Как избавиться от железа в воде из скважины. Обезжелезивание воды

Если значения качества воды выходят за установленные пределы, то необходимо вводить реагенты, такие как хлор, гипохлорид натрия и марганец. В упрощенных алгоритмах очистки можно использовать фильтры, и обычно устанавливают как минимум четыре, если производительность системы превышает 1600 кубометров в сутки.

Обезжелезивание воды

Высокая концентрация растворенного железа (Fe 2+) негативно сказывается не только на повседневной жизни, но и на здоровье. Для удаления этого элемента из воды применяют различные фильтрационные системы и станции обезжелезивания.

Недавно мы рассматривали методы удаления тяжелых металлов из воды. Теперь же подробно рассмотрим методы очистки от железа. Порой решение этой проблемы очевидно, но иногда его найти бывает достаточно сложно.

Для улучшения вкусовых параметров небольших объемов питьевой воды подойдут простые фильтры, такие как кувшины Brita. Конечно, подобные устройства не решат более серьезные проблемы с качеством, однако значительно улучшат вкус, цвет и запах воды. Также к альтернативам можно отнести настенные фильтры, настольные системы очистки, фильтры-диспенсеры и т.п. Однако если требуется более качественная очистка, стоит обратить внимание на системы обратного осмоса. А что делать в случае, если проблема намного серьезнее?

Железистая вода

Железо в воде не присутствует в виде твердых кусков или обломков; оно растворено, и иногда визуально заметно, что вода мутная. Какие виды железа можно встретить при открытии крана с водопроводной водой?

двухвалентное железо (ионы Fe 2+) присутствует, главным образом, в подземных источниках;
трехвалентное железо (ионы Fe 3+) образуется из сульфатов и хлоридов Fe 3+, хорошо растворяется в воде, и при взаимодействии с кислородом превращается в нерастворимый гидроксид Fe(OH)₃, который содержится в виде осадка или взвеси. Это трехвалентное железо появляется в воде, когда она контактирует с окислителями, например, с воздухом;
органическое железо представляет собой различные растворимые комплексы, содержащие органические кислоты и часто имеющие коллоидную структуру;
бактериальное железо — это железо, находящееся в оболочке железобактерий, и является продуктом их жизнедеятельности.

Органическое и бактериальное железо часто встречается в поверхностных водах, в то время как в подземных источниках может содержаться значительное количество марганца наряду с трехвалентным железом. Поэтому в процессе обезжелезивания воды, нередко удаляют и марганец — этот процесс называется деманганацией.

Как определить количество растворенного железа в воде?

Способ №1. Наблюдение

Явными признаками наличия железа в воде являются:

едва заметный красноватый оттенок;
красно-бурые разводы на сантехнике, такие как ванна, раковина и унитаз;
ржавые отложения внутри труб.

Способ №2. Анализ

С помощью тщательного анализа воды можно определить, какие именно загрязняющие вещества и в каком количестве присутствуют. Для этого необходимо взять образцы воды следуя установленным правилам и доставить их в одну из государственных или лицензированных частных лабораторий, где потребуется подождать несколько дней для получения результатов. Анализ будет иметь свою стоимость, однако информация, полученная в результате, крайне ценна и поможет разработать эффективную систему очистки воды от различных загрязнителей, включая растворенное железо.

Чем опасно превышение ПДК?

Ионы Fe 2+ попадают в воду в результате геологических особенностей региона и могут негативно влиять на здоровье человека. С одной стороны, железо важно для организма, однако его избыток, который может вызывать анемию и другие заболевания, является риском. Потребление воды, содержащей избыток железа, может привести к тяжелым последствиям для здоровья, так как накопление этого элемента в организме без адекватной усвояемости временно увеличивает риск раковых заболеваний.

Что касается бытовых аспектов, то современные технологии подразумевают использование воды во многих сферах. Для некоторых задач, таких как полив растений и газонов, концентрация растворенного железа может быть не столь критична. Но в случае отопительных систем, водопроводов и бытовой техники, это становится большой проблемой. Причина заключается в том, что ионы Fe 2+ окисляются кислородом и превращаются в нерастворимые формы, или же в ржавчину, которая накапливается и может препятствовать свободному движению жидкости, тем самым вызывая засоры и износы.

Вода из скважины с высоким содержанием железа: чем это вредно и опасно для домашних технологий?

Наличие железа в воде представляет серьезный риск для работы самых разных сантехнических устройств и приборов, так как оно может вызывать их засорение. Это происходит из-за того, что железо окисляется, вступая в реакцию с кислородом, и образует ржавчину.

Твердые частицы оседают на внутренних стенках труб, что приводит к уменьшению их диаметров и созданию препятствий, мешающих свободному прохождению жидкости. В результате этого снижается давление, и, чтобы его восстановить, требуется дополнительное насосное оборудование. Более того, повышается вероятность появления протечек и поломок.

Если содержание железа в воде высоко, это ускоряет процессы коррозии, особенно в условиях, способствующих образованию накипи на нагревательных элементах живительных приборов, таких как бойлеры, чайники и утюги. Пористые отложения ухудшают теплообмен, что связано с рядом проблем:

длительное время нагрева жидкости,
сокращение срока службы аппаратуры.

Вода из скважины с высоким содержанием железа может быть очень опасной для бытовой техники.

Негативные последствия не ограничиваются лишь разрушением техники. Железо окрашивает воды в ржавый или желтоватый цвет, что приводит к порче тканей и поверхностей. Оно также вызывает химические реакции с моющими средствами, что может привести к образованию трудновыводимых пятен и разрушению структуры тканей и посуды. Загрязненная вода ухудшает качество стирки и мытья.

Вода, содержащая железо: благоприятно или негативно для здоровья людей?

Железо является одним из важнейших микроэлементов для организма человека. Оно участвует в множестве биохимических процессов, включая кроветворение, поддержание иммунной системы, обмен веществ и дыхательные функции. Его нехватка может быть чревата развитием анемии, ухудшением состояния кожи, волос и ногтей, ослаблением работоспособности и повышенным риском инфекций. Следовательно, важно получать оптимальное количество железа как из пищи, так и из питьевой воды.

В зависимости от состояния и концентрации, железо может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на здоровье человека. В питьевой воде железо может находиться в двух формах: растворенной (двухвалентной) и окисленной (трехвалентной). Первая форма лучше усваивается организмом и не изменяет ни цвет, ни запах воды. Вторая форма, окисленная, придает воде буроватый оттенок, металл может создавать металлический привкус и вызывать неприятный запах.

Вода, богатая железом: плюсы и минусы для человеческого организма.

Согласно нормам СанПиН, предельное содержание железа в питьевой воде составляет 0,3 мг на литр. Это количество не считается опасным для здоровья и может даже помочь в профилактике анемии. Тем не менее, если содержание железа превышает указанные нормы, могут возникнуть следующие проблемы:

отравление, проявляющееся симптомами в виде тошноты, рвоты, диареи, головной боли, гипертермии и судорог;
развитие инфекционных заболеваний, так как повышенные уровни железа создают оптимальные условия для размножения бактерий;
возникновение гемохроматоза — состояния, при котором происходит чрезмерное накопление железа в печени, сердце, поджелудочной железе и других органах, что нарушает их функционирование.

Что же делать, если в питьевой воде зафиксировано повышенное содержание железа? Рекомендуется использовать специальные фильтры, которые помогут снизить концентрацию этого металла до безопасного уровня. Чистка улучшит органолептические показатели жидкости, а также предотвратит нежелательные последствия для здоровья и увеличение риска развития различных заболеваний.

Как устранить железо из воды: оптимальные концентрации

Если взять воду из скважины и поместить ее в прозрачную бутылку, через несколько часов станет заметно, что она начинает приобретать рыжеватый оттенок. Это вызвано тем, что железистые соединения реагируют с кислородом, переходя из двухвалентного состояния в трехвалентное. Это нерастворимая форма, в которой образуется осадок — ржавчина, придающая воде характерный оранжевый цвет. Если ваше водоснабжение централизованное, причина такого окраса обычно кроется в старых трубах, охваченными коррозией. Предельно допустимая концентрация железа составляет 0,3 мг на дм³; такая вода безопасна для питья и не портит сантехнические устройства. Если уровень железа превышает указанное значение, необходимо проводить водоочистку, поскольку такая вода считается небезопасной для здоровья. При содержании 2 мг/дм³ вода уже имеет неприятный привкус и может вызвать сухость и вяжущее чувство во рту, её нежелательно использовать даже для хозяйственных нужд.

Типы железных примесей

Как уже было отмечено, железо может находиться в разных формах и соединиениях с другими веществами, причем количество образуемых связей может варьироваться. Можно выделить следующие виды:

Двухвалентный оксид: При попадании в водную среду становится трехвалентным, и вода окрасится в ржавый цвет;
Двухвалентное железо: Это форма, при которой молекула состоит из двух атомов. Обычно его содержание сложно обнаружить без специального оборудования, так как оно растворимо и не изменяет внешний вид жидкости;
Трехвалентное железо: Обычно приводит к образованию осадка;
Органические взвеси, содержащие соединения железа.

Прежде всего, в воде встречаются различные фракции железа в разных формах, поэтому при выборе фильтра важно обеспечить удаление всех видов примесей.

Как избавиться от железа в воде из скважины: 5 шагов к выбору фильтра

Чаще всего в железных фильтрах используется химический окислитель, который хорошо зарекомендовал себя на практике на протяжении многих лет. Он имеет высокую эффективность в удалении железа и может функционировать при высоких расходах воды, при этом требуя лишь умеренной обратной промывки. Например, покрытый оксидом марганца, известный как марганцевый зеленый песок, окисляет железо при контакте с ним. Аналогично, зеленый песок также может эффективно окислять сероводород и марганец. Существуют также синтетические варианты зеленого песка — гранулированные минералы с покрытием диоксида марганца.

Birm

Фильтр Birm может быть применен для снижения уровня железа и марганца в воде, однако он не воздействует на сероводород. Этот фильтр использует растворенный кислород как катализатор, в некоторых случаях перед его применением нужно осуществить предварительное окисление, если уровень растворенного кислорода недостаточен. Преимущества использования фильтров Birm заключаются в простоте их обслуживания, долговечности и отсутствие необходимости в соли или химических реагентах. К примеру, когда он покрыт оксидом марганца, Birm начинает окислять железо при контакте с ним, но от него также бывает эффективно избавиться от сероводорода и марганца. Существует и альтернативный вариант — синтетический зелёный песок, который является гранулированным минералом с диоксидом марганца на поверхности.

Сорбент АС

Это новая засыпка, разработанная специалистами компании АЛСИС, которая функционирует как катализатор окисления для реакций взаимодействия растворенного кислорода с железосодержащими соединениями (II) и (III). В результате этих взаимодействий образуется гидроксид железа (III), который является нерастворимым соединением и легко удаляется обратным током воды. Сорбент также может окислять сероводород и задерживать его в последующих слоях загрузки, с эффективным удалением при обратной промывке. Важно отметить, что сорбент не требует применения каких-либо химических реагентов для регенерации. Для этого достаточно периодической промывки водой или водо-воздушной промывки, что более эффективно. В процессе эксплуатации сорбент сохраняет свои физико-химические свойства, что соответствует требованиям ГОСТ Р 51641-2000. У него высокая емкость и он отлично поддерживает низкие концентрации загрязняющих веществ в очищенной воде.

Можно ли использовать умягчитель воды для обезжелезивания?

Важно отметить, что многие специалисты не рекомендуют использовать умягчители воды для удаления железа. Это связано с тем, что срок службы ионообменной смолы укорачивается.

Следует ли ожидать, что умягчители воды задержат железо?

Да, действительно, железо может быть удалено во время ионного обмена посредством использования умягчителей. Это распространенный метод, который обеспечивает хорошие результаты при концентрациях до 3 (5) мг/л. Однако, обратите внимание, что максимально допустимый уровень железа, который сможет обрабатывать умягчитель, отличается в зависимости от модели и может варьироваться. Поэтому рекомендуется обратить внимание на технические спецификации производителя.

Признаки повышенного содержания железа в воде

При высоком содержании железа в воде можно заметить его присутствие по следующим внешним признакам:

При отстаивании воды с двухвалентной формой железа на дне сосуда образуется рыжеватый осадок.

Если в воде присутствует трехвалентное железо, выпадающий осадок имеет вид хлопьев, а сама жидкость может иметь желтоватый оттенок.

Желтоватый цвет также может свидетельствовать о наличии в жидкости органических соединений железа.

К прочим признакам повышенного содержания железа относятся:

наличие ржавых потеков на сантехнике, включая ванну, раковины и унитазы;

возможно, выраженное металлический привкус воды.

Редко могут встречаться повышенные уровни так называемого бактериального железа, которое возникает в результате жизнедеятельности специфического вида бактерий. Вода, содержащая его, может иметь радужную пленку на поверхности, и наличие желеобразных отложений в водопроводной системе также указывает на наличие бактериального железа.

Способы очистки воды из скважины от железа

Все методы очистки скважинной воды от железа можно условно разделить на две категории:

Домашние — это те методы, которые можно применять с использованием подручных средств.
Профессиональные — эти методы подразумевают использование специализированных фильтров.

Наиболее простой и доступный способ очистки — это отстаивание. Воду помещают в широкую открытую или неплотно прикрытую емкость и оставляют так на сутки или более.

железо, содержащееся в самом растворе, вступает в реакцию с кислородом из воздуха и выпадает в осадок. Чтобы увеличить эффективность процесса, через воду можно пропустить воздух, к примеру, используя компрессор.

Однако, более быстрым и эффективным, хотя и более затратным способом очистки является использование специализированных фильтров.

Но прежде чем куплять и устанавливать фильтр, крайне важно выяснить, в каком именно виде и в каких количествах присутствуют примеси в воде. Это нужно, поскольку разные типы фильтров используются для удаления различных видов железосодержащих примесей.

1. Ионообменный метод

Ионообменные фильтры применяются для очистки воды с присутствием двухвалентного железа. Суть метода сводится к обмену ионами железа на ионы натрия.

Данный способ является эффективным только для воды с относительно низким содержанием загрязнений (до 3 мг/л). При более высоких концентрациях используемые каталитические смолы могут быстро утрачивать свои свойства.

2. Обратный осмос

Обратный осмос также дает хорошие результаты очистки. По своей эффективности данный метод значительно превосходит ионообменный, поскольку мембраны фильтров не забиваются, а все загрязнения выводятся в дренаж.

Тем не менее, у обратного осмоса есть свои ограничения. В случае высокой концентрации трехвалентного железа мембраны этого типа все же могут засоряться и выходить из строя.

Для решения проблем, связанных с недостатками методов обратного осмоса и ионообменной очистки, часто используют аэрацию.

3. Метод аэрации

Аэрация предполагает окисление воды с помощью кислорода. В результате взаимодействия железо окисляется и выпадает в осадок, а затем предварительно очищенная вода подается в систему обратного осмоса или на фильтр с ионообменной смолой.

Метод аэрации позволяет очищать воду при содержании железа от 5 до 20 мг/л и более.