Как устроены и работают фильтры для обезжелезивания воды

Система очистки воды для загородного дома и квартиры: особенности и отличия

Для загородного дома важно не только обеспечить наличие бесперебойной подачи воды из скважины, колодца или иного источника, но и гарантировать ей необходимую очистку. Устоявшееся мнение о том, что вода из скважины, особенно артезианской, пригодна для использования в качестве питьевой, не соответствует истине, так как даже при относительно биологической чистоте ее химический состав не всегда позволяет ее использование без предварительной водоподготовки

Устоявшееся мнение о том, что вода из скважины, особенно артезианской, пригодна для использования в качестве питьевой, не соответствует истине, так как даже при относительно биологической чистоте ее химический состав не всегда позволяет ее использование без предварительной водоподготовки.

Например, очистка воды от железа из скважины является практически штатной ситуацией, так как содержание этого металла в воде, поднятой из самых глубоких источников, достаточно велико.

Как правило, система водоочистки в загородных домах (за исключением дач с временным проживанием в летний период) отличается многоступенчатостью и состоит из нескольких видов установок, выбор которых определяется данными анализа исходного состояния воды, а также объемом потребления в доме.

Еще одной особенностью водоочистки в загородном доме является ее стационарность: как правило, для этого используются подсобные помещения, в которых, кроме того, обеспечивается поддержание температуры воздуха выше 0 °C, что гарантирует бесперебойную работу системы круглый год.

Примерная схема очистительной установки в загородном доме может выглядеть следующим образом:

  • на входе в систему водоснабжения дома устанавливаются фильтры грубой очистки, которые позволяют избавиться от различных механических примесей, чаще всего глины и песка;
  • следующая ступень – аэрационная установка, с помощью которой можно избавиться от сероводорода, а также некоторых органических соединений. Кроме того, на этом этапе происходит активный процесс окисления железа;
  • на следующем этапе происходит процесс обезжелезивания воды из колодца или скважины, а также процесс устранения примесей других металлов и химических соединений;
  • далее можно использовать умягчители, основная функция которых – снизить содержание ионов кальция и марганца в воде;
  • последний этап – использование дополнительных фильтрующих элементов, в которых для очистки воды может применяться угольный фильтр или технология обеззараживания ультрафиолетом. Кроме того, на этом этапе нередко проводится и озонирование воды.

Как правило, система водоочистки в загородном доме, несмотря на сложность и громоздкость конструкции, работает в автономном режиме, и ее обслуживание сводится к своевременной замене соответствующих картриджей, реагентов или специальных засыпок и других фильтрующих элементов.

Особенности системы очистки воды в городской квартире

Снабжение в городских квартирах, как правило, относится к централизованному типу, а, следовательно, текущая из крана вода уже прошла необходимую подготовку и очистку, но, как показывает практика, ее качество не всегда отвечает требованиям потребителей, кроме того, она элементарно может не соответствовать даже санитарным нормам. Поэтому использование фильтров становится нормой.

При выборе очистительной установки для квартиры также важно принимать во внимание химический состав воды – в зависимости от этого подбираются фильтры, количество которых может быть различным. Наиболее часто используются изделия магистрального типа, которых вполне может быть достаточно для технической воды, используемой для стирки, купания и т. д

д.

Питьевая вода, для того чтобы она соответствовала своему названию, должна очищаться более тщательно, тем более что для этого промышленность предлагает большое количество фильтрующих устройств, одним из важных отличий которых является компактность.

Поэтому найти место для их монтажа не является проблемой даже в небольшой кухне как месте, наиболее часто используемом для их установки.

Без реагентов

Рассматриваемый способ удаления железа с состава воды считается самым выгодным с экономической точки зрения. В данной ситуации в качестве реагента используется кислород, взятый из воздуха. Вторым методом очистки жидкости от тяжёлых металлов считается применение катализатора. В этом устройстве происходит соединение кислорода и железа.

Эффективное удаление металла происходит при достаточном содержании кислорода в жидкости. Этот элемент попадает в воду в результате естественных процессов аэрации, но в данном случае кислорода хватает на небольшой объём железа. При значительном количестве металлов для очистки используется катализатор.

Как утверждают эксперты, в состав такого прибора как катализатор могут входить: доломит, алюмосиликаты и даже активированный уголь.  Некоторые фильтры эффективно очищают воду из скважины на протяжении двух или трёх лет, другие же работают значительно дольше – более 10 лет. Разница в продолжительности эксплуатации катализатора будет зависеть от вида активного вещества. В большинстве случаев, после реакции металла с воздухом он оседает на наполнителе фильтра в виде ржавчины.

Схема безреагентного обезжелезивания: 1-Корпус; 2-Контроллер; 3-Трубы; 4-Центральный канал для очищенной воды; 5-Сбор воды; 6-Гравий; 7-Катализатор.

Если же наполнитель имеет напыленное активное вещество, то такой материал будет работать недолго, до истирания слоя. После промывки частиц, во время смывания ржавчины активный слой на гранулах будет истираться. Такие катализаторы превращаются в песок или уголь за два или три года эксплуатации.

Способы обезжелезивания воды

В воде железо может находиться в нескольких формах:

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

Виды железа в воде и его отличительные признаки

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

Способы фильтрации от двухвалентного железа

Против этой формы металла действенны следующие способы очистки:

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

Очистка воды от двухвалентного железа

Способы удаления трехвалентного железа

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

Механическая очистка воды от железа

Очищаем воду без специальных приспособлений

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

Самодельный фильтр

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

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

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

Очистка воды своими руками

Длительное кипячение

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

Замораживание

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

Отстаивание

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

Как железо попадает в воду

Проходя различные грунтовые пласты, вода насыщается разными видами соединений железа

Над водоносными горизонтами располагается несколько пластов почвы. Влага, проходя через них, растворяет и захватывает частицы минералов, пород, руды. Кроме природных примесей концентрацию железа повышают сбросы сточных вод химических предприятий, остатки удобрений с полей.

Металл находится в жидкости в различных формах, в зависимости от валентности меняется органолептическое восприятие. Железо бывает:

  1. Двухвалентное – растворяется в воде, не влияет на прозрачность.
  2. Трехвалентное – нерастворимый гидроксид дает рыжеватую окраску.
  3. Коллоидное – мелкие взвеси, неподдающиеся фильтрации.
  4. Бактериальное – симбиоз с бактериями проявляется в виде пленки или желеобразной субстанции.
  5. Органическое – металл связывается с органическими молекулами, образует хелаты. Придает жидкости желто-бурый цвет.

Лучшие производители

Гейзер

Установки компании «Гейзер» одновременно с обезжелезиванием производят умягчение жидкости. Первый этап – механическая очистка взвесей. На втором этапе в колонне с засыпкой из катионообменной смолы происходит удаление органического растворенного железа, марганца, гуминовых кислот. Финишная подготовка происходит в колбе с сорбентом. Цена такой установки от 40 000 рублей.

Аквафор

Система Аквафор WaterBoss 700 выполняет фильтрацию по трем параметрам: механическая очистка осадка, обезжелезивание и умягчение. В колонне устройства используется засыпка ионообменной смолы, восстанавливающая свойства после промывки. Производительность установки 1.5 кубических литров в час. Фильтр рассчитан на концентрацию железа до 10 мг/л. Средняя стоимость изделия 70 000 рублей.

Atoll

Популярный производитель систем обратного осмоса предлагает фильтры с 4 или 5 ступенями очистки. Комплекты различаются производительностью и размерами накопительного бака. Общим фактом для всех моделей является высокая степень удаления загрязнения. Использование угольного постфильтра улучшает вкус воды. Система проста в обслуживании, достаточно 2 раза в год менять картриджи.

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

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция ионообменного фильтра для обезжелезивания воды из скважины состоит из:

– баллона с фильтрующей загрузкой (ионообменной смолой),

– клапана подачи воды с электронным управлением,

– емкости для регенерирующего раствора.

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 4 Ионообменный фильтр

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

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

Дополнительное фильтровальное оборудование

В зависимости от требований, которые будут предъявляться к очистке, на кухне может быть установлено разное фильтровальное оборудование:

  • классический двухступенчатый фильтр;
  • стандартный трехступенчатый фильтр;
  • фильтр с быстросъемными картриджами;
  • система обратного осмоса с отдельным краном для дочищенной питьевой воды.

Любой из данных фильтров может решить задачи по смягчению, химической очистке и обезжелезиванию воды. Все решается установкой необходимых картриджей. При выборе любой из комплектаций оборудования необходимо учитывать, насколько удобно будет менять фильтрующий картридж, какая у него себестоимость и на какой срок использования он рассчитан.

Преимущества многоступенчатых фильтров для очистки и доочистки воды от железа:

  • глубокая степень очистки;
  • позволяют бороться с большинством проблем;
  • каждый картридж работает длительное время;
  • сложность установки оправдывается высокой производительностью.

Единственным недостатком, который существует у этой системы, являются габариты. Для такого фильтра трудно найти место в стандартной малогабаритной квартире. Кроме того, высокие цены на фильтр и на расходные материалы к нему не позволяют произвести его монтаж всем желающим.

Какие еще фильтры можно использовать для очистки воды от железа?

Для очистки воды от железа также можно использовать и другие виды фильтров. В данном случае внимания заслуживают магистральные фильтры, стационарные фильтры, а также фильтры на основе обратного осмоса. Все перечисленные фильтры могут справиться с такой проблемой, как повышенное содержание железа в воде, и потому заслуживают внимания.

Сначала рассмотрим магистральные фильтры. Магистральные фильтры представляют собой устройства, которые могут состоять из нескольких фильтрующих элементов. Каждый фильтрующий элемент погружается в специальные пластиковые колбы. Каждый фильтрующий элемент является еще одним этапом очистки. Чем больше таких этапов очистки, тем качественнее вода после такого фильтра.

Если установить на такой фильтр картридж с ионообменной смолой и активированным углем, то можно добиться потрясающих результатов в очистке воды от двухвалентного железа. Чтобы избавиться от трехвалентного железа, необходимо просто поставить еще один фильтр механической очистки. Таким образом, мы получаем фильтр, который работает в три этапа очистки и позволяет убрать железо из воды вообще полностью. Фильтр монтируется в водопровод.

В данном случае необходимо следить за ресурсом картриджа и не допускать использование уже исчерпавшего ресурс картриджа.

Система обратного осмоса сегодня способна справиться практически с любым видом загрязнения, для нее не составит труда удалить из воды примеси железа в любом виде. Однако следует учитывать высокую стоимость системы обратного осмоса, а также фильтрующих элементов для неё.

Стационарные фильтры для воды является надежным устройства для очистки воды от железа. Однако для них также необходимо правильно выбрать картридж.

И если все перечисленные фильтр легко справляются с механическими загрязнениями, то для двухвалентного железа всё же необходимо тщательно подойти к выбору фильтрующего элемента. Если фильтрующий элемент будет выбран правильно, то качество воды будет надлежащим.

Также советуем вам после покупки фильтры для воды сделать еще один анализ. В таком случае вы сможете убедиться в том, что фильтр справляется с очисткой, и вода полностью безопасна для употребления.

Смотреть видео фильм «Фильтр от железа в воде»:

Технологии обезжелезивания воды

Железо – это твердый металл. Поэтому оно не растворяется в воде. Железо окисляется, превращается в ржавчину и оседает. Существует несколько технологий, которые приводят к очистке воды. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

Технология аэрации воды

Самым простым и эффективным способом очистки воды от железа является отстаивание. В емкость наливают воду и создают условия для окисления железа, которое превращается в осадок и опускается на дно. Чистую воду забирают для дальнейшего использования. Чтобы превратить находящееся в воде железо в осадок используют метод аэрации. Для этого в воду, с помощью компрессора, подают воздух.

Главный минус этой технологии в низкой скорости очистки. Простую аэрацию используют при содержании железа до 10 мг на литр.

На производствах используют более усовершенствованную технологию аэрации. Для этого используют специальные вентиляторы, через которые пускают потоки воды. Участвующий в процессе аэрации кислород создает трехвалентное железо и удаляет из воды углекислоту. Очищенная жидкость через насос подается в водопроводную систему.

Безреагентная технология обезжелезивания воды

Особенность данной методики в том, что обезжелезивание проходит с использованием химических процессов. Но использующееся в фильтрах вещество не расходуется. То есть, не вступает в реакцию с жидкостью, поэтому не портит состав воды.

Чтобы воспользоваться безреагентным способом очистки воды, применяют специальные мембраны. Они пропускают воду, но реагируют на железо, превращая его в осадок. Процесс такой очистки проходит в специальных колоннах, мембрана из оксида марганца создает необходимые условия для осаждения железа. Нерастворенные частицы, опускающиеся на дно колонны, легко удаляются из жидкости и перемещаются в канализацию.

Недостатками такой технологии является необходимость обслуживания мембраны. Со временем она будет загрязняться и требовать очищение. Стоит отметить и стоимость таких систем, они на порядок выше, чем те, которые используют аэрацию.

Ионообменная технология очистки

Самым эффективным на сегодня способом очистки воды от железа и различных солей является ионный обмен. Для проведения такой чистки применяются специальные засыпные фильтры. Используемый материал содержит большое количество ионитов, которые благодаря простой реакции удаляют железо из воды. Химическая структура жидкости становится более комфортной и безопасной для использования. При таком способе железо не превращается в осадок, а значит не требуются дополнительные фильтры.

Наиболее популярным материалом, который используется при ионообменной очистке воды, является специальная смола. Она обладает большой плотностью и пористой структурой. Гранулированный материал засыпается в специальные фильтры, через которые пропускают воду.

Главным недостатком ионообменной технологии является необходимость периодически менять засыпной материал. Смола в процессе работы утрачивает свои первоначальные свойства, поэтому подлежит замене.

Методы обезжелезивания воды из скважин

Вода из скважин и источников другого рода может содержать железо в разной форме и количестве. Универсального метода по удалению этого элемента на данный момент нет. Обезжелезить воду можно несколькими способами, которые описаны ниже.

  • Для очистки воды в любых скважинах необходимо подготовится к процессу обезжелезивания: перемешать воду, тем самым обогатив ее кислородом, добавить щелочь, хлорировать либо озонировать. В итоге химической реакции двухвалентное железо в воде окислится и станет трехвалентным. После этого его можно будет удалить посредством отстаивания и фильтрования.

  • Распространенный метод очистки воды в скважинах – каталитический. Он ускоряет окислительные процессы, и железо намного быстрее становится трехвалентным. Данный процесс происходит в особом резервуаре с насыпными фильтрами из высокопористых материалов. В нем железо окисляется и оседает внутри пористых фильтров.

Применяя такой способ, можно избавиться от частиц железа размером до 10-25 мкм. Для удаления же более мелких фракций необходимо использовать другие методы.

Обычно аэрации хватает для того, чтобы сделать воду питьевой.

  • Введение в жидкость окислителей. С помощью этого метода можно ускорить химические реакции в воде, тем самым железо перейдет в трехвалентное состояние намного быстрее, чем при аэрации. Самым распространенным окислителем, который применяется в России уже более 100 лет, является хлор.

  • Хлорирование воды с помощью газообразного хлора – достаточно эффективно, но у этого метода есть минусы. Так, хлор в жидком состоянии очень токсичен, поэтому доставить его на место проблематично. Но этот недостаток уравновешивается тем, что данное вещество разрушает другие вредные элементы, такие как двухвалентный марганец, сероводород и т. д.

  • Метод обработки воды гипохлоритным натрием осуществляется посредством специальных дозаторов. Подобная процедура не меняет жесткости жидкости. Получение гипохлорита натрия происходит непосредственно на месте обработки воды из поваренной соли.

  • Озонирование воды хорошо тем, что не загрязняет воду побочными элементами, которые появляются после химических реакций. Этот процесс может быть полностью автоматизирован.

Получение озона происходит из технического кислорода и обычного воздуха из атмосферы. Во время озонирования образуется множество газовых пузырей, часть из них всплывает, другая же растворяется в воде, окисляя ее.

Фильтры на базе ионообменных смол работают также результативно. Такие устройства могут справиться с высоким содержанием железа. Основным их недостатком является быстрое засорение и частая замена фильтрующих составляющих.

Читайте материал по теме: Вода с известью: нормы содержания и рекомендации по очистке

Забор жидкости на бактериологическое исследование

Анализы на органолептику и радиологические примеси не требуют такого досконального и тщательного подхода к забору материала

  • Для этого анализа нужно приобрести исключительно стерильную тару (так гласят санитарные нормы).
  • Если ваша скважина не новая, следует провести её обработку гипохлоридом натрия. То же самое относится и к новому источнику.
  • Кран, из которого будет набираться вода, необходимо обжечь или обработать медицинским спиртом.
  • При заборе жидкости не стоит прикасаться к горлышку бутыли руками (лучше надеть стерильные перчатки), а горлышком бака — к крану.
  • После забора питьевой воды крепко закручиваем крышку и в сжатые сроки отправляем воду в лабораторию для выявления её бак-состава.

Проведение анализа

Эффективно определить качество содержимого скважины, являющейся не только источником подачи жидкости для технических нужд, но и для питья, позволят лабораторные анализы. Их рекомендуется в первую очередь проводить при бурении новых скважин или замутнении существующих источников.

Рекомендуется ежегодно сдавать воду из скважины для лабораторных анализов, чтобы быть уверенным в её качестве

Специалисты Санэпидемстанции проводят анализ на основании предоставленных проб, собрать которые можно самостоятельно, соблюдая следующие несложные правила:

  1. Забор пробы происходит в пластиковую или стеклянную посуду объёмом, не превышающим 1,5 л. Тара должна быть чистой, поэтому бутылки от газированной воды использовать нельзя, так как даже обработка их кипятком не гарантирует полное удаление химических элементов, входящих в состав напитка.
  2. При мытье тары рекомендуется отказаться от моющих средств. Сначала посуду дважды промывают кипятком, а затем ополаскивают водой из скважины, из которой предстоит взять пробу.
  3. Перед тем как набрать воду, её пропускают в течение 15−20 минут для удаления застоявшейся жидкости и металлических частиц, если водопроводные трубы выполнены из металла.
  4. Напор воды из крана должен быть слабым.
  5. Посуду необходимо сразу же герметично закрыть после наполнения её водой для исключения контакта жидкости с кислородом.
  6. Посуду помещают в тёмный пакет, сумку или коробку для транспортировки в лабораторию. Это делается для исключения контакта жидкости с солнечными лучами.

Выбор оборудования для очистки воды из скважины возможен только после получения результатов анализа

Способы обезжелезивания воды

В воде железо может находиться в нескольких формах:

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

Виды железа в воде и его отличительные признаки

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

Способы фильтрации от двухвалентного железа

Против этой формы металла действенны следующие способы очистки:

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

Очистка воды от двухвалентного железа

Способы удаления трехвалентного железа

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

Механическая очистка воды от железа

Ионный обмен (Умягчение)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Обратный осмос.

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

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

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

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

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий