Очистка воды от железа

Железо является одним из самых распространенных металлов в природе. Поскольку многие соли железа довольно хорошо растворяются в воде, то в некоторых случаях в ней может наблюдаться повышенное содержание металла. Санитарными нормами определяется предельное количество солей железа в воде – не более 0.3 мг на литр. Многим известны случаи, когда данные нормы не соблюдаются, особенно в случае эксплуатации старых водопроводных труб. В прошлом, да и зачастую в настоящее время активно используются стальные водопроводные трубы. Частые перерывы в подаче воды, когда в водопровод попадает воздух, провоцируют окисление железа с образованием ржавчины. Окислы железа растворяются намного лучше, чем чистый металл, поэтому очень часто на сантехнических устройствах можно увидеть ржавые потеки.

Осадок от солей железа

Необходимость очистки

Владельцы скважин и колодцев также часто сталкиваются с повышенной концентрацией металла в воде, особенно в местностях, где присутствуют железосодержащие минералы. Очистка воды из колодца обязательна при высоком уровне грунтовых вод.

Вода с повышенным содержанием железа начинает приобретать характерный металлический привкус, ее очистка от солей железа позволяет значительно улучшить технические и вкусовые качества.

Точное определение значения концентрации железа возможно лишь в химической лаборатории. Если какие-либо признаки указывают на повышенную концентрацию железа, то есть смысл обратиться в лабораторию для проведения анализа. Многие источники утверждают, что потребление в пищу воды с содержанием солей железа до 3 мг на литр не приводит к ухудшению здоровья, но к таким советам следует относиться с некоторой долей скепсиса. Железо необходимо организму (важнейшая составляющая гемоглобина), но избыток может привести к снижению усвоения других важных микроэлементов.

Само железо в повышенной концентрации способствует возникновению:

• Кожных раздражений;
• Аллергических реакций;
• Изменений состава крови;
• Нарушения сердечного ритма;
• Ухудшения памяти;
• Изменений в печени;
• Нарушений в работе щитовидной железы.

Использование неочищенной воды не только вредит сантехнике, но и очень неблагоприятно отражается на здоровье и может спровоцировать возникновение различных заболеваний. Такая вода нуждается в чистке. Очистка воды из скважины в загородном доме преследует цель не только удаления соединений железа, но и иных примесей, в том числе снижение жёсткости.

Фильтры для воды

Железо содержится в воде в нескольких формах:

• Двухвалентное железо;
• Трехвалентное;
• Железоорганические соединения;
• Бактериальная форма.

Из всех перечисленных форм, трехвалентные соединения железа наименее растворимы в воде. Именно они придают воде желтоватый оттенок и довольно быстро выпадают в осадок при отстаивании. Остальные формы воду окрашивают в меньшей степени и в больших концентрациях. Осадок выпадает только при продолжительном отстаивании. Органические соединения железа осаждаются в виде желтоватых хлопьев. При испарении жидкости соли железа переходят в другую степень окисления и приобретают характерный цвет ржавчины.

Очистка воды

Водоподготовка входит в число обязательных мероприятий на всех предприятиях пищевой промышленности и на большинстве остальных. Системы водоочистки используют различные технологии, комбинации которых могут варьироваться в зависимости от предъявляемых требований к качеству воды. Для очистки воды от разнообразных примесей разработано большое количество методик, которые отличаются трудоемкостью, стоимостью и эффективностью:

• Механические фильтры;
• Угольные фильтрующие элементы;
• Ионообменные смолы;
• Солевые фильтры;
• Обратный осмос;
• Дистилляционные установки.

Устройство фильтра для воды

Существуют также методы, которые позволяют очистить воду от железа путем перевода растворимых солей в нерастворимые соединения с последующей фильтрацией. К ним можно отнести:

• Аэрирование;
• Озонирование;
• Хлорирование;
• Обработку солями марганца (перманганат калия – марганцовка).

Механические фильтры используются только для очищения от нерастворенных взвешенных частиц. Их применение целесообразно в комплексе с остальными методиками как для первоначальной очистки для продления срока службы основного фильтра, так и для окончательной очистки перед подачей потребителям.

Для этой же цели служит фильтрация очищаемой воды при помощи активированного угля. Эффективность очистки активированным углем намного выше, чем при помощи обычного фильтра, так как площадь фильтрующей поверхности имеет очень большую величину за счет микроскопических пор на поверхности угольных частиц. К сожалению, большинство растворенных веществ угольным фильтром не задерживается, и он имеет малый срок службы из-за засорения микропор.

Наиболее качественная очистка воды от железа и марганца, а также от большинства других нежелательных примесей осуществляется при помощи фильтров, основанных на явлении обратного осмоса. Основным элементом является особая мембрана, разделяющая поток воды. При прокачке жидкости чистая вода проходит через мембрану, а содержащая концентрат примесей –сбрасывается в сток.

Принцип работы фильтра на обратном осмосе

Осмотический фильтр имеет несколько существенных недостатков, препятствующих широкому распространению:

• Высокая стоимость;
• Излишне сильная очистка воды от минеральных элементов (степень очистки воды не уступает дистилляции);
• Высокая чувствительность мембраны к механическим примесям и органическим соединениям;
• Необходимость в высоком давлении воды на входе фильтра.

По мере совершенствования технологий стоимость осмотических фильтров постоянно снижается, но остальные недостатки устранить невозможно. Так для увеличения срока службы фильтра требуется тщательная предварительная фильтрация воды от механических примесей. Поскольку органические соединения железа отфильтровываются с большим трудом, то они способны в короткий срок покрыть поверхность мембраны тонким слоем, что сделает работу фильтра невозможной.

Сильно деминерализованная вода не рекомендуется к использованию в качестве питья, так как вызывает хроническое обессоливание организма. В питьевой воде должно быть некоторое содержание минеральных солей.

От большинства перечисленных недостатков свободен солевой фильтр. Принцип фильтрации основан на связывании примесей, растворенных в воде путем реакции с полифосфатами фильтра. В дальнейшем связанные примеси могут быть отфильтрованными при помощи фильтра с активированным углем. Простота использования, низкая стоимость и реклама послужили широкому распространению подобных фильтров, но при этом умалчиваются такие недостатки:

• Большой расход соли при сильно минерализованной колодезной воде;
• Не всякий фильтр пригоден для питьевой воды, поскольку содержание полифосфатов в воде не должно превышать определенный уровень.

Очистка воды солью возможна преимущественно для технических нужд.

Солевой фильтр

Очистка воды от солей жесткости и обезжелезивание в небольших количествах выполняется посредством дистилляции. Дистиллирование основано на осаждении воды из паровой фазы. При нагреве воды до температуры 100˚С начинается ее закипание с выделением пара. При этом посторонние примеси остаются в оставшейся жидкости. Пар конденсируется на охлаждаемой поверхности и поступает либо в трубопровод, либо в накопительную емкость. Проведя процесс несколько раз, можно получить химически чистую воду. Процесс нашел применение только в определенных отраслях промышленности, поскольку очень энергозатратен. В домашних и лабораторных условиях может применяться для приготовления небольших количеств дистиллированной воды, например, для доливки в кислотный автомобильный аккумулятор.

Принцип работы дистиллятора

Перевод растворимых солей в нерастворимые к фильтрации не относится, но также используется для очистки воды. Аэрация позволяет преобразовать растворимые двухвалентные соединения железа в нерастворимые трехвалентные, которые затем легко отфильтровать. Хлорирование, озонирование и обработка солями марганца хорошо справляются с разложением и связыванием труднофильтруемых органических солей железа. Наиболее безопасна система водоочистки при помощи озона. Использование хлора требует продолжительного отстаивания, поскольку данный газ имеет сильный неприятный запах, а в больших количествах ядовит, а очистка воды от марганца имеет определенную сложность. Данные методики используются исключительно в промышленных условиях по вполне понятным причинам. Для очистки воды из собственного колодца на даче требуется применение более доступных и безопасных способов.

Системы очистки воды от растворенного железа состоят из нескольких последовательно включенных установок, которые используют различные принципы фильтрации.

Очистка воды от железа из скважины в домашних условиях

Очистка воды из колодца или скважины важна еще тем, что туда могут попасть близкорасположенные грунтовые воды. Для удаления железа в домашних условиях используются механические фильтры, активированный уголь, солевые и осмотические фильтры. Правильно подобранная комбинация фильтров помогает, если и не совсем избавиться от нежелательных примесей, но значительно снизить их концентрацию.

Наиболее распространена следующая система очистки воды:

• Механический фильтр;
• Фильтр с активированным углем;
• Солевой фильтр.

Фильтрующие элементы вкладываются в специальные колбы, которые могут быть объединены в единый компактный блок. Замена фильтрующих элементов не представляет трудности и может выполняться по мере необходимости.

Фильтровальная станция

Очистка воды марганцевыми солями (марганцовкой) может применяться для осаждения органических солей и бактериального железа. При вливании в загрязненную воду раствора перманганата калия примеси через некоторое время выпадают в виде бурых хлопьев, которые удаляются отстаиванием или последующей фильтрацией. Само собой разумеется, что очистка воды от примесей железа подобным способом пригодна только для малых количеств воды.

Видео