Обезжелезивание воды из скважины фильтр


Вода из скважины глубиной менее 100 метров редко бывает хорошего качества. Марганец, сероводород, железо, соли кальция и магния делают ее непригодной для питья, нарушают работу бытовых приборов.

В данной ситуации повысить качество воды поможет фильтр от железа.

Несмотря на то, что он уступает по качеству очистки профессиональным установкам, со своей задачей справляется хорошо и может использоваться как в городской квартире, так и на даче.
Обезжелезивание воды из скважины фильтрНаходящееся в воде железо представлено в двух формах — двух и трехвалентной.

Первая на первый взгляд не видна, и кажется, что вода совершенно чистая. Но если дать ей постоять, она перейдет в трехвалентную, появится знакомая всем ржавчина и осадок.

У многих возникает вопрос — а не будет ли, наоборот, полезной такая вода, ведь недостаток железа в организме приводит к серьезным проблемам со здоровьем.

Специалисты уверенно отвечают — в такой воде содержание этого элемента превышено в разы, поэтому пить ее нельзя. И, конечно, существенно сокращается срок службы бытовых приборов, они быстрее ломаются.

Если вы заботитесь о своем здоровье, позаботьтесь о покупке фильтра для обезжелезивания воды на даче и в квартире.


Обезжелезивание воды из скважины фильтрПрежде чем установить оборудование, необходимо:

  • провести химический анализ воды, чтобы подобрать фильтрующие элементы,
  • определиться, сколько человек будут пользоваться водой, чтобы рассчитать нормы потребления и выбрать фильтрующие элементы.

Самостоятельно справиться с этим без должных знаний и навыков непросто, поэтому многие обращаются к профессионалам за помощью. Специалисты не только подберут оборудование, но и выполнят установку, отладку и тестирование.

Принцип работы фильтра для обезжелезивания воды


Все фильтры для обезжелезивания работают по одному принципу — они переводят двухвалентную форму железа в трехвалентную, после чего она удаляется механическим путем.

Сегодня используются два способа удаления излишек железа. Самый простой — безреагентный. Воду набирают в большой бак, где под воздействием кислорода железо постепенно переходит в трехвалентную форму и выпадает в осадок.

ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

Ускорить процесс поможет дополнительная подача кислорода в бак из шланга. Через некоторое время очищенная вода поступает в систему, а осадок вымывается.


Обезжелезивание воды из скважины фильтр

Выделяют безреагентные фильтры засыпного типа и устройства аэрационного обезжелезивания


Первые — это емкости или баллоны со специальным субстратом. Проходящая через этот слой вода обогащается кислородом, железо переходит в трехвалентную форму и в виде осадка остается в фильтрующем слое.

Недостаток такого фильтра в необходимости пополнять запас сорбента. Процесс может быть как ручным, так и автоматизированным.

В аэрационных фильтрах обогащение кислородом происходит быстрее, железо окисляется и отфильтровывается


Такие приборы стоят дорого, так как обеспечивают качественную и быструю очистку. Более компактны фильтры с напорной аэрацией, поэтому подходят для использования в домашних условиях, а также для обезжелезивания воды из скважины.

Реагентный метод предполагает применение химических реагентов, чаще всего диоксида марганца. В бытовых целях данные устройства используют редко, так как химия оставляет «следы» в воде. Данное оборудование применяют в основном в промышленности.

Для качественной работы фильтра необходимо:


  • не забывать своевременно пополнять фильтрующий материал,
  • не допускать замораживания системы обезжелезивания,
  • давление в водопроводной системе должно быть не менее трех атмосфер.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

Рейтинг лучших фильтров обезжелезивания воды с большим содержанием железа


  • Российская компания Гейзер заслужено занимает лидирующие позиции на рынке фильтров обезжелезивания и умягчения воды. Продукция бренда регулярно удостаивается наличных наград на выставках, а покупатели ценят ее за оптимальное соотношение качества и цены.

Средняя стоимость фильтра для обезжелезивания воды Гейзер — около 19 тысяч рублей. Скорость фильтрации — 1,2 м3 воды в час. Фильтратом выступает обогащенная добавками ионообменная смола. Из недостатков стоит отметить отсутствие автоматического пополнения функционального вещества, необходимо делать это вручную.

  • Еще один популярный производитель — американская компания Pentair. Стоимость фильтров этой марки несколько выше по сравнению с «Гейзерами».

Рабочая производительность составляет 0,9 м3. Фильтрующей добавкой является алюмосиликат с кремнием и марганцем. Не предполагается автоматическое восстановление фильтрующего материала. Срок службы устройства составляет 2 года, в то время как у «Гейзеров» 3 года.

  • Пользуется популярностью американская система обезжелезивания Аквафор WaterBoss 700. Эффективно борется не только с жесткостью воды, но и удаляет механические примеси, растворенные марганец и железо.

Компактный корпус позволяет устанавливать оборудование в небольшой городской квартире и, конечно, на даче. Работает на основе ионообменной смолы Supersaver. Возможно регулирование режиме регенерации по необходимости или по заданному времени.

Как сделать фильтр для обезжелезивания воды своими руками


Если у вас нет возможности приобрести фильтр для обезжелезивания на дачу, можно изготовить его своими руками. Для этого на чердаке дома необходимо установить большой резервуар, откуда вода будет поступать в водопровод.

Воды в баке должно быть достаточно для покрытия 75% ваших потребностей. В помещении для бака круглый год должна быть плюсовая температура.

  1. Вода в верхнюю часть бака из скважины должна подаваться с помощью поплавкового клапана, чтобы исключить переливание. Бак не нужно герметично закрывать, чтобы вода взаимодействовала с кислородом. Также ускорит процесс подача воды распылением через мелкие отверстия или форсунки.
  2. Не будет лишней установка аквариумного компрессора, который ускорит окисление. Компрессор не должен лежать на дне бака, иначе он будет просто взбалтывать воду.
  3. Для удаления осадков потребуется установка в дне патрубка с краном. На 20 см выше дна нужно сделать отверстие под очищенную воду.
  4. Если концентрация железа очень высокая, рекомендуется в выпускной трубе поставить фильтр тонкой очистки.
  5. Пользоваться фильтром легко — воду нужно набрать с вечера, и на следующий день ею уже можно пользоваться.

ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ
Обезжелезивание воды из скважины фильтр
Конечно, по качеству очистки такая система не сравнится с современными покупными фильтрами, но в целом задачу решит достойно. За счёт накопительного бака вы всегда будете снабжены достаточным количеством воды, даже если сломается насос или в доме отключат электричество.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

Сколько стоят картриджи обезжелезивания воды и как часто их надо менять


Рассмотрим самые популярные картриджи для удаления железа и их особенности.

Обезжелезивающие картриджи представляют собой пластиковые колбы с материалом внутри. Компактные, легко снимаются. Делятся на полипропиленовые и сорбционные картриджи.

Полипропиленовые картриджи используют в случае, если содержание железа превышает 3 мг/л. Разрешены к использованию при температуре не выше 38С. Полипропилен боится сероводорода, поэтому воду часто приходится предварительно отстаивать, что не очень удобно.

Сорбционные картриджи работают на кальците, цеолите и других сорбентах. Требуют обязательной предварительной очистки воды от механических примесей. При несвоевременной замене начинает отдавать в воду удержанные примеси.

Обезжелезивание воды из скважины фильтрУгольные — в их основе могут быть торф, опилки, уголь, шлаки с глиной. Для питьевой воды используется мелкопористый уголь.


Ионообменные картриджи — применяются совместно с механическими и сорбционными фильтрами. Работают на катионовой и анионовой смоле.

Частота замены картриджей будет зависеть от качества исходной воды и интенсивности использования. Так, картриджей для фильтров «Гейзер» хватает на 2000 литров воды, стоимость начинается от 600 рублей.

Картриджи производства компании Pentek прослужат около 208 дней при условии эксплуатации двух человек и концентрации железа 3 мг/ л. Стоимость системы вместе с картриджем начинается от 13 000 рублей.

Перед покупкой самого фильтра рекомендуется заблаговременно узнать о стоимости и нюансах установки и замены картриджей, чтобы обеспечить правильную и долгую работу оборудования и качественную очистку воды от железа.

Источник: filteru.ru

Железо в воде — насколько это серьезно?

Какое железо может присутствовать в воде из скважины?

Многие наверняка сталкивались с водой, явно отдающей ржавчиной и по своему цвету, и по вкусу. Нередко это воспринимается как последствия прохождения через старую, покрытую коррозией систему водопроводных труб. Да, случается и так, но это больше свойственно системам центрального водоснабжения. А вот если вода поступает непосредственно из скважины, и проходит при этом через ограниченный по длине участок трубопровода, да еще и выполненный или полимерных труб? На что грешить в таком случае?


Ржавая вода из крана в городской квартире – это, скорее всего, результат изношенности водопроводной системы. Но если такая картина при заборе из скважины – хозяевам надо срочно принимать меры!
Ржавая вода из крана в городской квартире – это, скорее всего, результат изношенности водопроводной системы. Но если такая картина при заборе из скважины – хозяевам надо срочно принимать меры!

Оказывается, повышенное содержание железа в воде из грунтовых водоносных слоев – довольно распространенное явление, обусловленное целым рядом естественных причин. А концентрация этого химического элемента в различных формах зависит от множества факторов как природного, так и техногенного свойства, и даже бывает нестабильной в течение года. На это оказывают влияние постоянно протекающие в породах грунта химические реакции – минералы с содержанием железа подвергаются растворению и разложению. За многие века человеческой деятельности земля на многих участках буквально «нафарширована» металлом, который, постепенно разлагаясь, растворяется и переносится подземными водоносными горизонтами. Добавьте сюда еще и характерные для нашего времени промышленные выбросы, далеко не всегда чистые атмосферные осадки, и многое другое.


Иногда слышны возражения – ну и что, что в воде содержится железо, оно, мол, даже полезно для организма человека… Да, полезно, но в разумных пределах, и, как правило, потребность в этом элементе полностью удовлетворяется продуктами питания. А вот избыточное его количество – ничего, кроме неприятностей, в жизнь человека не привносит.

Цены на фильтр для воды Honeywell

Санитарные правила и нормы устанавливают предельно допустимую концентрацию железа в воде (во всех его химических проявлениях) – не более 0,3 мг на литр. А как бывает на практике?

Картина, увы, безрадостная. Исследования показывают, что даже в сравнительно «чистых» по экологическим понятиям регионах Европейской части Российской Федерации встретить водоносные горизонты, в полной мере соответствующие санитарным нормам – очень непросто. Как правило, повсеместно наблюдается превышение – концентрация достигает 1÷2 мг/л. И это еще не самые худшие показатели – в некоторых регионах содержание зашкаливает за 3 и даже 5 мг/л! Более, чем в десять раз выше допустимого!


А между тем уже при концентрации 0,5 мг/л вода начинает явственно отдавать неопрятным ржавым привкусом. Дальше – больше: вода становится совершенно непригодная для питья, появляется запах, характерный «рыжий» оттенок, ржавые следы остаются на посуде, на сантехнике, на одежде и белье после проведения стирки.

Мало, наверное, кого устроит подобный результат стирки белья в воде с повышенным содержанием железа…
Мало, наверное, кого устроит подобный результат стирки белья в воде с повышенным содержанием железа…

И это еще, так сказать, очевидные причины необходимости очистки воды от железа. Намного опаснее скрытые – влияние повышенной концентрации этого элемента на здоровье человека. Здесь уже недалеко до расстройств, отравлений или даже до появления более тяжёлых хронических системных заболеваний.

Теперь давайте разберемся, в каком же виде железо может содержаться в воде из скважины или колодца:

  • Чаще всего встречается полностью растворенное в воде свободное двухвалентное железо (Fe⁺²). Надо сказать, что оно практически незаметно глазу (вода мало теряет в своей прозрачности), чего не скажешь о запахе и вкусе. Но, пробыв на свету какое-то время, вода приобретает характерный для окисла железа оттенок, доходя постепенно бурого цвета, и этот осадок остается и на стенках сосуда.

Такая форма содержания железа в воде не поддается никакой механической фильтрации. Но, как видно, и сама не обладает устойчивостью – подвергается быстрому окислению при взаимодействии с кислородом.

  • Трёхвалентное железо (Fe⁺³) – это уже нерастворимая форма, которая присутствует в воде в виде мелкодисперсной взвеси. Как раз она-то чаще всего и придает жидкости характерный рыжеватый цвет, оставляет налет на стенках сосудов. Форма стабильная, и является одним из продуктов взаимодействия двухвалентного железа с кислородом.

Из-за внешнего сходства взвесь трехвалентного железа зачастую принимают за попавшие в воду глиняные загрязнения. Правда, по мере осаждения на дно разница становится заметной – железистую природу осадка выдает образование характерных темно-бурых хлопьев.

Удаляется такая форма из воды длительным отстаиванием и фильтрацией, так как является нерастворимым веществом.

Вода с высоким содержанием железа в различных формах: а – трехвалентная дисперсия; б – двухвалентная растворимая (поначалу может быть практически незаметной); в – коллоидная органическая.
Вода с высоким содержанием железа в различных формах: а – трехвалентная дисперсия; б – двухвалентная растворимая (поначалу может быть практически незаметной); в – коллоидная органическая.
  •  Еще один продукт окисления свободного железа – это его гидроокись (Fe(OH)₃). Это тоже твердое вещество, и проявляет себя плотным ржавым осадком.
  • В воде может содержаться немало солей железа с разными основаниями. Так, в зависимости от источника, могут присутствовать бикарбонат или карбонат железа (Fe(HCO₃)₂ или FeCO₃), сульфат или сульфид железа (FeSO₄ или FeS). Вычислить их присутствие, и тем более – концентрацию визуально или полагаясь только на органы чувств – невозможно, то есть никак не обойтись без проведения лабораторного анализа взятой из источника пробы воды.
  • Немало проблем может доставить коллоидное органическое железо, находящееся во взвешенном состоянии. Проблема в том, что такая форма практически не поддается отстаиванию, сколь бы долго оно не длилось.
  • Еще одна форма – это бактериальное железо. По сути, она представляет собой колонии особых бактерий, которые для своего развития и размножения используют энергию преобразования растворенного двухвалентного железа в твёрдые формы. Или же это продукты жизнедеятельности подобных колоний.

Для такой формы железа характерны слизистые отложения с вязкой структурой, а также довольно потная радужная пленка на поверхности воды. Не исключен и довольно неприятный запах, делающий неподготовленную воду полностью непригодной для пищевого применения.

Чем опасна высокая концентрация железа в воде?

А теперь — несколько слов о том, почему же проблема обезжелезивания должна решаться в обязательном порядке. То есть предупреждение о возможных последствиях использования воды с превышенным содержанием железа.

  • На первое место необходимо поставить наносимый вред здоровью людей. Полезный, так сказать, в гомеопатических дозах, этот химический элемент при большой концентрации напрямую приводит к разбалансированию обменных процессов в организме человека. А по уровню токсичности железо занимает пятое место после таких элементов, как ртуть, свинец, мышьяк и кадмий.
Интоксикация железом порой приводит к серьезным осложнениям, требующим немедленного медицинского вмешательства!
Интоксикация железом порой приводит к серьезным осложнениям, требующим немедленного медицинского вмешательства!

Неусвоенное железо имеет свойство накапливаться в организме, что влечет нарушение нормального функционирования основных, жизненно важных систем. В первую очередь страдают печень, почки, эндокринный аппарат. От этого вскорости негативно изменяется состав крови, нарастает уязвимость человека к аллергическим реакциям на, казалось бы, безобидные для него ранее раздражители. Железистые бактерии способны нарушить нормальную микрофлору желудочно-кишечного тракта, вызвать стойкие расстройства системы пищеварения или даже привести к острым отравлениям. Одним словом – дело нешуточное!

  • Вода с превышенным содержанием железа банально неприятна для питья, резко снижается качество приготовленной с ее использованием пищи.
  • Немаловажной является и эстетическая составляющая вопроса – такой водой даже руки помыть не особо приятно. Не говоря уже о более масштабных водных процедурах и стирке, качество которой всегда будет под вопросом. Кроме того, кому понравятся вечные желтые разводы на стенках ванны, в раковине, в унитазе и т.п.?
  • Вода с большой концентрацией взвешенных частиц обладает выраженным абразивным действием – быстро приводит в негодность уплотнители на сантехнических приборах и в бытовой технике. Кроме того, нерастворимые осадки и слизь частенько становится причиной сужения или даже полных засоров труб, особенно на фитингах, отводах, кранах и другой сантехнической арматуре. В результате снижается напор, некорректно работает подключённая к водопроводу бытовая техника.

Одним словом – очистка воды от железа является обязательной процедурой для тех, кто заботится о своем здоровье и комфорте проживания в доме. И не стоит полагаться только на внешнюю оценку воды — мол, вроде бы по ощущениям чистая, и можно обойтись без обезжелезивания. Впечатления бывают весьма обманчивыми, может иметь особенности и острота восприятия внешних признаков конкретным человеком. Как мы видели, отдельные формы железа в воде на первых порах частенько являются практически незаметными. А содержание некоторых солей — и вовсе ничем внешне не выдается. Вопрос о чистоте воды должен решаться исключительно на основании лабораторного анализа. И только на основе сделанного профессионального заключения можно принимать решение о необходимости очистки от железа или об отсутствии таковой.

Кстати, некоторые полагают, что все можно решить банальным отстаиванием, механической фильтрацией и последующим кипячением воды. Не обольщайтесь – этого обычно явно недостаточно. Процесс освобождения воды от железа – довольно сложная процедура, в которой могут применяться несколько различных технологий. И, кстати, ни одну из них нельзя назвать абсолютно универсальной и безупречной.

Технологии обезжелезивания воды

Итак, в зависимости от преобладающей формы содержащегося в воде железа применяется та или иная технология его удаления. А если точнее, то в большинстве случаев применяются комплексные установки, сочетающие в своей работе несколько методов обезжелезивания.

Технология аэрации воды

Эта технология в основном направлена на очистку воды от растворенного в ней двухвалентного железа – самого распространенного «бича» автономных источников. А в ее основу положено уже упомянутое выше в статье свойство этой формы железа активно окисляться при контакте с кислородом, с переходом в нерастворимую трёхвалентную.

Понятно, что чем больше будет, так сказать, площадь контакта воды с воздухом, тем активнее и быстрее станет идти процесс перехода железа из растворенной формы в твердую фракцию, которую впоследствии можно отделить обычной механической фильтрацией.

Решается эта проблема несколькими методами.

  • Простейший способ – это отстаивание воды в открытых и желательно — максимально больших по площади зеркала резервуарах. Наверное, понятно, что быстрых результатов подобным методом достичь невозможно – слишком уж ограничена площадь контакта. Но зато такой подход практически не требует никаких дополненных затрат. Достаточно установить большую ёмкость, скажем, на чердаке, чтобы вода самотеком после отстаивания и фильтрации попадала на точки потребления. Правда,  качество такого обезжелезивания, признаемся, не самое высокое. Хотя в качестве первой ступени очистки отстаивание воды применяют даже в промышленных масштабах.
Резервуары, подобные показанному на иллюстрации, применяются для первичного отстаивания воды для ее дальнейшей многоступенчатой очистки.
Резервуары, подобные показанному на иллюстрации, применяются для первичного отстаивания воды для ее дальнейшей многоступенчатой очистки.
  • Для повышения объемов контакта воды с кислородом воздуха активно применяется принудительная аэрация. Она также может выполняться по-разному.

— Например, вода может подаваться в емкость для отстаивания с разбрызгиванием. Простейший пример – это сознание многочисленных струй особыми головками, наподобие обычного душа. Во встречном направлении подаётся поток воздуха. Чем мельче разбрызгивание воды (а некоторые насадки способны довести ее до состояния «водяной пыли»), тем активнее процесс окисления, и тем быстрее выполняется очистка необходимого объема.

— Другой вариант – так называемая барботация, когда компрессор под давлением прокачивает воздух через ёмкость с водой.

Многие выпускаемые аэрационные установки (их обычно называют колоннами) совмещают оба принципа принудительного контакта воды с воздухом. То есть вода подаётся через разбрызгивающую головку, а снизу компрессор нагнетает воздух, пузырьками поднимающийся вверх и затем отводимый через специальный клапан. После аэрационной обработки вода перекачивается дальше на очередные модули очистки и фильтрации. Пример показан на схеме ниже:

Один из примеров устройства аэрационной колонны
Один из примеров устройства аэрационной колонны

— Отличные результаты дает и использование эжекторного узла. Сам по себе эжектор – это устройство, в котором происходит перемешивания жидкости и воздуха до практически дисперсного состояния. То есть тем самым достигается, пожалуй, максимальный контакт воды и кислорода, необходимый для быстрого и полноценного окисления свободного растворенного железа.

Эжектор обеспечивает максимальное смешение воздуха и воды
Эжектор обеспечивает максимальное смешение воздуха и воды

На схеме показано устройство эжектора. Стрелка 1 – это подача воды насосом из скважины. Стрелка 2 – подаваемый компрессором воздух. За счет особой формы сопел в смесительном узле происходит образование водо-воздушной дисперсии, которая перекачивается дальше для последующей сепарации воздуха и очистки воды.

На схеме ниже показан вариант установки для очистки воды с использованием эжектора:

Вариант системы обезжелезивания воды с использованием эжекторного узла
Вариант системы обезжелезивания воды с использованием эжекторного узла

На схеме цифрами и стрелками обозначены:

1 — труба, по которой вода подается на очистку от скважины.

2 — магистраль подачи воздуха компрессором, оснащенная воздушным фильтром.

3 — эжекторный узел, обеспечивающий создание водо-воздушной дисперсии.

4 — сепараторный участок – за счет резкого увеличения сечения трубы скорость потока замедляется, что обеспечивает отделение воздушный пузырьков.

5 — автоматический воздушный клапан, обеспечивающий отвод отделенного воздуха.

6 — модуль последующей очистки воды, механической, каталитической, безреагентной и т.п. — один или несколько, в зависимости от необходимой оснащенности системы по результатам лабораторного анализа воды.

7 — резервуар для накопления прошедшей очистку воды.

8 — подача воды из накопительного гидранта к точкам потребления.

Аэрация показывает весьма высокие показатели очистки. И если основная проблема поступающей из скважины воды заключается именно в превышенном содержании двухвалентного железа, то иногда можно этой стадией и ограничиться (естественно, с последующей механической фильтрацией образующегося нерастворимого осадка). Вода получится вполне пригодной для любого потребления.

Кстати, как можно заметить, в таких случаях создать аэрационную установку – вполне по силам умелому домашнему мастеру. Он может применить хоть все три перечисленных выше принципа смешения воды с воздухом – распыление, барботацию и эжекторный узел (сам эжектор несложно приобрести в магазине). После этого останется лишь установить фильтр механической очистки – и установка будет вполне работоспособной.

Можно, кроме того, акцентировать внимание, что насыщение воды кислородом помогает бороться с еще одной напастью, свойственной воде из автономных подземных источников – с запахом сероводорода. Так что аэрационная ступень не помешает, наверное, в любом случае.

Но все же чаще одной аэрацией не ограничивается – как мы видели, железо может присутствовать воде и в иных формах. В частности, против солей железа аэрация практически бессильна. И для полноценного обезжелезивания воды приходится применять и другие технологии.

Реагентный способ обезжелезивания воды

Значительно ускорить процесс перехода растворенного железа в твёрдую фракцию, которая уже поддается фильтрации, способны некоторые реагенты – химические соединения с мощными окислительными способностями. В частности, для очистки воды в ряде случаев используется перманганат калия КMnO₄ (в просторечье именуемый марганцовкой) или гипохлорит натрия NaOCl. Содержащихся в молекулах этих веществ атомов кислорода достаточно для окисления железа даже без процесса аэрации. То есть, казалось бы, гарантированный результат будет получен в любом случае.

Преобразовать растворенное в воде железо в твёрдую, поддающуюся фильтрации форму можно с помощью мощных химических реагентов-окислителей — гипохлорита натрия или перманганата калия (марганцовки).
Преобразовать растворенное в воде железо в твёрдую, поддающуюся фильтрации форму можно с помощью мощных химических реагентов-окислителей — гипохлорита натрия или перманганата калия (марганцовки).

Тем не менее, подобные способы очистки воды для бытового применения в настоящее время используются крайне редко. А причина кроется в том, что недостатков у подобной технологии – значительно больше чем достоинств. В принципе, достоинство-то только одно – гарантированно получаемый результат, а вот «минусы» придется перечислять:

  • Упомянутые окислители никак нельзя назвать полностью безвредными для человеческого организма. А это означает, что очистка воды с их применением требует тщательнейшей дозировки. Обеспечить это в бытовых условиях – вряд ли возможно.
  • Из первого пункта вытекает второй — дозировка должна в точности соответствовать реальному содержанию растворенного железа в воде. А эта величина, как уже отмечалось выше – непостоянная, подверженная значительным колебаниям по целому ряду причин. Значит, должна быть какая-то оперативно реагирующая «обратная связь» — система автоматизированного контроля концентрации железа и подаваемого для его окисления реагента. Понятно, что априори такая система дешевой быть не может, то есть стоимость очистки резко возрастает.

Если же упрощать систему, и пытаться регулировать подачу окислителей, как говорится, на глаз, то велика вероятность получить два противоположных, но одинаково неприемлемых результата: или вода останется неочищенной, или на выходе в воде будет превышена допустимая концентрация оставшихся незадействованными реагентов, что весьма опасно для здоровья людей, да и для окружающей среды – тоже.

  • Упомянутые реагенты расходуются довольно быстро, что потребует от пользователей постоянного пополнения. А это связано с немалыми затратами, в том числе – и времени. Кроме того, необходимо предусматривать и определенный обязательный резерв.

Одним словом, в условиях автономной системы водоснабжения этот метод выглядит слишком сложным, небезопасным, и вряд ли рентабельным.

В качестве активного окислителя может использоваться и озон. Мало того, озонирование воды помогает справиться и со многими небезопасными для человека микроорганизмами.

Система озонирования воды – помогает избавиться от повышенного содержания железа, но тоже не решает всех проблем.
Система озонирования воды – помогает избавиться от повышенного содержания железа, но тоже не решает всех проблем.

Да, такие установки доказали свою действенность. Однако, широкого применения среди владельцев домов они все же не находят. Причина – высокая стоимость как самого оборудования, так и очистки, сложность в монтаже, регулировке, повседневной эксплуатации.

К реагентной технологии можно отнести еще и очистку по принципу коагуляции. Заключается она во внесении в обрабатываемую воду специальных активных веществ, связывающих имеющиеся загрязнения с образованием труднорастворимого осадка, выпадающего на дно емкости в виде хлопьев. В качестве активных добавок используются сернокислый алюминий, оксид или хлорид алюминия, хлорное железо, сернокислое железо.

Правда, такая обработка актуальная для промышленной водоподготовки. В бытовых условиях она применения не находит.

Ознакомьтесь с полезными советами, как выбрать фильтр для воды, из нашей новой статьи на нашем портале.

Безреагентная технология обезжелезивания воды

Эта технология позволила в значительной степени уйти от недостатков обработки воды окислителями. Применяемые для нее засыпки не влияют негативным образом на химический состав воды. Это – всего лишь катализаторы, активизирующие процесс окисления железа растворенным в воде кислородом. Кроме того, они одновременно становится и сорбционным фильтром, задерживающим образовавшиеся твердые фракции железа.

Каталитическая засыпка может быть разной. Так, используют материалы чисто минерального происхождения – например, глауконит, доломит, цеолит.

Цеолит – минерал, активизирующий процесс окисления свободного железа в воде
Цеолит – минерал, активизирующий процесс окисления свободного железа в воде

В продаже представлено немало каталитических засыпок синтетического происхождения или являющийся комплексом нескольких материалов. К наиболее популярным, проверенным эксплуатацией можно отнести «ВIRM», «Pyrolox», «МФО-47», «МGS», «МЖФ» и некоторые другие.

Одна из наиболее популярных засыпок для обезжелезивания воды – «BIRM»
Одна из наиболее популярных засыпок для обезжелезивания воды – «BIRM»

В любом случае, сами по себе засыпки ни в какие реакции не вступают – они лишь выступают в роли инициатора активного процесса окисления двухвалентного железа. А образовавшаяся нерастворимая взвесь задерживается в слое самой засыпки. Кроме того, часто в таких обезжелезивающих колоннах практикуется прокладка слоя чистого мелкого гравия, тоже становящегося отличным фильтрующим барьером для загрязнений.

Устройство обезжелезивающей колонны показано на схеме ниже:

Колонна с каталитической засыпкой для обезжелезивания воды из скважины
Колонна с каталитической засыпкой для обезжелезивания воды из скважины

1 – корпус колонны;

2 – труба подачи воды;

3 – труба выхода очищенной воды;

4 – управлявший клапан с контроллером – «головка» колонны;

5 – трубка сброса дренажа;

6 – каталитическая засыпка (например, «ВIRM»);

7 – фильтрующая засыпка – слой гравия;

8 — нижний распределительный фильтр на заборе воды из колонны.

Собравшийся осадок время от времени удаляется обычной обратной промывкой колонны и сбрасывается в дренаж. А вот сам катализатор, по сути, и не расходуется и не теряет своих качеств очень долго.

Есть, правда, у этого способа обезжелезивания и свои недостатки:

  • Если применять его «в чистом виде», то растворенного в воде кислорода может оказаться недостаточно для полноценного окисления двухвалентного железа. То есть каталитическая очистка, как правило, не избавляет от необходимости установки аэрационной колонны.
  • Если вода имеет примеси сероводорода, то до попадания в каталитическую колонну она уже должна быть очищена от него.
  • Не для всякой воды такая технология подходит – имеются ограничения по щелочной и кислотной концентрации.
  • Фильтр такого типа требует довольно частного вмешательства – регулярной промывки. В противном случае упадет производительность или колонна вообще выйдет из строя.
  • Каталитическую засыпку никак не назовешь дешевым материалом. И когда, рано или поздно, приходит срок ее замены, потребуются немалые затраты.

И еще одно. Каталитическая очистка очень эффективно избавляет воду от растворенного железа. Но вот обеззараживание ей не под силу. Не справляется она в полной мере и с повышенным содержанием солей железа. То есть, помимо обязательного фильтра тонкой очистки, при необходимости приходится предусматривать дополнительные ступени водоподготовки. Например, сорбционный фильтр, ультрафиолетовый облучатель, применение специальных асептических реагентов. Возможен, например, вот такой вариант:

Схема фильтрующей системы с обезжелезиванием и обеззараживанием воды
Схема фильтрующей системы с обезжелезиванием и обеззараживанием воды

1 – подача воды из скважины;

2 – аэрационная колонна;

3 – компрессор, обеспечивающий подачу воздуха для аэрации воды;

4 – колонна каталитического обезжелезивания воды;

5 – дренажный сброс;

6 – фильтр тонкой механической очистки воды;

7 – ультрафиолетовая лампа для обеззараживания воды;

8 – подача очищенной воды к точкам потребления.

Ионообменная технология очистки

По правде говоря, такая технология напрямую не связана с обезжелезиванием воды. Скорее, здесь поставлена задача смягчения, то есть удаления так называемых солей жесткости. Правда, и с солями железа, если их концентрация требует корректировки, вопрос тоже решается.

Поэтому – лишь вкратце. Технология заключается в использовании специальных катионовых смол, которые при прохождении через них воды заменяют атомы других металлов на натрий. Тем самым удаляются труднорастворимые соли жесткости, способные создавать накипь, вызывать наросты и т.п.  Смола постепенно утрачивает свои качества, но обладает способностью к регенерации – для этого практикуется дозированная подачи соли (хлорида натрия).

Использовать ионообменную колонну исключительно для обезжелезивания – расточительно и непродуктивно. В контексте данной статьи такая ступень очистки играет, скорее, вспомогательную роль — у нее иные, но не менее важные цели. И чтобы колонна быстро не забивалась железистой плёнкой и взвесью трёхвалентным железа, в обязательном порядке в системе фильтрации перед ней должны быть установлены модули аэрации и каталитической очистки.

Например, распространен вот такой вариант:

Схема многоступенчатой очистки воды из скважины, включающей и обезжелезивание
Схема многоступенчатой очистки воды из скважины, включающей и обезжелезивание

1 – подача воды из скважины;

2 – фильтр-грязевик, не допускающий попадания в систему очистки крупный минеральных или органических включений;

3 – компрессор, подающий воздух для аэрации;

4 – эжектор, создающий водо-воздушную дисперсию;

5 – аэрационная колонна;

6 – колонна каталитического обезжелезивания воды;

7 – сорбционная колонна;

8 – ионообменная колонна для умягчения воды;

9 – солевой бак для регенерации ионообменных смол;

10 – фильтр тонкой механической очистки воды;

11 – подача воды на точки потребления.

Как видно, система очистки обычно делается многоступенчатой, и обезжелезивание – это лишь одна из ступеней приведения воды из скважины в пригодное для бытового применения состояние. Все модули системы связываются общей системой управления и контроля.

Видео: Комплексная система очистки воды из скважины «АкваЩит»

*  *  *  *  *  *  *

В публикации были рассмотрены основные способы очистки воды от железа на бытовом уровне. Надо сказать, что существует и несколько иных технологий. Например, это биологическая очистка, но она обычно применяется для водоподготовки в больших, промышленных масштабах, потому уделять ей внимание – особого смысла не видно.

Ознакомьтесь с разновидностями фильтров грубой и тонкой очистки воды, из нашей новой статьи на нашем портале.

Источник: stroyday.ru

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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).

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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).

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.

Обезжелезивание воды из скважины фильтр

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.