Очистка воды от железа

Выбираем лучший фильтр обезжелезиватель для очистки воды

Необходимость очистки воды от железа и марганца очевидна практически каждому владельцу частного дома с автономной системой водоснабжения. Поскольку именно повышенное содержание железа является основным фактором, снижающим качество воды получаемой со скважины.

Если говорить о жителях мегаполисов, то в их случаях ситуация немногим лучше. Ведь в центральных системах водопроводов очень часто качество воды может быть даже хуже, чем в жидкости из источника типа скважины.

Установка с фильтрами обезжелезивателями.

В этой статье мы рассмотрим основные виды фильтров, и определим, какие устройства наилучшим образом выполняют свои функции.

1 Как выбрать фильтр обезжелезиватель?

Фильтрация воды от железа необходима по причине негативного влияния данного вещества на организм человека. Помимо внешних раздражений – зуда кожи и сыпи, опасности подвергаются и внутренние органы – печень и почки. Также существенный вред наносится бытовым приборам – стиральной машине, посудомойке и другой сантехнике.

Фильтр обезжелезиватель – это устройство, использование которого для борьбы с железом в воде, наиболее оправдано в сегодняшних реалиях.

Такие фильтры стоят гораздо дешевле, чем профессиональные установки по обезжелезиванию, но при этом они отличаются высокой эффективностью и компактными размерами, что делает их оптимальным вариантом очистки воды для любого дома, либо квартиры.

Читайте также: какие бывают системы очистки воды для квартиры?

Принцип работы у всех фильтрующих устройств один и тот же: первоначально они выполняют окисление растворенного в воде железа до нерастворимой формы (трехвалентной), которая далее отфильтровывается механическим способом.

Стоит понимать, что изначально железо содержится в воде в растворимой – двухвалентной форме, которую очень трудно изъять (сделать это могут только фильтры обратного осмоса, и то, только в случае минимальной его концентрации).

Поэтому для качественной очистки воды необходимо предварительная её окисление, посредством которого осуществляется перевод молекул железа в трехвалентную форму.

Эта трансформация может быть выполнена двумя методами: реагентным и безреагентным – то есть либо с применением химических веществ, либо без них. В зависимости от этого и выделяют две основные группы обезжелезивающих фильтров.

Загрязненная избыточным количеством металлических частиц вода.

Реагентные фильтры для очистки воды используют специальные окислители – марганец, хлор, озон.

Фильтр безреагентного обезжелезивания осуществляет окисление железа посредством кислородного воздействия: они искусственно насыщают воду кислородом, который, растворяясь в ней, оказывает на молекулы двухвалентного железа воздействие, что переводит их в нерастворимую форму.
к меню

2 Какие существуют модели фильтров обезжелезивателей?

Теперь рассмотрим основные разновидности такого оборудования, а также их конкретные свойства.

Безреагентные фильтры делятся на два вида:

• Фильтры засыпного типа;
• Устройства аэрационного обезжелезивания.

Засыпные фильтры представляют собою герметичные емкости, в основном имеющие форму баллона, которые заполняются специальным субстратом, что выполняет абсорбирующую функцию. Такая засыпка в чаще всего является алюмосиликатным сорбентом, который имеет свойство катализировать окислительные реакции.

Вода подается в фильтр и при прохождении через слой сорбента обогащается кислородом, вследствие чего молекулы железа окисляются и переходят в трехвалентную форму. Далее, 3-х валентное железо, являющееся обычным осадком, задерживается в фильтрующем слое.

Такие устройства имеют один существенный недостаток: во время эксплуатации засыпка имеет свойство вырабатываться, что требует регулярного выполнения её регенерации. В зависимости от фильтра, этот процесс может иметь как автоматический режим, так и выполнятся вручную.

В целом, можно сказать, что такие фильтры являются оптимальным вариантом для частного дома, или дачи. Наибольшей популярностью в нашей стране пользуются засыпные фильтры от компании Гейзер.

Простейшая схема подключения фильтра обезжелезивателя к системе водоснабжения.

Аэрационные фильтры – это устройства, в которых вода искусственно обогащается большим количеством кислорода, что обеспечивает быстрое окисление растворимого железа, после чего происходит его механическая фильтрация.

Фильтры для аэрации делятся на два типа: напорные и безнапорные. Разница заключается в том, что жидкость в безнапорных фильтрах подается в рабочую емкость через систему форсунок, которые распыляют поток входящей воды.

За время полета капель до дна баллона происходит интенсивное насыщение воды кислородом и окисление железа. Напорная аэрация осуществляется при подаче воздуха в рабочую емкость под сильным давлением, за нагнетание которого отвечает автоматический компрессор.

После окисления железа оно изымается из потока воды с помощью механических фильтров, которыми оборудована аэрационная установка.

Устройства аэрации гарантируют обезжелезивание воды максимального качества, по этой причине, такие фильтры стоят немалых денег, но по качеству обработки воды с ними не может конкурировать ни одна технология.

Для дома больше подходит напорная аэрация, так как такой способ очистки воды от железа может выполняться компактным оборудованием.

Реагентные фильтры, по сути, между собой отличаются исключительно в зависимости от вида используемого химического вещества.

На сегодняшний день такие устройства в бытовом использовании встречаются всё реже, так как химические реагенты после окисления железа оставляют в воде примеси, неполезные для человеческого организма. Но в промышленной очистке воды химическое обезжелезивание по-прежнему активно используется.

Для того чтобы фильтр обезжелезиватель качественно выполнял свои функции, и в полной мере выработал свой ресурс, необходимо соблюдение трех простых правил:

1. По мере необходимости выполняйте регулярное восстановление фильтрующего вещества – минеральной засыпки, катионной смолы и т.д. Так как выработанный субстрат приносит воде больше вреда, чем пользы.
2. Ваша водопроводная система должна обладать давлением не меньше трех атмосфер – если давление воды на входе будет ниже, эффективность очистки воды уменьшится.
3. Соблюдение температурного режима: не допускается даже кратковременное замерзание фильтра – это губительно для устройства.

Несколько фильтров очистки жидкости от железа в единой системе.

к меню

3 Выбор лучшего фильтра

Для определения лидера среди фильтров очистки воды от железа мы произведем сравнение двух устройств, которые уже на протяжении многих лет занимают лидирующие позиции на отечественном рынке бытовых фильтров.

Сравнивать мы будем фильтры Гейзер AquaChief 1044\5Mn и Pentair FBI 50-09T.

Вкратце о производителях.

Гейзер – это российская компания, которая производит устройства для очистки воды на протяжении почти 30 лет, за весь срок существования товары компании неоднократно отмечались на всевозможных выставках и конкурсах, помимо этого, продукция бренда пользуется хорошей репутацией из-за оптимального соотношения цены и качества.

Pentair – это американская компания, которая считается одним из мировых лидеров по производству очистного оборудования. После появления на российском рынке фирма в кратчайшие сроки смогла завоевать серьезную популярность среди отечественных потребителей.

Устройства будут соперничать в следующих категориях: стоимость; качество и материалы изготовления; эффективность очистки; производительность; ресурс реагентов.

Стоимость: фильтр безреагентного обезжелезивания от компании Гейзер можно приобрести за 18-19 тысяч, тогда как за Pentair EIM-3 просят около 25 тысяч.

Крупные фильтры обезжелезивателя для промышленного применения.

Качество изготовления: рабочая емкость у обеих фильтров выполнена в форме герметичного баллона, Гейзер имеет корпус из стильной серебристой нержавейки, в то время как американец изготовлен из металла, окрашенного в синий цвет.

Сталь везде качественная, пластиковые узлы также выполнены на совесть. По правде говоря, фильтр Pentair визуально не вызывает никаких положительных эмоций. Тут однозначная победа за AquaChief.

Производительность: Гейзер обладает объемом фильтрующей среды в 32 л, и способен обрабатывать 1.2 м3 воды за час, у Пентайра максимальная загрузка ограничена тридцатью кг, а рабочая производительность – 0.9 м3.

Автоматический процесс по восстановлению функционального вещества предусмотрен в каждом из устройств, поэтому восстановление будет происходить автоматически. Для защиты клапанов управления лучше всего перед системой установить проточный фильтр для воды.

Эффективность очистки: фильтрующей средой у Пентайра выступает Birm – это алюмосиликат с добавками оксида марганца и кремния, что в целом, показывает очистку удовлетворительного качества.

В качестве фильтрата в Гейзере используется Ecotar B30 – загрузка на основе ионообменной смолы, обогащенной функциональными добавками. В целом, как лабораторные тесты, так и практическое применение, показывают, что более качественное обезжелезивание воды достигается при использовании фильтра Гейзер.

Немаловажным фактором в копилку Экотара является и то, что срок его службы при регулярном восстановлении составляет 3 года, в то время как у Бирма он не превышает 2 года.

По результатам сравнения можно сделать вывод, что на сегодняшний день лучшим вариантом фильтра обезжелезивания воды для дома являются устройства из линейки AquaChief от компании Гейзер. Они обладают оптимальным соотношением цены и качества и обеспечивают высокую эффективность очистки воды.
к меню

Как провести очистку воды от железа из скважины: 5 этапов приобретения фильтра

Оценок 0 15 Сентября 2019 2019-09-15 596 Время чтения 11 минут Прочитать позже

Отправим материал на почту

Очень часто самой большой головной болью хозяев загородных домов является вода, которую поднимают из колодцев и скважин для бытовых нужд. Потому что вроде бы чистая на первый взгляд она через какое-то время вдруг становится бурой и приобретает странный вкус. Это говорит о том, что в этой воде присутствует большое количество железа. Поэтому в этой статье поговорим о том, как проводится очистка воды от железа из скважины или колодца.

Система обезжелезивания воды из колодца или скважины Источник termoshop.ru

Пять шагов, как сделать воду чистой от железа

Многие слышали, что вода с большой концентрацией железа опасна. Многие даже знают несколько простых способов понизить его концентрацию. Но насколько они эффективны, каково качество воды после проделанных операций. Поэтому предлагаем пройти с нами пять этапов, которые кому-то могут показаться непростыми. Но именно такой подход даст возможность повысить качество 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 Источник www.vodamoidom.ru

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 Источник ds03.infourok.ru

Этап №2 Определяемся, что фильтровать

Современный рынок предлагает достаточно серьезный выбор фильтров разного назначения. Но все они делятся на три группы:

1. Фильтры, с помощью которых удаляется железо, находящееся в водной массе в растворенном виде.
2. Приборы, относящиеся к категории многофункционального оборудования. То есть с их помощью производиться очистка воды от железа, плюс ее умягчение (снижение жесткости).
3. Комплексное фильтровальное оборудование. В нем производится очистка не только от Fe, но и от других примесей: органических, пестицидов, марганца и прочих. Плюс, некоторые модели обладают функцией аэрации, то есть чисткой воды от сероводорода.

Для загородных домов очень важно определиться, для каких целей будет производиться обезжелезивание. То есть вода будет использоваться для бытовых нужд или в виде технической. В каждом случае выбирается свой определенный вид фильтров.

Фильтры для очистки воды от железа Источник www.initial.com.ua

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые специализируются на проектировании и монтаже инженерного оборудования любой сложности. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Этап №3 Выбираем способ очистки

В основе этого этапа лежит выбор способа очищения. Есть два варианта, которые определены условно. Это реагентный способ и безреагентный.

Начнём с безреагентного, потому что его применяют лишь в том случае, если вода из скважины или колодца не слишком загрязнена железным гидроксидом. Здесь существует несколько фильтров, отличающихся друг от друга именно способом очистки.

Каталитические загрузки

Скажем, если фильтр – это герметичный корпус, через который проходит вода, то именно в него и засыпают специальные препараты, которые захватывают трехвалентное железо, сбрасывая его в осадок. То есть на загрузках происходит окисление железа.

В качестве загрузок сегодня применяют сорбенты АС/МС, Pyrolox («Пиролокс») или Birm («Бирм»). Самое главное, что кроме главного врага эти препараты задерживают и другие примеси: сероводород, марганец и прочих.

Каталитическая загрузка «Бирм» Источник st15.stpulscen.ru

Обратный осмос

Для частных домов с водопроводом из колодцев и скважин этот фильтр наилучший вариант. Чисто конструктивно это герметичный корпус, разделенный на две половины специальной мембраной. У последней отверстия настолько малы, что через них кроме молекул воды ничто пройти не может. То есть на выходе получается практически дистиллированная вода, от которой ни вреда, ни пользы.

Многие потребители отмечают несколько неприятных моментов, связанных с использованием фильтров обратного осмоса:

1. Очень низкая пропускная способность прибора. То есть, чтобы набрать даже 1 л, необходимо минут 5.
2. Чтобы эта фильтрационная установка работала эффективно, необходимо, чтобы давление воды в водопроводе не было меньше 3 бар.
3. Чтобы вода, прошедшая обратный осмос, стала снова пригодной для питья, нужно дополнительно установить минерализатор. Сегодня эту проблему решили сами производители. Они объединили в одну установку и фильтры грубой и тонкой очистки, и обратного осмоса, и минерализатор.

Фильтр обратного осмоса с минерализатором Источник strojdvor.ru

На нашем сайте Вы можете ознакомиться с самыми популярными проектами домов с сауной – от строительных компаний, представленных на выставке домов «Малоэтажная Страна».

Электромагнитная очистка

Не все специалисты считают этот вариант очистки воды от железа из скважины в загородном доме до питьевой самым эффективным. Но такие фильтры на рынке присутствуют. Их принцип работы основан на воздействии электромагнитного поля на двухвалентное железо, которое переходит в трехвалентное. То есть из невидимого в видимое: хлопья, налет, осадок и прочее.

Самое главное, что такой фильтр снабжается специальной камерой, наполненной кварцевым песком. Именно на нем и оседает осадок.

Аэрация

Старинный способ очистки. По сути, это процесс окисления железа с помощью воздуха. Здесь применяются два варианта:

1. Безнапорный. Это когда вода разбрызгивается сверху закрытого бака, падая вниз. Мелкие капли насыщаются кислородом, который вступает в реакцию окисления с двухвалентным веществом, превращаясь в трехвалентное. Последнее в виде осадка падает на дно бака, а после скопления выводится наружу. В некоторых установках для этого предусмотрен специальный фильтрующий элемент, который собирает осадок.
2. Напорный. Здесь технология другая. Воздух при помощи компрессора закачивается в воду, залитую в бак.

Видео описание

В видео показан способ безнапорной аэрации воды:

Реагентный способ

Этот вариант очистки используется в основном в тех случаях, когда анализ воды показал большое содержание и железа, и остальных примесей. Из самого названия метода можно сразу сделать вывод, что в основе его действа лежит химическая реакция с добавлением специальных реагентов. Здесь также немало технологий. Рассмотрим каждую вкратце по отдельности.

Добавление окислителей

Эта технология в основном применяется в промышленных масштабах. Для этого в воду добавляют одно из этих веществ:

• NaOCI – гидрохлорид натрия;
• KMnO4 – перманганат калия, она же марганцовка.

Есть технология, где в качестве окислителя используют озон. Как обычно, трехвалентное железо выпадает в осадок и выводится за пределы ёмкостей и резервуаров.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про очистку воды в бассейне на даче.

Коагулирование

Здесь тот же вариант с добавлением в воду специальных реагентов. Обычно это сульфат алюминия, железный купорос и прочие. То есть между реагентами и двухвалентным феррумом происходит химическая реакция, которая образует трехвалентное вещество.

Коагулянты нескольких разновидностей Источник www.equipnet.ru

Для этого применяют так называемые ионообменные фильтры для очистки воды от железа из скважины. Чисто конструктивно это корпус, наполненный гранулами ионообменной смолы.

Суть очистки заключается в том, что катионы смолы легко меняются местами с двухвалентными металлами. Поэтому металлические примеси легко прилипают к смоле, оставаясь внутри фильтра. Самое интересное, что существует достаточно простой способ почистить саму смолу. Для этого ее просто промывают горячей водой.

Ионообменные фильтры относятся к категории многофункциональных с их помощью можно чистить воду и от других загрязнений, плюс смягчают водные массы.

Принцип работы ионообменного фильтра Источник vivkom.ru

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про использование перекиси водорода для бассейна.

Этап №4 Что предлагает рынок

Итак, разобравшись с вопросом, как можно очистить воду от железа из скважины, переходим к предложениям рынка. На самом деле рынок-то перенасыщен. Огромное количество известных и малоизвестных брендов рекламируют свою продукцию, уверяя, что она идеальный вариант. Но не стоит бросаться даже на знаменитые марки сразу, потому что фильтр – прибор сложный. А подбирать его придется под параметры поступающей из скважины воды. При этом придется учитывать требуемый суточный объем, плюс режим потребления. То есть это не так просто, как может показаться на первый взгляд.

Что же делать – искать специалистов, которые все разъяснят. Самое простое – обратиться в компанию, которая реализует известные бренды. Наверняка в предлагаемой модельной линейке найдется что-то и для вас. К примеру, Аквафор, Гейзер и другие – лидеры в этой области.

Система очистки воды из скважины от железа «Гейзер» Источник opt-1085405.ssl.1c-bitrix-cdn.ru

Надо добавить, что лидирующие компании предлагают большой список услуг, которые облегчают и покупку, и установку. К примеру:

• выезжают по вашему вызову и определяют и место установки фильтрующего прибора, и его разновидность;
• некоторые компании предлагают провести бесплатный анализ воды;
• сам прибор доставляют также бесплатно;
• а также в эту услугу входят установка и обучение в плане правильной эксплуатации;
• сервисное обслуживание на выгодных условиях.

Самое главное, что для многих бюджетный вариант фильтров для очистки воды от железа из скважины находится в приоритете. Так вот наш совет – не стоит на этом экономить. Не все дешевые фильтрующие приборы могут качественно справиться с примесями.

В видео показан монтаж фильтра для очистки воды от железа:

Этап №5 Приобретение нужного фильтра

Итак, последний этап – это приобретение фильтра для обезжелезивания. Что мы имеем:

• анализ воды из скважины у нас на руках;
• фильтр выбран, при этом вы хорошо разобрались и теперь понимаете разницу между приборами, которые выполняют обезжелезивание воды, и многофункциональными агрегатами;
• подобрали именно для вашего дома эффективный способ очистки воды от железа;
• специалисты компании вам разъяснили, как обращаться с фильтром, и в какие сроки ему необходимо сервисное обслуживание.

Остается только приобрести выбранное вами фильтрующее оборудование.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте о прочистке канализационных труб.

Коротко о главном

В этой статье мы рассмотрели волнующий многих вопрос, как очистить воду от железа. И прошли с вами путь в пять этапов выбора фильтра для обезжелезивания. Путь, скажем прямо, не очень простой, ведь придется разобраться в достаточно сложных вопросах. Именно поэтому многие компании предлагают бесплатные услуги по определению типа фильтра с дополнительной услугой анализа воды из скважины.

Оценок 0 Прочитать позже

Очистка воды из скважины от железа: методы и рекомендации

ПОДЕЛИТЕСЬ В СОЦСЕТЯХ

• Вы часто можете наблюдать такую картину: из крана идет чистая, прозрачная вода, но немного отстоявшись, она делается мутной и приобретает цвет ржавчины. Это сигнализирует о том, что в ней содержится большое количество железных примесей. Очистка воды из скважины от железа избавит вас от этой проблемы, сделает жидкость более безопасной для питья и увеличит срок службы сантехники. В данной статье представлен целый ряд разнообразных методов обезжелезивания, которые зависят от разных критериев.

  Высокое содержание железа вредно для здоровья и пагубно влияет на сантехнику

  Типы железных примесей в воде

  Существует сразу четыре основных типа соединений железа в воде, каждый из которых имеет свои характерные признаки и отличия:

  • Элементарное Fe0. При его попадании в жидкую среду оно превращается в трехвалентное железо, а значит, начинается процесс образования ржавчины. Именно из-за этого типа железа вода часто имеет коричневый, мутный цвет в отстоявшемся состоянии.
  • Двухвалентное Fe2. Данный тип в воде фактически всегда сразу растворяется, и никаких видимых признаков его содержания увидеть не удастся.
  • Трехвалентное Fe3. Такая форма железа чаще всего встречается в виде разнообразных соединений, и поэтому выпадает в осадок.
  • Органические железные примеси. Обычно присутствуют в воде в виде различных составных химических элементов, в том числе коллоидных и бактериальных.

  Полезная информация! Как правило, в воде встречается сразу несколько типов железа, что обязательно нужно принять во внимание при очистке воды из скважины от его примесей.

  Обратите внимание на то, что в воде могут быть сразу несколько разных видов примесей

  Признаки наличия соединений железа

  Несомненно, пить насыщенную железом воду небезопасно для здоровья. Однако кроме вреда организму, ржавая вода приносит неприятности и сантехнике: насосы, краны и прочие детали работают значительно меньше, а белоснежные ванны и раковины скоро обретают несмываемый желтый налет. Так как же узнать, имеется ли железо в вашей системе водоснабжения?

  
  Неочищенная вода способна нанести вред здоровью и технике

  Для того, чтобы определить содержание данного элемента в воде, вам необходимо обратить внимание на несколько признаков:

  • Как уже было сказано раннее, двухвалентное железо растворяется в воде, и поэтому увидеть его в потоке воды невозможно. Однако если набрать воду из-под крана в емкость, и дать ей постоять какое-то время, на дне будет отчетливо виден осадок неприятного бурого цвета.

  Самый простой и надежный способ выявить двухвалентное железо – поставить жидкость отстояться

  • Трехвалентное железо дает о себе знать в виде неприятно пахнущей воды темно-желтого цвета. Если такую воду оставить в емкости, она посветлеет, а содержащееся в ней железо выпадет в осадок. Данное явление наиболее сильно распространено в городских квартирах в системах централизованного водообеспечения.
  • Наличие в воде бактериальных соединений железа можно по тонкой маслянистой пленке на поверхности.

  Пленка, переливающаяся цветами радуги, указывает на содержание органического железа

  Таким образом, на наличие в воде железа указывает желтый или бурый цвет, осадок, неприятный резкий металлический запах, а также радужная пленка.

  Ниже представлены различные варианты очистки воды от железа из скважины в загородном доме до питьевой.

  Виды различаются между собой по многим критериям, включая сложность установки и стоимость

  Очистка воды из скважины от железа: различные способы и технологии

  Существует целый ряд разнообразных методов очистки, каждый из которых по-своему хорош и эффективен.

  Очистка воды из скважины в загородном доме до состояния питьевой методом отстаивания

  Данный метод наиболее прост в условиях загородного участка, где есть возможность размещения дополнительного резервуара, объем которого должен соответствовать объему суточного потребления воды жильцами дома. Оптимальная очистка воды из скважины в загородном доме до питьевой возможна лишь при соблюдении всех требований установки и эксплуатации.

  Подобное решение имеет ряд преимуществ, например, довольно маленькие затраты и простоту исполнения, а также возможность использования очищенной воды даже в случае отключения электроэнергии, и дополнительную очистку от сероводорода.

  Минусами является неполное удаление железа, а также необходимость постоянной очистки от скопившегося на дне емкости осадка, и контроль над уровнем воды в нем.

  Полезный совет! Чтобы очищение жидкости происходило быстрее, подавать ее в резервуар можно при помощи специального распылителя – так происходит дополнительный процесс аэрации.

  Отстаивание является самым простым, но далеко не самым эффективным способ очистки

  Фильтр для воды с керамической мембраной. Это устройство способно сделать вашу воду идеально чистой. Но сколько придется заплатить за такое качество? Давайте вместе изучим это технологическое новшество.

  Аэрационный метод

  Данный метод обеспечивает более полное очищение воды из скважины, чем предыдущий способ. Принцип его действия довольно прост: обеспечивается контакт воды с воздухом, где примеси железа вступают в реакцию с кислородом. Таким образом, элемент окисляется и переходит в трехвалентное состояние, выпадая при этом в осадок. Именно для этого на выходе из емкости устанавливается специальный фильтр, который задерживает частицы и не дает им пройти по водопроводу дальше. Аэрационная система очистки воды от железа – отличный и недорогой выбор для дачи.

  Существует две разновидности подобного решения:

  • Безнапорный вариант, который предполагает установку распылителей, и, по желанию для увеличения эффективности конструкции в саму емкость монтируется компрессор, дополнительно обогащающий воду кислородом.
  • Напорный способ подразумевает поступление воды под высоким давлением в специальную колонну, где сам напор струи и действие компрессора обеспечивает максимально эффективное очищение.

  Пример напорной аэрационной установки

  Плюсами данного метода является, в первую очередь, его экологичность.

  Недостатками является необходимость частого очищения емкости и фильтра от скопившихся загрязнений, все равно не полное устранение железа и зависимость технологии от наличия электроэнергии, что в условиях плохого электроснабжения загородных участков является довольно существенным минусом.

  Процесс озонирования

  Данный процесс представляет собой обезжелезивание при помощи введения специальных окислителей. От хлора в качестве подобного элемента стали постепенно отказываться, поскольку та или иная его часть все равно остается на выходе, и оказывает негативное влияние на здоровье человека.

  Озонирование – более полезный способ в отличие от добавления хлорки

  Данный метод не очень подходит для самостоятельной установки, поскольку специальное оборудование имеет довольно большую стоимость, а также необходимы довольно сложные расчеты, которые без надлежащих знаний выполнить очень сложно.

  Ионообменный способ

  Подобное решение предполагает установку специального фильтра со свободными ионами натрия, которые, вступая в реакцию с водой, заменяются на ионы примесей железа. Данный способ довольно прост, и кроме того, удобен, ведь такой фильтр можно установить даже в пространстве под раковиной.

  Ионнообменный метод

  Метод обратного осмоса

  Данный способ по праву считается самым эффективным среди всех методов очищения от примесей. Подобная фильтрационная установка способна задерживать железо на молекулярном уровне даже в растворенном виде.

  Принцип работы установки обратного осмоса

  Нередко жидкость из подземных источников имеет неприятный металлический запах и такой же привкус. В связи с этим многие владельцы частных домов и дачных участков хотят очистить воду от железа из скважины. Для этого существует множество способов — от химических до механических, при помощи которых можно обеспечить себя по-настоящему вкусной и чистой жидкостью.

  Причины появления железа в скважине

  Высокая концентрация металла в питьевом источнике может возникнуть по нескольким причинам. Основные факторы, влияющие на этот процесс:

  1. Болотистая местность. В воде из болота может содержаться до 5 мг/л. железа.
  2. Залежи вулканических пород или сульфатной руды в почве. В таких случаях в воде даже на глубине 50−60 метров присутствует более 100 мг/л.
  3. Вблизи промышленных предприятий (нефтехимических, химических, металлургических), если они сбрасывают сточные воды в ближайшие водоёмы, металлические примеси впитываются в почву, после чего попадают в подземные источники.
  4. Нарушение pH баланса в почве.
  5. Ржавый водопровод в доме.

  Наличие железа в жидкости определяется следующими критериями:

  1. Ржавый налёт в чайнике, на раковине и т. д.
  2. Маслянистая плёнка на поверхности. Такой признак свидетельствует о присутствии двухвалентного железа, преобразовавшегося в трёхвалентное нерастворимое.
  3. Появление в резервуаре с жидкостью осадка бурого или рыжеватого цвета.
  4. Металлический запах и привкус, который не пропадает после кипячения и ощущается во всех горячих напитках (кофе, чай).

  Методы очистки

  Существует множество способов убрать железо из воды из скважины — с использованием фильтров (химических, механических, электромагнитных и прочих), биологическая очистка, с применением хлора, ионного обмена, озонирование (насыщение озоном). Но все они имеют недостатки: одни — малоэффективны, обслуживание других обходится очень дорого, третьи рассчитаны на большие (промышленные) объёмы.

  Наиболее доступным, простым и в то же время эффективным вариантом является метод аэрации, при котором жидкость из скважины проходит обработку воздухом.

  Аэрация воды

  При очистке скважин от железа содержащиеся в воде примеси окисляются кислородом и теряют свои качества. Метод аэрации имеет следующие преимущества:

  • компактность — устройство можно соорудить в дачном домике или на небольшом участке;
  • простота использования;
  • низкая себестоимость;
  • минимальные затраты на сооружение устройства;
  • эффективность — вода полностью очищается от сероводорода и железа, а также частично — от некоторых органических соединений и марганца;
  • экологичность — при использовании метода не применяются химикаты.

  В результате обогащения кислородом улучшаются вкусовые качества воды, повышается её защита от вредных микроорганизмов. Наибольшую эффективность способ показал при концентрации железа не более 6мг/л.

  Принцип работы устройства довольно прост: присутствующее в воде железо при взаимодействии с кислородом начинает окисляться, после чего выпадает в осадок, который представлен в виде ржавчины. Обслуживание аэратора заключается в обеспечении активного взаимодействия воды и кислорода, а также в своевременном удалении осадка. Процесс аэрации может продолжаться от нескольких часов до нескольких дней.

  Систему можно соорудить несколькими способами. Для наиболее простого понадобится вместительная ёмкость, которая будет использоваться в качестве аэратора. При выборе объёма необходимо учитывать, что количество пригодной для использования воды после обработки составит 50−75% от общей вместительности бака. Рекомендуется выбирать ёмкость с немного выгнутым дном — это облегчит процесс чистки бака от образовавшейся ржавчины.

  Самодельный аэратор устанавливают на специальном помосте на чердаке или крыше. После установки бака к нему проводят трубу из скважины, чтобы жидкость поступала через открытый люк в верхнюю часть ёмкости. Закрывать аэратор рекомендуется вентиляционной крышкой, которая обеспечит доступ воздуха и в то же время предотвратит попадание мусора. На трубу желательно установить кран, что в дальнейшем облегчит чистку бака. Для лучшего обогащения воды её рекомендуется подавать в распылённом виде, воспользовавшись обычными форсунками для полива либо распылителем для душа.

  Недостатки метода аэрации:

  • необходимость регулярной очистки аэратора от осадка;
  • недолговечность устройства — металл под воздействием ржавчины быстро разрушается.

  Домашний вариант

  Самый простой способ очистки без применения специальных установок и фильтров. Используется, когда необходимо очистить лишь небольшое количество жидкости. Для этого действуют следующим образом:

  1. Наливают воду в ёмкость (например, в бутылку) и оставляют на ночь.
  2. К утру железосодержащие примеси выпадут в осадок, после чего воду необходимо профильтровать через сетку с мелкими ячейками.
  3. Жидкость прокипятить и заморозить.

  Вкусовые качества воды, очищенной таким способом, улучшаются, она становится более пригодной для использования. Для дополнительной очистки можно воспользоваться активированным углем, который необходимо завернуть в вату и пропустить через него воду.

  Фильтрация с применением окислителей

  Для частного хозяйства лучше подойдут фильтры. На рынке присутствует множество установок, работающих по разным принципам.

  1. Каталитические очистители. Это один из универсальных способов, используемый для обезжелезивания воды как в небольших масштабах (коттеджные посёлки, дачи, частные дома), так и в промышленных. Такие системы фильтрации имеют производительность от 0,5м3/ч до 30м3/ч. Существуют и более мощные установки, которые применяются в промышленности. Корпус фильтра изготовлен из нержавеющей стали или стекловолокна. Внутрь насыпается слой-катализатор, который периодически необходимо менять.
  2. Фильтры обратноосмотические. Компактные водоочистительные сооружения устанавливаются под раковинами в квартирах и домах. В процессе очищения вода последовательно проходит через 3 резервуара. Первый — с полипропиленом и активированным углем для удаления твёрдых частиц, второй — с углём: удаляются химические и органические примеси, третий — с мелкоячеистой мембраной. Затем поток воды разделяется на 2 части: чистая жидкость, которая подаётся в домашний водопровод, и концентрированный раствор примесей, уходящий в канализацию.
  3. Электромагнитные аппараты. В установках электромагнитной фильтрации предусмотрена поэтапная очистка жидкости. Сначала вода проходит обработку ультразвуком, после чего осуществляется электромагнитная очистка. На заключительном этапе очищенный поток пропускают через мелкоячеистую мембрану, на поверхности которой задерживаются частички оставшихся примесей. Такая очистка применяется только для обезжелезивания жидкости. Если в ней, кроме железа, имеются прочие ненужные соединения, рекомендуется использовать другие установки.
  4. Электрохимическая аэрация. В таких фильтрах не используются реагенты. Состоят они из компрессора, который нагнетает воздух и резервуара с водой. Применяются для очистки воды с содержанием железа в среднем 30мг/л. Срок службы электрохимического фильтра составляет 5−7 лет.

  Другие способы

  Придумано множество способов очистки как для частных домов и промышленных предприятий:

  1. Обратный осмос. Наиболее эффективный способ очистки жидкости. Водный поток проходит через мембрану, ячейки которой настолько мелкие, что сквозь них могут проникнуть только молекулы воды. Железосодержащие примеси остаются на сетке, впоследствии они удаляются через дренаж. Недостатком такого метода является то, что система пропускает молекулы, которые по размеру меньше, чем водные (хлор и некоторые другие соединения).
  2. Ионный метод. Основан на фильтрации, при которой из воды удаляются марганец, железо, кальций. Фильтр снабжён ионообменной смолой, замещающей железо натрием, в результате чего жидкость из скважины становится мягче. Использование возможно при концентрации железа не более 2 мг/л и только для воды, не содержащей органические соединения.
  3. Окислительный (химический) вариант больше подходит для промышленных предприятий. Железо окисляется при помощи кислорода, перманганата калия, озона и хлора, после чего становится трёхвалентным, оседает на дно и устраняется. Частным домовладельцам рекомендуется использовать упрощённый вариант фильтрации — каталитический. Железо нейтрализуется посредством диоксида магния, который активизирует окисление и процесс образования осадка.
  4. Биологическое обезжелезивание применяется для устранения железобактерий. Такой способ предполагает обработку воды бактерицидными лучами, хелатными агентами или хлором.
  5. Чистка без реагентов. Основу принципа составляет организация процесса взаимодействия примесей с оксидом марганца. Для фильтрации используются мембраны, содержащие MnO 2, которые нуждаются в периодической чистке.
  6. Очищение озоном подходит только для очистки небольшого количества жидкости, поскольку озон имеет высокую скорость разложения. Очистка проводится посредством генераторной установки, где кислород охлаждается до 60 градусов, осушается, после чего попадает в специальное устройство — озоногенератор. Газ пропускают сквозь водный поток, при этом жидкость очищается от железа и обогащается кислородом.
  7. Удаление трёхвалентных примесей. Большая часть очистительных установок рассчитана на очистку воды от двухвалентного железа. Для устранения трёхвалентных примесей используют мембраны с очень мелкими ячейками (0,05 микрон).

  Очищение колодца

  Для очистки жидкости из колодца можно использовать аэратор, изготовленный своими руками, или шунгит. Аэратор преобразует железосодержащие примеси в нерастворимый осадок, который оседает на дне колодца.

  Прибор способен функционировать круглый год, очищая жидкость и защищая её от вредоносных микроорганизмов. Его устанавливают в пластиковый футляр, в качестве которого можно использовать обычную канистру на 10 л, верхушку нужно будет срезать. В дне футляра делают несколько отверстий, через них будет стекать конденсат, а к внутренней стенке крепят сам прибор и переноску.

  Теперь необходимо срезанную часть канистры надеть обратно и протянуть шнур через горлышко. Отверстие не закрывать — внутри канистры должен циркулировать воздух. Части футляра скрепляют строительным скотчем, после чего ёмкость опускают в колодец. Отдельно опускают части прибора, которые должны находиться в жидкости и ультразвуковую машинку. Система подключается к сети посредством автомата 6A.

  Процесс очищения занимает 5−7 дней. Употреблять такую жидкость можно, когда исчезнет характерный запах, а сама она станет полностью прозрачной.

  Чтобы удалить железо из воды, можно воспользоваться механическими, биологическими или химическими способами. Прежде чем выбрать какой-либо из них, следует провести проверку жидкости, обратившись в соответствующую организацию, поскольку эффективность каждого метода зависит от количества и состава содержащихся в воде примесей.

  Водоподготовка от А до Я

  Железо (лат. Ferrum) – химический элемент VIII группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 26, атомная масса 55,847. Блестящий серебристо-белый пластичный металл, плотностью 7,874 г/см3 , tплав. =1535 °С.

  Железо – один из семи металлов, известных человечеству с глубокой древности. По распространенности в литосфере железо находится на 4-м месте среди всех элементов и на 2-м месте после алюминия среди металлов. Его кларк (процентное содержание по массе) в земной коре составляет 4,65%. Железо входит в состав более 300-х минералов, но промышленное значение имеют только руды с содержанием не менее 16% железа: магнетит (магнитный железняк) – Fe3O4 (72,4% Fe), гематит (железный блеск или красный железняк) — Fe2O3 (70% Fe), бурые железняки (гётит, лимонит и т.п.) с содержанием железа до 66,1% Fe, но чаще 30-55%.

  Железо давно и повсеместно применяется в технике, причем не столько в силу своего широкого распространения в природе, сколько в силу своих свойств: оно пластично, легко поддается горячей и холодной ковке, штамповке и волочению. Однако чистое железо обладает низкой прочностью и химической стойкостью (на воздухе в присутствии влаги окисляется, покрываясь нерастворимой рыхлой ржавчиной бурого цвета). В силу этого в чистом виде железо практически не применяется. То, что мы в быту привыкли называть «железом» и «железными» изделиями на самом деле изготовлено из чугуна и стали – сплавов железа с углеродом, иногда с добавлением других так называемых легирующих элементов, придающих этим сплавам особые свойства.

  Типы железа

  Железо существует в природе в различных формах (в зависимости от валентности: Fe0, Fe2+, Fe3+), а также в виде различных сложных химических соединений.

  I. Элементарное железо (Fe0). Элементарное или металлическое железо безусловно нерастворимо в воде. В присутствии влаги и кислорода окисляется до трехвалентного, образуя нерастворимый оксид Fe2O3 (процесс, известный в быту как «появление ржавчины»).

  II. Двухвалентное железо (Fe2+). Почти всегда находится в воде в растворенном состоянии, хотя возможны случаи (при определенных и редко встречающихся в природной воде уровнях рН), когда гидроксид железа Fe(OH)2 способен выпадать в осадок.

  III. Трехвалентное железо (Fe3+). Гидроксид железа Fe(OH)3 нерастворим в воде (кроме случая очень низкого рН). Хлорид FeCl3 и сульфат Fe2(SO4)3 трехвалентного железа – растворимы и могут образовываться даже в слабощелочных водах.

  IV. Органическое железо. Органическое железо встречается в воде в разных формах и в составе различных комплексов. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру и очень трудно поддаются удалению. Различают следующие виды органического железа:

  1) Бактериальное железо. Некоторые виды бактерий способны использовать энергию растворенного железа в процессе своей жизнедеятельности. При этом происходит преобразование двухвалентного железа в трехвалентное, которое сохраняется в желеобразной оболочке вокруг бактерии.

  2) Коллоидное железо. Коллоиды – это нерастворимые частицы очень малого размера (менее 1 микрона), в силу чего они трудно поддаются фильтрации на гранулированных фильтрующих материалах. Крупные органические молекулы (такие как танины и лигнины) также попадают в эту категорию. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда (отталкивающего частицы друг от друга, препятствуя их укрупнению) создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии.

  3) Растворимое органическое железо. Также как, например, полифосфаты способны связывать и удерживать в растворе кальций и другие металлы, некоторые органические молекулы способны связывать железо в сложные растворимые комплексы, называемые хелатами. Примером такого связывания может служить удерживающая железопорфириновая группа гемоглобина крови или удерживающий магний хлорофилл растений. Так, прекрасным хелатообразующим агентом является гуминовая кислота, играющая важную роль в почвенном ионообмене.

  Все вышеперечисленные виды железа «ведут» себя в воде по-разному. Так, если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время в процессе отстаивания образуется красно-бурый осадок, то это признак наличия в воде двухвалентного железа. В случае если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании – надо «винить» трехвалентное железо. Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Бактериальное железо проявляет себя радужной опалесцирующей пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб. Основные отличительные признаки приведены в таблице.

  Необходимо только отметить, что «беда никогда не ходит одна» и на практике почти всегда встречается сочетание нескольких или даже всех видов железа. Учитывая, что нет единых утвержденных методик определения органического, коллоидного и бактериального железа, то в деле подбора эффективного метода (скорее комплекса методов) очистки воды от железа очень много зависит от практического опыта фирмы, занимающейся водоочисткой. К сожалению, очень часто достаточно очевидные стандартные методы не работают в, казалось бы, простой ситуации.

  Источники

  Главными источниками соединений железа в природных водах являются процессы химического выветривания и растворения горных пород. Железо реагирует с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами, образуя сложный комплекс соединений, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. В питьевой воде железо может присутствовать также вследствие применения на муниципальных станциях очистки воды железо-содержащих коагулянтов, либо из-за коррозии «черных» (изготовленных из чугуна или стали) водопроводных труб.

  Содержание железа в пресных поверхностных водах составляет десятые доли миллиграмма. Основной его формой в поверхностных водах являются комплексные соединения трехвалентных ионов железа с растворенными неорганическими и органическими соединениями, главным образом с солями гуминовых кислот – гуматами. Поэтому повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах (единицы миллиграммов), где концентрация гумусовых веществ достаточно велика. При рН = 8,0 основной формой железа в воде является гидрат оксида железа Fe(OH)3 , находящийся во взвешенной коллоидной форме. Наибольшие же концентрации железа (до нескольких десятков миллиграмм в 1 дм3 ) наблюдаются в подземных водах с низкими значениями рН и с низким содержанием растворенного кислорода, а в районах залегания сульфатных руд и зонах молодого вулканизма концентрации железа могут достигать даже сотен миллиграммов в 1 литре воды. В подземных водах железо присутствует в основном в растворенном двухвалентном виде. Трехвалентное железо при определенных условиях также может присутствовать в воде в растворенном виде как в форме неорганических солей (например, сульфатов), так и в составе растворимых органических комплексов.

  Влияние на качество воды

  Содержащая железо вода (особенно подземная) сперва прозрачна и чиста на вид. Однако даже при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску. Уже при концентрациях железа выше 0,3 мг/л такая вода способна вызвать появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. При содержании железа выше 1 мг/л вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду практически неприемлемой как для технического, так и для питьевого применения. По органолептическим признакам предел содержания железа в воде практически повсеместно установлен на уровне 0,3 мг/л (а по нормам ЕС даже 0,2 мг/л). Здесь необходимо подчеркнуть, что это ограничение именно по органолептическим соображениям. По показаниям вредности для здоровья такойпараметр не установлен.

  Пути поступления в организм

  Основной путь поступления железа в организм человека – с пищей. По оценкам ВОЗ доля воды в общем объеме естественного поступления железа в организм среднестатистического человека не превышает 10 %.

  У людей определенных профессий (шахтеров, занятых на разработках железных руд и в меньшей степени у сварщиков) возможно попадание соединений железа с пылью при дыхании, что может вызывать профессиональные заболевания.

  Из продуктов питания наиболее богаты железом печень, мясо и почки животных, яичный желток, рыба, а также сушеные белые грибы, бобовые (горох, фасоль, соя), гречка, зелень шпината и петрушки, айва, чернослив, абрикосы, другие овощи и фрукты. При этом надо отметить, что железо – трудно усваиваемый элемент и с точки зрения его поступления в организм усвояемость железа становится даже более важным показателем, чем его абсолютное содержание в том или ином продукте. Так, из продуктов животного происхождения, где железо содержится в так называемой гемовой (дословно – «относящийся к крови») форме, усваивается от 10% (рыба) до 20-30% (телятина) железа. Из продуктов же растительного происхождения (где железо содержится в негемовой двухвалентной форме) этот показатель ниже – от 1% (рис, шпинат) до 6% (соевые бобы). Железо же в трехвалентной форме практически не усваивается. Таким образом, средняя усвояемость железа из продуктов питания составляет около 10% (порядка 6% у мужчин и 14% – у женщин).

  Всасыванию железа способствует витамин С — аскорбиновая кислота (восстанавливающая нерастворимое трехвалентное железо до растворимого двухвалентного), витамины группы В, микроэлементы медь и кобальт.

  Препятствуют усвоению железа высокое содержание в пище (и, можно предполагать, воде) кальция и фосфатов, с которыми железо образует нерастворимые соединения; фосфатин и фитин, содержащиеся в зерновых продуктах (например, в хлебе и дрожжевом тесте); чай (железо образует трудно растворимые комплексы с дубильными веществами); избыток жиров; молоко и т.п.

  Потенциальная опасность для здоровья

  Как уже упоминалось выше, при систематическом вдыхании воздуха, содержащего железосодержащую пыль (например, оксид железа), возможно возникновение профессиональных заболеваний. Так, в легких шахтеров, занятых на разработках красного железняка, может накапливаться до 45 грамм железа. Это приводит к возникновению такого профессионального заболевания из разряда пневмокониозов (от греческих pneumon — легкие и konia — пыль), обусловленного длительным вдыханием производственной пыли, как сидероз (от греческого sideros — железо), чреватого развитием пневмосклероза.

  Что же касается вредного воздействия железа при его поступлении в организм с пищей и водой, то Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины по показания здоровья, так как нет достаточных данных о негативном воздействии железа на организм человека. При уровне установленного ВОЗ переносимого суточного потребления (ПСП) железа, равном 0.8 мг/кг массы тела человека, безопасное для здоровья суммарное содержание железа в воде составляет 2 мг/л. Это означает, что употребляя ежедневно на протяжении всей жизни такую воду, можно не опасаться за последствия для здоровья (другое дело, что вода с 2 мг/л железа будет иметь весьма «неаппетитный» вид).

  В российской прессе регулярно проскакивают упоминания о вредном воздействии железа на организм, причем в концентрациях уже выше 0,3 мг/л. В качестве последствий упоминаются неприятности со здоровьем, начиная от аллергических реакций, что, вполне не исключено – хронических профессиональных заболеваний легких, обусловленных длительным вдыханием производственной пыли, аллергия может быть на что угодно, до «увеличения риска инфарктов и негативного влияния на репродуктивную функцию организма… сухости и зуда». Безусловно, в больших количествах железо, как и любое другое химическое вещество, способно вызвать в организме человека нарушения и даже патологии. Учитывая, однако, что железо очень трудно усваиваемый элемент, особенно в неорганической форме (в которой оно в основном и содержится в воде), представляется, что «перебрать» его достаточно трудно. Так что, гораздо более близкой к истине нам кажется точка зрения ВОЗ.

  Физиологическое значение

  Железо относится к числу эссенциальных (жизненно важных) для человека микроэлементов, участвуя в процессах кроветворения, внутриклеточного обмена и регулирования окислительно-восстановительных процессов.

  Организм взрослого человека содержит 4-5 г железа, которое входит в состав важнейшего дыхательного пигмента гемоглобина (55-70% от общего содержания), вырабатываемого костным мозгом и ответственного за перенос кислорода от легких к тканям, белка миоглобина (10-25%), необходимого для накопления кислорода в мышечной ткани, а также в состав различных дыхательных ферментов (около 1% общего содержания), например, цитохромов, катализирующих процесс дыхания в клетках и тканях. Кроме того, 20-25% железа хранится в организме как резерв, сосредоточенный в печени и селезенке в виде ферритина – железо-белкового комплекса, служащего «сырьем» для получения всех вышеперечисленных многообразных соединений железа. В плазме крови содержится не более 0,1% от общего содержания железа.

  Выделяется железо из организма в основном через стенки толстого кишечника и незначительно через почки. За сутки выводится примерно 6-10 мг железа. Отсюда и суточная потребность человека в железе (в усредненных цифрах). У женщин, например, потребность в железе выше, чем у мужчин – 15-18 мг. Однако, учитывая низкую усвояемость железа, с пищевым рационом человек должен получать в норме 60-100 мг железа в сутки.

  В целом, обмен железа в организме зависит от функционирования печени. При нарушениях в ее работе, а также при бедном железом рационе (например, при искусственном вскармливании детей, особенно чрезвычайно бедными железом коровьим и козьим молоком) возможно развитие железодефицитной анемии или, по-простому говоря, «малокровия». Это заболевание характеризуется бледностью кожи и слизистых, одутловатостью лица и сопровождается общей слабостью, быстрой физической и психической утомляемостью, отдышкой, головокружениями, шумом в ушах.

  При нарушении клеточного метаболизма может развиваться и обратное явление – избыточное накопление железа в организме. При этом содержание железа в печени может достигать 20-30 г, а также наблюдаться повышенная его концентрация в поджелудочной железе, почках, миокарде, иногда в щитовидной железе, мышцах и эпителии языка.

  Технологии удаления железа из воды

  Удаление из воды железа – без преувеличения одна из самых сложных задач в водоочистке. Даже беглый обзор существующих способов борьбы с железом позволяет сделать обоснованный вывод о том, что на данный момент не существует универсального экономически оправданного метода, применимого во всех случаях жизни. Каждый из существующих методов применим только в определенных пределах, и имеет как достоинства, так и существенные недостатки. Выбор конкретного метода удаления железа (или их комбинации) в большей степени зависит от опыта водоочистной компании. Не без гордости можем сообщить, что нам в своей практике неоднократно приходилось сталкиваться с содержанием железа в 20-35 мг/л и успешно удалять его.

  Итак, к существующим методам удаления железа можно отнести:

  1. Окисление

  Окисление кислородом воздуха или аэрацией, хлором, перманганатом калия, перекисью водорода, озоном с последующим осаждением (с коагуляцией или без нее) и фильтрацией.

  Традиционный метод, применяемый уже много десятилетий. Так как реакция окисления железа требует довольно длительного времени, то использование для окисления только воздуха требует больших резервуаров, в которых можно обеспечить нужное время контакта. Это наиболее старый способ и используется только на крупных муниципальных системах. Добавление же специальных окислителей ускоряет процесс.

  Наиболее широко применяется хлорирование, так как параллельно позволяет решать проблему с дезинфекцией. Наиболее передовым и сильным окислителем на сегодняшний день является озон. Однако установки для его производства довольно сложны, дороги и требуют значительных затрат электроэнергии, что ограничивает его применение. Необходимо отметить также, что в концентрированном виде (например, на точке ввода в воду) озон является ядом (как, собственно говоря, и многие другие окислители) и требует очень внимательного к себе отношения.

  Частицы окисленного железа имеют малый размер (1-3 мкм) и осаждаются достаточно долго, поэтому применяют специальные химические вещества – коагулянты, способствующие укрупнению частиц и их ускоренному осаждению. Применение коагулянтов необходимо также потому, что фильтрация на муниципальных очистных сооружениях осуществляется в основном на устаревших песчаных или антрацитовых осветлительных фильтрах (не способных задерживать мелкие частицы). Однако даже применение более современных фильтрующих засыпок (например, алюмосиликатов) не позволяет фильтровать частицы размером менее 20 микрон. Проблему могло бы решить применение специальной керамики, но она достаточно дорого стоит (так как не производится в России). У всех перечисленных способов окисления есть ряд недостатков.

  Во-первых, если не применять коагулянты, то процесс осаждения окисленного железа занимает долгое время, в противном же случае фильтрация некоагулированных частиц сильно затрудняется из-за их малого размера.

  Во-вторых, эти методы окисления (в меньшей степени это относится к озону) слабо помогают в борьбе с органическим железом.

  В-третьих, наличие в воде железа часто (а практически всегда) сопровождается наличием марганца. Марганец окисляется гораздо труднее, чем железо и, кроме того, при значительно более высоких уровнях рН.

  Все вышеперечисленные недостатки сделали невозможным применение этого метода в сравнительно небольших бытовых и коммерческо-промышленных системах, работающих на больших скоростях.

  2. Каталитическое окисление с последующей фильтрацией

  Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в высокопроизводительных компактных системах. Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Наибольшее распространение в современной водоподготовке нашли фильтрующие среды на основе диоксида марганца (MnO2): Birm, Greensand, Pyroloxи др. Эти фильтрующие засыпки отличаются между собой как своими физическими характеристиками, так и содержанием диоксида марганца, и поэтому эффективно работают в разных диапазонах значений характеризующих воду параметров. Однако принцип их работы одинаков. Железо (и в меньшей степени марганец) в присутствии диоксида марганца быстро окисляются и оседают на поверхности гранул фильтрующей среды.

  Впоследствии большая часть окисленного железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Таким образом, слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой. Для улучшения процесса окисления в воду могут добавляться дополнительные химические окислители. Наиболее распространенным является перманганат калия KMnO4 , так как его применение не только активизирует реакцию окисления, но и компенсирует «вымывание» марганца с поверхности гранул фильтрующей среды, то есть регенерирует ее. Используют как периодическую, так и непрерывную регенерацию. Все системы на основе каталитического окисления с помощью диоксида марганца, кроме специфических (не все из них работают по марганцу, почти все они имеют большой удельный вес и требуют больших расходов воды при обратной промывке) имеют и ряд общих недостатков.

  Во-первых, они неэффективны в отношении органического железа. Более того, при наличии в воде любой из форм органического железа, на поверхности гранул фильтрующего материала со временем образуется органическая пленка, изолирующая катализатор – диоксид марганца от воды. Таким образом, вся каталитическая способность фильтрующей засыпки сводится к нулю. Практически «на нет» сводится и способность фильтрующей среды удалять железо, так как в фильтрах этого типа просто не хватает времени для естественного протекания реакции окисления.

  Во-вторых, системы этого типа все равно не могут справиться со случаями, когда содержание железа в воде превышает 10-15 мг/л, что совсем не редкость. Присутствие в воде марганца только усугубляет ситуацию.

  3. Ионный обмен

  Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применялся (да и теперь применяется) в основном для умягчения воды. Раньше для реализации этого метода использовались природные иониты (сульфоугли, цеолиты). Однако с появлением синтетических ионообменных смол эффективность использования ионного обмена для целей водоочистки резко возросла.

  С точки зрения удаления из воды железа важен тот факт, что катиониты способны удалять из воды не только ионы кальция и магния, но и другие двухвалентные металлы, а значит и растворенное двухвалентное железо. Причем теоретически, концентрации железа, с которыми могут справиться ионообменные смолы, очень велики. Достоинством ионного обмена является также и то, что он «не боится» верного спутника железа – марганца, сильно осложняющего работу систем, основанных на использовании методов окисления. Главное же преимущество ионного обмена в том, что из воды могут быть удалены железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии. То есть совсем отпадает необходимость в такой капризной и «грязной» (из-за необходимости вымывать ржавчину) стадии, как окисление.

  Однако на практике, возможность применения катионообменных смол по железу сильно затруднена. Объясняется это следующими причинами:

  Во-первых, применение катионитов целесообразно там, где существует также и проблема с жесткостью воды, так как железо удаляется из воды вместе с жесткостью. Там, где ситуация с жесткостью достаточно благополучная, применение катионообменных смол нерационально.

  Во-вторых, ионообменные смолы очень критичны к наличию в воде трехвалентного железа, которое «забивает» смолу и очень плохо из нее вымывается. Именно поэтому нежелательно наличие в воде не только уже окисленного железа, но и растворенного кислорода и других окислителей, наличие которых может привести к его образованию. Этот фактор накладывает также ограничение и на диапазон рН, в котором работа смол эффективна.

  В-третьих, при высокой концентрации в воде железа, с одной стороны возрастает вероятность образования нерастворимого трехвалентного железа (со всеми вытекающими отрицательными последствиями – см. выше) и, с другой стороны, гораздо быстрее истощается ионообменная ёмкость смолы. Оба этих фактора требуют более частой регенерации, что приводит к увеличению расхода соли.

  В-четвертых, наличие в воде органических веществ (в том числе и органического железа) может привести к быстрому «зарастанию» смолы органической пленкой, которая одновременно служит питательной средой для бактерий. Тем не менее, именно применение ионообменных смол представляется наиболее перспективным направлением в деле борьбы с железом и марганцем в воде. Задача заключается в том, чтобы подобрать такую комбинацию ионообменных смол (подчас весьма сложную и многокомпонентную), которая была бы эффективна в достаточно широких пределах параметров качества воды.

  4. Мембранные технологии

  Мембранные технологии достаточно широко используются в водоподготовке, однако удаление железа отнюдь не главное их предназначение, скорее побочный эффект. Этим и объясняется тот факт, что применение мембран пока не входит в число стандартных методов борьбы с присутствием в воде железа. Основное назначение мембранных систем – удаление бактерий, простейших и вирусов («холодная стерилизация»), частичное или глубокое обессоливание, подготовка высококачественной питьевой воды. То есть они предназначены для глубокой доочистки воды.

  Тем не менее, микрофильтрационные мембраны пригодны для удаления уже окисленного трехвалентного железа, ультрафильтрационные и нанофильтрационные мембраны также способны удалять коллоидное и бактериальное железо, а обратноосмотические мембраны удаляют даже растворенное органическое и неорганическое железо. Практическое же применение мембран для работы по железу ограничено следующими факторами:

  Во-первых, мембраны даже в большей степени, чем гранулированные фильтрующие среды и ионообменные смолы, критичны к «зарастанию» органикой и забиванию поверхности нерастворимыми частицами (в данном случае ржавчиной). Это означает, что мембранные системы требуют достаточно тщательной предварительной подготовки воды, в частности – удаления взвесей и органики. То есть мембранные системы применимы либо там, где нет органического, коллоидного, бактериального и трехвалентного железа, либо проблема с этими загрязнениями должна быть предварительно решена другими методами.

  Во-вторых, стоимость. Мембранные системы пока недешевы и их применение рентабельно только там, где требуется очень высокое качество воды (например, в пищевой промышленности).

  5. Дистилляция

  Дистилляция является давно известным и проверенным способом глубокой очистки воды. Принцип дистилляции фактически повторяет круговорот воды в природе. Вода, испаряясь, освобождается практически ото всех растворенных и нерастворенных примесей. В дистилляторах для ускорения естественного процесса испарения воды применяется нагревание (в подавляющем большинстве случаев с помощью электричества) воды до температуры кипения, что приводит к интенсивному образованию пара. При этом механические частицы, содержащиеся в воде (включая бактерии, вирусы и прочую «живность», а также коллоиды и взвешенные частицы) оказываются слишком тяжелыми, чтобы быть подхваченными паром. Одновременно почти все растворенные в воде химические вещества (включая соли железа, других тяжелых металлов, соли жесткости и т.д.) достигают предела своей растворимости (за счет повышенной температуры и особенно увеличения концентрации – вода-то постоянно улетучивается) и выпадают в осадок. Таким образом, вместе с паром могут «вознестись» только летучие органические соединения (среди которых, правда и такие опасные, как тригалометан – потенциальный канцероген – и другие). Именно поэтому в дистилляторах часто устанавливают фильтр доочистки на основе активированного угля из скорлупы кокоса.

  В дальнейшем пар, охлаждаясь (в природе в верхних слоях атмосферы, в дистилляторах – в специальных конденсаторах, простейшим из которых является змеевик), конденсируется, опять превращаясь в воду. Этот конденсат и является той высокоочищенной водой, которую называют дистиллятом. Иногда дистиллированную воду «прогоняют» через дистиллятор еще раз и получают так называемый би-дистиллят.

  Дистиллированную воду достаточно широко используют в промышленности, медицине, в химических лабораториях. Хорошо всем известный пример использования дистиллированной воды – заливка в аккумуляторы автомобиля. В быту же дистилляторы не нашли широкого применения. И дело здесь совсем не в непригодности дистиллированной воды для питья. Вредность такой воды из-за отсутствия в ней «полезных» минеральных веществ – это скорее укоренившийся предрассудок. Дистиллированная вода действительно имеет невысокие вкусовые качества, часто ее вкус характеризуют как «затхлый». Связано это с тем, что такая вода — это действительно жидкость без вкуса (!) и запаха (см. любой учебник по химии). То есть вкус дистиллированной воды не затхлый – он никакой. Мы же привыкли, что вода имеет вкус (пусть даже едва уловимый), который определяется ее минеральным составом и наличием растворенных газов. Однако с точки зрения влияния на здоровья нет никаких свидетельств того, что дистиллированная вода непригодна для питья. Ограниченность же применения дистилляторов в настоящее время объясняется следующими причинами.

  Во-первых, бытовые дистилляторы имеют малую производительность – что-то около 1 литра в час.

  Во-вторых, в бойлере дистиллятора постоянно образуются осадок, накипь и т.п., которые надо вычищать.

  В-третьих, дистилляторы излучают тепло и в довольно значительных количествах.

  В-четвертых, дистилляторы потребляют значительное количество электроэнергии, что для многих применений делает их использование менее рентабельным, чем обратный осмос или деминерализация на ионообменных смолах.

  Обезжелезивание воды – процесс, который имеет целью удаление железа из воды. В этом процессе могут использоваться как классические, так и наиболее современные высокотехнологические способы. Специалисты нашей компании точно знают не только цель всех способов, но и их особенности, специфику и т.д.

  Для того, чтобы осуществить обезжелезивание, Вы всегда сможете использовать оборудование, которое будет предложено Вам профессионалами нашей компании. Приобрести такое оборудование вы сможете уже сегодня. Специалистами будет произведена его установка.

  Вы сможете самостоятельно вызвать специалиста для оценки качества воды, её состава, особенностей и принятия решения о необходимости установки тех или иных приборов для очистки воды.

  Удаление железа из воды называют обезжелезиванием. Часто од­новременно удаляется и марганец, т. е. проводится деманганация.

  Железо находится в воде в следующих формах:

  • двухвалентное — растворенное в виде ионов Fe2+;
  • трехвалентное (хотя хлориды и сульфаты Fe3+ хорошо растворимы в воде, ионы Fe3+ полностью гидролизуются в нерастворимый гидроксид Fe(OH)3, который находится в виде взвеси или осадка);
  • органическое железо (находится в виде различных растворимых комплексов с природными органическими кислотами (гуматов), имея, как правило, коллоидную структуру);
  • бактериальное железо — продукт жизнедеятельности железобакте­рий (железо находится в их оболочке).

  В подземных водах присутствует, в основном, растворенное двух­валентное железо в виде ионов Fe2+. Трехвалентное железо появляется после контакта такой воды с воздухом и в изношенных системах водо- распределения при контакте воды с поверхностью труб.

  В поверхностных водах железо уже окислено до трехвалентного состояния и, кроме того, входит в состав органических комплексов и железобактерий.

  Подход к очистке таких вод от железа различен. Если в воде присутствует только трехвалентное железо в виде взвеси, что бывает в системах, питающихся подземной водой через во­донапорные башни, достаточно простого отстаивания или механической фильтрации на фильтрах с размером пор менее 5 мкм.

  Для извлечения растворенных двухвалентного железа и марганца сначала необходимо их окислить и перевести в нерастворимую форму. Для окисления используют кислород воздуха, хлор, озон, перманганат калия. Частицы окисленных железа и марганца в виде гидроокисей от­фильтровываются на гранулированной загрузке. Эта операция обычно сопряжена с механической фильтрацией и может произво­диться на традиционных песчаной, антрацитовой или гравийной загруз­ках. Однако их эффективность низка, поскольку процесс окисления и формирования хлопьев достаточно длителен.

  2Fe2+ + О2 + 2Н+ = 2Fe3+ + 2ОН-

  Fe3+ + ЗОН- = Fe(OH)3

  Такие материалы начинают эффективно работать только после на­ращивания на их частицах слоев гидроокиси железа Fe(OH)3, работаю­щей как катализатор дальнейшего окисления.

  Принципиально новыми продуктами, появившимися в последнее десятилетие, являются специальные каталитические загрузки, позво­ляющие с высокой эффективностью проводить обезжелезивание и де- манганацию. К ним относятся Бирм (Birm), пиролюзит, магнетит, Грин- сенд (Manganese Greensand, MZ-10) и МТМ и их аналоги с другими на­званиями, производства конкурирующих фирм. Это природные мате­риалы, содержащие диоксид марганца, например, типа пиролюзита, ли­бо цеолиты, в которые при соответствующей обработке вводится диок­сид марганца. При пропускании воды, содержащей двухвалентное же­лезо и поливалентный марганец, через слой таких наполнителей проис­ходит окисление железа и марганца и их перевод в нерастворимую гидроокись, осаждающуюся на загрузке.

  Бирм (Birm) представляет собой горную породу, содержащую при­родный диоксид марганца, эффективно работающий при наличии в воде растворенного кислорода воздуха. В случае, когда содержание железа незначительно (единицы мг в 1 литре), при пропускании воды через каталитическую загрузку типа Birm) содержащегося в воде кислорода оказывается достаточно для окисления железа. Образующаяся гидро­окись отфильтровывается на слое загрузки. При большем содержании железа (до 10 мг/л) или недостатке растворенного кислорода (например, в подземных водах) для окисления всего железа в воду необходимо вве­сти кислород воздуха. Он может быть подан прямо в питающий трубо­провод с помощью эжектора или компрессора или методом объемной аэрации. Сам фильтр по устройству и блок авто­матического управления аналогичны механическому, но установка обя­зательно снабжена автоматическим воздухоотделителем. При дополни­тельном введении воздуха желательно иметь до фильтра деаэрационную колонну. Объемная аэрация позволяет, кроме того, отдуть из воды при­сутствующий сероводород и создать буферный запас воды.

  Гринсенд (Manganese Greensand, MZ-10) и его химический аналог МТМ представляют собой пористые носители (цеолиты), в струк­туру которых введен марганец. Greensand (в переводе с английского — зеленый песок) — это минерал глауконит. Manganese Greensand является натриевым глауконитом (NaZ), предварительно обработанным раство­ром хлорида марганца, который необратимо поглощается цеолитом.

  Na2Z + МпС12 <-> MnZ + 2NaCl

  При последующем контактировании с раствором перманганата ка­лия на поверхности частиц образуется слой высших окислов марганца:

  MnZ + 2КМп04 -> K2ZMn0Mn207

  В такой форме марганцевый цеолит служит источником кислорода, который окисляет ионы двухвалентных железа и марганца до трехва­лентных. В окисленном состоянии железо и марганец осаждаются виде нерастворимых гидроокисей:

  K2Z Mn0 Mn207+ 4Fe(HC03)2 -> K2Z + 3Mn02 +2Fe203 +8C02 + 4H20

  Пленка высших окислов марганца расходуется на окисление желе­за и марганца, и поэтому необходимо ее постоянное или периодическое восстановление. Для этого загрузка либо предварительно обрабатывает­ся раствором перманганата калия, либо его постоянно дозируют в воду с помощью системы пропорционального дозирования (насоса-дозатора) перед ее поступлением в фильтр. Использование перманга­ната калия совместно с данными загрузками позволяет также удалить сероводород, окислив его до элементарной серы, и частично органиче­ские вещества и биологические загрязнения, обеспечивая обеззаражива­ние воды.

  В первом варианте обработка перманганатом калия производится при каждой регенерации загрузки. Регенерация включает в себя взрыхле­ние загрузки подачей воды снизу, при этом из слоя удаляются задержан­ные гидроокиси металлов и механические загрязнения. Затем в фильтр сверху подается раствор перманганата калия в расчетном количестве, и после его пропуска загрузка отмывается водой до отсутствия в ней следов марганцовки. Для проведения эффективной регенерации количество пер­манганата калия берется с большим избытком, который поступает в сточ­ные воды. Если для очистки стоков используются биосептики, как это принято в современных коттеджах, поступивший в них перманганат пол­ностью убивает микроорганизмы и выводит септик из строя.

  В этом варианте сам фильтр и устройство автоматического управ­ления аналогичны фильтру умягчения (см. ниже), в солевом баке кото­рого находится раствор перманганата.

  Во втором случае регенерация фильтра производится традицион­ной обратной промывкой, аналогично с механическими фильтрами.

  Сравнивая эти два способа, можно отметить, что при непрерывном дозировании перманганат калия используется в стехиометрическом ко­личестве. Однако при изменении состава воды, например, сезонном, возможно либо недоокисление железа и марганца, либо попадание не прореагировавшего избытка перманганата в очищенную воду. Послед­нее приводит к превышению ПДК по марганцу и появлению на сантех­нике трудноудаляемых загрязнений.

  Обработка загрузки перманганатом при регенерации, как отмеча­лось, требует больших затрат дорогостоящего реагента и выводит из строя септики.

  Для очистки 0,8 м3 в сутки воды, содержащей 4,0 мг/л двухвалентного железа и 0,3 мг/л марганца, показал, что при периодической регенерации с рекомендованным изго­товителем расходом, равным 2 г КМп04 на 1 л загрузки, годовое по­требление составит 17,2 кг КМп04. При непрерывном дозировании в количестве, рассчитанном для полного окисления железа и марганца, годовое потребление составит 1,34 кг KMn04. Следовательно, в первом случае избыточные почти 16 кг КМп04 будут сброшены в канализацию с соответствующим результатом.

  Гринсенд имеет большую плотность и требует большего расхода воды на взрыхление, чем МТМ, но обеспечивает более тонкую фильт­рацию. Применение загрузок типа Greensand, MZ-10, МТМ дает воз­можность удалять до 20 мг/л железа и до 5 мг/л марганца.

  Наиболее сложно удалить железо, входящее в состав органических соединений и биологических объектов. Необходимо либо разрушить органические комплексы, либо, наоборот, их агрегатировать для созда­ния условий для осаждения, либо извлечь их из раствора.

  Органические комплексы гуминовых и фульвокислот очень стой­кие и при обработке обычными окислителями трудно и не полностью разрушаются. Хлорирование дает незначительный эффект и приводит к появлению токсичных продуктов. Более эффективно и экологически безопасно для потребителя озонирование. Поскольку разные воды су­щественно отличаются по составу, эффективность такой обработки мо­жет быть установлена только при экспериментах с конкретным образ­цом воды. В ряде случаев озонирование не дает ощутимого эффекта.

  Стандартным методом удаления органических загрязнений являет­ся сорбция на активированных углях. Этот способ широко используется в промышленности и муниципальной водоподготовке. Применяется фильтрация через слой гранулированного угля или введение пылевид­ного угля. Наилучшие результаты получаются при совместном исполь­зовании пылевидного угля и коагуляции.

  Коагуляция солями железа или алюминия дает, как правило, хоро­шие результаты по удалению органического железа.

  Современными эффективными методами удаления органических загрязнений являются сорбция на специальных слабоосновных аниони- тах — органопоглотителях (скавенжерах), и ультрафильтрация на мем­бранах. При обработке воды, содержащей железо, находящееся в очень прочном комплексе с гуматами, который не разрушался хлором и озо­ном, применение органопоглотителя позволило одним его объемом очи­стить от железа и органических примесей до 20000 объемов воды.

  Обработка этой же воды солями алюминия в режиме контактной коагуляции также дала хорошие результаты

  Бактериальное железо удаляется как методами коагуляции и ульт­рафильтрации, так и с использованием железобактерий.

  Очистка воды от железа

  От качества питьевой воды напрямую зависит наше здоровье. Вода, как хороший растворитель, содержит множество химических соединений. Железо относится к тем примесям, которые наиболее часто встречаются в питьевой воде. Выявить его избыток в воде несложно. Такая вода выглядит мутной, приобретает специфический запах и металлический привкус. Она оставляет ржавые пятна на белье, забивает трубы и выводит из строя электроприборы. Как очистить воду от железа? Нужно ли вообще избавляться от железа и как это сделать?

  Действие железа на организм человека

  В умеренных дозах железо даже необходимо для нормального функционирования человеческого организма. Входя в состав гемоглобина, этот элемент участвует в переносе и доставке кислорода ко всем жизненно важным органам и системам, способствует выведению углекислого газа. Оно входит в состав дыхательных ферментов и некоторых видов клеток.

  Следует отметить, что усвоение железа из воды достаточно затруднительно. Ничего страшного не случится после однократного приёма воды с превышением показателей железа. Поэтому бытует мнение, что пагубное влияние на здоровье повышенной концентрации железа сильно преувеличено. Однако большинство экспертов убеждены, что превышение допустимых показателей в питьевой воде – серьёзная проблема для организма.

  Безопасное содержание железа установлено в пределах от 0,1 до 0,3 мг на один литр воды. Систематическое употребление воды, превышающей эти показатели, приводит к накоплению железа во внутренних органах человека и различным расстройствам:

  • меняется состав крови;
  • проявляются дерматиты, сухость кожных покровов, аллергические реакции;
  • нарушается работа желудочно-кишечного тракта;
  • возникают пищевые отравления;
  • нарушается работа печени, почек, поджелудочной железы;
  • затрудняются обменные процессы;
  • отмечаются нервные расстройства.

  Кроме того, неприятный привкус ухудшает качество приготовленной пищи.

  Концентрация железа в воде

  Нормативами установлено предельно допустимое количество железа в воде до 0,3 мг на 1 литр. Нередко эта норма превышается в десятки раз. Иногда эти показатели в водопроводной воде составляют 5 мг на литр, а некоторых неблагополучных районах достигают 10 мг/л. Как же определить концентрацию железа в воде?

  Превышение допустимой нормы до 1 мг/л визуально остаётся незаметным. Вода по внешнему виду сохраняет прозрачность, посторонний запах не ощущается. Однако на постиранном белье, сантехнике, стенках электрических чайников начинают появляться характерные ржавые пятна.

  Если содержание железа превышает 1 мг/л, вода выглядит мутной, приобретает грязно жёлтый оттенок, ощущается металлический привкус.

  Прежде всего страдает бытовая техника. Твёрдые частицы железа действуют на уплотнительные прокладки как абразив, выводя из строя стиральные и посудомоечные машины. Ржавчина оседает на эмали сантехники и быстро забивает трубы.

  Формы железа в воде

  Для того чтобы грамотно подобрать систему очистки, необходимо выяснить не только уровень железа в воде, но и в какой форме присутствует этот элемент. Железо в воде содержится в нескольких основных формах:

1. Двухвалентное железо – растворяется в воде и на первый взгляд незаметно. При взаимодействии с кислородом окисляется и переходит в трёхвалентное с характерным бурым цветом и «ржавым» привкусом.
2. Трёхвалентное железо – присутствует в воде в виде грубой нерастворимой взвеси. Попадает в воду из ржавых труб или городских очистных сооружений. Имеет характерный цвет и запах.
3. Коллоидное железо – присутствует в воде в виде взвеси, которая не осаждается даже при длительном хранении, оставляя воду мутной.
4. Бактериальное железо – состоит из железобактерий, которые присутствуют в воде в виде вязких, мягких слизистых образований. Попадает в воду чаще всего из отходов различных промышленных предприятий. Обычно эти бактерии безвредны, но в случае роста ведут к быстрой коррозии и изнашиванию водопроводных труб.

Установить присутствие железа в воде можно и самостоятельно. Если прозрачная вода после отстаивания приобретает осадок бурого цвета, то это свидетельствует о наличии двухвалентного железа. Если вода поступает уже желтовато-коричневого цвета, то в ней присутствует трёхвалентное железо. Радужная маслянистая плёнка на поверхности выдаёт присутствие в воде бактериального железа. Слизистый налёт внутри труб также говорит о присутствии бактерий.

Тем не менее определить форму железа своими силами бывает не так просто. В воде может содержаться несколько форм железа одновременно. Несомненно, самым точным методом будет химический анализ воды в лаборатории. По результатам исследования можно наиболее правильно и эффективно подобрать систему очистки воды от железа.

Домашние способы очистки воды от железа

Чтобы очистить воду от железа, теоретически достаточно перевести его из растворённой формы в трёхвалентную и отфильтровать. Для небольшого объёма воды подойдут и домашние методы. Существует несколько несложных способов самостоятельной очистки воды:

1. Самый доступный и простой вариант – отстоять воду. Для этого выбирают ёмкость сравнительно больших размеров, наливают воду и оставляют её на некоторое время, лучше на ночь. Затем переливают две трети отстоянной воды в другую ёмкость.
2. Подольше прокипятить. Под воздействием высоких температуры в течение не менее 10 минут, взвешенные частички железа выпадают в осадок.
3. Заморозить. Если воды немного, можно её наполовину заморозить. В жидкости останутся все примеси, её необходимо слить. Ледяную часть снова разморозить и использовать.
4. Воду можно оминералить. Для этого понадобится кремний и шунгит. Камни необходимо сложить на дно ёмкости, налить воду, затем слить в другую тару две трети объёма. Осадок останется на камнях.

Вышеуказанные способы очистки питьевой воды от железа эффективны только при небольшом превышении нормативов, примерно до 1 мг/л и только как временные меры. Постоянная очистка и удаление из воды больших концентраций микроэлемента, процесс достаточно сложный, требующий серьёзного профессионального подхода.

Современные системы удаления железа из воды

Качественно очистить ржавую воду можно исключительно с помощью современных фильтров. Системное удаление железа из питьевой воды необходимо наладить в домах со старыми водопроводными трубами, а также пользователям личных скважин.

Различные формы и концентрация железа соответственно требуют и различных технологий его очистки. Примеси железа в большинстве случаев содержатся в двухвалентном и трёхвалентном состоянии, каждое из которых очищается своеобразно.

Методы очистки воды от железа

Существует два основных метода удаления железа – с применением реагентов и безреагентное.

Безреагентная очистка воды от железа — наиболее распространённый способ среди современных технологий. Эффективен при концентрации железа до 10 мг/л. В основу метода положено свойство двухвалентного железа окисляться под действием кислорода. Вода насыщается кислородом путём принудительной аэрации с помощью компрессора.

Положительным моментом является отсутствие химических реагентов. Системы очистки относительно дешевы, но громоздки. Обычно является начальным этапом в многоступенчатой системе. Требуют последующего отстаивания и фильтрации.

Реагентная очистка воды от железа – применяется при концентрации железа свыше 10 мг/л. Для очистки воды используются сильные химические окислители. Чаще всего это гипохлорид натрия или перманганат калия (марганцовка). Реагентные фильтры просты в использовании. Однако химические вещества опасны для здоровья и требуют тщательной дозировки, а концентрация железа в природной воде может меняться. Кроме того, реагенты требуют постоянного обновления и достаточно дороги. Способ больше подходит для технологических, а не бытовых нужд.

Способы очистки воды от железа и виды фильтров

В настоящее время наиболее популярными способами очистки от железа являются фильтрация и аэрирование – окисление воды с помощью кислорода.

Ионообменные фильтры – применяется при концентрации железа не выше 5 мг/л. Для очистки используются гранулированные ионообменные смолы. В массе ионообменника задерживаются ионы железа, которые замещаются ионами натрия. Кроме железа, удаляются примеси других металлов и соли жёсткости.

При таком способе очистки невозможно исключить процесс окисления железа кислородом. В результате грубые частицы образовавшегося трёхвалентного железа быстро забивают гранулы смол. На их поверхности образуется плёнка, которая служит средой для размножения бактерий. Для эффективной работы требуется предварительная подготовка воды и регулярное восстановление смол. Смолы можно восстановить только частично, а ресурс их полного использования составляет не более 2-3 лет. Поэтому в бытовых условиях этот способ практически не применяется. Чаще используется для очистки воды в технологических целях – в работе ТЭЦ, котельных и т.д.

Обратноосмотические фильтры – используются для очистки воды с содержанием железистых примесей до 20 мг/л. Безреагентный метод, при котором вода проходит сквозь особую мембрану под давлением. Поры мембраны эффективно удерживают до 99% различных веществ, в том числе двухвалентное железо. По технологии фильтра, примеси сливаются в канализацию, не задерживаясь в мембранах.

Вода после этого хорошо очищена, однако почти полностью утрачивает свой минеральный состав. Поэтому для питьевой воды требуется дополнительная установка минерализатора. Такой способ очистки часто используется в бытовых фильтрах небольшой производительности, но для больших объёмов нецелесообразен. Идеально подходит для квартир и небольших коттеджей. Для использования такого способа необходимо поддержание хорошего напора воды, иначе фильтры не смогут работать. Содержание системы обратного осмоса относительно экономично, но требует систематической замены мембраны либо промывки с помощью химических веществ.

Электромагнитные фильтры – сравнительно новый способ, при котором на воду воздействуют ультразвуком, затем пропускают через специальный электромагнитный аппарат и завершают очистку воды от железа с помощью кварцевого песка. Электромагнитное поле отделяет частицы железа, которые впоследствии задерживает механический фильтр.

Механические картриджные фильтры – применяются при очистке воды от нерастворимых крупных фракций трёхвалентного железа. Картриджи задерживают частицы более 15 мкм в системах предочистки воды и до 5 мкм в системе тонкой фильтрации.

Чаще всего такой способ очистки воды от железа используется в квартирах и домах с централизованным водоснабжением. Воду из скважины так очистить не удастся. Механические фильтры в коттеджах могут использоваться только после предварительной аэрации.

Каталитическое окисление – довольно распространённый способ очистки от железа в частных домах, коттеджах и небольших промышленных производствах. При помощи специальных гранул с каталитическими свойствами происходит реакция окисления железа. Нерастворимый осадок оседает на фильтре и смывается при очередной промывке в канализацию. В настоящее время существует множество засыпок как из синтетических, так и из природных материалов.

Системы каталитического окисления производительны и компактны. Недостатком промывных фильтров является чувствительность к низким температурам. Если температура опустится ниже 0° С, фильтры могут выйти из строя. Подходят для применения только в отапливаемых помещениях, требуют частой очистки и промывки.

Электрохимическая аэрация – самый современный и передовой способ очистки воды от железа, применяется при высоком содержании железа – до 30 мг/л. Аэрация предусматривает обработку воды потоком воздуха, в результате которой растворимое железо из артезианской скважины окисляется и в виде хлопьев оседает на фильтре. В этом способе кислород образуется непосредственно из молекул воды в ходе электрохимической реакции и не требует применения дополнительных химических реагентов.

Этот способ энергетически выгоден и экономически эффективен, так как аэрационные установки отличаются компактностью, работают автономно и не требуют постоянного обслуживания.

Озонирование воды – предполагает окисление двухвалентного железа в колодцах и скважинах с помощью установки генерирующей озон. Озон самый эффективный окислитель металлов, очищает воду от неорганических примесей и болезнетворных бактерий.

Озонирование является самым дорогостоящим способом. Из-за токсичности озона требуется строгое соблюдение мер безопасности при эксплуатации установки. В результате очистки вода приобретает сильную окислительную способность, поэтому водопроводные трубы и ёмкости для хранения воды должны быть выполнены из материалов повышенной стойкости – нержавейки или ПВХ.

Биологические фильтры – в этом способе используется способность очищать воду с помощью некоторых микроорганизмов. Иногда биофильтр является единственным способом очистки воды от высокого содержания железа – более 40 мг/л, а также большого содержания углекислоты и сероводорода. После биологической очистки продукты жизнедеятельности бактерий удаляют с помощью сорбентов и обеззараживают ультрафиолетом.

Выбор фильтра

Универсального способа для полноценной и качественной очистки воды от примесей железа не существует. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. Необходимо подобрать технологию оптимальную для каждого конкретного случая с учётом концентрации, вида железистых и иных примесей, экономической эффективности и минимальных затрат.

Чаще всего применяются комплексные установки, сочетающие положительные качества нескольких очистительных технологий. Поэтому доверить подбор необходимого оборудования лучше профессионалам, которые оценят целесообразность использования того или иного метода на основании проведённого анализа воды.