Основные методы очистки воды от железа

Почему необходима очистка воды от железа

Причина превышения норм уровня Fe в воде может иметь как природный характер, так и быть результатом внешнего влияния:

• Химические реакции в грунте, при которых минералы с содержанием железа и остатки металлоконструкций постоянно разлагаются.

• Стоки промышленных предприятий, сельскохозяйственной деятельности и городских канализаций.

• Плачевное состояние трубопроводов, давно требующих замены.

Эти факторы способствуют постоянному увеличению уровня содержания железа в воде. Такая вода, соответственно, будет далека от норм допустимой концентрации, установленных СанПиНом – 0,3мг/л.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Данные лабораторных проб говорят о высокой концентрации железа даже в условно благоприятных, с точки зрения экологической обстановки, районах России. Здесь этот параметр варьируется в пределах 1-3 мг/л, в редких случаях – до 5 мг. Такие высокие превышения норм делают очистку воды от железа из скважины, колодца или центрального водопровода крайней необходимостью.

Даже малое повышение уровня железа (от 0,5 до 1 мг/л) придает воде «металлический» привкус, а более высокие показатели вызывают появление ржавых пятен, оставляющих след на одежде (после стирки), сантехнике и других предметах. Поэтому система очистки воды от железа из скважины или водопровода является обязательной составляющей нормальной жизни.

В чем опасность высокого содержания железа в воде?

Тяжелые последствия для здоровья:

• В допустимых пределах, железо благотворно действует на организм человека, но значительное превышение нормы нарушает работу обменной системы, скопление железа негативно влияет на многие внутренние органы.

• Изменяется естественный кровяной состав, увеличивается вероятность появления аллергии. Деятельность железобактерий приводит к хроническим нарушениям работы кишечника.

• Ухудшается натуральный вкус воды, снижается питательная ценность пищи.

• Твердые взвеси Fe внутри труб быстро засоряют водопровод, разрушают уплотнители в сантехнике и бытовых приборах.

• На всех предметах, контактирующих с такой водой, появляются трудно выводимые пятна ржавчины (одежда, белье, сантехника и др.)

Наивно полагать, что избавиться от излишков железа в воде можно простым кипячением или каким-либо механическим способом. Очистка питьевой воды от железа – процесс непростой и требует более серьезного подхода.

Есть несколько способов качественной очистки, на которых и основаны фильтры очистки системы воды от железа.

Читайте материал по теме: Комплексная очистка воды

Методы обезжелезивания

Удаление железа из воды называют обезжелезиванием. Методик существует много, выбор их зависит от нескольких факторов:

• исходного качества воды, включая все примеси;
• требуемой степени очистки;
• объемов водопотребления и частоты пользования скважиной;
• бюджета потребителя.

Для скважинной воды применимы методы, действие которых направленно на удаление двухвалентного железа.

Система обратного осмоса

Этот способ в последнее время пользуется широкой популярностью. В таких установках создается давление, которое вынуждает водные молекулы перемещаться из области высокого в область низкого содержания соли, проходя через мембрану, проницаемую только для воды. Этому процессу обычно предшествует пропускание очищаемой жидкости через грубый фильтр.

Степень очистки очень высока. Удаляются не только соли железа, но и другие примеси, в том числе инфекционные агенты. Получается практически дистиллированная вода. Но в этом и минус метода, так как обессоленная вода вредна для организма.

Такой метод можно использовать для универсальной очистки скважинной воды, применяемой для питьевых нужд частного дома. Достаточно будет установить под кухонной мойкой трех-, четырех- или пятикассетную небольшую установку, цена которой составляет 7 — 8 тыс. рублей. Она предусматривает в себе ступень дополнительного внесения солей в воду после очистки обратным осмосом.

Если есть желание очищать таким способом воду для всего дома, в том числе для ванной комнаты и туалета, можно приобрести установку большей производительности с накопительным баком. Цена такого оборудования – около 90 тыс. рублей, все зависит от мощности.

Ионный обмен

Если в воде железо находится в концентрации, не превышающей 1-2 мг/л, то можно от него избавиться с помощью фильтров. Загрузкой в них являются ионообменные смолы, катионы которых замещаются на ионы железа.

Важным условием является кислая среда воды (рН меньше 7), которая замедляет процесс окисления железа. Параллельно из воды удаляются марганец.

Но этот метод является не самым удачным для очистки от железа, так как смолы часто требуют регенерации и даже замены. Его чаще применяют для умягчения воды, а обезжелезивание происходит попутно. Стоимость такой установки для частного дома может составлять в среднем 40-45 тыс. рублей.

Способы очистки с предварительным окислением

Это наиболее традиционный способ обезжелезивания, применяемый как в частных домах, так и промышленном масштабе. Он включает в себя окисление воды с дальнейшим фильтрованием, а в некоторых случаях отстаиванием.

Для такой очистки знать исходную химию жидкости, особенно ее рН. Чем выше значение этого параметра, тем окислительные процессы проходят эффективнее.

Обезжелезивание с предварительной аэрацией применяется очень часто и требует наименьших затрат. Этот метод хорошо подходит для удаления высоких концентраций двухвалентного железа. Воду, в которую предварительно компрессором подается воздух, пропускают через фильтр, где окисленное железо оседает на загрузке.

Частным случаем такой очистки воды является каталитическое окисление. Оно отличается специальной загрузкой фильтра, покрытой пленкой, ускоряющей окислительный процесс. Такая модификация загрузки помогает эффективно удалить не только железо, но и марганец.

Для окисления в некоторых случаях применяют озонаторы, так как озон не только является сильным окислителем, но и обеззараживает воду.

Стоимость фильтра зависит от способа промывки, мощности и составляет от 7 тысяч рублей. Средняя цена таких систем — 35 тысяч рублей. Для эффективной эксплуатации такой очистки нужно очень строго соблюдать инструкцию, которая сопровождает оборудование, а пуско-наладочные работы лучше доверить профессионалам.

Если скважиной планируется пользоваться непостоянно, например, только в дачный сезон, и водопотребление небольшое, то аэрацию можно производить упрощенным способом, а после воду просто отстаивать.

Для этого нужен любой чистый бак объемом минимум 1 м3. Воду в него подают через оросительную установку. Такой душ является своего рода аэрацией своими руками.

Электромагнитное обезжелезивание

Очистка воды от железа при помощи электромагнитных волн – это достаточно новый, но эффективный метод, который пока можно применять только в лабораторных условиях.

Народные способы обезжелезивания

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

Отстаивание

Воду оставляют в емкости с открытой крышкой примерно на сутки, после чего аккуратно, чтобы не взболтать осадок, сливают для использования примерно 70% воды, остаток используют для хозяйственных нужд

Замораживание

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

Длительное кипячение

С этим способом все просто – воду кипятят в течение минимум 10-15 минут. При высоких температурах соединения железа выпадают в осадок. Но хотя вода и очищается, но быстро образуется накипь на стенках емкости для кипячения.

Самодельный фильтр

Для этого у большой бутыли объемом от 4-5 литров срезают дно, а в крышке проделывают небольшое отверстие. Далее слоями снизу вверх размещают:

• ткань, марлю, вату;
• древесный уголь;
• промытый речной песок.

Как очистить воду из скважины от железа, советы и рекомендации

Очистка скважины от железа, методы

После выполнения всех работ по бурению скважины (песчаной или артезианской), необходимо произвести химический анализ воды. Это позволит определить наиболее надежный и качественный метод по ее очистке.

Что это даст:

• Глубокий анализ позволит определить все причины загрязнения в том самом месте. Как показывает практика, основной проблемой для скважин в целом, является наличие повышенного уровня железа в воде, что говорит о низком качестве жидкости.
• Как следствие, вода становится уже не пригодной для питья, иногда и для бытовых нужд.

В этом случае, нужна полная очистка воды. Благодаря современным технологиям, можно вернуть все допустимые показатели, даже с повышенным уровнем железа.

Методы очистки воды от железа

Чтобы правильно определить способ очистки понадобится определить, в какой именно форме железо находится в воде. В бытовых условиях чаще всего встречается двухвалентное железо (бесцветная прозрачная вода с металлическим привкусом).

Здесь подойдут два способа:

• Обратный осмос. Данный фильтр способен удалить и очистить воду от любых примесей и от извести также.
• Фильтр с ионообменным картриджем. Здесь используется специальная ионообменные смола и замещает ионы железа на натрий, что способствует эффективной очистке воды.

Очистка воды от извести народные методы

К первой группе способов, нашедших широкое применение в народе, можно отнести следующие:

Отстаивание

Жидкость необходимо налить в какую-либо емкость, оставить на ночь, затем слить 2/3 в другую чистую емкость. Оставшаяся 1/3 содержит в себе всевозможные примеси (песок, известь железо)

Важно, что этот вариант можно использовать и для удаления примесей из водопроводной воды, поскольку за ночь весь хлор улетучится. Однако, при таком способе требуется много времени, к тому же воду постоянно придется переливать, да и убрать примеси из большого объема затруднительно

Кипячение

Вторым по простоте и распространенности методом очищения является кипячение. Для достижения результата жидкость необходимо кипятить в течение 10-15 минут. За это время вредные микроорганизмы исчезнут, а известь выпадет в осадок. К недостаткам можно отнести проблематичность удаления накипи, а также, как и в случае с отстаиванием, низкую производительность.

Заморозка

Наполненную водой эмалированную кастрюлю нужно поставить в морозилку. После того, как половина воды замерзнет, вытащить полученный лед. Именно он и является целью. В середине должна скопиться грязь, полейте в это место кипятком, грязь растает и уйдет. Оставшийся лед идеально чист, растопите его и пользуйтесь водой. Правда, у такой воды есть один недостаток – в ней минимум полезных веществ. Для обогащения солями используют минералку, добавляя в пропорции 100 мл. минералки к 1 л. талой воды.

Очистка активированным углем

Активированным уголь активно используют производители бытовых фильтров. Пять таблеток необходимо завернуть в марлю и поместить в кастрюлю на ночь. Уголь не только очистит от примесей, содержащихся в жесткой воде, но и избавит от посторонних запахов.

Это интересно: Подключение счетчика меркурий 201: кратко и понятно

Признаки наличия соединений железа

Несомненно, пить насыщенную железом воду небезопасно для здоровья. Однако кроме вреда организму, ржавая вода приносит неприятности и сантехнике: насосы, краны и прочие детали работают значительно меньше, а белоснежные ванны и раковины скоро обретают несмываемый желтый налет. Так как же узнать, имеется ли железо в вашей системе водоснабжения?

Неочищенная вода способна нанести вред здоровью и технике

Для того, чтобы определить содержание данного элемента в воде, вам необходимо обратить внимание на несколько признаков:

Как уже было сказано раннее, двухвалентное железо растворяется в воде, и поэтому увидеть его в потоке воды невозможно. Однако если набрать воду из-под крана в емкость, и дать ей постоять какое-то время, на дне будет отчетливо виден осадок неприятного бурого цвета.

Самый простой и надежный способ выявить двухвалентное железо – поставить жидкость отстояться

• Трехвалентное железо дает о себе знать в виде неприятно пахнущей воды темно-желтого цвета. Если такую воду оставить в емкости, она посветлеет, а содержащееся в ней железо выпадет в осадок. Данное явление наиболее сильно распространено в городских квартирах в системах централизованного водообеспечения.
• Наличие в воде бактериальных соединений железа можно по тонкой маслянистой пленке на поверхности.

Пленка, переливающаяся цветами радуги, указывает на содержание органического железа

Таким образом, на наличие в воде железа указывает желтый или бурый цвет, осадок, неприятный резкий металлический запах, а также радужная пленка.

Ниже представлены различные варианты очистки воды от железа из скважины в загородном доме до питьевой.

Виды различаются между собой по многим критериям, включая сложность установки и стоимость

Предыстория

Больше 25 лет назад, когда наши родители получили участок, здесь по весне все затапливало «по щиколотку». Потом летом все высыхало, но садовые домики все равно все строили на высоком цоколе, а точнее на техническом этаже (типичные двухэтажные домики, где внизу склад-гараж, а сверху жилое помещение).

Дачный домик на высоком цоколе

Это происходило, потому что участок находился в пойме реки на заливных лугах (можно сказать, болотистое место, но в лесу). Естественно и понятно, что грунтовые воды были очень близко к поверхности: летом уровень воды был на глубине 2-3 метров в песке-плывуне.

Колодец на плывуне — видны три кольца

В то время по неопытности был сделан колодец, который постоянно заиливался, и его приходилось чистить каждый год. Вода там была грязная — только для полива.

Правда, у соседа колодец был сделан чуть лучше. Он чистил его реже — всего раз в два года. Вода там была почище, и сосед даже ее пил, но мы не рисковали пробовать его воду, так как до питьевой ей было явно далеко.

К тому же, из-за малого диаметра нашего колодца (50 см) вода там очень быстро кончалась (около 30 ведер), и приходилось потом ждать полдня, пока она снова наберется.

Колодец на плывуне — песок поднялся на 1.5 метра

Непонятно из-за чего, но постепенно из года в год уровень весеннего подтопления понижался, и в последние лет 10 воды на участке весной нет. Теперь весной она стоит на глубине около метра, а лето 5-7 метров. И дома теперь строят одноэтажные.

Песок из колодца на плывуне

Наш старый заброшенный колодец

Наш «колодец» постепенно окончательно заилился и высох. Чистить его надоело и примерно лет 10 назад мы решили бурить скважину, сначала сами помучались с плывуном, а потом наняли профи и забили скважину-иглу на 10 метров.

Скважина-игла

Когда в первый день после забивки скважины я ее прокачивал насосом моему восторгу не было предела. Вода шла бесконечным потоком, прозрачная, холодная. Я лил ее на траву несколько часов и радовался, пока не решил налить ее в какую-то емкость. Нашел 5 литровую пластиковую бутыль и заполнил ее. Через полчаса я был в шоке, вода в бутылке стала ржаво-оранжевой.

Железо в воде

Нет, мы, конечно, и раньше знали, что воде есть железо, но в колодце она все-таки отстаивалась, и не было такое заметное количество железа. А тут просто жесть: прозрачная водичка становится ржавой через полчаса и остается такой не меньше двух суток, пока не осядет железо на дно.

Я понял, что с водой будет не все так просто, как хотелось, но в любом случае это было лучше, чем наш старый колодец. «Радость» еще дополнилась тем, что у воды был запах сероводорода.

Кстати, когда моешь руки холодной водой из скважины, на руках чувствуется запах железа.

Вот уже несколько лет мы пользуемся этой скважиной для полива и технических нужд, а питьевую воду привозим из города или покупаем.

Для полива мы набираем воду в емкости — там наглядно видно, как вода отстаивается за пару дней и становится прозрачной, а все железо в виде ржавчины осаждается на дно.

Емкости для полива. Вода стала «ржавой» от окислившегося железа.

Емкость для полива. Железо осело и вода уже становится прозрачной.

Емкости для полива. В одной бочке железо уже осело, а в другой еще нет.

Сероводород выветривается из емкости почти сразу. Его кстати видно в виде пузырьков газа при наборе емкости из шланга. Вот вам видео для наглядности:

Сероводород в скважине

Когда мы построили наш небольшой домик, то поставили в доме умывальник, а воду я заносил со скважины. Так вот раковина все время была «ржавой» от воды. Тогда  мы купили бак на 60 литров и поставили рядом с умывальником. Туда набирали воды, она там отстаивалась, и потом мы ее ковшом лили в умывальник. Затем докупили еще один такой же бак, чтобы пока одним баком пользуемся, другой — отстаивается.

Таскать воду в дом постепенно надоело, и я задумался о том, чтобы завести воду в дом и поставить кран для мыться рук.

Как произвести очистку воды

Понизить концентрацию железных соединений можно самостоятельно несколькими вариантами. Метод очистки зависит от объема потребляемой жидкости и сколько примесей в ней содержится.

Отстаивание

Самый простой способ очистки ресурса добытого из скважины. Сооружается дополнительный водорезервуар, рассчитанный на объем, предполагаемого потребления жидкости в сутки, в нем и происходит отстой.

Плюсы

• Простой способ, не требующий больших затрат
• Всегда есть запас чистой воды.
• Установка резервуара на мансарде, создаст самотек. И избавит воду от сероводорода.

Минусы

• Очистка происходит не полностью
• Емкость необходимо периодически чистить, что не очень удобно, так как требуется отключение от системы.
• Внимательно следить за количеством потребляемой жидкости.

Аэрация

Выпавший осадок на выходе после очистки улавливается механическими фильтрами.

• Безнапорная – Вода контактирует с кислородом по максимуму, происходит это из-за распыления. Распылители перемещают жидкость в резервуар.  Для более продуктивной очистки в емкость, при необходимости, производится монтаж компрессора.
• Напорный вид очистки — предполагает поступление жидкости в систему под большим давлением. Работая параллельно, напор и компрессор, создают бурление и вспенивание, что дает возможность жидкости, как можно больше, контактировать с воздухом.

Помимо очистки от железа, метод аэрации избавляет от сероводорода.

• Главное достоинство данной очистки — экологичность. Процесс исключает применение реагентов.
• Недостатки. В воде все же остается некая доля железа. Работа системы зависит от наличия электричества. Периодически надо чистить емкость и фильтры.

Озонирование

Процесс эффективный, но трудоемкий.

Использование хлора уходит в прошлое. После очистки с использованием данного реагента, он частично остается в жидкости и наносит вред человеку и окружающей среде.

Озонирование принято считать наиболее надежным методом, результативность которого создается путем воздействия озона и его производных на содержащиеся в воде примеси.

Органическое железо удаляется из жидкости путем совокупного воздействия. Процесс очистки, добытой жидкости из скважины путем озонирования, довольно сложный. Требуется монтаж дорогого оборудования. Необходим точный расчет для продуктивной работы, самостоятельно сделать его очень трудно (нужно вычислить сколько надо озона и время его воздействия на воду в соответствии с количеством и типом содержащихся в ней примесей).

Очистка воды озоном. Особенности технологии, стоимость обслуживания, примеры наших работ.

Ионообменный

Такая очистка осуществляется фильтрами содержащими смолу и свободные ионы. Когда вода проходит фильтр, ионы натрия меняются местами с ионами железа. Поэтому метод называют – ионообменным.

Когда фильтр израсходовал все свои ресурсы, они подлежат восстановлению.

Обратный осмос

Очистка воды от железа и примесей делается фильтром с содержанием мембраны, именно она осуществляет фильтрацию на молекулярном уровне.  Обратноосмотический метод обезжелезивания считается наиболее продуктивным. Происходит удаление растворенных частиц. Для улучшения качества фильтрации и купирования выхода из строя мембраны, необходимо производить предварительную очистку воды механическими фильтрами.

Обратный осмос полностью очищает воду от всех видов загрязнения. Метод самый эффективный, но очень дорогостоящий.

Работа микрофильтрационных, нано- и ультра- мембран происходит аналогично обратному осмосу.

Очистка воды, промышленный обратный осмос производительностью 500 литров в час

Введение реагентов и катализаторов

Применение химических реагентов, для обезжелезивания жидкости, в основном используется в промышленности. Необходима доочистка жидкости. Требуется удалить химические соединения. Принцип аналогичен для всех систем очистки — между железом и реагентом происходит химическая реакция, в результате которой образуется осадок.

Катализаторы используются вместе с водой прошедшей аэрацию или с применением реагентов для окисления железа.

Каталитический способ обезжелезивания воды, происходит при помощи фильтров, содержащих материал, обладающий каталитическими свойствами. Вода проходит через пористые наполнители, которые обеспечивают качественную очистку.

Простая станция обезжелезивания воды своими руками

Очистка воды из скважины от железа: различные способы и технологии

Существует целый ряд разнообразных методов очистки, каждый из которых по-своему хорош и эффективен.

Очистка воды из скважины в загородном доме до состояния питьевой методом отстаивания

Данный метод наиболее прост в условиях загородного участка, где есть возможность размещения дополнительного резервуара, объем которого должен соответствовать объему суточного потребления воды жильцами дома. Оптимальная очистка воды из скважины в загородном доме до питьевой возможна лишь при соблюдении всех требований установки и эксплуатации.

Подобное решение имеет ряд преимуществ, например, довольно маленькие затраты и простоту исполнения, а также возможность использования очищенной воды даже в случае отключения электроэнергии, и дополнительную очистку от сероводорода.

Минусами является неполное удаление железа, а также необходимость постоянной очистки от скопившегося на дне емкости осадка, и контроль над уровнем воды в нем.

Отстаивание является самым простым, но далеко не самым эффективным способ очистки

Аэрационный метод

Данный метод обеспечивает более полное очищение воды из скважины, чем предыдущий способ. Принцип его действия довольно прост: обеспечивается контакт воды с воздухом, где примеси железа вступают в реакцию с кислородом. Таким образом, элемент окисляется и переходит в трехвалентное состояние, выпадая при этом в осадок. Именно для этого на выходе из емкости устанавливается специальный фильтр, который задерживает частицы и не дает им пройти по водопроводу дальше. Аэрационная система очистки воды от железа – отличный и недорогой выбор для дачи.

Существует две разновидности подобного решения:

• Безнапорный вариант, который предполагает установку распылителей, и, по желанию для увеличения эффективности конструкции в саму емкость монтируется компрессор, дополнительно обогащающий воду кислородом.
• Напорный способ подразумевает поступление воды под высоким давлением в специальную колонну, где сам напор струи и действие компрессора обеспечивает максимально эффективное очищение.

Пример напорной аэрационной установки

Плюсами данного метода является, в первую очередь, его экологичность.

Недостатками является необходимость частого очищения емкости и фильтра от скопившихся загрязнений, все равно не полное устранение железа и зависимость технологии от наличия электроэнергии, что в условиях плохого электроснабжения загородных участков является довольно существенным минусом.

Процесс озонирования

Данный процесс представляет собой обезжелезивание при помощи введения специальных окислителей. От хлора в качестве подобного элемента стали постепенно отказываться, поскольку та или иная его часть все равно остается на выходе, и оказывает негативное влияние на здоровье человека.

Озонирование – более полезный способ в отличие от добавления хлорки

Данный метод не очень подходит для самостоятельной установки, поскольку специальное оборудование имеет довольно большую стоимость, а также необходимы довольно сложные расчеты, которые без надлежащих знаний выполнить очень сложно.

Ионообменный способ

Подобное решение предполагает установку специального фильтра со свободными ионами натрия, которые, вступая в реакцию с водой, заменяются на ионы примесей железа. Данный способ довольно прост, и кроме того, удобен, ведь такой фильтр можно установить даже в пространстве под раковиной.

Ионнообменный метод

Метод обратного осмоса

Данный способ по праву считается самым эффективным среди всех методов очищения от примесей. Подобная фильтрационная установка способна задерживать железо на молекулярном уровне даже в растворенном виде.

Принцип работы установки обратного осмоса

Однако такое решение предполагает установку целой конструкции, которая включает предварительные фильтры для очистки воды от железа для исключения быстрого засорения основной мембраны, а также минерализаторы, которые восстанавливают воду после ее полного обессоливания.

Пример минерализатора

Применение реагентов

Подобное решение чаще всего используется в промышленности, поскольку требует серьезной последующей очистки от химических соединений. Однако оно может использоваться и для частных домов, например, с использованием гипохлорита натрия. Принцип действия реагентов довольно прост: они, вступая в реакцию с примесями, образуют нерастворимый осадок, который не попадает в воду на выходе с помощью системы фильтрации.

Гипохлорит натрия может применяться и в домашних условиях в отличие от многих других элементов