Системы очистки воды от железа

Очистка воды от железа - процесс, который необходимо проводить практически всем, кто живет в загородном доме и пользуется артезианской или колодезной водой.

Он подразумевает использование нескольких методов и технологий в зависимости от химического анализа, количественного содержания железа в воде и его состояния.

В воде железо может находиться в двух и трехвалентной форме. Двухвалентное железо — это так называемое растворенное железо, до поры до времени внешне незаметное, но впоследствии проявляющееся в виде осадка. Вода с двухвалентным железом поначалу прозрачная, но после контакта с воздухом окрашивается в бурый цвет и появившееся трехвалентное (нерастворенное) железо хлопьями выпадает в осадок.

Если двухвалентное железо окислилось при взаимодействии с воздухом до вашего крана, то у вас сразу потечет «рыжая» вода.

Для того чтобы выбрать технологию и определить правильный набор оборудования для очистки воды от железа, необходимо провести химический анализ воды. Только на его основе подбирается эффективная технология и комплект фильтров, которые оптимально подойдут в конкретном случае. В качестве основных критериев для подбора технологии очистки воды от железа берутся данные химического анализа о количестве общего железа, величине 2-х и 3-х валентного железа и наличии других примесей.

Обезжелезивание воды для хозяйственно-питьевых нужд производят при содержании в исходной воде железа в количестве более 0,3 мг/л, при этом специальные системы предусматриваются только в тех случаях, когда железо не может быть удалено попутно при обработке воды по другим технологиям.

Для того, чтобы решить, какой именно способ обезжелезивания воды необходимо применить, нужно понять, в каких формах железо представлено в вашей воде.

Как очищать воду от железа ?

Определив содержание этой примеси, можно уменьшить ее концентрацию до нормированных значений простыми методами. В быту понизить общее содержание железа при небольших объемах воды и без специальных фильтров можно методами отстаивания, кипячения, замораживания.

Основной недостаток этих методов очистки - неудобство в использовании, большие интервалы для получения очищенной от железа воды. Полученный таким образом небольшой объем воды можно использовать только для употребления в качестве питья или на кухне для приготовления пищи.

Аэрация и фильтры обезжелезивания

Из подземных вод двухвалентное железо может быть устранено при помощи аэрации воды. После аэрации необходимо пропускать воду через контактные осветлительные фильтры.

Если в воде содержится сернокислое желез, то при помощи аэрации обезжелезивание такой воды не достигается.

В основе метода аэрации по уменьшению общего железа лежит химическая реакция окисления двухвалентного железа при контакте его с кислородом воздуха. Аэрация воды напорным или безнапорным методом производится в специальных колоннах или баках.

В первом случае воздух нагнетается компрессором. В результате контакта с воздухом происходит образование нерастворимых соединений железа, которые фильтруются на загрузке.

Безнапорная аэрация реализуется одним из двух способов: эжектированием или разбрызгиванием воды через специальные форсунки. В таких системах нет компрессоров высокого давления, что существенно их упрощает. В эжекторной установке поток воды захватывает воздух и смешивается с ним. Разбрызгивание воды необходимо для увеличения площади контакта с воздухом.

Нерастворимые соединения трехвалентного железа задерживаются фильтром-осветлителем и смываются обратным потоком воды во время его регенерации. Дополнительным эффектом аэрации является удаление из воды сероводорода, который также связывается воздухом. В результате устраняется неприятный запах.

Данная система обезжелезивания позволяет очищать воду с содержанием железа до 15 мг/л.

Реагентное окисление с последующим осаждением частиц железа на дно специальных емкостей-отстойников и дальнейшей фильтрацией на загрузках. В основе метода лежит взаимодействие воды с хлором, кислородом и другими соединениями. Наиболее популярный окислитель для дозирования - гипохлорид, кроме обезжелезивающего действия, оказывает и эффективное обеззараживание. Если для завершения окислительного и фильтрационного процесса необходим длительный промежуток времени реакции ускоряются, путем применения специальных коагулянтов. Обезжелезивание с использованием дополнительных окислителей обеспечивает очистку воды от железа с содержанием до 30 мг/л.

Селективное химическое обезжелезивание и деманганация

Осуществляется путем применения специальных фильтрующих загрузок, на поверхности которых происходят быстрые окислительные реакции и сорбция железа. Универсальное обезжелезивание воды и деманганация предполагает обеспечивает очистку воды от железа с содержанием до 15 мг/л и марганца до 1 мг/л. Недостатком этого метода считается наличие специальных реагентов.

Ионообменные фильтры

В таких системах, способных очистить воду от железа, в качестве загрузки используются многокомпонентные каталитические ионно-обменные смолы. Они обладают уникальной способностью замещать ионы железа в растворимых соединениях ионами натрия. Данный метод очистки воды от общего железа имеет ряд ограничений, основное из которых, заключается в том, что в воде не должно быть трехвалентного железа, которое быстро засоряет загрузку ионообменного фильтра.

Железо в воде

Желтоватый оттенок, мутность, «металлический» запах воды, попадающей в ваш дом из системы центрального водоснабжения или скважины, — признак повышенного содержания железа в воде.

Несмотря на то, что железо необходимо живому организму (оно содержится в гемоглобине крови), избыток этого элемента в питьевой воде негативно влияет на здоровье человека и условия его жизни.

В зависимости от источника железо в исходной воде может содержаться в следующих формах:

• Двухвалентное. Присутствует в форме химических соединений и солей в растворенном виде.

• Трехвалентное. Образуется за счет перехода двухвалентного железа при реакции окисления, на открытом воздухе. При этом образуется осадок, переходящий в хлопья "ржавчины".

• Коллоидное. Нерастворимые частицы вещества, которые пребывают во взвешенном состоянии и не оседают под действием гравитации.

• Органическое. Соединения железа со сложными молекулами типа гуминовой кислоты или танина. Чаще всего они бесцветны, реже имеют желтоватый или рыжий оттенок.

• Бактериальное. Особая разновидность микроорганизмов использует железо в своих метаболических процессах. В воде они встречаются в виде студенистых или волокнистых образований, а также в форме пленки на стенках трубопроводов и водоемов.

Для определения показателей качества воды используется термин - общее железо в воде. С его помощью обозначается суммарное содержание этого элемента во всех формах.

В природных водах вода может содержать железо в разных формах. Чаще всего встречается двух- и трех- валентное железо. Чистая, прозрачная вода, изливающаяся из скважины, постояв некоторое время на воздухе, буквально на глазах начинает мутнеть, приобретая характерную рыжевато-бурую окраску. Это происходит потому, что соединения двухвалентного железа, вступив в контакт с кислородом воздуха, окисляются и переходят в нерастворимую форму трехвалентного железа - осадок, называемый ржавчиной. Содержание железа в воде выше 1-2 мг/л  значительно ухудшает ее органолептические свойства, придавая неприятный вкус, и делает воду малопригодной для использования даже для технических целей.

Железо в виде ржавчины часто встречается и в водопроводной воде. Одна из основных причин - устаревшие систем трубной разводки и водоподведения. Пройдя очистку на муниципальных водопроводных очистных сооружениях, вода обычно содержит небольшое количество железа, не превышающее нормы. Но приходя к конечному потребителю через многие километры труб распределительной водопроводной сети, она подвергается вторичному загрязнению, растворяя продукты коррозии стальных труб. В результате на выходе мы вновь имеем «железистую» воду с желтоватым оттенком.

Как железо попадает в воду?

Железо в воде появляется по двум причинам:

• - естественное высокое содержание железа в подземных водах. Особенно это относится к Европейской части России, ввиду наличия Курской магнитной аномалии – самого большого запаса железной руды в мире.

• - ржавые трубы систем водоснабжения, проходя через которые водопроводная вода растворяет коррозию стальных труб и загрязняется, как правило, трехвалентным железом.

Влияние железистой воды на здоровье человека

Нормы СанПиН ограничивают содержание железа в питьевой воде на уровне 0,3 мг/л.

Насыщенная соединениями железа вода имеет не только неприятный вид. Она портит запорную арматуру, оставляет ржавые подтеки на керамических поверхностях сантехники. Кроме того, медиками доказано, что вода с повышенным содержанием железа приводит к заболеваниям печени, увеличивает риск инфарктов, негативно влияет на репродуктивную функцию организма, а также служит причиной появления аллергических реакций.

Избыток железа не выводится полностью из организма и накапливается внутренними органами, результатом может стать:

• повышение риска инфаркта;

• поражение центральной нервной системы;

• снижение репродуктивной функции;

• болезни печени, почек, ЖКТ;

• снижение иммунитета.

Повышенное содержание железа в воде создает благоприятные условия для развития железобактерий, особенно в подогретой воде. Продукты жизнедеятельности железобактерий являются канцерогенами. Железо внутри труб – идеальная среда для развития кишечной палочки, гнилостных бактерий, различных других микроорганизмов. Все это ухудшает химические и бактериологические показатели воды.

Таким образом, очистка воды от железа благотворно сказывается как на здоровье человека, так и на условиях его жизни.