Как устроены и работают фильтры для обезжелезивания воды

Выбор технологии водоподготовки

Предлагаемая технология обезжелезивания – классическая, основана на способности воды, содержащей двухвалентное железо и растворенный кислород, при фильтровании через зернистый слой выделять железо на поверхности зерен, образуя каталитическую пленку из ионов и окислов двух- и трехвалентного железа. Эта пленка активно интенсифицирует процесс окисления и выделения железа из воды. Обезжелезивание воды в загрузке, покрытой пленкой, является гетерогенным автокаталитическим процессом, в результате чего обеспечивается непрерывное обновление пленки как катализатора непосредственно при работе фильтра.

Для корректного функционирования установки обезжелезивания требуется напор исходной воды, подаваемой на станцию, не менее 25-30 м.

Очищенная вода будет отводиться от станции в водонапорную башню. Промывка фильтров в этом случае будет осуществляться очищенной водой из водонапорной башни.

Производительность оборудования.

Расчет производится на водопотребление – 16 м3/ч.

К поставке приняты 3 фильтра диаметром 1000 мм, площадь фильтрации одного фильтра составляет – 0,78 м2. При скорости фильтрации 6,8 м/ч, производительность одного фильтра составит ~5,3 м3/ч. Суммарная производительность комплекса составит – 16 м3/ч.

Описание технологического процесса

Сырая вода из скважин подаётся на фильтры обезжелезивания. По мере загрязнения фильтров автоматика по одному фильтру выводит в режим промывки и восстанавливает их работоспособность.

Обезжелезенная вода после фильтров подаётся в водонапорную башню.

1 Как выбрать фильтр обезжелезиватель?

Фильтрация воды от железа необходима по причине негативного влияния данного вещества на организм человека. Помимо внешних раздражений – зуда кожи и сыпи, опасности подвергаются и внутренние органы – печень и почки. Также существенный вред наносится бытовым приборам – стиральной машине, посудомойке и другой сантехнике.

Фильтр обезжелезиватель – это устройство, использование которого для борьбы с железом в воде, наиболее оправдано в сегодняшних реалиях.

Такие фильтры стоят гораздо дешевле, чем профессиональные установки по обезжелезиванию, но при этом они отличаются высокой эффективностью и компактными размерами, что делает их оптимальным вариантом очистки воды для любого дома, либо квартиры.

Стоит понимать, что изначально железо содержится в воде в растворимой – двухвалентной форме, которую очень трудно изъять (сделать это могут только фильтры обратного осмоса, и то, только в случае минимальной его концентрации).

Поэтому для качественной очистки воды необходимо предварительная её окисление, посредством которого осуществляется перевод молекул железа в трехвалентную форму.

Эта трансформация может быть выполнена двумя методами: реагентным и безреагентным – то есть либо с применением химических веществ, либо без них. В зависимости от этого и выделяют две основные группы обезжелезивающих фильтров.

Загрязненная избыточным количеством металлических частиц вода.

Реагентные фильтры для очистки воды используют специальные окислители – марганец, хлор, озон.

Фильтр безреагентного обезжелезивания осуществляет окисление железа посредством кислородного воздействия: они искусственно насыщают воду кислородом, который, растворяясь в ней, оказывает на молекулы двухвалентного железа воздействие, что переводит их в нерастворимую форму.

Вода без лишнего железа — путь к здоровой жизни

Есть ли в воде избыточное железо? Чтобы это понять, можно оценить состояние воды по своим ощущениям или сделать анализ воды. Второй вариант более точен, но и более долог и затратен. Также можно попробовать оценить состояние воды, исходя из собственных наблюдений:

• мутность и цветность воды с преобладанием желтого и бурого тона
• металлический запах
• железистый привкус (кисловатый)
• ржавые пятна на сантехнике, внутри чайника и бойлера, несмотря на прозрачность воды
• также при прозрачности воды — при наливании в емкость и оставлении на открытом воздухе на несколько часов выпадает осадок.

Как можно догадаться, вода с описанными свойствами плохо подходит для питьевых целей. При этом следует понимать, что полной картины органолептические характеристики воды не дадут. Например, желтоватый цвет воды и осадок может быть связан не с железом, а глиной. А эту примесь, как и песок, например, стоит убирать фильтрами грубой очистки. Кроме того, собственные наблюдения не помогут понять степень концентрации. Чем более ясный и подробный отчет по составу воды будет на руках, тем более эффективен будет результат выбора фильтра и метода очистки в целом.

Промышленные способы осаждения гидроксида железа

Поскольку при обычных условиях частицы гидроксида железа имеют очень малый размер в 1 -3 мкм, то осаждение происходит очень медленно. Отфильтровать столь мелкие частицы тоже очень сложно, может потребоваться несколько ступеней фильтрации. В промышленных условиях, для того, чтобы увеличить скорость очистки, в воду добавляют коагулянты.

Для бытовых систем очистки воды, используемые в промышленности технологии – не подходят. Причина в невысокой скорости фильтрации и низкой эффективности очистки от органического железа. Для бытовых фильтров более перспективными оказались технологии очистки воды, основанные на каталитическом окислении и ионообмене.

Обезжелезивание воды в результате каталитического окисления с последующей фильтрацией

Основанные на данной технологии системы очистки имеют довольно высокую производительность, от половины до двадцати кубометров воды в час. Они широко используются на небольших предприятиях или в качестве системы водоочистки коттеджей.

Для инициации реакции окисления внутрь резервуара фильтра засыпается специальный материал, как правило, в виде гранул. Для засыпки используются как природные, так и синтетические материалы. Подобные системы достаточно эффективно удаляют из воды соединения железа и марганца в низкой и средней концентрации.

Системы обезжелезивания воды на основе ионообменных смол

Очистка ионообменным способом, то есть при помощи катионитов, не требует применения окислителей. Катиониты способны удалять из воды растворенное двухвалентное железо, а также другие металлы, в первую очередь магний и кальций.

В то же время, нерастворенное трехвалентное железо и иные механические примеси оседая на поверхности ионообменной смолы, могут существенно снизить эффективность очистки. К появлению пленки на поверхности смолы приводит и наличие в воде органических примесей. Сильно зависит эффективность ионообменной фильтрации и от такого параметра, как pH воды.

Наличие столь существенных ограничений привело к тому, что ионообменные смолы используются на завершающих стадиях очистки, когда требуется снизить концентрацию железа, марганца и кальция в воде до минимальных значений.

Почему так важно очищать воду от железа? Смотрите специальный репортаж:

Регулирование жесткости воды

Уровень ph в бассейне очень важен. Если он ниже 6,8, то в бассейне могут заржаветь металлические изделия. Если выше 7,8 появятся кальцевые отложения. Также уровень жесткости воды влияет на эффективность химических препаратов. Уровень ph обычно повышается со временем. Увеличению жесткости могут способствовать игры в воде, гидромассажные ванны, фонтаны.

Для измерения ph продаются специальные тестеры. Многие аппараты имеют дополнительные полезные функции: измеряют свободный хлор, щелочность воды и др. Для использования тестера в воду бросаются специальные таблетки «phenol red». Еще один вариант измерения жесткости воды — использование тестовых полосок, но их результаты считаются не слишком точными.

Производители рекомендуют поддерживать уровень ph 7,0-7,4. Если он выше, в воде растворяют препараты ph-, если больше — ph+.

Для того, чтобы вода в каркасных бассейнах оставалась чистой и прозрачной необходимо использовать химические препараты. Правильный выбор продуктов зависит от их предназначения. Основную роль в очистке играют фильтрация бассейна и дезинфицирующие препараты. Для усиления эффекта можно использовать альгициды и коагулянты. Длительная эксплуатация бассейна возможна при поддержании нужного уровня жесткости воды.

Топ лучших фильтров для очистки воды от железа

Список лучших фильтров для обезжелезивания воды на даче попали.

1. Аквафор ОСМО 50 исполнение 5. Устройство демонстрирует высокую эффективность очистки с удалением мутности и железа. В процессе производства фильтра устанавливается полупроницаемая мембрана со специальными угольными модулями. Это способствует удалению вредных примесей, размером от 0,0005 микрон. В их числе хлор, ржавчина, нитраты и тяжелые металлы. Обработанная жидкость становится приятной на вкус и полезной для организма. При этом агрегат отличается компактностью и большим сроком службы.
2. Гейзер Престиж ПМ. Модель отличается оригинальным исполнением и наличием помпы повышенного давления. Осмос поддерживает 3 стадии очистки от железа: на первом этапе вода проходит через картридж из вспененного полипропилена и очищается от нерастворимых частиц, на втором — передается в карбоновый блок, а на третьем пропускается через картридж СВС, убирающий остатки хлора и прочих химикатов. Конструкцией предусмотрено наличие 12-литрового резервуара для хранения.
3. Atoll A-550 STD. Агрегат для очистки водички характеризуется высоким качеством сборки, поскольку он выполнен из прочного пластика с несколькими ребрами жесткости. Это придает конструкции дополнительную надежность, делая ее максимально функциональной. Из плюсов выделяют возможность получения больших объемов и увеличенный эксплуатационный срок. К недостаткам относят дороговизну и отсутствие модели во многих магазинах.
4. Барьер EXPERT Standard. Представляет собой высокоэффективное бытовое устройство, выполненное по технологии осмос. С помощью этого фильтра можно очищать воду от вредных примесей, химикатов и железа. В процессе работы задействуется многоступенчатая фильтрация, удаляющая всевозможные загрязнения, песок, ржавчину и прочие частицы. Второй модуль наполняет жидкость ценными ионами, устраняет хлор, свинцовые и медные соединения.
5. Гейзер Нанотек. Фильтр оснащается вместительным резервуаром на 20 л и обеспечивает эффективную очистку путем пятиступенчатой фильтрации. Его нужно соединять с водопроводом, чтобы снизить концентрацию железа и минимизировать жесткость. Умная система способна сохранить минеральные элементы и при этом полностью вывести остатки растворенного металла.

Поскольку качество жизни напрямую зависит от употребляемой воды, к ее очистке нужно относиться с особой ответственностью. Перед покупкой фильтров необходимо провести лабораторный анализ с целью определения количества солей железа.

Как правильно выбрать фильтр

Руководствуясь полученными сведениями, можно выбрать подходящую систему по очистке от железа. Так, если уровень жесткости сильно высокий, лучше воспользоваться фильтром с мембраной. Стоит установка недешево, но это оправдывается высокой эффективностью работы.

Выбирая методы очистки воды от солей железа, нужно учитывать следующие рекомендации:

1. Мембранный фильтр используется для удаления из воды различных бактерий и вирусов, поэтому обработанная жидкость становится полностью чистой. Из минусов таких систем выделяют удаление полезных минералов, поэтому питательная влага становится бесполезной для организма.
2. Бюджетные агрегаты работают только по принципам ионного обмена. Качество очистки остается удовлетворительным.

Типы фильтров для обезжелезивания

Фильтрующие установки для удаления примесей используют реакцию окисления. Процесс происходит под воздействием кислорода, химических реагентов или катализаторов. При окислении двухвалентное железо переходит в нерастворимую форму и выпадает в осадок. Следует ознакомиться с наиболее популярными обезжелезивателями для частных домов и дач.

Аэрационный

Обработка воды потоком воздуха приводит к быстрому окислению металла и выпадению его в осадок в виде хлопьев. Системы делятся на две категории: напорные и безнапорные. Действуют они по сходному принципу. В емкость с водой компрессором нагнетается воздух. Чистая вода поступает из нижней трети бака. В водопровод она подается поверхностным насосом. Осадок со дна емкости сливается в канализацию. Аэрация – безопасный и эффективный метод очистки. Установка работает без химических реагентов. Процесс аэрации позволяет избавить воду от сероводорода.

Ионообменный

Фильтры с наполнителем из ионообменной смолы устраняют сразу две проблемы – умягчают жидкость и удаляют из нее железо. В процессе реакции происходит замена ионов железа, магния и кальция на ионы натрия. Небольшие установки имеют колбу со сменным картриджем. Автоматические системы производят в виде колонн с засыпкой. Регенерация синтетической гранулированной засыпки происходит при помощи раствора поваренной соли. Плюс ионных фильтров – редкая замена наполнителя, раз в 5-7 лет.

Обратного осмоса

Использование полупроницаемой мембраны позволяет выполнить наиболее эффективную очистку. Она пропускает только молекулы воды, отсекая все примеси. Отложения автоматически удаляются в канализацию. Установка состоит из нескольких ступеней фильтрации. Она осуществляет предварительную механическую очистку, а также постфильтрацию угольным сорбентом. Обратноосмотическая система комплектуется отдельным краном и накопительным баком. Это дорогостоящий вариант, который устанавливают в доме с постоянным проживанием.

Каталитический

Фильтры представляют собой колонны из стеклопластика, внутри которых находится специальная засыпка. При прохождении через гранулы железо окисляется и превращается в осадок. Частицы металла оседают на гранулах. Загрязнение из загрузки вымывается потоком жидкости, сливающимся в канализацию. Установки используются только для холодной воды.

Выбор системы очистки воды

При выборе очистной системы или фильтра необходимо учитывать следующее:

• Система должна в полном объеме удовлетворять потребность семьи в чистой воде.
• Фильтрующая среда должна быть удобной в использовании и полностью безопасной.
• Размеры фильтрующего оборудования должны быть достаточными для использования определенных материалов.

Выбирая систему очистки и обезжелезивания воды для дачного участка, нужно понимать, что в зависимости от времени года, количества и состава осадков может отмечаться изменение состава воды из скважины.

Железо в воде

Железо встречается практически в любой питьевой воде, будь то:

• вода из колодца;
• вода из центрального водопровода (из-под крана);
• вода из скважины.

Железо, накопленное за 5 лет в насосной станции Grundfos

На входе в систему водоподготовки устанавливается фильтр грубой очистки воды, который задерживаем механические частицы. Но железо поступает в растворенном в воде виде. Откуда оно берется? Железо проникает в воду в нескольких случаях, например в колодезную воду и воду из скважины железо попадает из грунтовых пород, в воду из-под крана железо попадает из металлических труб.

Возникает вопрос, вредно ли железо для нашего организма? Ведь в большинстве витаминов содержится железо. Из одних источников мы слышим о полезности железо, из других – о вреде.

Изучив различные материалы и нормативные документы, можно сделать однозначный вывод – железо полезно для организма в определённом количестве. Вода с высоким содержанием железа приводит к высокой концентрации железа в организме человека. Что в свою очередь неминуемо ведет к проблемам со здоровьем.

Из-за высокого содержания железа в организме страдают:

• ЖКТ;
• печень;
• почки;
• зубы.

Помимо проблем со здоровьем высокое содержание железа в воде ведет к поломкам дорогостоящих бытовых приборов, таких как:

• стиральная машина;
• посудомоечная машина;
• проточный нагреватель.

Для того что бы очистить воду от железа в системе очистки воды предусматриваются фильтры-обезжелезиватели.

Фильтр-обезжелезиватель предназначен для удаления из воды железа, марганца, сероводорода, взвешенных веществ, а так же снижения пермангантной окисляемости.

Варианты очистки воды в бассейне от железа

В настоящее время существует множество эффективных высокотехнологичных способов очистки воды бассейна от железа, которые применяются всё чаще:

1. Обратный осмос — этот способ хорош для воды с большим количеством железа, оно осаживается на мембранах и переходит в дренажный отсек.
2. Ионный обмен — подходит для воды с небольшим содержанием металла и балансом рН не меньше 7, позволяет замещать ионы железа на безвредные вещества.
3. Фильтры очистки от железа — многослойные очистительные, позволяющие избавиться от металлических и органических примесей. Специальные тестеры следят за состоянием воды, за счет чего контролируется процесс фильтрации.

Безреагентные фильтры

Безреагентные обезжелезиватели самые популярные фильтры на сегодняшний день. В системе водоподготовки вода  из скважины скважинным насосом подается на аэрационную колонну или накопительную емкость, после чего насыщается кислородом воздуха, который выступает в роли окислителя растворенного железа.

Состав безреагентного фильтра

Бзреагентный фильтр-обезжелезиватель состоит из:
1. Корпуса.
2. Слоя фильтрующего материала.
3. Поддерживающего слоя гравия.
4. Дренажно-распределительной системы.
5. Многоходового переключателя потока воды предназначенного для управления процессами фильтрации, обратной и прямой промывки.
6. Ограничителя потока обратной промывки.

Принцип работы

В аэрационной колонне происходит окисление железа и его переход из  двухвалентной (Fe2+)растворенной формы, которая невидима в трехвалентную (Fe3+), видимую форму.

После этого вода поступает на безреагентный фильтр-обезжелезиватель, в котором задерживается при помощи фильтрующего материала.

После фильтрации определенного (заданного) объема воды фильтр встает (автоматически или ставиться вручную) в регенерацию. В ходе регенерации обратный ток воды вымывает в дренаж или канализацию все железо, которое осело на фильтрующем материале.

Процесс регенерации может запускаться автоматически при помощи электронного управляющего клапана или вручную с помощью механического управляющего клапана. Разница в цене и удобстве.

В автоматическом клапане управления можно задать время регенерации. В частных домах и коттеджах обычно задают 3-5 часов ночи, что бы днем можно было беспрерывно пользоваться очищенной водой.

Электронный клапан управления фильтром-обезжелезивателем
Если же по каким-то причинам требуется постоянное наличие чистой воды, то устанавливают два фильтра, когда один встает на регенерацию – второй работает.

Режим регенерации в автоматических клапанах управления может завесить от ресурса потребляемой воды, например, регенерация воды после фильтрации 5м3, или раз в промежуток времени, например, раз в две недели. Так же настроить автоматический  клапан управления таким образом, что бы фильтр регенерировался в момент который наступит первым (фильтр пропустит 5 кубов воды или пройдет 2 недели).

Электронная плата управления фильтром-обезжелезивателем

Ручной клапан управления гораздо дешевле, но для регенерации фильтра, к нему нужно приложить руки.