Фильтр обезжелезивания для частного дома


Вред от железа

В индивидуальных системах водоснабжения загородных дачных участков и коттеджных поселков вода не всегда отвечает санитарно-эпидемиологическим требованиям и нередко нуждается в очистке от железа, которое вредно по следующим причинам:

1. Избыточное содержание железа в организме наносит ущерб здоровью человека:

  • ухудшаются вкусовые качества воды, она приобретает резкий металлический привкус;
  • снижается эстетичность внешнего вида кожных покровов, возникают покраснение и пигментация кожи, сыпь;
  • возникает желтизна зубов, ломкость волос, нарушается работа почек и печени.
  • избыток железа наносит вред сердечно-сосудистой системе, вызывает слабость и бледность кожи.

2. Выходят из строя бытовые приборы (утюги, стиральные и посудомоечные машины, кофеварки), водонагревательное оборудование (котлы, бойлеры колонки), в которых рыхлый шлам осажденного железа забивает проходные каналы.


3. При стирке ее качество резко падает, на светлом белье появляются пятна рыжего цвета, белоснежные изделия приобретают желтоватый оттенок, цветные теряют яркость окраски.

4. Забиваются осадком стенки трубопроводов горячей и холодной воды, сантехническое оборудование (смесители, унитазы, душевые лейки) и арматура (фильтры, клапаны, шаровые краны).

5. На поверхности керамической плитки, фаянсовых и глазурованных сантехнических приборов (раковин, ванн, унитазов) появляется плохо смываемый желтый налет.

6. Железо способствует ускоренному образованию накипи на основных элементах водонагревательных приборов, снижающей их эффективность.

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.

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.

Выбирать фильтр следует только после лабораторного анализа воды, поскольку только он может показать сколько тех или иных веществ в ней содержится, и какая система очистки по типу и мощности необходима.

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.

Типы фильтров при повышенном содержании железа

Самый простой способ фильтрации – использование традиционного кувшина с фильтром. В его верхнюю часть заливают воду и ждут, пока она пройдет через мембрану в нижнюю емкость. Этот вариант прост и удобен, кувшин можно расположить в любом удобном месте, фильтр менять просто, а стоит он достаточно дешево. Единственный недостаток – малый объем кувшина (всего 2-3 литра).

Кувшинные фильтры следует периодически мыть теплой водой со слабым мыльным раствором, чтобы удалять осадок со стенок.

Еще один технически несложный и удобный вариант – применение компактной насадки на кран. Как правило, в таком фильтре используется адсорбирующий или ионный сетчатый фильтр, удаляющий не только железо, но и соли жесткости и соединения хлора. Поскольку вода из крана поддается под давлением, материалы фильтра отличаются большей плотностью в сравнении с теми, что используются для кувшинов. Такие насадки используются только для кранов холодной воды, имеют ресурс фильтрации в среднем около 1,5-2 тыс. литров. Эффективность подобных фильтров примерно как у кувшинов.


Наиболее продвинутый вариант – системы фильтров из 1-5 ступеней, устанавливаемые под раковину и способные обеспечивать скорость водоподготовки до 2,5 л в минуту. Очевидно, что чем больше фильтров, тем более разнообразным способам очистки подвергается вода, и тем выше ее качество на выходе.

Количество ступеней в фильтре Механизм очистки (по мере добавления ступеней) Удаляемые загрязнения (по мере добавления ступеней)
1 сорбционный Механические, частично соли жесткости и хлор
2 механический пестициды, нефтепродукты, тяжелые металлы
3 ионообменный
4 ультрафиолетовый или обратноосмотический
5 сорбционный запахи

Ресурсы таких фильтров 4 – 25 тыс. литров, причем отдельные ступени можно восстановить (пусть и не до первоначального ресурса) и повторно использовать.

Все методы фильтрации воды удаляют из нее не только железо, но и другие химические и механические примеси.


Виды фильтров

Следует отметить, что для очистки воды от железа разработано несколько методов, среди которых популярны фильтры с использованием реагентов (ионообменные смолы), аэрация (окисление железа кислородом), озонирование при помощи электрических зарядов, обратноосмотическая фильтрация. Перечисленные методы высокоэффективны, но требуют больших финансовых расходов и используются для промышленной и коммунальной очистки воды, в быту чаще применяют более простые методы фильтрации в сочетании с дешевыми фильтрами механической очистки.

Устройства грубой очистки

В категорию фильтров грубой очистки входят устройства с разными принципами работы. Их объединяет способность задерживать механические загрязнения – песок, глинистые взвеси, мусор, частицы ржавчины и т.д. Нерастворимые частицы быстро забьют фильтрующие элементы тонкой очистки, выведут из строя бытовую технику, поэтому их требуется тщательно удалять.

Независимо от типа устройства, все они задерживают загрязнения только механическим методом. Большинство моделей фильтров грубой очистки нуждается в регулярной ревизии и промывке от скопившегося мусора. Но некоторые производители предлагают магистральное оборудование для грубой очистки с функцией самоочищения – периодически устройство промывает себя, и загрязнения уходят в канализацию через специально подключенную трубу.


При выборе фильтра грубой очистки учитывается степень загрязненности воды, тип основных видов загрязнений, объем водопотребления, условия эксплуатации устройства, наличие дополнительных функций.

Сетчатые фильтры

Для удаления из воды взвесей и мусора используется сетка, размер ячеек которой может составлять от 20 до 500 мкм.

Различаются:

  • непромывные устройства, требующие обслуживания (подающий водопровод отключается, корпус демонтируется, фильтрующий элемент промывается);
  • самопромывные устройства. (подключаются к канализации).

Картриджные фильтры

Фильтрующим элементом служит металлическая или полимерная сетка, нетканый полипропилен или иной материал. Картридж размещается в металлическом или пластиковом корпусе, через который проходит вода. Входит в состав магистральных или проточных систем для установки под мойкой. Картридж регулярно меняется на новый – по рекомендации производителя или по мере загрязнения.

При выборе картриджа обратите внимание на материал изготовления  рабочего элемента – сетчатый подходит для воды, загрязненной твердыми частицами (ржавчина, песок), а нетканый материал эффективно задерживает загрязнения с мелкофракционной (от 0,5 мкм) вязкой структурой – ил, глину, полусгнившие частички растений и т.д.


Напорные фильтры

Устройства данного типа отличаются высокой производительностью и рассчитаны на эксплуатацию в системах с высоким напором. В колонне из металла с антикоррозийными свойствами располагается фильтрующий материал, устройство оснащено блоком управления и рассчитано на самоочистку (требует подключения к канализации).

Напорный фильтр способен удалить из воды вязкие и твердые взвеси фракцией от 30 мкм, он справляется с фильтрацией очень загрязненной воды. Однако для дачной системы водоснабжения функциональные параметры данного устройства избыточны, особенно учитывая его высокую стоимость. Оборудование не малогабаритное и рассчитано на эксплуатацию в отапливаемом помещении.

Фильтры тонкой очистки

Удаление механических примесей не делает воду полностью безопасной и пригодной для питья, поскольку в ней могут содержаться вредные для здоровья химические вещества, болезнетворные бактерии. После первой ступени фильтрации водопроводной воды рекомендуется использовать фильтрующие элементы, способные задерживать частиц, размер которых составляет от 5 мкм.

Приспособления, осуществляющие тонкую очистку, различаются по принципу действия и функциональным параметрам. Они рассчитаны на применение в составе стационарных комплексов многоступенчатой очистки (магистральных и «под мойку»), в фильтрах-кувшинах и насадках на кран.

Сорбционные фильтры

Рабочим веществом являются материалы-сорбенты (алюмосиликаты, уголь), которые помещены в пластиковый или стеклопластиковый корпус. Сорбент поглощает загрязнения при прохождении воды через картридж сверху вниз (фильтры-кувшины, насадки на кран) либо снизу-вверх (стационарные комплексы, работающие под напором).

Физико-химическое поглощение позволяет очистить воду от:


  • соединений хлора
  • микроорганизмов
  • соединений металлов (железо, свинец и т.д.)
  • взвешенных частиц
  • солей жесткости
  • пестицидов
  • посторонних запахов.

В бытовых фильтрах сорбционным (поглощающим) веществом часто служит активированный уголь, который способен обеспечивать сразу два этапа водоподготовки – удаление механических и химических примесей. Задержанные загрязнения распределяются по всему объему рабочего вещества, за исключением некоторых химических соединений и микроорганизмов, которые остаются на поверхности.

Достоинства:

  • высокое качество питьевой воды
  • компактность очищающих картриджей
  • отсутствие необходимости регулярно промывать оборудование – картриджи просто меняют на новые
  • (универсальность) возможность использования в качестве единственного средства для водоподготовки

Недостатки:

  • требует регулярной замены, поскольку достаточно быстро загрязняется и к тому же служит подходящей средой для стремительного размножения микроорганизмов

  • имеет невысокую производительность, что связано с низкой пропускной способностью активированного угля
  • имеет ограниченный рабочий резерв, который зависит от общей площади адсорбирующего вещества (чем меньше размер картриджа, тем короче срок его службы)
  • нуждается в предварительной фильтрации воды при помощи очистителя другого типа, если она сильно загрязнена микроорганизмами и бактериями

Помимо активированного угля в сорбционном фильтре могут использоваться другие материалы с тем же механизмом действия, в том числе шунгит, цеолит.

Это позволяет производителям поставлять на рынок фильтровальное оборудование разного назначения, для:

  • обеззараживания воды
  • удаления соединений железа
  • устранения неприятного запаха и т.д

Фильтрующий элемент подбирается в зависимости от особенностей воды, только в этом случае можно гарантировать высокое качество результата.

Ионообменные фильтры

Для воды из скважин характерно высокое содержание солей жесткости – в основном это кальциевые и магниевые соли. Именно из них формируется нерастворимый осадок, способный нарушить работу сантехнических приборов, бытовой техники. Удаление солей жесткости называется смягчением (или умягчением) воды, для этих целей лучше всего подходит ионообменный фильтр.

Показанием к его использованию служит высокая концентрация солей в воде – свыше 100 мг на 1 л. Метод ионного обмена позволяет справляться с высокой жесткостью, поэтому фильтровальное оборудование данного типа успешно применяется не только в быту, но и на производстве. Однако его применение имеет и ряд недостатков.

В список преимуществ и нелостатков ионообменной технологии очистки входит:

ПЛЮСЫ:


  • высокий результат (с солями жесткости настолько эффективно не справляются устройства другого типа)
  • удаление всех растворенных примесей, способных к ионному обмену, помимо солей жесткости
  • простая конструкция устройства

МИНУСЫ:

  • высокие затраты на поддержание работоспособности фильтровальной установки – она нуждается в регулярной замене картриджа либо в восстановлении рабочего вещества, которым служит ионообменная смола
  • необходимость в специальной утилизации ионообменной смолы
  • низкую производительность из-за малой скорости обмена ионами (в современных устройствах этот недостаток практически устранен благодаря использованию катализаторов ионного обмена).

Обратный осмос

Использование обратного осмоса пользуется большой популярностью. Через специальную осмотическую мембрану пропускается вода. Мембрана имеет маленькие поры, где проходят некоторые газы, а также молекулы H2O. Отходы собираются с обратной стороны, образующие массу, которая сливается. Данный фильтр для очистки домашнего колодца позволяет получать воду прекрасного качества.

Достоинства:

  • Идеально чистая вода.
  • Фильтрует на молекулярном уровне.

Минусы:

  • Обязательное наличие насоса в системе.
  • Дополнительно необходимо сделать минерализующие установки, так как вода полностью не имеет солей.
  • Дорогостоящая система.

Озонирование

Озон является аллотропной модификацией кислорода и состоит из его трехатомных молекул О3, который по сравнению с двухатомным О2 является намного более мощным реагентом. Повышая степень окисления оксидов, озон при реакции с ними образует продукты, одним из которых почти всегда является кислород О2.

Установка озонирования состоит из озонатора, в камере которого с помощью электрического разряда образуются трехатомные молекулы кислорода, и резервуара с водой, в который поступает озон и происходит образование нерастворимого железа. Далее жидкость пропускается через сорбционный фильтр, в котором осаждаются частицы трехвалентного железа. Применение установок озонирования имеет следующие особенности:

  • Помимо осаждения оксидов металлов, озон в течение нескольких секунд убивает простейшие микроорганизмы, бактерии, грибы, водоросли, споры, а также вирусные возбудители заболеваний.
  • Удаляются неприятные запахи и вкусы без изменения химического состава воды, она обесцвечивается.
  • Побочным продуктом водоочистки является безвредный кислород.
  • Стоимость системы озонирования, основными элементами которой являются камера для получения озона, емкость для озонирования, электронасосы, автоматическая система управления и контроля, довольно высока.
  • Получение озона осуществляется с помощью электрических разрядов, что требует соблюдения правил техники безопасности.
  • Установка имеет технически сложную конструкцию, для ее ремонта и обслуживания требуется помощь специалиста.
  • Очистка больших объемов в быту финансово затратна с точки зрения использования значительных электроэнергетических ресурсов.

Типы фильтров для очистки воды от железа на даче

В быту фильтрация осуществляется с помощью засыпных колонных фильтров. Это производительные устройства с удобным механизмом регулирования загрузки и промывки.

Система промывки бывает механическая или ручная. Она нужна для периодического очищения загрузок от задержанных частиц. На это в среднем уходит 200-500 литров при бытовом использовании системы в жилом частном доме. Образовавшаяся грязная жидкость сбрасывается в септики.

Корпус фильтра — легкий баллон, изготовленный из композитных материалов. Для домашних фильтров берутся баллоны диаметром 20-45 см, высотой 90-165 см.

Рассмотрим типы фильтров по методам обезжелезивания.

Реагентные

В реагентных фильтрах двухвалентное железо окисляется с помощью разных химических помощников — активных веществ-реагентов. В качестве окислителя используется:

  • Диоксид марганца
  • Калия перманганат
  • Активный хлор
  • Озон
  • Перекись водорода

Первый слой засыпки обеспечивает условия для качественной окислительной реакции. Второй и последующие слои задерживают образовавшиеся окислы в себе. Пройдя всю фильтрующую область, вода в итоге льется из крана чистая, мягкая, пригодная как для стирки, так и для приготовления пищи.

Со временем фильтрующие слои забиваются окислами и очистная система перестает работать. В этом случае нужно произвести чистку, либо поменять засыпку.

В отдельную группу выделяют реагентные фильтры, использующие искусственные ионообменные смолы. Молекулы этого вещества выглядят как сферы с «усиками» ионов натрия. При прохождении водой слоя такого материала железо замещает натрий, встает на его место. Натрий же смывается водным потоком. Эта методика отличается тем, что железо не окисляется, а замещается. При этом из воды улавливаются и другие двухвалентные металлы.

Безреагентные

Бывают 2 видов:

  • Каталитические
  • Аэрационные

В каталитических фильтрах для повышения скорости протекания окислительной реакции используются катализаторы. Образовавшиеся в результате нерастворимые частицы оседают в насыпных слоях загрузки. Накопившиеся вещества через определенный промежуток времени вымываются обратным водным потоком и сливаются в канализацию. Реакция проходит в закрытой емкости на насыпных скорых фильтрах, в которых один из слоев загрузки — специальный гранулированный материал с каталитическими свойствами.

Каталитические фильтры широко используются для водоочистки на мелких предприятиях, а также в отдельно стоящих домах, коттеджах, на дачах. Системы каталитического окисления имеют небольшие размеры и высокую производительность. Обрабатывают до 30 кубометров воды в час.

Аэрация проводится:

  • Душированием. Вода разбрызгивается внутри бака
  • Фонтанированием. В очистном приборе стоит разбрызгиватель
  • Нагнетанием воздуха под напором. При напорной аэрации поток воздуха поступает в водную толщу с помощью компрессора под давлением
  • Барботажем. Газ продавливается через слой жидкости с помощью трубок с отверстиями диаметром 3-6 мм, называемых барботерами
  • Эжектированием. Вода насыщается кислородом за счет использования перепадов давления.

Работает аэрация на простом принципе. В воду под давлением или распылением подается воздух. Железо окисляется, становится нерастворимым трехвалентным и легко задерживается механическими слоями фильтрующей части водоочистного прибора.

Критерии грамотного выбора

Экономить на дачном фильтре для воды не стоит. Дешевое оборудование в лучшем случае не даст желаемой степени очистки, а в худшем – добавит посторонних примесей.

Выбирая устройство, обращайте внимание на такие параметры:

  1. Количество ступеней очистки – чем больше модулей, тем лучше результат на выходе.
  2. Производительность – модели кувшинного типа способны удовлетворить потребности одного-двух домочадцев. Для большой семьи лучше приобретать стационарные модели.
  3. Особенности фильтрации – устройство стоит подбирать индивидуально, ориентируясь на состав воды.

Поскольку фильтр постоянно контактирует с водной средой, все его элементы должны быть выполнены из устойчивых к ее негативному воздействию материалов.

Для стационарных моделей, подключаемых к водопроводу, ключевым критерием выбора являются долговечные и прочные материалы.

Некоторые модели могут быть оснащены минерализаторами. Полезность этих модулей не подтверждена научными исследованиями. А потому использовать их или нет – решайте самостоятельно.

Ведущие производители систем очистки

Ключевое значение при выборе водяного фильтра стоит уделить и фирме производителю. Руководствоваться стоит продолжительностью работы компании на рынке и спектром услуг, предлагаемым клиентам.

Среди отечественных производителей, заслуживших немалый авторитет в сфере водоподготовки, наиболее хорошо себя зарекомендовали торговые марки:

  • «Аквафор» – крупнейший российский разработчик сорбентов предлагает широкий ассортимент продукции, начиная с простых моделей кувшинного варианта и завершая сложнейшими многоступенчатыми комплексами.
  • «Гейзер» – отечественная компания выпускает продукцию по самым современным технологиям, которая не только качественно очищает воду, насыщает ее полезными для здоровья минералами.
  • «Барьер» – производитель качественных фильтров при создании новых разработок в сфере водоподготовки использует собственную научно-исследовательскую лабораторию и автоматизированные немецкие линии.

Устройства перечисленных марок отлично справляются с очищением воды и привлекают доступной ценой.

Если же рассматривать продукцию зарубежных производителей, то максимальной популярностью пользуются фильтры, изготовленные Германии, США, Польше и Бельгии:

  • Вrita – один из самых технологичных лидеров в сфере улучшения качества воды. Немецкий производитель выпускает бытовые и промышленные модели, соответствующие высочайшим стандартам качества.
  • Bluefilterst – немецкая марка установила новую планку в сфере фильтрации, запатентировав технологию New Line. Одной из особенностей продукции является наличие картриджа «живая вода», наполненного высокоструктурированной жидкостью, которая заряжает очищенную воду позитивной энергией.
  • Zepter – швейцарская компания выпускает многоступенчатые системы очистки, ориентированные на разные группы потребителей.

Если говорить конкретно о фильтрах в виде насадок на кран, то одни производители предлагают устройства только под краны с резьбой на изливе. К их числу относятся модели торговых марок «Аквафор Топаз», «Гейзер Евро».

Модели «Инстапур F» и «Барьер Селекта» можно использовать под краны всех видов, включая отечественные изделия, лишенные резьбы. Но, в принципе, вопрос несовместимости съемной насадки с краном можно решить и путем дополнительного приобретения и установки переходника.

При желании сэкономить на покупке, можно изготовить водяной фильтр своими руками. Несколько практичных и доступных в исполнении вариантов предложены в этой статье.

Народные способы обезжелезивания

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

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

Замораживание

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

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.

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.

Источник: remont-system.ru

Обезжелезиватель воды серии MF предназначен для очистки воды от железа( Fe ), марганца( Mn ) и сероводорода( H 2 S ). Широко используется в современных системах очистки воды из скважины, колодца, водоёма или другого источника водозабора. Устанавливается на магистралях холодного водоснабжения в квартирах, коттеджах, жилых домах, ресторанах, гостиницах и зданиях промышленного назначения.

В качестве фильтрующего материала обезжелезивателя воды серии MF используется материал с каталитическими свойствами отечественного производства — МЖФ. Данный материал является ускорителем реакции взаимодействия кислорода с растворенным железом, марганцем и сероводородом. Благодаря чему, находящееся в воде растворенные железо и марганец окисляются до нерастворимых в воде оксидов и осаждаются в фильтра-материале. Сероводород, в свою очередь, восстанавливается до нерастворимой в воде серы, и также осаждается в слое фильтрующей загрузки.

Помимо удаления железа и марганца, данный обезжелезиватель воды; существенно снижает концентрацию в воде других металлов, таких как цинк, никель, хром, алюминий, кадмий, медь, свинец и некоторых органических соединений.

Для наиболее эффективной работы обезжелезивателя воды серии MF требуется содержание в воде растворенного кислорода, не менее 31% от Fe и Mn . Исходя из этого, перед фильтром за частую устанавливается система аэрации воды.

Среди особенностей обезжелезивателя воды серии MF (МЖФ) следует отметить:

  • безреагентное обезжелезивание (регенерируется обратным током воды и не требует дополнительных реагентов, что делает эту систему экономичной);
  • эффективно обезжелезивает и очищает воду от марганца при высоком их содержании ( Fe -до 40 мг/л и Mn до 2 мг/л);
  • значение рН исходной воды не сказывается на эффективности работы фильтра в процессе обезжелезивания и удалении марганца (когда для других фильтрующих материалов значение Ph играет важную роль в их эффективности);
  • фильтрующая загрузка МЖФ является однородным пористым по своей структуре материалом, имеющим очень маленькую истираемость (что обеспечивает стабильную работу обезжелезивателя воды на протяжении длительного времени);
  • допускает дозирование таких окислителей как: озон, гипохлорит натрия или перманганат калия.

Примечание. Для воды из скважины с не значительным содержанием органических примесей, следует предварительно перед обезжелезивателем воды серии MF использовать систему аэрации воды. А при превышении концентрации органических примесей, необходимо применять дозирование перманганата калия или хлора

Источник: aquasolution.ru

Для чего следует обезжелезивать воду?

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

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

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

Как определить избыток железа в воде?

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

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

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

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

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

Также, в специализированном магазине можно найти «Набор аквариумиста», который содержит необходимые для анализа реактивы и подробную инструкцию для проведения анализа.

Способы очистки воды от железа своими руками:

Аэрация воды

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

Монтаж станции обезжелезивания воды с помощью аэрации своими руками:

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

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

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

Станция аэрация воды своими руками

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

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

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

Магистральный фильтр для очистки от железа

Магистральный фильтр для очистки от железа

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

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

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

Безреагентное обезжелезивание

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

Безреагентное обезжелезивание своими руками

Установка безреагентного обезжелезивания состоит из:

  • Трехцикловый адаптер или автоматический клапан управления;
  • Корпус фильтра;
  • Поддерживающий слой для фильтрующего материала (кварц);
  • Фильтрующий материал;
  • Верхняя дистрибьюторная корзина;
  • Коллектор стековый (водоподъемная труба).
Использование безреагентной очистки будет эффективным при следующих показателях состава воды:
  • pH — 6,8 … 9;
  • Железо — не более 2 мг/л;
  • Марганец — не более 1 мг/л;
  • Мутность — не более 5 мг/л;
  • Щёлочность — не менее 2 ммоль/л.

Реагентная очистка воды от железа

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

Реагентное обезжелезивание своими руками

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

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

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

Фильтр-обезжелезиватель:

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

Комплект станции дозации:

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

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

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

Источник: www.ruswater.com

Зависимость видов загрязнений от глубины скважинного источника

Стоит отметить, что водозабор из скважин производят с разных глубин, поэтому по расстоянию от уровня земли источники условно делят на три группы:

Абиссинские. Рассчитаны на водоподачу из первого водоносного горизонта, обычно расположенного на глубинах 10 – 20 м от поверхности земли, насосными станциями. Их нередко бурят для дачи, частного дома при небольших объемах забора (полив огородов, заполнение накопительных емкостей).

В скважинах абиссинского типа основными источниками загрязнений являются поверхностные или грунтовые воды. Спектр вредных примесей на участке загородного дома может быть сколь угодно широким – микробы, бактерии, органика от автономных канализационных систем, химия от удобрений, продукты нефтепереработки и прочее.

Если водные ресурсы из абиссинского источника нуждаются в комплексной очистке, в большинстве случаев с задачей неплохо справляются фильтрующие резервуары с угольными засыпками.

Лабораторный анализ воды из артезианской скважины

Рис. 2 Примеры лабораторных анализов воды из артезианских скважин с превышением ПДК железа

На песке. Имеют глубину залегания от 30 до 60 м, водозабор производится при помощи погружных электронасосов. Основная проблема при их эксплуатации – повышенное содержание мелких взвешенных частиц глины и песка в скважине.

Поэтому для песчаных источников актуальна водоочистка от взвесей фильтрами грубой очистки с различным размером ячеек, с остальными вредными примесями вполне может справиться обычный угольный засыпной или картриджный фильтратор большого объема.

Артезианские. Самые глубинные скважины с обсадной колонной высотой от 100 до 200 м и высокой производительностью, связанной с тем, что на водоносный горизонт оказывают сильное давление расположенные выше почвенные пласты.

Водоносный бассейн артезианских скважин расположен в известняке, а сама скважинная вода обладает высокой степенью минерализации. В ней растворен широкий ряд оксидов металлов (кальций, магний), их окислов и солей (хлориды, сульфаты), в наивысшей концентрации находятся марганцевые, железосодержащие и сероводородные соединения, приносящие значительные неудобства потребителю.

Водоочистная система артезианских скважин должна отфильтровывать приведенные химреагенты, в основном железных окислов, концентрация которых в сравнении с другими соединениями обычно намного выше.

Вид железосодержащих вод

Рис. 3 Вид железосодержащих вод

Виды железа в воде из скважины

Существует несколько групп железистых соединений, к ним относят коллоидную органику, присутствующую в водяной среде в виде мелких (размер до 0,1 мкм) взвесей железосодержащих частиц. Иногда в природе встречается бактерии, перерабатывающие железо из растворимой формы в водонерастворимую – они образуют на поверхности источника радужную пленку.

Перечисленные виды соединений обычно не встречаются в артезианских скважинах из-за слишком большой глубины нахождения водоносного горизонта – вода из артезианок отличается кристальной чистотой.

Основные виды железа, которые в ней можно обнаружить:

Двухвалентное Fe2+. Присутствует в водной среде в свободном состоянии и полностью в ней растворено, поэтому невозможно на глаз определить его наличие и концентрацию. На предварительном этапе после бурения скважины убедиться в присутствии Fe2+ можно попробовав или понюхав воду.

В скважинной воде встречаются следующие разновидности растворимых железосодержащих соединений двухвалентного железа, к которым относят бикарбонат Fe(НСО3)2, карбонат FеСО3, сульфид FeS и сульфат FeSO4.

Трехвалентное Fе3+. При контактировании воздушных масс с Fе2+, последнее окисляется и образует водонерастворимые соединения Fe3+, от которых избавляются обычным отстаиванием или механической фильтрацией.

Другие разновидности железа. При контакте со стальной арматурой или трубами образуется водонерастворимая ржавчина, включающая в себя трехвалентный оксид железа Fe2O3 и метагидроксид Fe(OH)3, намного реже в воде встречается сульфаты (Fe2(SO4)3. Все эти реагенты могут быть легко отфильтрованы на различных этапах водоочистки.

Фильтры для очистки воды из скважины от железа

Рис. 4 Схема реагентной водоочистки

Методы промышленного и бытового обезжелезивания, формулы техпроцесса

Для обезжелезивания воды в промышленных масштабах применяют следующие методы, которые хотя и не нашли практического применения в быту, но теоретически вполне могут быть использованы в индивидуальной водоочистке.

Реагентный

Так как водорастворимый Fe2+ при контактировании с кислородом из воздушной среды выпадает в водонерастворимый осадок в течение длительного времени, для ускорения процесса вместо воздушных масс используют окислительные реагенты. Если добавить в воду марганцовку KMnO4 или гипохлорит натрия NaOCl, в ней произойдут окислительные реакции с опусканием в осадок водонерастворимого Fe3+. Формулы реакций с окислителями:

  • 2Fe(HCO3)2 + NaClO + H2O = 2Fe(ОН)3↓ + 4СО2↑ + NaCl
  • 2·Fe2+ + Cl2 + 6·H2O → 2·Fe(ОН)3 + 6·H+ + 2·Cl–
  • Fe2+ + ClO2 + 3·H2O → Fe(ОН)3 + ClO2– + 3·H+
  • 3·Fe2+ + MnO4– + 2·H2O + 5·OH– → 3·Fe(OH)3 + MnO2

Так как приведенная методика нуждается в точной дозировке химреагентов и сложной системе автоматики, она не нашла широкого хозяйственно-бытового использования.

Очистка воды бытовым электролизером

Рис. 5 Предварительная водоочистка бытовым электролизером

Электролизный

Принцип технологии электролизного обезжелезивания состоит в образовании активного кислорода из содержащихся в водном объеме примесей под действием электротока. Для этого в водяную среду добавляют хлорсодержащее и иные реагенты, которые при прохождении электротока разлагаются на активные окислители: хлор Cl, кислород O2, водород H, озон О3, гидроксиды иона, формула реакции для хлора:

  • 2Fe2+ + Cl2 + 2H2O = 2Fe(OH)3↓ + 2HCl

К недостаткам водоочистки электролитическим методом относят высокое энергопотребление и необходимость добавления расходных материалов. Технология используется при содержании железа в воде не более 2 мл/л.

Очистка воды озонированием

Рис. 6 Схема водоочистки озонированием

Озонирование

Система очистки воды от железа данным способом основана на более высокой окислительной способности трехвалентного озона О3 в сравнении с атмосферным двухвалентным O2. Установка включает в себя озонатор, производящий озон, который затем направляют в смесительную камеру с обрабатываемой водой. После реакции О3 с двухвалентным Fe2+ образуется нерастворимый осадок, выделяется кислород, водяная среда осветляется, дезинфицируется и в ней уничтожаются болезнетворная микробная и бактериальная флора.

Химическая формула процесса озонирования выглядит следующим образом:

  • 2·Fe2+ + O3 + 5·H2O → 2·Fe(OH)3 + O2 + 4·H+.

Широкому бытовому применению установок озонирования препятствует их взрывоопасность, сложность конструкции и высокая стоимость.

Техпроцесс коагуляции по этапам и схема установки

Рис. 7 Техпроцесс коагуляции по этапам и схема установки

Коагуляция

Если воду из скважины с высоким содержанием Fe2+ помещают в открытую емкость для отстаивания, полный процесс занимает довольно много времени, так как образующийся водонерастворимый осадок слишком медленно опускается на дно.

Для ускорения процедуры водоочистки и повышения ее качества отказываются от осаждения Fe3+, добавляя в водный объем коагулянты по технологии пропорционального дозирования насосами дозаторами. В результате осаждаемые частицы укрупняются, после чего раствор со взвесями пропускается через простые песчаные или антрацитовые фильтры для воды, которые задерживают железосодержащий коагулянт и не способны отсеивать более мелкие частицы.

Технология коагулирования широко применяется для очистки сточных вод, к недостаткам техпроцесса относят долгое время формирования крупных частиц и необходимость применения расходных коагулянтов.

В торговле встречаются коагулянты для хозяйственно-бытового применения (Гиацинт, Эко-матрица), которые можно использовать для очистки небольших объемов воды в походных условиях, правда сам процесс водоочистки занимает около 8 часов.

Свойства железобактерий

Рис. 8 Свойства железобактерий

Биологический

Не каждый фильтр для скважины на железо справится со своей задачей при превышении его предельно допустимых концентраций ПДК в сотни раз. В промышленности при наличии Fe2+ в воде более 40 мл/л, а также сероводорода и углекислого газа, при низком показателе рН применяют для обезжелезивания специальные бактерии.

Для этого воду пропускают через медленные гравийно-песчаные фильтраторы, содержащие колонии железобактерий, а затем образовавшиеся коллоидные частицы, продукты жизнедеятельности и бактериальные пленки отправляют в отстойники и пропускают через фильтры. После сорбционной фильтрации и обеззараживания ультрафиолетовым излучением вода полностью готова для дальнейшей очистки через мелкие угольные фильтры или установки обратного осмоса.

Понятно, что биоочистка при помощи железобактерий из-за сложности, нетрадиционных реагентов и длительного времени протекания техпроцесса относится к чисто промышленной технологии, непригодной для применения в быту.

Мембранный

Метод очистки пропусканием воды через мелкоячеистую мембрану под давлением относится к технологии обратного осмоса, где вместе с железом удаляются практически все примеси.

Комплексную очистку через мембраны нерационально и слишком дорого использовать только для обезжелезивания. К тому же обратный осмос работает при содержании Fe2+ в воде от 0,1 до 0,3 миллиграмма на литр, что не выходит за рамки предельно допустимых нормативов и не нуждается в фильтрации.

Принцип мембранной водоочистки и устройство фильтра обратного осмоса

Рис. 9 Принцип мембранной водоочистки и устройство фильтра обратного осмоса

Методики обезжелезивания вод из индивидуальных скважин

Перед тем, как очистить воду от железа из скважины на даче или в загородном доме, обязательно проводят лабораторный анализ даже в том случае, когда присутствие в водяной среде Fe2+ удалось выявить визуально, по запаху или вкусовым качествам.

Дело в том, что лабораторный анализ позволяет определить процентное содержание железа в воде (предельно-допустимые концентрации (ПДК) Fe2+ составляют 0,2 – 0,3 мл на литр) методология обезжелезивания которого напрямую связана с его количеством.

Компрессорная (напорная аэрация)

Как было сказано выше, основной метод борьбы с растворимым Fe2+ – насыщение воды активными окислителями (Cl2, О3) или кислородом (О2), которой содержится в атмосферном воздухе. Формулы, описывающие процесс окисления кислородом железа, выглядят следующим образом: Fe2+ + О2 + Н2О → Fe(ОН)3 + H+

  • Fe2+ + O2 + 10·H2O → 4·Fe(ОН)3 + 8·H+

Для проведения процедуры напорной аэрации используют специальный мембранный компрессор, которой нагнетает воздух в напорный трубопровод или по трубе в колонну. В колонне кислород из водовоздушной смеси вступает в активную реакцию с растворимым Fe2+, излишки воздуха собираются в ее верхней части и выводятся наружу через воздухоотводной клапан. Образовавшийся нерастворимый осадок Fe3+ из колонны аэрации сливается в канализацию или подается на колонну обезжелезивания, где происходит его отфильтровывание в специальной засыпке.

Еще один более распространенный метод компрессорной аэрации заключается в насыщении находящейся в колонне водной среды воздушным потоком из компрессора через форсунку на дне емкости.

Стоит заметить, что метод компрессорного обезжелезивания применяют при самой высокой концентрации Fe2+ в воде от 10 мл/л, также с его помощью из воды эффективно удаляется сероводород H2S.

Схемы компрессорной аэрации

Рис. 10 Схемы компрессорной аэрации с насыщением воздухом внутри и снаружи колонны

Безнапорная аэрация (эжекторная)

Для увеличения площади контакта водных масс с воздушным кислородом используют разнообразные способы аэрирования:

  • фонтанирование (водоразбрызгивательные струйные установки);
  • душирование (капельное рассеивание водных струй внутри резервуаров);
  • барботаж (перемешивание или пропускание через водные массы воздуха);
  • эжектирование – перемешивание в трехвыводной эжекторной форсунке воды с воздухом за счет перепада давлений. При работе эжектора входной водный поток попадает в сужающуюся форсунку и за счет высокой скорости на ее выходе всасывает воздух из окружающей среды и перемешивается с ним.

Для безнапорного аэрирования в быту применяют следующие основные технологии:

  • Вода попадает в резервуар через мелкие распылительные форсунки, в которые она подается под давлением, в результате получают тонкодисперсный поток с размером капель до 150 мкм. При этом колонна заполняется водой до половины, а насыщение кислородом дисперсионных капель производится за счет подачи воздуха в емкость через воздушный клапан нагнетательным вентилятором.
  • Вода насыщается воздухом во внешнем эжекторе на трубопроводе или управляющем блоке, где водный поток на большой скорости всасывает воздух и перемешивается с ним.
  • Поступающая в емкость вода перемешивается с воздухом, который подается от маломощного компрессора со слабым напором через воздушный рассеиватель, размещенный на дне колонны.

Стоит отметить, что методы безнапорной аэрации при помощи эжектора и рассеивателя в быту не столь популярны, как компрессорная технология, и могут быть использованы при содержании Fe2+ в водной среде не более 3 мл/л.

Аэрация душированием и барботажем

Рис. 11 Аэрация душированием и барботажем

Реагентными катализаторами

Очистка воды от железа по технологии каталитического окисления на сегодняшний день является наиболее широко применяемой на мелких и средних предприятиях, станциях водоочистки небольших коттеджных поселков или отдельных частных домов.

Установки с реагентными катализаторами занимают небольшой объем и отличаются довольно высокой производительностью, способны пропускать водный поток объемом 0,5 – 30 м3/час (для примера, водоподачи объемом 1,5 м3/час достаточно для обеспечения хозяйственно-питьевой водой нужд дома с числом жильцов 3 – 5 человек).

Реакцию каталитического окисления железа в бытовых условиях проводят внутри колонн, изготовленных из стекловолокна и реже нержавеющей стали. Внутрь резервуара помещают окисляющую засыпку природного или искусственного происхождения с катализатором, легкий сорбент, кварцевый песок или мелкозернистый окатанный гравий, и пропускают воду через все слои. Образовавшийся после химреакции осадок в виде водонерастворимого Fe3+, который задерживаются в сорбенте, удаляют из насыпной загрузки периодическими обратными и прямыми промывками.

Основным компонентом в каталитических фильтрах выступает природный пиролюзит, содержащий в составе окислитель – двуокись (оксид) марганца МnO2. Оксид марганца относится к классу химических соединений, кристаллическая решетка которых стремится к восстановлению, то есть реагент является сильным окислителем, отбирающим кислород у менее активных элементов.

Каталитическая установка с эжектором в клапанном модуле управления

Рис. 12 Каталитическая установка с эжектором в клапанном модуле управления

Взаимодействие с наиболее распространенными в воде двухвалентным Fe2+ и марганцем Mn2+ выражается следующим химическими формулами:

  1. 2·R – MnO2 + Fe2+ + H2O → R – Mn2O3 + Fe3+ + 2OH–R – MnO2 + Mn2+ + 2·ОН– → R – Mn2O3 + H2O
  2. Fe3+ + 3·OH– → Fe(ОН)3↓, где

Fe(ОН)3↓ – водонерастворимый гидроксид железа;

R – матричные компоненты природного пиролюзита.

Отличительная особенность использования реакции каталитического окисления железа и марганца при помощи пиролюзита заключается в том, что его каталитическую способность можно восстановить добавлением в воду диоксида марганца MnO4–, химическая формула реакции выглядит следующим образом:

R-Mn2O3 + MnO4–+ H2O → 3·R-MnO2 + 2·OH–

Реагентная очистка в быту эффективна при содержании Fe2+ до 2 мл на литр и объемов прокачки до 2 – 3 м3/ч.

Функции и засыпка колонны с ионообменной смолой

Рис. 13 Функции и засыпка колонны с ионообменной смолой

При помощи ионообменных смол

Фильтром для скважины от железа могут выступать ионообменные смолы, которые образуют катиониты. Технология ионного обмена основана на возможностях смол замещать удерживаемые на поверхности гранул положительные ионы натрия Na+ (катионы) более активными ионами двухвалентных металлов: кальция, магния, железа.

Находящиеся на поверхности смолы катионы металлов снова замещаются натрием при проведении процедуры регенерации. Для этого в колонну с засыпкой подают соляной раствор, крупинки смолы притягивает к себе ионы натрия, а двухвалентные металлы возвращается в воду и смываются вместе с ней в канализацию.

Ионообменное обезжелезивание эффективно при содержании Fe2+ в воде не более 1 – 2 мл на литр при ограничениях по кислотности pH и содержанию солей жесткости (до 10 градусов жесткости (мг-экв/л)).

Применение ионообменных смол только для отфильтровывания железа считается неэффективным по следующим причинам:

  • Находящееся в воде как результат окисления Fe2+ до попадания в ионообменную колонну нерастворимое трехвалентное Fe3+ засоряет своими частицами смолу и плохо удаляется при промывке.
  • Железные катиониты более активны и первые оседают на гранулах смолы, снижая эффективность очистки от марганцевых и кальциевых ионов.
  • Если в воде находится органическое железо, на гранулах смолы образуется пленка из органики, являющаяся подходящей средой для питания и размножения бактерий.

Таким образом, фильтр для скважины на железо с ионообменной смолой используют в основном для избавления от солей жесткости в комплексе и доочистки от железа, процесс носит название умягчение воды.

Сравнение популярных технологий водоочистки

Рис. 14 Сравнение популярных технологий водоочистки

Фильтры для очистки воды из скважины от железа в быту

Стандартная очистка воды из скважины от железа включает в себя несколько ступеней, обычно на входе ставят фильтр грубой очистки и угольный на выходе, а количество и вид фильтрующих колонн между ними напрямую связан с химическим составом воды.

Для автоматического управления процессами промывки используют блоки клапанов, которые размещают на верху колонн, к ним также подводят входные и выходные патрубки подачи, отвода воды и солей регенерации. Основными производителями водоочистного оборудования для скважин как блоков управления, так и колон, являются американцы с брендом Clark и китайская фирма Runxin с не менее качественной, но более дешевой продукцией.

Для закачки воздуха обычно используют мембранные компрессоры без масла китайского (AS-19) или более качественные американского производства (АР-2, LP-12).

Фильтры для очистки воды из скважины от железа

Рис. 15 фильтры для очистки воды из скважины от железа – грубой, тонкой и их сменные картриджи

Грубой и тонкой очистки

Как отмечалось выше, вода из артезианских источников отличается кристальной чистотой и теоретически не нуждается в предварительных фильтрах грубой очистки. Необходимость их применения объясняется тем, что полимерные трубопроводы из полиэтилена низкого давления ПНД или полипропилена ПП обладают высокой воздухопроницаемостью, что приводит к окислению Fe2+ в трубах с образованием нерастворимого осадка.

В качестве фильтров предварительной очистки можно использовать их любые разновидности с полимерными дисками или полипропиленовыми картриджами (Big Blue 10″, 20″). При этом следует учитывать, что чем больше объем фильтра и самого картриджа, тем реже он нуждается в обслуживании.

На выходе колон обезжелезивания устанавливают аналогичные предыдущим фильтры тонкой очистки с единственным отличием – вместо полипропиленовых картриджей с размером ячеек 10 – 50 мкм помещают сменные угольные на 1 – 5 мкм. Угольные фильтры эффективно очищают воду от хлорных и марганцевых соединений, нейтрализуют запахи, привкус и цветность.

Конструктивное устройство и засыпка колонн обезжелезивания

Рис. 16 Конструктивное устройство и засыпка колонн обезжелезивания

Каталитические

Основным компонентом большинства каталитических фильтров служит диоксид марганца MnO2, выпускаемый в виде кристаллов темно-серого или темно-коричневого цветов размером 0,3 – 1 мм и плотностью до 5026 кг/м3. Благодаря высоким окислительным свойствам MnO2 широко используют в масляных красках для ускорения высыхания, в противогазах для защиты от угарного газа СО (окисляет его до углекислого газа СО2), в электротехнической отрасли при производстве гальванических батареек.

В системах водоочистки используют пиролюзитные руды с содержанием диоксида марганца более 40% и засыпным весом от 2000 до 4000 кг на кубометр. Это требует высокоскоростного водного потока при проведении обратной промывки или подачи воздуха под высоким давлением. Частицы горного пиролюзита благодаря высокой твердости (5 – 6 единиц по шкале Мооса) не подвержены разрушению при проведении многочисленных промывочных операций.

Рабочая поверхность пиролюзита ограничена площадью гранул и после длительного срока эксплуатации постепенно покрывается пленкой нерастворимых гидроокислов железа.

Из природных пиролюзитов изготавливают засыпки марок Catalox, MangOx, Pyrolox, Terminox, AquaMadix с содержанием оксида марганца до 75%. Относительно недавно на рынке появилась другая разновидность природных катализаторов с объемом MnO2 до 25%, к ним относят торговые марки Сорбент МС и Сорбент АС.

Помимо оксида марганца, для засыпки используют песок от 90 до 50% общего объема, уменьшающий насыпной вес смеси и тем самым повышающий качество процесса вспучивания фильтрующей массы при проведении процедуры обратной промывки.

Последовательность и наименование реагентов серии ProMix для засыпки в ионообменную колонну

Рис. 17 Последовательность и наименование реагентов серии ProMix для засыпки в ионообменную колонну

Стоит отметить, что добавление песка уменьшает производительность установки из-за меньшего количества катализатора MnO2, поэтому нередко перед колонной обезжелезивания дополнительно используют предобработку воды окислителями: гипохлоритом NaOCl, пероксидом водорода H2O2, марганцовкой KMnO4, кислородом O2 от компрессорной аэрации. При установке перед фильтром обезжелезивания колонны предварительной очистки, активный реагент MnO2 практически не расходуется и выступает как катализатор окислительных процессов.

Так как эксплуатация природного пиролюзита имеет ряд недостатков, для увеличения площади поверхности катализаторов и снижения их веса были разработаны синтетические материалы с применением неорганических ионитов. Основой для таких засыпок послужили цеолитовые, силикатные, алюмосиликатные, глауконитовые реагенты.

В этих материалах был реализован малый объемный вес с высокой устойчивостью гранул к истиранию, пористая очищающая структура с большим количеством макропор, устойчивость к слеживанию. При этом объем активного каталитического слоя после термического или химического введения в пористые гранулы удалось снизить от десятых долей до 5%.

Наиболее известные торговые марки синтетических катализаторов зарубежного производства: BIRM на основе алюмосиликата и Greensand с активным компонентом глауконита (производитель корпорация Clack Corporation, США). Из отечественных катализаторов по данной технологии выпускают засыпки с торговыми марками и следующих фирм: МЖФ на доломитовой основе (Альянс-Нева), МФО-47 на основе песчаника-горельника (МФО Компоненты), Экоферрокс на основе кристобалита (Аргеллит).

Каталитические засыпки – стоимость в 2020 г

Рис. 18 Каталитические засыпки – стоимость в 2020 г

Ионообменные

Ионообменные смолы применяют в основном для комплексной очистки воды от водорастворимых оксидов металлов: кальция, железа, магния и марганца, находящихся в воде в приблизительно одинаковой концентрации.

Стоит отметить, что ионообменные установки не переносят наличие примесей сероводорода H2S – его перед подачей воды в колонну следует удалить.

Принцип действия ионообменных фильтров был описан выше, после прохождения через них вода становится слишком мягкой, поэтому рационально выбирать рабочий режим с увеличенными интервалами промывок для оставления в воде солей в пределах допустимых норм.

Для регенерации используют таблетированную соль NaCl (к примеру, производства ООО АкваСоль), которую помещают в солевой бак, временными интервалами между периодами подачи соли с промывкой управляет клапанный блок, размещенный на оголовке колонны.

Наиболее популярные марки ионообменных засыпок, реализуемые в торговой сети для установок удаления солей жесткости (умягчения воды): Экотар, Экомикс, FeroSoft, АПТ-2, Ionofer, КУ-1, Resinex, Катилакс.

Комплексная система водоочистки с аэрированием в открытом баке

Рис. 19 Комплексная система водоочистки с аэрированием в открытом баке

Как очистить воду из скважины от железа своими руками

Некоторые собственники загородных домов с ограниченными финансовыми средствами пытаются решить задачу, как очистить воду от железа из скважины с минимальными материальными затратами.

Если не рассматривать все технологии с заводским оборудованием, каталитическими, ионообменными засыпками, химическими реагентами из-за их высокой стоимости, то остаются два метода бюджетного обезжелезивания – отстаивание и аэрирование.

Технология в обоих случаях одинакова – повысить в воде содержание кислорода, превращающего растворимые двухвалентное окислы железа в нерастворимый осадок за счет контакта с атмосферным воздухом. При отстаивании результатов добиваются за счет длительного времени, при аэрировании – увеличением поверхности контакта водных масс с воздухом.

Обычно два метода сочетают, подавая в емкость рассеянный водный поток или воздушные пузыри от компрессора.

Стоит отметить, что наилучших по экономичности и эффективности результатов без использования компрессора можно добиться, если распылять воду сверху в резервуар большого объема через форсунки (технология душирования). Вместо обычного душа лучше использовать конструкцию, работающую в режиме водяного тумана, правда перед ней придется размещать мелкоячеистый фильтр механической очистки.

В этом случае площадь соприкосновения мелких водяных взвесей с атмосферным воздухом будет максимальной и соответственно значительно вырастет эффективность обезжелезивания.

Стоимость оборудования для обезжелезивания торговой марки Clack 2020 г

Рис. 20 Стоимость оборудования для обезжелезивания торговой марки Clack 2020 г

Основная проблема артезианских скважин с кристально чистой водой – высокая минерализация, выражающаяся в большом количестве растворимых солей металлов: железа, магния, марганца, калия. Для избавления от оксидов используют фильтры для очистки воды из скважины от железа в составе комплексных установок заводского производства, обычно состоящих из ряда колонн (иногда и солевого бака), компрессора и управляющих клапанами электронных блоков.

Источник: montagtrub.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.