Вода с большим содержанием железа: бюджетное решение проблемы. - Статья

При организации автономного водоснабжения в частном доме наиболее часто используются скважины. Но качество питьевой жидкости в таких источниках часто не соответствует стандартным требованиям, поэтому домовладельцы прибегают к разным методам очистки. Среди них — обезжелезивание воды.

Очистка воды из скважины от железа сделает ее безопасной для питья и увеличит срок эксплуатации сантехники.

Природные формы железа

Нередко в водоносных слоях содержатся разные формы железа. Они влияют на химический состав питьевой жидкости и определяют ее свойства.

В поверхностных водах

Железо здесь можно встретить в органических комплексах (гуматах). Они формируют коллоидные взвеси.

В скважных водах

При частном водозаборе из скважин, установленных в пределах коттеджа или дачи, можно обнаружить несколько типов железа в питьевой жидкости. Среди них:

Виды железа в воде.

2-валентное. Является свободным 2-валентным веществом, которое полностью растворяется в воде, поэтому не поддается визуальному определению. Обнаружить примеси можно только по характерному запаху и вкусу воды. В процессе отстаивания железо взаимодействует с кислородом и образует 3-валентный оксид железа.
3-валентное. Формируется в результате окисления предыдущей формы. Повышенная концентрация такого соединения делает жидкость рыжеватой и провоцирует накопление налета на бытовых приборах или посуде.
Коллоидное. Данная форма присутствует в воде в виде мелких взвешенных частиц, размер которых не превышает 0,1 мкм. Вещество не отстаивается, и его невозможно удалить с помощью привычных угольных фильтров.
Бактериальное. Такая разновидность железа появляется из-за присутствия в жидкости колоний бактерий, преобразующих 2-валентную форму в 3-валентную. Микроорганизмы генерируют на поверхности водного пласта плотную пленку радужного света и делают воду вязкой, непригодной для питья.

Железо в воде: основные источники

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

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

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

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

Вред железа в воде из скважины

Повышенная концентрация железа провоцирует ряд негативных последствий:

Железо в воде вредит трубопроводам.

Снижает вкус и полезные свойства воды. Она получает железистый привкус и неприятный запах. Регулярное питье воды с повышенной концентрацией железа нарушает функциональность печени и почек. На кожных покровах появляются следы пигментации, зубная эмаль желтеет, а волосы становятся ломкими. Кроме того, железо негативно влияет на сердечно-сосудистую систему, провоцируя общую слабость и быстрое утомление.
Усложняет стирку и ухудшает ее качество. В ходе обработки белое белье становится желтоватым.
Оказывает нагрузку на трубопроводы, по которым транспортируется вода, водонагреватели и бытовую технику, потребляющую жидкость из скважины. Со временем на поверхностях труб появляется шлам, ухудшающий перемещение вещества.
Провоцирует появление налета на поверхности посудомоечных и стиральных машин, утюгов и кофеварок.
Образует желтый налет на сантехнике. Это ухудшает внешний вид оборудования, ванн, раковин и моек.

Методы определения количества железа в водных растворах

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

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

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

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

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

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

Как определить избыток железа в воде

Установить избыточную концентрацию железа в составе питьевой жидкости можно по следующим признакам:

Металлический привкус.
Характерный оттенок (от коричневого до красного, в зависимости от концентрации железа).
Бурый осадок, который появляется без кипячения жидкости.
Мутность и отсутствие прозрачности у состава.
Образование пятен на белье и одежде после стирки.

Повышенное содержание железа в воде придает ей буроватую окраску.
Перечисленные неприятности проявляются при критическом переизбытке железа. Незначительные отклонения от допустимой нормы практически незаметны. Но частое и постоянное питье такой воды может негативно сказаться на состоянии здоровья. При орошении комнатных цветков либо огородных культур не исключается их угнетение и гибель. В случае протекания крана будет обнаружен налет ржавчины с множеством вредоносных микроорганизмов.

Предел содержания железа в воде для домашнего употребления достигает 0,5-0,20 мг/л. В общественных заведениях, кафе, ресторанах, больницах и учебных учреждениях санитарные нормы предусматривают допустимый показатель в 0,3 мг/л.

В каких случаях требуется?

Для того чтобы убедиться в наличии железных примесей, сначала воду нужно внимательно рассмотреть сразу после откачивания, затем — через некоторое время после отстаивания.

Присутствие оксидов и гидроксидов железа обнаруживается по наличию в растворе красно-коричневых примесей. Если такой воде дать постоять, через непродолжительное время на дне появится бурый осадок.
Ионы двухвалентного железа окраски не имеют, в растворе не видны. После непродолжительного пребывания на воздухе они окисляются, из-за чего жидкость приобретает рыжую окраску. Постепенно на дне формируется осадок коричневого цвета.
Железо в трехвалентном состоянии сразу придает цвет жидкости. Если такие ионы есть в растворе, он имеет красноватый цвет.
Иногда в воде из скважин присутствуют железо-органические соединения, на присутствие которых указывает рыжая пленка с радужными бликами на поверхности.

Для пищевых целей, технических нужд пользоваться водой с примесями железа нельзя и невозможно.
В нагревательных приборах она быстро образует осадок и хлопья.

При стирке на белье остаются рыжие пятна, при мытье посуды – бурые разводы.

Проблемы начинают ощущаться при концентрации соединений железа, превышающей 0.5 мг/л.
Справка. Изменение вкуса и цвета становится сильно заметным при содержании 1 мг железа в литре воды.
Если масса железных примесей достигает 3 мг в литре, то вскоре выходят из строя смесители и краны. В любой из указанных ситуаций необходима специальная очистка – обезжелезивание.

Безреагентное обезжелезивание воды

При использовании этого метода ключевым расходным элементом является электрическая энергия, которая обеспечивает работу очистной станции. При этом для комплексной очистки воды с удалением нерастворимых примесей нужно использовать специальные катализаторы — вещества, стимулирующие окисление и способствующие более эффективной обработке рабочей среды.

Современные агрегаты характеризуются экологической безопасностью и способностью сохранять полезный состав воды. Кроме того, они не требуют сложного обслуживания и достаточно просты в эксплуатации.

Отстаивание

Метод отличается минимальными финансовыми затратами на электричество и очистные станции, т.к. подразумевает отстаивание жидкости в крупногабаритной емкости. Чтобы повысить эффективность процедуры, нужно расширить площадь контакта водной массы с воздухом. Это делается путем применения больших по объему резервуаров.

Система будет более эффективной, если организовать не прямую подачу жидкости, а ее разбрызгивание в виде тумана.

Компрессорная аэрация

Принцип действия примитивной аэрационной установки с компрессорным оборудованием достаточно простой. В резервуар с обрабатываемой средой опускается труба с отверстиями, по которой подается воздух. Взаимодействуя с потоком, жидкость насыщается кислородом, а растворимые виды железа приобретают 3-валентную форму, выпадая в осадок. Обработанная таким методом вода переливается в другую емкость, а затем перекачивается на средства дополнительной очистки.

Принцип работы компрессорной аэрационной установки.

В типовой схеме аэрационной станции предусмотрены такие составляющие:

Компрессор, отвечающий за нагнетание воздуха в резервуар.
Аэрационная колонна, выполняющая насыщение водной среды кислородом.
Колонна с фильтром механической очистки, где выполняется доокисление и отделение труднорастворимых примесей.
Автоматика, которая отвечает за откачку шлама из колонны в канализационную яму.

Электролиз

Технология обработки воды по данному принципу подразумевает разложение примесей железа в результате воздействия электричества на вещества-окислители: водород, кислород, гидроксид иона OH, озон, хлор. Активированные компоненты взаимодействуют с 2-валентным железом, переводя его в 3-валентную форму.

Электролиз широко применяется в промышленных условиях и практически не встречается в бытовой эксплуатации. Это связано с повышенным потреблением электрической энергии (0,2 кВт куб. м) и необходимостью включать в водную среду дополнительные хлорсодержащие частицы.

Схема применения электролиза для очистки воды.

Эжекторное аэрирование

Методика позволяет очищать водный слой при концентрации железа до 2 мг/л. В качестве основных составляющих системы используется колонна обезжелезивания и воздухозаборный механизм.

Станция функционирует по такому принципу: в смеситель с эжектором, который находится снаружи, или в автоматический блок на колонне подается рабочая среда и воздух под давлением. Работающий эжектор рассеивает поток, соединяя его с воздухом. В результате подобного воздействия мелкодисперсные водяные взвеси насыщаются кислородом.

Следующий цикл подразумевает перекачку воды с нерастворимыми примесями на обезжелезивающую колонну.

Озонирование

Такие системы позволяют эффективно убрать примеси железа в воде с помощью озона, который более эффективно окисляет химический элемент, чем 2-валентная форма.

Существующие типы оборудования различаются внутренним устройством. При этом их главными составляющими являются озонатор, генерирующий озон, и смесительные баки, где он запускает химическую реакцию.

Обработанная среда дополнительно очищается в угольном фильтре, а шлам отправляется в сточные воды.

Процесс озонирования представляет собой очистку воды при помощи окислителей.

Достоинством установки является качественная дезинфекция и борьба с бактериями. Кроме того, она осветляет жидкость и улучшает ее вкусовые качества.

Из отрицательных сторон выделяют дороговизну и взрывоопасность оборудования. Во избежание рисков важно соблюдать строгие правила и меры при эксплуатации. Ремонт и обслуживание системы своими руками невозможен. Для этого потребуется привлечь экспертов.

Как сделать обезжелезиватель для дачи и загородного дома своими руками?

Очистка воды, поступающей из скважины на придомовой территории, имеет специфику. Владельцу трудно приобретать и обслуживать дорогостоящее оборудование. Часто это бывает небезопасно.

Поэтому у многих пользователей популярны самодельные установки.

Для их изготовления нужно следующее:

Резервуар;
Дополнительный насос;
Несколько фильтров.

По объему резервуар должен соответствовать суточным потребностям семьи.

Для эффективной очистки часто бывает достаточно двух фильтров:

Первый — с ситами для механического отделения примесей;
Второй — с любыми сорбентами (например, активированным или древесным углем).

Если бюджет позволяет можно купить готовый картридж с наполнителем для стандартной очистки.
Принцип действия установки прост:

Водный поток из скважины подается под напором в емкость для накапливания.
При этом он автоматически перемешивается с воздухом, происходит аэрация, что стимулирует окисление.
После отстаивания вода над осадком сливается через нижний кран.
Затем из приемника дополнительным насосом поток подается на фильтры, установленные последовательно.

Важно. В результате на выходе получается вода, не содержащая железа и других вредных компонентов.

Принцип работы установки отображен на видео:

Реагентное обезжелезивание

Метод построен на использовании специальных реагентов. За корректное проведение всех этапов отвечает автоматика.

Каталитический метод

Технология подразумевает использование метода ускоренного преобразования железа с помощью каталитических реагентов. В результате подобной обработки химический элемент приобретает нерастворимую форму. По умолчанию реакция осуществляется в заводской колонне обезжелезивания, в которую погружают специальную засыпку. При использовании методики применяются каталитические окислители (глауконит, цеолит, доломит).

Ионообменные смолы

Системы, работающие на основе ионообменных смол, используют такой принцип: катиониты (с отрицательным зарядом) уравновешиваются в нейтральной воде на поверхности гранул смол при контакте с положительными зарядами.

Схема ионообменной очистки воды.

В большинстве случаев ионообменные смолы применяются для смягчения жидкости, т.е. для ее очистки от ионов кальция и магния.

В продаже доступны как смягчающие реагенты, так и комплексные составы на основе универсальных смол, которые обеспечивают и смягчение, и обезжелезивание жидкости.

Химические окислители

Даже рядовой потребитель знаком с химическими реагентами, которые обладают окисляющими свойствами. Они широко распространены в быту (марганцовка, отбеливатели и т.д.). Такие вещества обогащены активным кислородом, который провоцирует образование нерастворимого осадка из 2-валентного железа.

Обработка водной среды с помощью химических реагентов не сопровождается особыми усилиями. Однако технология не получила особого распространения в быту из-за таких отрицательных моментов:

Необходимость соблюдения точной дозировки. Гипохлорит и марганец небезопасны для организма при превышении допустимой нормы. Но выбрать оптимальную дозировку в домашних условиях проблематично.
Финансовые затраты, связанные с быстрым расходом окислителей. В отличие от ионообменных смол, которые могут использоваться в течение 5 лет, марганец и гипохлорит быстро расходуются.
Сложность автоматизации процесса. Для работы станции нужно предусмотреть специальный дозировочный насос с автоматикой. Подобное оборудование встречается только на установках промышленного назначения.
Необходимость реализовать ручную или автоматизированную систему слива стоков в канализацию. Это сопровождается дополнительными вложениями и не оправдывает бытовое применение технологии.

Специальный реагент для очистки воды от железа.

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

Другие методы обезжелезивания воды

В домашних условиях удалить железо из состава питьевой воды можно посредством кипячения, вымораживания или отстаивания. В качестве недорогой альтернативы промышленным методам можно рассматривать сборку самодельного фильтра с наполнителем.

При кипячении 2-валентное железо взаимодействует с растворенным кислородом, образуя нерастворимую форму.

В случае замораживания используется принцип разницы температур, при которых чистая и загрязненная водная среда приобретают твердое состояние.

Народные способы обезжелезивания

Народные, или дедовские, способы очистки применяют в случае, когда получение чистой воды требуется время от времени и покупка дорогостоящего оборудования нецелесообразна.

Отстаивание

Это простой, наименее затратный способ обезжелезивания.
Для реализации домашнего метода понадобится резервуар, равный суточному расходу жидкости. Используют емкость, изготовленную из нейтральных материалов – пищевого пластика, нержавеющего металла.

Процесс изготовления несложен, в конструкции используются дешевые комплектующие.

Для предотвращения замерзания зимой емкость располагают в помещении с плюсовой температурой.

На входе устанавливают запорный клапан для предотвращения перелива. Ускорение процесса окисления производит компрессор. Вода подается в емкость через пищевой шланг с распылителем на конце трубки.

В нижней части резервуара предусматривают два отверстия:

Первое, на уровне дна, будет использоваться для слива грязной воды с хлопьями.
Второе отверстие изготавливают на уровне 20-30 см выше дна, – через него осуществляют отбор осветленной жидкости.

Важно! Отбор чистой воды производят не ранее чем через 10-15 минут после последней подачи воздуха. В противном случае в дом попадет размешенная муть. Для улучшения очистки устанавливают магниты, притягивающие остатки железа.

Достоинства метода:

Простота и возможность самостоятельного изготовления отстойника.
Создается запас воды на случай отключения электричества.
Из нее удаляется сероводород, присутствующий в артезианских скважинах.

Недостатки:

Неполное удаление железа.
Трудоемкое обслуживание. Необходимо регулярно сливать осадок и периодически производить отмывание стенок емкости от осадка. Частота зависит от степени загрязненности воды.
Необходимо следить за уровнем жидкости в резервуаре.

Аэрация

Данный метод и принцип его воздействия на воду описывался выше. Способ можно применить в домашних условиях. Для этого изготавливают специальную установку. Принцип работы можно понять из рисунка.

Кипячение, заморозка

Способы применяют для получения незначительного количества чистой воды.
Железо выпадает в осадок через 10 минут кипячения.

Заморозка позволяет бороться с примесями солей. Воду помещают в морозильную камеру. В первую очередь замерзают молекулы чистой воды, – соли превращаются в лед при более низких температурах. После замораживания половины объема жидкости остаток сливают. Размороженный лед – чистая вода без примесей.

Очистка воды от железа требует внимательного и ответственного подхода. Самостоятельное очищение – метод, применимый для получения небольших объемов жидкости для разового использования. Лучшим вариантом станет обращение в специализированные организации с целью покупки и правильного размещения фильтрующей системы. Это позволит избежать ошибок при выборе оборудования, его установке, позволит получить гарантию.

Особенности применения установок для обезжелезивания воды

Проектирование станции очистки для скважины выполняется в ходе сложного химического анализа воды. Потребитель должен получить информацию о концентрации примесей сероводорода, марганца, калия и ионов железа.

На основе результатов исследования специалисты выполняют сборку водоочистной системы. При повышенном содержании химического элемента используются установки с аэрированием. Если жидкость обогащена солями жесткости, необходимы комплексные засыпки со смолами. При большом количестве загрязнений потребуется многоуровневая установка.

Отстаивание воды

Данный способ наиболее доступен и прост в реализации. Он заключается во включении в систему водоснабжения загородного дома или дачи дополнительного резервуара, емкость которого подобрана согласно суточной потребности в воде. Преимущества данного метода заключаются в его дешевизне и возможности использования при отключенном электричестве. Против использования метода отстаивания выступают такие факты, как:

полной очистки от железа не происходит,
необходима периодическая, достаточно трудоемкая процедура отключения резервуара для его очистки,
расход воды нужно постоянно контролировать.

Какой метод очистки воды от железа выбрать?

В каждом конкретном случае нужно учесть все факторы, которые могут влиять на качество очистки воды от железа. Для упрощения процесса выбора системы рекомендуется руководствоваться такими факторами, как:

Скорость очистки.
Каждый метод имеет свой период полного цикла очистки.
Степень производительности.
Определяется, исходя из объема забора воды в один цикл. Использование крупных фильтров повышает производительность, но и повышает расходы, связанные с обслуживанием таких систем.
Фильтрующая среда.
Кроме скорости и силы подачи воды, нужно учитывать и внешние условия, которые могут влиять на качество воды и здоровье человека.
Сфера применения.
Например, для бытовых целей не требуется обязательного наличия фильтра тонкой очистки, а для очистки питьевой воды от железа он крайне необходим.

Не стоит забывать, что качество воды в скважине со временем может изменяться. На это влияет время года, частота и объем осадков, состав почв.

Для получения максимального эффекта при очистке воды от железа применяют сразу несколько методов, используя их грамотную комбинацию.

Читайте материал по теме: Комплект умягчения для дома

Фильтры с использованием сильных окислителей

Для очистки воды от железа для частного дома проще всего использовать фильтры. В продаже есть установки с разным принципом работы.

Каталитические обезжелезиватели

Один из самых распространенных методов водоочистки и для промышленных масштабов, и для небольших объектов (частных домов, дач, коттеджных поселков).

Установки могут иметь производительность от 0.5 до 30 м³/ч. Есть и более мощные промышленные очистители.

Фильтр выполняется в корпусе из стекловолокна или нержавейки. Внутри применяется насыпной фильтрующий слой-катализатор.

Самые распространенные марки катализаторов:

BIRM.
MTM.
Green Sand.
AMDX.
Quantum.
Pyrolox.

Средняя стоимость бытовой модели — от 8000-8500 рублей. Слой катализатора нуждается в периодической замене. Средняя стоимость 1 мешка (марки BIRM) — около 3500 рублей.

Обратноосмотические фильтры

Фильтры обратного осмоса — комплексные водоочистные установки компактного размера, которые часто ставятся под раковины и в домах, и в квартирах. В обратноосмотических приборах вода очищается в несколько этапов, последовательно проходя через 3 емкости:

Емкость с активированным углем и полипропиленом: очищает воду от твердых частиц, размером до 0.5 мк.
Емкость с углем: фильтрует органические и химические примеси (металлы, нефтепродукты), размером до 1 мк.
Емкость с мембраной, ячейки размером 0.0001 мк.

После прохождения через все 3 емкости поток делится на 2 отдельных: очищенную воду и концентрированный раствор отфильтрованных примесей. Чистая вода подается дальше в водопровод дома, примеси — сливаются в канализацию.

Самые распространенные бытовые фильтры такого типа:

Atoll.
Аквафор.
Новая вода.
Барьер Осмо.
Гейзер Престиж.

Средняя стоимость бытовых моделей (хватит на дом с семьей из 3-5 человек) — 7500-8000 рублей.

Фильтры с использованием ионообменных смол

Ионообменные фильтры устроены в виде 2 емкостей из пластика или стали. В каждой из них есть свободное пространство (сверху) и часть, заполненная реагентами (снизу).

К плюсам таких фильтров относят:

высокую степень очистки;
тихую работу;
редкую замену фильтра-наполнителя (может потребоваться 1 раз в 7-10 лет).

Из недостатков — сравнительно высокая стоимость: самые дешевые фильтры обойдутся в 17-22 тысячи рублей. Также минусом является низкая производительность: бытовые модели могут фильтровать в среднем до 0.5 м³/ч.

Электромагнитные фильтры

В таких аппаратах фильтрация проходит в несколько этапов:

Поток обрабатывается ультразвуком (для улучшения эффективности следующего этапа);
Проводится электромагнитная очистка (соединения железа задерживаются магнитом);
Очищенный поток проходит через механический мелкоячеистый фильтр, на котором задерживаются остатки твердых примесей.

Стоимость фильтров такого типа начинается от 10-12 тысяч рублей. Использовать их стоит только в тех случаях, когда основной примесью в воде является железо. Если кроме железа содержатся другие ненужные примеси — лучше использовать другие типы фильтрующих систем.

Коротко о воде вообще

Добыча ресурса осуществляется из разных слоев почвы

Верховодка
Вода из песчаной почвы (скважину бурят на небольшую глубину)
Артезианская вода

Поверхностные воды

Верховодка имеет в своем составе органическое железо.
Лигнины и танины
Соединения с гуминовыми солями
Бактериальное вещество (бактерии из двухвалентных частиц делают трехвалентные)

Количество железных примесей в верховодке не слишком превышает норму, но выше ПДК (предельно допустимая концентрация). Из такой жидкости вывести гуминовые соединения железа.

Скважина на песчаной почве

В слоях почвы источника данного типа содержится кислород, при помощи которого, бактерии меняют валентность железа. Добываемый ресурс из песчаных почвенных слоев, близок по составу к верховодке, что допускает содержание в нем гуматов.

Скважины известняковых пород (артезианские)

Ресурс из артезианского бассейна экологичностью превосходит воду, добытую из песчаного грунта и верховодки. Воздействие окружающей среды на него минимально. Глубина залегания от 50м до 200м. Тем не менее в воде содержатся соли железа и минералы, в избыточном количестве. Происходит это по причине взаимодействия воды с некоторыми породами почвы. Учитывая величину глубины, а она не малая, доступ кислорода ограничен, соответственно источник наполняется двухвалентным железом.

В водяном слое есть такие виды химических соединений

Бикарбонат железа – Fe(HCO3)2
Карбонат – FeCO3
Сульфат – FeSO4
Сульфид – FeS
Трехвалентный сульфат Fe2(SO4)3 и органическое железо – попадают в известняковый слой крайне редко.

Для определения наличия двухвалентного железа в ресурсе, достаточно дать ему свободное воздействие с воздухом и оставить на время. Кислород создаст окисление, что приведет к оседанию на дно железа.
В централизованном водоснабжении и частном, также наблюдается помутнение воды с желтоватым или бурым оттенком – это характерный признак наличия трехвалентного железа. Когда жидкость отстоится, образуется осадок.
Желтый оттенок признак и органического железа, только в этом варианте отсутствует образование оседания частиц.
Радужная пленка покрывающая воду, указывает на наличие органического железа.
Бывает, от жидкости слышится запах металла, что тоже считается признаком повышения ПДК железа.

Как очистить воду от извести

Выбор способа смягчения зависит от места забора жидкости и целевого использования. Очищая воду из колодца, применяют:

Отстаивание. Заполненные емкости выдерживаются несколько суток, за это время известковые частицы опускаются на дно, и в результате жидкость очищена и готова к употреблению (минус — остается угроза получения инфекции и наличие тяжелых металлов).
Кипячение. При высокой температуре структура молекулы изменяется, переходя в твердое состояние (так и образуется накипь). Недостаток этого способа — длительность процесса и возможность попадания в организм твердых частиц известкового налета.

Хлор при кипячении образует опасное соединение — хлороформ, который при длительном воздействии на организм способствует активации раковых клеток.

Бытовые кувшины с фильтром «для жесткой» воды. Жидкость, стекая, проходит через устройство, состоящее из активированного угля, освобождаясь от примесей.

Если имеется водопровод, эффективно использование:

Механического метода. Проточная вода проходит через насыпной фильтр (в качестве наполнителей применяются кварцевый песок, уголь, шунгит, кремний). К минусам относится громоздкость конструкции (1,5 м) и удаление только крупных, более 20 мкм, частиц вредных примесей.
Дисковых фильтров со сменным картриджем. Действуют устройства автоматически (в качестве фильтрующего материала служит вспененный полистирол). Недостатки такой очистки стоимость метода (картриджи меняют по мере загрязнения), а также и то, что обязателен большой напор.

Вода из колодца имеет много примесей, берущихся из грунтовых вод, но очистить ее проще, чем из скважины.

Какие существуют профессиональные методы очистки воды от железа?

Рассмотрим основные способы очистки воды от железа:

Метод № 1. Аэрация

Основой этого способа, как мы рассмотрели выше, является естественное преобразование железа из двухвалентной формы в трехвалентную путем насыщения воды кислородом.

Вопрос поступления кислорода к воде может быть решен несколькими способами:

Простое отстаивание воды в баке.
Распыление воды при помощи душевой насадки или фонтанированием.
Использование таких элементов, как инжекторы и эжекторы, создающие дисперсию газа и воды.
Барботация – нагнетание кислорода компрессором (чаще аквариумного типа).

В случае небольшого превышения нормы содержания железа такого метода может вполне хватить для получения воды, пригодной для питья.

На практике использование только одного метода очистки воды от железа аэрацией применяется достаточно редко. Чаще его применяют в качестве первого барьера в большой системе очистки воды от железа из скважины.

Метод № 2. Очистка воды от железа при помощи реагентов

Чтобы ускорить процесс трансформации железа из одной формы в другую, для облегчения фильтрации применяют химические вещества (реагенты), обладающие сильным окислительным воздействием.

Такими реагентами, как правило, являются натрия гипохлорит – NaOCl и калия перманганат – KMnO4 (марганцовка).

Ввиду большого количества недостатков у этой технологии применяется она крайне редко.

Плюсом способа можно назвать разве что легкость процесса. Достаточно добавить в воду реагент и вскоре вы получаете «очищенную» воду. Чем же так плох данный метод?

В случае постоянного пользования водой, реагент нужно будет постоянно пополнять, неся при этом затраты.
Неправильная дозировка реагента может привести к серьезным последствиям со здоровьем человека.
Дозировка должна соответствовать количеству железа в воде. Но этот параметр может меняться на протяжении сезона не один раз. Это создает опасность интоксикации организма реагентами или недостаточной степени очистки воды.

Создание системы контроля над уровнем дозировки реагента повлечет значительные расходы и сделает этот способ абсолютно невыгодным.

Метод вполне применим для хозяйственных и технических потребностей, но не для питья или готовки.

Метод № 3. Безреагентная очистка воды от железа

Этот метод лишен недостатков предыдущего. Для обезжелезивания воды здесь применяют особые засыпки, которые исполняют роль катализатора процесса окисления и фильтра, абсорбирующего полученный твердый осадок железа. Роль засыпки могут выполнять вещества на основе синтетики или природные минералы.

Из природных минералов, применяемых для этих целей, выделяют глауконит, доломит, цеолит. Из комплексных (синтетических) засыпок можно выделить МФО-47, МЖФ, BIRM, MGS, Pyrolox и др.

Особенностью метода является то, что засыпка выступает лишь «инициатором» окислительного процесса двухвалентного железа, используя кислород, содержащийся в воде. Сами же засыпки в реакцию не вступают. Осадок аккумулируется в засыпке и собирается способом обратной промывки системы фильтрации. Свойства катализатора позволяют использовать его достаточно долгий срок.

Есть у этого способа очистки питьевой воды от железа и свои минусы:

Для действия катализатора необходимо определенное количество кислорода в воде. Поэтому перед безреагентной очисткой воды от железа применяют зачастую процесс аэрации воды.
Метод зависим от химического состава воды, ее кислотно-щелочного равновесия.
Окисление невозможно, если в составе воды присутствуют молекулы сероводорода. В таких случаях нужно произвести дополнительную очистку.
Дороговизна засыпного материала. Хоть он и действует достаточно долго, но периодически требует замены. А это немалая статья расходов.
Такая система фильтрации предполагает постоянную чистку и промывку фильтров. Если пренебречь этими рекомендациями, система быстро засорится и не будет выполнять свои функции.
Несмотря на качественную очистку воды от двухвалентного железа, метод не способен обеззаразить воду. Для применения такой воды в качестве питьевой, потребуется использовать дополнительные методы очистки – УФ-облучение или применить асептические реагенты.

Кроме описанного метода, к категории безреагентных относятся:

Дистилляция.
Вода при этом методе выпаривается и поступает в систему дополнительной очистки. Пар охлаждается в конденсаторах и на выходе получаем абсолютно дистиллированную воду. Но для постоянного употребления такая вода непригодна, поскольку вместе с вредными веществами удаляются и полезные. Вкус у такой воды не очень приятен. Она больше применима на производстве или в центрах исследований.
Очистка с помощью электромагнита.
Вода прогоняется через электромагнит под воздействием ультразвуковых волн. Железосодержащие элементы притягиваются магнитным полем и остаются на стенках механического фильтра. Данный метод помогает сохранить трубы от воздействия коррозии и не содержит расходных элементов, что очень выгодно. Фильтр подлежит замене по мере размагничивания.
Мембранный метод очистки.
Мембранные фильтры используют как для очистки воды от двухвалентного железа и вредных солей, так и для борьбы с вирусами и бактериями. В этом методе различают несколько вариаций фильтров: наномембраны отлично справляются с загрязнениями в виде коллоидных форм и бактериями, микрофильтр останавливает остатки ржавчины, а фильтр обратного осмоса удаляет все формы железа из воды. Из недостатков метода – дороговизна системы очистки воды от железа для дома и необходимость в частой замене фильтров.

Для очистки воды от железа применяют и УФ-излучение, но этот способ не всегда эффективен и применяется как дополнение к какому-либо методу очистки.

Метод № 4. Ионная технология

В этом методе применяются ионообменные смолы. При этом происходит не только очистка воды от двухвалентного железа, но и от растворимых форм калия и магния. В данном случае окислительный процесс не нужен, поскольку ионы железа замещаются ионами натрия.

В теории этот способ не имеет недостатков, но в реальных условиях его применение затруднительно. В емкости все равно проходит процесс окисления железа, превращая двухвалентное железо в твердые остатки трехвалентного, которое засоряет поверхность катионовых смол. На поверхности смолы появляется пленка, на которой активно размножаются бактерии, снижается общая эффективность фильтрующей системы. Как следствие, система не может выполнить свою основную задачу – очистить воду от ионов кальция и магния.

Ионообменные фильтры в нашем каталоге

Aquapro миникабинет-S 0817 (до 0,5 м³/ч
14 142 руб.
Кабинет-умягчитель Runlucky B1500 в сборе
33 612 руб.
Картриджи с ионообменной смолой
от 221 руб.
Ионообменная смола «ALFAsoft» (1 литр; 0,76 кг)
168 руб.

Такие фильтры очистки системы воды от железа требуют предварительной фильтрации, в ином случае метод будет нерентабельным.

Данный метод очистки более популярен на ТЭЦ и в котельных при нейтрализации действия веществ, способствующих скорому появлению накипи.

Метод № 5. Обратноосмотический метод

Вода пропускается через полупроницаемую мембрану путем нагнетаемого давления. Таким образом, она переходит из концентрированного состояния в менее концентрированное. Этот способ очистки обратен классической осмотической системе (отсюда и название).

Диаметр микропор мембраны измеряется в тысячных долях микрон. Такой ничтожно малый размер микропор позволяет удерживать как твердые взвеси металлов, так и молекулы других веществ, содержащихся в воде. Бактерии и вирусы тоже задерживаются такой мембраной, делая воду абсолютно обеззараженной.

В данном случае нет необходимости в предварительном окислении двухвалентного железа, поскольку мембрана задерживает и эти молекулы.

Для исключения появления трехвалентных форм железа (ржавчины) в воде фильтр делается герметичным и кислород практически не поступает внутрь.

Системы обратного осмоса

Ecosoft ROBUST (300GPD)
41 800 руб.
Обратноосмотическая система водоочистки Ecosoft
5 476 руб.
Ecosoft MO6000LPD
148 094 руб.
Система обратного осмоса Ecosoft PURE
12 999 руб.

Есть у этого способа и свои недостатки:

Степень деминерализации настолько высока, что вода, по сути, близка к дистиллированной, и, как мы писали выше, не подходит для постоянного употребления.
Малая производительность системы с высокими затратами энергетических ресурсов.
Стоимость мембран весьма высока, а игнорирование своевременной замены приведет к зарастанию ее поверхности остатками минеральных элементов и органики, и, как следствие, значительному снижению пропускной способности.
Данная система очистки воды от железа для дома будет эффективной только в совокупности с предварительной фильтрацией, добавляющей и так немалые затраты.

Как видно, из всех перечисленных способов нет ни одного универсального, подходящего к любым условиям и лишенного недостатков. Полноценная система очистки воды от железа для дома должна включать целый комплекс мер и синтезировать все преимущества каждой технологии.

Читайте материал по теме: Безопасность питьевой воды

Как произвести очистку воды

Понизить концентрацию железных соединений можно самостоятельно несколькими вариантами. Метод очистки зависит от объема потребляемой жидкости и сколько примесей в ней содержится.

Отстаивание

Самый простой способ очистки ресурса добытого из скважины. Сооружается дополнительный водорезервуар, рассчитанный на объем, предполагаемого потребления жидкости в сутки, в нем и происходит отстой.

Плюсы

Простой способ, не требующий больших затрат
Всегда есть запас чистой воды.
Установка резервуара на мансарде, создаст самотек. И избавит воду от сероводорода.