Откуда берется железо в подземных водах?
Наличие Fe в водопроводной воде понятно – это результат коррозии старых металлических труб, накопительных резервуаров, распределительных узлов и так далее. А вот с чем связано повышенное содержание этого металла в подземной воде?
Причин две:
- природная. Это связано с обширными залежи железосодержащих пород рядом с водоносным горизонтом. Под действием влаги металл окисляется и попадает в воду, это естественная реакция. Также возможно просачивание в водоносных горизонт болотных вод с повышенным содержанием железа в связи с гумусными вкраплениями, наличие рядом глин юрского периода (с высоким содержанием пирита). На количество примеси влияет вулканическая деятельность рядом. Интересно, что более глубокие водяные горизонты содержат большую долю примеси – до 3..4 мг/л;
- человеческий фактор. Большое количество сточных вод с высоким содержанием железа – результат деятельности металлургических комбинатов, металлообрабатывающих предприятий, текстильных и лакокрасочных предприятий, сельского хозяйства.
Есть характерная зависимость – чем более кислая среда, тем выше в ней процент железистых примесей. Повышенный pH воды и сниженное количество кислорода почти всегда сопровождается высокой долей железистых включений.
В природе железо присутствует в четырех формах: простое (чистое), двухвалентное, трехвалентное и органическое. Простое железо при попадании в воду немедленно окисляется до трехвалентного и образует характерный ржавый осадок, очень быстро оседающий. Соответственно, трехвалентное тоже осаживается в виде ржавой взвеси. Двухвалентное обнаружить намного сложнее, визуально оно не определяется. Органическое – это сложные соединения, в том числе бактериальные и коллоидные. Выпадение в осадок происходит медленнее, чем у трехвалентного варианта.
Очистительные системы в частном доме или на даче
Чтобы определить мощность подходящей очистной станции для коттеджа, важно учесть:
- количество людей, постоянно проживающих в доме;
- число точек водозабора – смесителей, стиральных машин и другого оборудования, подключенного к водопроводу;
- наличие или отсутствие бассейнов, фонтанов и прочих потребителей.
Специалисты используют сложные расчеты и программы для определения оптимальной мощности. Учитывается сопротивление материалов фильтрующих элементов, рассчитывается требуемый напор.
Грубая очистка
Водяные потоки проходят в сетчатый фильтр после предварительного отфильтровывания. Отсеиваются крупные загрязнители, в том числе песчинки, глина, ржавчина. Сетка изготавливается только из медных сплавов, так как другие металлы быстро окисляются.
Тонкая очистка
Цель на данном этапе – удалить тяжелые металлические примеси. Для этого используются безнапорные или напорные системы очистки воды. Их оснащают функцией аэрации, за счет которой жидкость насыщается кислородом. В данном случае через воздухоотводчик выводятся вредные газы, в том числе сернистый водород. Описанный метод используется достаточно часто, так как не требует замены фильтрующих компонентов. Также вам не понадобятся химикаты, поэтому такой способ экологически безопасен. Этот этап обычно является завершающим.
SF-mix ручной до 0,8 м3/ч
АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.
Аэрационная установка AS-1054 VO-90
Безнапорная схема
Внутрь системы попадает неочищенная жидкость и обогащается кислородом по принципу трубки Вентури. Обогащенная кислородом, она проходит через систему аэрации, где происходит разрыв струи и окисление железа, содержащегося в жидкости.
На следующем этапе – дегазации – удаляются неприятные запахи. После чего вода с содержанием окисленного железа +3 подается на слой фильтрующей среды – песчаной загрузки. И уже очищенная вода попадает в систему водопотребления.
Напорная система
В состав установки входят три основных элемента:
- компрессор, нагнетающий воздух;
- колонна фильтрации с автоматическим или ручным клапаном управления;
- датчик потока – отвечает за включение.
Устанавливается одна или несколько колоннообразных емкостей, оснащенных фильтрами. Параллельно работает компрессор, нагнетающий давление. При прохождении через слой фильтрующей среды элемент удаляются частицы размером до 30 мкм. Такая установка оптимальна для очистки питьевой воды, имеющей в составе большое количество взвесей и содержание железа +2.
Обратный осмос
Иногда после тонкого очищения дополнительно используют данную систему. Жидкость проходит сквозь мембрану, при этом удаляются сложные элементы – железо, нитраты, фосфаты. Процесс занимает больше времени, но из воды выходят почти все примеси, по качеству она приближается к дистиллированной. Но для питья ее использовать не рекомендуется из-за недостаточного содержания минеральных веществ.
Как избавиться от извести
Подойдут ионные фильтры, они работают без реагентов, цена в два раза ниже, чем на другие смягчители. Они функционируют за счет способности отдельных материалов проводить ионный обмен. Такие приспособления способны удалять жесткость с насыщенностью 30 мг-экв\л.
При данной методике используют загрузку из смолы – катионообменной или ионообменной. Это вещество впитывает ионы ненужных частиц жидкости. Взамен оно отдает свои, плохо закрепленные на молекулярной решетке. В результате соединения феррума вместе с солями жесткости отфильтровываются. Для умягчения подойдут и магнитные фильтрующие элементы. Они не позволяют солям откладываться в форме твердого осадка.
Кипячение и механическая фильтрация
Как известно, при кипячении известковой воды соли кальция собираются в виде накипи на днище и стенках ёмкости. Это самый простой, лёгкий и доступный для самостоятельно выполнения метод. Однако много воды таким способом не очистить. К недостаткам такой методики очистки стоит отнести невысокую эффективность и трудности с удалением накипи.
Чаще всего для очищения воды из колодца или частной скважины использует метод механической фильтрации. Он подходит для удаления частиц размером от 5 мкм. Для проведения мероприятия вам понадобится специальный фильтр для известковой воды. Наиболее простой вариант – использование засыпных фильтрующих слоёв с автоматической промывкой. В таких приспособлениях в качестве засыпки можно использовать разные материалы: активированный уголь, кварцевый песок, шунгит.
Очистка от нитратов в воде из скважины
К недостаткам засыпных фильтров стоит отнести следующее:
- способ эффективен только для удаления частиц более 20 мкм;
- слишком громоздкая конструкция фильтрующего приспособления (в среднем 1,6 м х 26 см);
- высокая цена.
Хорошей альтернативой этим устройствам стали сменные фильтрационные картриджи. Они производятся из вспененного полипропилена. Такие приспособления гарантируют высокое качество очистки – от 5 мкм. Такие картриджи можно устанавливать в любые фильтрационные агрегаты или в мультипатронные приборы. Единственным недостатком является необходимость частой смены картриджей. Для очистки воды из колодца или скважины в объеме от 4 до 800 м³/ч можно использовать дисковые фильтры с автоматической промывкой. Они подходят для частиц размером от 5 до 500 мкм. Главные недостатки таких устройств:
- дороговизна;
- необходимость обеспечения требуемого напора воды для промывки.
К преимуществам стоит отнести:
- небольшие размеры агрегата;
- полная автоматизация процесса;
- высокая степень эффективности.
Фильтры для очистки воды можно разделить на следующие виды:
Механические фильтры.
Механическая фильтрация подразумевает очистку раствора путем процеживания через различные наполнители или сетчатые элементы. Среди механических фильтров выделяют фильтры грубой и тонкой очистки.
Фильтры грубой очистки устанавливаются на этапе водозабора. В основе содержат сетчатый элемент, который отсеивает крупные частицы размером 400 мкм и более, как правило, это известь, глина и песок. Такие фильтры называют грязевиками.
Фильтры тонкой очистки задерживают тонкие механические частицы. Внутри них установлен картридж с фильтрующим веществом. Вода после прохождения через данный фильтр не имеет запаха и обладает приятным чистым вкусом.
Электромагнитные фильтры.
Суть работы заключается в том, что создается сильное электромагнитное поле, под воздействием которого известь теряет способность образовывать накипь. Электромагнитное поле также воздействует и на стенки труб, за счет чего накипь теряет свои свойства и начинает разрушаться.
Системы обратного осмоса.
Особенность работы таких систем заключается в том, что мембрана, расположенная в основе, по принципу обратного осмоса пропускает частицы воды и кислорода, но задерживает различные примеси.
Такая система сложна в установке, состоит из фильтра предварительной очистки, фильтрующего блока, насосного оборудования, регулирующих и контрольно-измерительных инструментов, промывного блока. Также в систему устанавливаются дополнительные картриджи, улучшающие качество продукта: минерализатор, ионизатор, биотермический картридж, умягчающий картридж.
Вода в системах обратного осмоса очищается практически до дистиллированного состояния. Но нужно знать, что процедура установки такой системы для обслуживания всей дачи или коттеджа довольно затратная, помимо начальных вложений придется тратиться на частую замену мембраны.
Ультрафильтрация.
Данный метод по принципу действия схож с обратным осмосом. Жидкость пропускается сквозь мембрану, которая задерживает имеющиеся загрязнения. Основное отличие ультрафильтрации от обратного осмоса состоит в том, что в воде остаются примеси на молекулярном и ионном уровне. Так же как и установка системы обратного осмоса, внедрение и установка систем ультрафильтрации требует немалых затрат.
Очищение методом химической фильтрации.
При данном методе для очистки жидкости от солей кальция и других загрязнений используются разнообразные химические реагенты.
Разновидностью химической фильтрации является коагуляция. Это метод основан на том, что молекулы коагулянта (специального вещества) притягивают к себе молекулы загрязнений, а затем выпадают в осадок в виде белых хлопьев.
Важно понимать, что для очистки больших объемов воды необходимо специальное оборудование, а обновлять коагулянт придется регулярно. При очистке воды из скважины от солей кальция в домашних условиях легко потерпеть неудачу
Поэтому, чтобы не совершить ошибок, нужно понять, какие две главные причины неудач существуют:
При очистке воды из скважины от солей кальция в домашних условиях легко потерпеть неудачу. Поэтому, чтобы не совершить ошибок, нужно понять, какие две главные причины неудач существуют:
При установке фильтра в идеале нужно провести химический анализ жидкости и выяснить, какие загрязнения в ней содержатся
Очистка воды из скважины от извести в коттедже дело дорогостоящее, важно на начальном этапе просчитать все риски и выбрать верное решение.
Тонкости процесса очистки
Fe2, растворенное в грунтовых водах, попадая в систему водоснабжения домов, вступает в реакцию с воздухом, от чего происходит окисление и железо становится Fe3, то есть – ржавчиной. Ржавый осадок остается на стенках труб, сантехнике, стиральной и посудомоечной машине и в других местах, где происходит соприкосновение с водопроводной водой.
Наличие данного химического элемента способствует развитию некоторых видов бактерий, поэтому очистка воды от железа важна не только для сохранения качества и внешнего вида сантехники и бытовых приборов, но и в целях безопасности для здоровья.
Даже если наличие железа в воде не превышает норму, все-таки стоит предпринять меры по ее очищению в домашних условиях. Хотя бы для того, чтобы улучшить ее вкусовые качества. Но это не так просто, как может показаться сначала. Ведь для каждого вида железа требуется особенная система очистки.
Если в жидкости обнаружено наличие двухвалентного железа, то, в первую очередь, необходимо перевести его в нерастворимый вид, то есть сделать трехвалентным. Для этого следует использовать систему фильтрации и аэрирования.
Какую систему выбрать?
Для правильного подбора системы фильтрации воды из скважины, как было отмечено выше, необходимо провести лабораторный анализ воды. Это гораздо быстрее и дешевле, чем выбирать фильтр методом проб и ошибок. Что касается подбора фильтров, то он определяется тем, для каких целей предназначается очищенная вода.
Если воду нужно подготовить для технических или бытовых нужд (душ, ванна, стирка), то необходимости в применении фильтров тонкой очистки нет. Однако для получения питьевой воды их использование может быть обязательным, если на это указывают результаты исследований воды в лаборатории
Таким образом, при выборе одного из множества существующих методов очистки воды от железа из скважины нужно принимать во внимание ее состав, предназначение, а также объемы потребления очищенной жидкости за определенное время
Кроме того, нужно учитывать свои финансовые возможности, однако при этом важно помнить, что экономить на своем здоровье не стоит
Аэрация
Данный метод позволяет убрать железо из воды путем воздействия на нее кислорода, содержащегося в воздухе. Осуществить аэрацию воды можно двумя способами:
- Безнапорный способ. Заключается в использовании специальных распылителей, проходя через которые жидкость наполняет резервуар. Чтобы повысить эффективность данного метода емкость для воды оборудуют компрессором, для обеспечения дополнительной подачи воздуха.
- Напорный способ. Аэрация происходит за счет подачи воды под давлением в специальную аэрационную колонну. Внутри колонны происходит бурное вспенивание воды, которое создается за счет сильного напора струи и нагнетания потоков воздуха, вырабатываемых компрессором. Данный процесс способствует быстрому обогащению воды кислородом.
Несомненным плюсом аэрационной очистки является ее абсолютная экологичность. Из недостатков следует отметить необходимость установки на выходе из резервуара специальных механических фильтров, которые нуждаются в регулярной чистке. По степени очистки данный метод превосходит отстаивание, но полного избавления воды от железа не гарантирует.
Народные способы очистки воды
Бюджетный вариант очистки воды – самостоятельное приобретение реагентов, которые будут вытеснять молекулы железа из воды, и использование их в самодельном фильтре. Такой способ требует больше временных затрат, а также внимательного отношения к количеству и виду применяемого вещества для очистки.
Кальцит для очищения воды от железа
Наиболее известный и относительно безопасный метод очистки воды из скважины в домашних условиях – использование извести и проведение потока воды через слой природного кальцита.
Железо преобразуется в соединения солей, нерастворимых в воде. Качество воды после обработки становится лучше, она делается мягче и пригодна к употреблению.
Сухой метод очищения дает еще более высокие результаты. В емкость для реагента из керамики или другого огнеупорного материала засыпается 4-5 г марганцовки. Резервуар нужно накрыть крышкой и медленно нагреть на песчаной бане. Такого количества реагента хватит для очистки 5 л воды.
Введение катализаторов. Озонирование
В промышленности для очистки воды от железа применяют озон или хлор. Последний уже не пользуется особой популярность, так как токсичен и частично остается в воде, отравляя организм.
Озонирование – более надежный вариант, который полностью освобождает воду от железа. Реализовать этот способ в обычном жилом доме довольно сложно – требуется специальное оборудование, профессиональное и дорогое. Изготовить систему очистки озоном нельзя в домашних условиях. Без специальных знаний и очищающих установок использовать химикаты не следует. Это может еще больше испортить воду и сделать ее непригодной для использования.
Самый безопасный и удобный способ очистки воды – профессиональные фильтры. Они стоят недешево и требуют постоянного ухода и замены, но позволяют очищать неограниченное количество воды в комфортном режиме. С ними не нужно постоянно кипятить или отстаивать, и в любой момент можно использовать чистую воду.
Если необходим небольшой объем, можно применить и простые способы очищения. Они основаны на физических свойствах воды и растворенного в ней железа под действием высоких и низких температур. Но такие методы скорее подходят как временная мера, чем постоянный и основной вариант удаления металлов из воды.
Будьте осторожны с химикатами, не навредите своему здоровью. Если вы не уверены в правильности самодельного фильтра, воспользуйтесь помощью профессионалов.
Схемы очистки воды из скважины
Очистка воды от железа
Она предусматривает последовательное прохождение четырех этапов:
- Поступление воды в специальный фильтр, внутренняя среда которого позволяет проходить жидкости 2-3 степени очистки;
- Прохождение первичной стадии очистки, на которой растворенное железо приобретает нерастворимую форму;
- Фильтрация воды через подложку из гравия и вывод чистой жидкости из системы;
- Смыв в канализацию железистого осадка, который остался в фильтре.
- Аэрация и окислительный катализ. В этом случае применяют специальную компрессорную систему, оснащенную аэрационной колонной. В ней происходит насыщение железистой воды кислородом и ее окисление. Катализатором химической реакции служит сорбент из гранулированного активированного угля. После окисления железо переходит в нерастворимую форму, выпадает в осадок и удаляется.
- Многокомпонентный обмен с помощью ионной смолы. Такая фильтрация проходит в одну стадию. Ионная смола выступает в качестве сорбента, который смягчает воду, понижает ее окисляемость, уменьшает цветность, удаляет загрязнения, замещая железо жидкости ионами натрия.
- Фильтрация диоксидом марганца. Этот реагент окисляет железо, задерживает его, а потом удаляет при обратном осмосе. Диоксид марганца можно использовать при очистке воды аэрацией, хлорированием или озонированием. Он позволяет удалять вредные примеси даже с низкой концентрацией.
- Самостоятельная очистка реагентами. Это наиболее распространенный метод, который может использовать любой домашний мастер. В основе метода заложен принцип окисления и задержание частиц железа в фильтре для очистки воды из скважины. В качестве реагентов применяют хлор, марганцовокислый калий или гипохлорит кальция. Все они восстанавливаются с помощью недорогой соли в таблетках.
- Очистка электрическим полем. В ее основе заложены окислительные свойства магнитных крупиц меди и цинка. При взаимодействии с железом воды они остаются в корпусе фильтра, в то время как электрохимические процессы противодействуют окислению жидкости.
Очистка воды от песка
Промывку скважины от песка можно осуществить тремя основными методами:
- В первую очередь следует прокачать воду. При включенном насосе нужно добиться ее большого оттока. Если оборудование скважины исправно, вместе с водой весь песок, который попал в трубу, будет удален. После этого возобновится подача чистой воды без примесей.
- Если первый способ не оказывает нужного эффекта, можно выполнить промывку пробуренной скважины. Для этого в нее потребуется опустить колонну, состоящую из труб, и подать в эту систему воду под напором. В результате этой процедуры песок, который скопился внизу, вместе с водой поднимется вверх, проникая в пространство между трубами, и выплеснется из скважины.
- Альтернативой промывке может служить продувка системы. Для ее осуществления в скважину нужно вставить трубу и подать в нее воздух. Давление должно составлять 10-15 атм. Все загрязнения со дна поднимутся при этом по полости между трубами на поверхность, и скважина очистится.
В крайнем случае, если все перечисленные методы для условий участка не подходят, загрязненную воду можно оставить для отстаивания. После выпадения песочного осадка чистую жидкость нужно аккуратно перелить.
Очистка воды от извести
- Отстаивание. Для этого большую емкость нужно наполнить водой и ждать осаживания частиц. Спустя некоторое время чистую воду сверху надо аккуратно слить, а потом удалить осадок.
- Фильтрация. Она позволяет удалить нерастворимые частицы извести. В процессе очистки можно использовать различные модели фильтров, вид каждого из которых обеспечивает соответствующее качество воды на выходе.
- Кипячение. Оно используется при потребности в небольшом количестве чистой воды. Соли кальция в кипятке приобретают нерастворимую форму. Недостаток метода — образование накипи и определенная сложность ее удаления из емкости после кипячения воды.
- Обратный осмос. Этот метод предусматривает применение специального фильтра с мембраной, которая задерживает все посторонние вещества, кроме молекул воды. Перекрестное течение в фильтре промывает его и предохраняет этим от засорения. Такая система очистки воды из скважины от извести наиболее эффективна по сравнению с предыдущими тремя способами.
- Химический способ. Он позволяет при помощи различных реагентов, связывающих соли, удалять из артезианской воды коллоидные растворы. После протекания реакций образуются нерастворимые частицы, которые можно уловить с помощью обычных фильтров и удалить. Такой способ предназначен для очистки значительных объемов воды.
