. Для усиления процесса насыщения воды воздухом хорошо установить в баке аквариумный компрессор;
5. На отводящую трубу установите фильтр грубой очистки, чтобы предотвратить попадание осадка в систему водоснабжения.

В интернете можно найти немало видео о монтаже подобных систем обезжелезивания, смонтированных своими руками. Это наиболее простой и доступный способ самостоятельной очистки воды из скважины.

Работает такая станция обезжелезивания просто: вечером насосом из скважины набираете бак, и включаете на ночь компрессор. Кислород окисляет железо, частицы которого накапливаются в баке в виде осадка. На следующий день используете очищенную воду, вечером набираете бак снова.

Такая собранная своими руками станция вполне решит проблему обезжелезивания воды на даче, если концентрация двухвалентного железа не превышает 10 мг/л. Недостатком самодельной системы обезжелезивания можно считать:

• необходимость установки громоздкого бака
• необходимость часто в ручную открывать кран для слива окисленного железа
• регулярная чистка емкости
• слабая эффективность в очистке воды от сероводорода

Чтобы качественно очистить воду для частного дома, в котором живёт большая семья, этого может быть недостаточно. В этом случае стоит обратиться к готовым аэрационным системам, намного более эффективным и удобным в использовании.

Магистральный фильтр для очистки от железа

Если объёмы расходуемой в доме воды невелики, проблему можно решить с помощью магистрального фильтра и специального картриджа для очистки воды от железа. Имея даже начальные навыки работы с сантехническими коммуникациями, такой фильтр для обезжелезивания воды легко будет установить своими руками.

Магистральные фильтры и, соответственно, картриджи к ним, могут быть различных размеров. Самый большой — 20 ВВ. Ресурс такого картриджа достигает 60 м3 воды. Магистральные фильтры с картриджами эффективны, если содержание растворённого в воде железа не более 1,5 мг/л.

Выбирая такой способ обезжелезивания воды своими руками, следует убедиться, что количество растворённого железа не превышает допустимых значений, а объём расходуемой воды не заставит вас слишком часто покупать новый картридж.

Безреагентное обезжелезивание

Более эффективным и рациональным способом может стать установка безреагентной очистки воды. В таких системах применяются засыпные материалы отечественного и импортного производства.

Установка безреагентного обезжелезивания состоит из:

• Трехцикловый адаптер или автоматический клапан управления;
• Корпус фильтра;
• Поддерживающий слой для фильтрующего материала (кварц);
• Фильтрующий материал;
• Верхняя дистрибьюторная корзина;
• Коллектор стековый (водоподъемная труба).

Использование безреагентной очистки будет эффективным при следующих показателях состава воды:

• pH — 6,8 … 9;
• Железо — не более 2 мг/л;
• Марганец — не более 1 мг/л;
• Мутность — не более 5 мг/л;
• Щёлочность — не менее 2 ммоль/л.

Реагентная очистка воды от железа

Очистка воды с высоким содержанием железа 10 и более мг/л требует иного подхода. В этой ситуации поможет система реагентной очистки. Чтобы собрать и подключить такую станцию обезжелезивания воды из скважины своими руками, нужно понимать принцип её работы.

Установка работает, используя принцип каталитического окисления растворённых в воде металлов, с последующим их осаждением в фильтрующем материале. Прежде чем очищаемая вода попадает в фильтр, посредством насоса-дозатора в неё добавляют реагент-окислитель. Использование реагента (гипохлорит натрия) и дало название системе.

Реагентная установка эффективно очищает воду не только от двухвалентного железа, но и от марганца, сероводорода.

Установка реагентной очистки воды от железа состоит из фильтра-обезжелезивателя и станции дозации, и включает в себя следующие компоненты:

Фильтр-обезжелезиватель:

• Трехцикловый адаптер (автоматический клапан управления);
• Корпус фильтра;
• Поддерживающий слой для фильтрующего материала (кварц);
• Фильтрующий материал;
• Верхняя дистрибьюторная корзина;
• Коллектор стековый (водоподъемная труба).

Комплект станции дозации:

• Дозирующий насос с жидкокристаллическим дисплеем;
• Установочный набор (кронштейн, химически стойкие шланги, клапаны);
• Водосчетчик;
• Емкость для реагентов.

В качестве реагента применяется гипохлорит натрия. К недостатках подобных систем можно отнести необходимость постоянного пополнения запаса реагента и регулярного обслуживания станции обезжелезивания. В целом, реагентная очистка воды обходится дороже эксплуатации безреагентных и аэрационных станций, но во многих случаях эти системы оказываются незаменимы.

Как видно, сделать обезжелезивание воды своими руками, и решить проблему чистой воды возможно, даже если содержание нежелательных веществ в воде из скважины окажется слишком большим. Начинать работы по очистке воды нужно с проведения анализа. Лишь на основе полученных данных можно будет подобрать оптимальный способ, и сделать своими руками станцию обезжелезивания воды.