Очищення води від заліза

Вода, видобута з колодязів і свердловин, має в своєму складі залізо, наявність якого не завжди бажано для людини.

Залізо, як мікроелемент, незамінний для організму людини: його головна функція полягає в транспорті кисню від легенів до всіх органів і систем.

Входячи до складу гемоглобіну, залізо зазнає ряд окислювально-відновних реакцій, сприяючи клітинному газообміну (приносить кисень, забирає вуглекислий газ).

Ще залізо є складовою частиною ферментів (каталаза – для знешкодження продуктів діяльності лейкоцитів) і деяких видів клітин (міоглобін, цитохром).

Висока концентрація заліза в питній воді, з точки зору впливу на організм людини, викликає масу суперечок, тому що існує два суперечливих думки.

Деякі фахівці вважають, що розмови про шкоду підвищеної концентрації заліза у воді – всього лише хитромудрий маркетинговий хід підприємств, що випускають апарати для очищення води.

Скептики стверджують, що головна проблема – це неприємний смак і інші органолептичні властивості питної води, що викликають огиду при питті.

Однак, зі статистикою не посперечаєшся: більшість медиків відзначають, що подібна вода часто стає причиною виникнення дерматитів, алергії, проблем з печінкою і навіть інфаркту. Але це тільки при сильному перевищенні стандартів концентрації заліза в питній воді (> 0,3 мг / л).

Існує кілька методів, що дозволяють провести ретельне очищення питної води від заліза, але кожен з них недосконалий і має ряд недоліків, що ускладнюють процес видалення заліза.

Залізо в природі може приймати кілька форм, в залежності від валентної здатності:

  • двовалентне залізо (Fe + 2) зазвичай присутній в розчиненому вигляді в воді і при контакті з киснем повітря швидко окислюється, стаючи тривалентним (Fe + 3), який має характерний рудий колір і «іржавий» смак;
  • тривалентне залізо (Fe + 3) спостерігається у вигляді склеєних крупнодисперсних частинок, надаючи воді колоїдний характер. Велика ймовірність того, що тут присутній і двовалентне залізо, яке ще не встигло до кінця прореагувати з киснем. Згодом вода, насичена тривалентні залізом, піддається преципітації, в ході якої колоїдні частинки осідають, стаючи живильним середовищем для розмноження железобактерий;
  • железобактерии утворюють м’який желеподібний осад, що складається з безпосередньо бактерій (живих і мертвих) і продуктів їх життєдіяльності. При звичайних умовах бактеріальне залізо не буде приносити шкоди, але іноді в воді відбувається стрімке зростання колонії железобактерий, що призводять до корозії і передчасного зношування металу водопровідних труб.

Очищення води від двовалентного заліза передбачає класичні способи очищення води від мінерального забруднення: зворотний осмос та іонний обмін.

Позбутися від колоїдних частинок тривалентного заліза допоможе метод ультрафільтрації.

На практиці часто використовуються методики, засновані на каталітичному окисленні розчиненого у воді Fe (II) до крупнодисперсного Fe (III), завдяки своїй масі, осідає на фільтруючу поверхню.

Дана методика характерна для так званих фільтрів – обезжелезіватей. Всі схеми очищення води від заліза мають свої плюси і мінуси, які можна оцінити, розглянувши кожен метод докладніше.

Безреагентне очищення

Особливість даного методу полягає в протіканні хімічних або фізичних процесів, при якому речовина, що застосовується в якості фільтра, не витрачається.

Для фільтрує мембрани застосовується двоокис марганцю (MnО2), який, з’єднуючись із залізом (Fe +2), утворює нерозчинний з’єднання, що випадає в осад.

Фото: безреагентна очищення води від заліза

Очищення води від заліза протікає в колонах, де і відбувається каталітичне взаємодію заліза і оксиду марганцю і подальше осадження нерозчинних частинок.

Згодом фільтруюча мембрана наповнюється і вимагає очищення. Автоматична промивка дозволяє позбутися від забруднень. Далі небажаний матеріал утилізується в каналізацію.

Будова установки:

  • корпус фільтра, виконаний зі склопластику, усередині ламінований поліетиленом;
  • автоматичний клапан управління;
  • фільтруюча мембрана;
  • шар гравію в якості підтримки колони;
  • дренаж.

Фільтри можуть бути:

  • BIRM – алюмосилікат, покритий оксидами Fe (II) і Mn (II).

Фото: алюмосиликат, покритий оксидами

Є каталізатором, що сприяє прискоренню процесу окислення Fe + 2 і Mn + 2 розчиненим у воді киснем повітря.

  • МЖФ – гранульована середа через доломіту, модифікованих оксидами Fe, Mn і Si.

Фото: гранульована середа через доломіту

Вважається каталізатором окислення Fe + 2 і Mn + 2. Збільшує значення pH води. Переваги безреагентной очищення води від заліза:

  • довгострокове використання фільтра (можливість промивання фільтруючого мембрани в разі засмічення);
  • є універсальним способом очищення води не тільки від надлишку заліза, але і від присутніх в ній розчинених газів: сірководню, метану, двоокису вуглецю.

недоліки:

  • висока вартість обладнання для очищення води від заліза щодо апаратів для реагентної очистки в півтора-два рази.

реагентна очищення

Застосовується на початковому етапі очищення води не тільки від Fe, але і H2S і Mn.

Фото: схема очищення води від заліза від сірководневих домішок

Фільтраційна середу окисляє залізо:

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe (OH) 3

4Fe2 ++ 3O2 + 6H20 = 4Fe (OH) 3

4Fe (OH) 2 + O2 + 2H20 = 4Fe (OH) 3

Тобто двовалентне залізо переходить в малодісаціірованную форму Fe + 3, яка разом з присутнім марганцем осідає на фільтрі. Та ж схема очищення води від заліза протікає і при очищенні води від сірководневих домішок.

Далі відбувається автоматичне очищення фільтруючої мембрани з наступним надходженням промивних вод в каналізаційний змив. Колона включає в себе:

  • корпус фільтра, зроблений зі склопластику, усередині покритий поліетиленом;
  • автоматичний клапан;
  • фільтрувальні середу,

Схема: принцип роботи реагентного Фільтри – обезжелезівателя

  • шар гравію, поддерівающій фільтр;
  • дренаж;
  • ємність для підготовки регенераційних розчинів.

Як фільтрувального наповнення використовуються:

  • Марганцевий глауконит, що включає в себе оксиди: MnO2, Fe2O3, K2O, MgO, Al2O3, SiO2;
  • MTM – гранульований, спінений алюмосиликат, покритий MnO2.

Переваги реагентної апарату для очищення води від заліза:

  • якісне очищення навіть при значній кількості домішок;
  • підійде для очищення хлорованої води;
  • можна змінити наповнення фільтра, не пошкодивши основний корпус фільтра;
  • відносно мала вартість;
  • можливість зняти установку на зимовий період.

недоліки:

  • обов’язкова зміна фільтрувальної мембрани після її зносу.

Очищення води озоном

Даний метод має на увазі використання озону (О3) в якості окислювача двовалентного заліза (Fe + 2):

2Fe2 + + O3 + 2H + -> 2Fe3 + + O2 + H2O

Fe3 + + 3H2O -> Fe (OH) 3v + 3H +

Фото: схема очищення води озоном

Схема очищення води озоном Синтез озону відбувається в генераторі. Кисень повітря, охолоджений до температури + 60С, надходить в ємність, де він позбавляється від деякої кількості вологи.

Далі «сухий» кисень виявляється в озоновому генераторі, в якому під впливом електричних зарядів відбувається синтез молекул озону. Отриманий газ використовується для очищення води з колодязя від заліза.

Установка включає в себе:

  • генератор озону;
  • скляні трубки, по яких відбувається подача озону;
  • електромагнітний клапан;
  • ежектор.

Переваги очищення води від заліза озоном:

  • відбувається збагачення води киснем;
  • даний метод позбавляє воду не тільки від неорганічних домішок, але і від хвороботворних мікроорганізмів;
  • не порушується рН питної води внаслідок того, що в ході процесу очищення не утворюються солі. Озон, як найбільш ефективний окислювач металів, при взаємодії з ними утворює лише їх оксиди;
  • миттєвий процес очищення.

недоліки:

  • метод вважається одним з найдорожчих. Але витративши велику суму на озонатор, можна істотно економити свої кошти в наступному: платити треба буде лише за спожите апаратом електрику;
  • озон сам по собі дуже токсичний, тому при експлуатуванні установки слід строго дотримуватися правил техніки безпеки;
  • після очищення озонатором, вода набуває окислительную здатність, через що водопровідні труби і ємності для зберігання питної води повинні бути виконані із стійкого матеріалу (ПВХ, нержавіюча сталь);
  • при неправильному використанні установки підвищується ризик збагачення води токсичними продуктами окислення, які будуть у багато разів небезпечніше домішок, присутніх в воді до озонування;
  • через свою високу реакционноспособна озон швидко розкладається і його бактерицидну дію ставати дуже недовгим.

Очищення електромагнітним полем

Фото: електромагнітний перетворювач води

Електромагнітний перетворювач води неорганічні речовини, розчинені у воді (в нашому випадку – з’єднання заліза), існують у вигляді заряджених частинок – іонів (Fe + 2), покритих гідратної оболонкою (диполями молекула води). Тому на них можна впливати електромагнітним полем.

Важливо! Для застосування електромагнітної схеми очищення води від заліза необхідно встановити магнітну котушку в просвіт трубопроводу і навести динамічне електромагнітне поле певної напруги.

При проходженні забрудненої води через поле відбувається вивільнення іонів заліза від гідратної оболонки і взаємне притягання катіонів заліза (Fe + 2) і утворюється в ході хімічного процесу перекису водню.

Утворюється оксид заліза (Fe3O4), який є інертним (хімічно стійким) з’єднанням.

Переваги електромагнітного очищення води від заліза:

  • безреагентний спосіб, тобто не вимагає придбання фільтраційної суміші;
  • Fe3O4, покриваючи внутрішню поверхню водопровідних труб, завдяки своїй низькій реакционноспособна, оберігає систему водопостачання від зносу і корозії;
  • перекис водню має потужну антисептичну дію.

недоліки:

  • тривалість очищення;
  • можливе розмагнічування фільтра після декількох років експлуатації.

Очищення зворотним осмосом

Фото: приклад установки для здійснення зворотного осмосу

Приклад установки для здійснення зворотного осмосу

Фото: осмос та зворотний осмос

Осмос – це здатність води проходити крізь полунепроніцаемую мембрану від менш концентрованого розчину солі до більш концентрованого. Зворотний осмос – це зворотний природному процес.

При цьому вода подається під тиском через мембрану, але в зворотну сторону: від концентрованого розчину солі до слабшого. Оскільки молекули солі в порівнянні з молекулами води мають більший розмір, мембрана затримує їх.

В результаті очищення води зі свердловини від заліза зворотними осмосом по одну сторону від мембрани утворюється чиста вода, а по іншу – концентрований сольовий розчин.

Переваги очищення води від двовалентного заліза зворотним осмосом:

  • високоякісна очищення питної води;
  • крім очищення від мінеральних забруднювачів передбачено звільнення води від органіки (гербіциди і т.п.).

недоліки:

  • кінцевий продукт – дистильована вода, позбавлена ??взагалі будь-яких мінералів;
  • вода стає позбавленою смаку.

очищення аерацією

Установка аерації води здійснює збагачення поступаемой води киснем, який окисляє домішки двовалентного заліза. Слідом вода надходить в установку для очищення питної води від заліза.

Фото: схема обвязкіаераціонной колони, коіпрессора і датчика потоку
Фото: план установки системи аерації води з безреагентним обезжелезіватель

План установки системи аерації води з безреагентним обезжелезіватель

Колона має в своєму складі:

  • повітряний компресор з каркасом для підключення;
  • контактний резервуар з системою розподілу води і газу;
  • пневмоклапан;
  • відведення повітря;
  • контролер потоку для керування роботою компресора.

Існує два технічних варіанти: напірна і безнапірна аерація. Напорная аерація здійснюється в нерухомих міксерах або в колонах, а безнапорная – за допомогою форсунок або безнапірних ежекторів (аератори для знезалізнення води).

Переваги очищення питної води від заліза методом аерації:

  • значно знижується навантаження на фільтри видалення заліза, а значить термін їх експлуатації збільшується в рази;
  • виключається використання хімічних речовин: виключається небезпека зараження питної води токсичними речовинами;
  • економія на фільтраційному матеріалі.

Фото: очищення питної води від заліза методом аерації

недоліки:

  • дана схема очищення води від заліза ефективна при насиченості води залізом менше 10 мг / мл.

Розцінки на системи знезалізнення можуть варіюватися, залежно від регіону. Основним фактором, що впливає на вартість очисних колон, є їх технологічність, надійність і продуктивність.

Також варто врахувати, чи використовується при цьому витратний матеріал (реагентному схема очищення води від заліза), який стане додатковим пунктом у статті витрат.

Важливо знати, промивка фільтраційного матеріалу здійснюється автоматично або вручну. Треба враховувати і сервісне обслуговування обраної установки – чи по кишені вона буде.

Апарати для очищення води, в залежності від пропонованих вимог, діляться на класи: еліт, преміум, стандарт. Ціновий інтервал, відповідно до класу, може становити 5500-65000 гривень.

Система очищення води від заліза може бути встановлена ??в квартирі, але найбільш актуальними вона будуть в приватному будинку, на дачній ділянці або в заміському будинку, де очищення води зі свердловини від заліза та інших домішок – одна з головних задач.

І якщо аналіз води з колодязя не виявив ніяких порушень, все ж ніхто не застрахований від появи забруднень.

Важливо! Тому все ж слід встановити водоочисну станцію, щоб завжди була тверда впевненість в її відмінній якості.

У разі, якщо коштів не вистачає на очисну установку, можна скористатися простим способом очищення питної води від заліза: відстоюванням.

Для цього потрібно встановити велику ємність, виконану з ПВХ або нержавіючої сталі, заповнити її водою і дати відстоятися не менше 1 доби.

Кран, з якого буде литися очищена вода, повинен знаходитися вище рівня дна, щоб відстоялися частки не змогли потрапити в систему водопостачання.

Даний метод не зовсім хороший для тривалого (більше 2-х днів) перебування, тому що вода просто не буде встигати відстоюватися. Можна також спробувати виконати фільтр для очищення питної води від заліза за такою схемою:

Фото: схема фільтра, виконаного вручну

Схема фільтра, виконаного вручну Дані методи, хоч і не вимагають великих витрат, не можуть виконати очистку води зі 100% гарантією.

Якщо існує необхідність в чистій воді, все ж слід витратитися на очисну установку: висока ціна окупитися відмінною якістю води.

Кожен дбайливий господар котеджу або дачі повинен уважно ставитися до якості питної води, що добувається на його ділянці і постійно проводити аналіз її якості.

Чиста вода – запорука здоров’я і благополуччя всієї родини!

Ссылка на основную публикацию