Очистка воды от железа

Очистка воды от железа

Роль железа в жизни человека

Железо, являясь составной частью миоглобина и гемоглобина, входит в состав цитохромов и ферментов, принимающих участие в окислительно-восстановительных реакциях, а так же участвует в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена: обеспечивает транспортировку кислорода в организме, нормализует работу щитовидной железы, влияет на метаболизм витаминов группы В, входит в состав некоторых ферментов (в том числе рибонуклеотид-редуктаз, который участвует в синтезе ДНК).

В нашем теле содержится от 2 до 5 г железа в зависимости от уровня гемоглобина, веса, роста, пола, возраста. Особенно его много в гемоглобине крови — 2/3 от общего количества, остальное запасено в тканях и внутренних органах, в основном в печени.

В случае недостатка железа наблюдаются такие симптомы как: ломкость ногтей, депрессия, нервные расстройства, выпадение и поседение волос, ожирение. Однако не следует забывать и о том, что при необходимости и важной роли железа в нашем организме, его переизбыток ведет к повреждению печени, почек и сердца.

Суточная потребность взрослого человека в этом элементе обычно не превышает 10-20 мг. Избыток железа в организме может привести к дефициту меди, цинка, хрома и кальция, а также к избытку кобальта. Повышенная чувствительность к холоду, ухудшение мозговой активности, пищеварительные расстройства, воспалительный процесс в полости рта, снижение функции щитовидной железы – все это последствия переизбытка железа в организме человека. Основными источниками железа для человека являются пища и вода. Поскольку контролировать количество железа попадающего через пищу проще, то отсюда следует вывод о том, что необходимо контролировать его содержание в бытовой и особенно в питьевой воде.

Основные формы существования железа в природных водах.

Явление повышенного содержания железа в природных водах  — довольно распространенная проблема для многих регионов земного шара. Железосодержащие воды можно встретить как в Северной и Центральной Европе, так и в Америке и на Юге Африки.

Поверхностные воды содержат железо в виде органических и минеральных комплексных соединений, а так же в виде коллоидных и тонкодисперсных взвесей.

Подземные воды характеризуются преобладающим количеством бикарбоната железа II, устойчивость которого зависит напрямую от значительных количеств углекислоты и отсутствия растворенного кислорода. В то же время железо может находиться в виде сульфида, сульфита, хлорида, карбоната и сульфата железа II, комплексных соединений с гуматами и фульвокислотами.

И так, в природных водах встречается несколько форм железа, к каждой из которых необходимо применять свою специфику очистки.

1. Элементарное железо (Fe⁰). В воде не растворяется, в присутствии кислорода воздуха или влаги окисляется до Fe₂O₃, образуя ржавчину.
2. Железо двухвалентное (Fe²⁺). Преимущественно бывает там, где нет кислорода воздуха и довольно высокое содержание углекислоты, т.е. в основном в подземных водах. Его соединения хорошо растворимы. При окислении выпадает в красно-бурый осадок.
3. Гидроксид железа (III). При нейтральном pH и выше нерастворим в воде, может находиться как в коллоидном состоянии, так и выпадать в осадок красно-бурого цвета.
4. Хлорид железа (FeCl₃), сульфат железа (Fe₂(SO₄)₃) – соли железа III, хорошо растворимы в воде.
5. Органическое железо. Наибольшую роль в образовании органического железа играют гумусовые вещества, образуя с ним сложные комплексы и коллоидные структуры. Очистка от коллоидного железа представляет наиболее трудную задачу из всех прочих.

Рассмотрим основные методы промышленной и бытовой очистки воды от железа, или деферизации.

Методы обезжелезивания воды на модифицированных загрузках.

Применимы как в промышленности, при обезжелезивании подземных вод, так и в небольших системах очистки воды для загородных домов. Обезжелезивание проходит на колонных фильтрах, небольших бытовых и магистральных фильтрах на каталитической  загрузке.

Каталитическая загрузка в общем случае представляет собой гранулированный материал природного происхождения, поверхность которого в своем составе имеет диоксид марганца, при контакте с которым в присутствии окислителей идет катализ окисления растворенного двухвалентного железа в трехвалентное и дальнейшее его задержание в среде загрузки.

Процесс окисления железа(II) высшими оксидами марганца, которые далее восстанавливаются до низших ступеней окисления и затем вновь окисляются растворенным в воде кислородом, описывается уравнениями:

4Fe(HCO₃)₂ + 3MnO₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃↓ + MnO + Mn₂O₃ + 8CO₂↑,
3MnO + 2KMnO₄ + H₂O → 5MnO₂ + 2KOH,
3Mn₂

O₃ + 2KMnO₄ + H₂O → 8MnO₄ + 2KOH.

Суть метода обезжелезивания на модифицированных каталитических загрузках заключается в том, что бы катализировать процесс окисления железа(II) в железо(III), даже при низких значениях pH, а затем, переведенное в форму гидроксида, задержать в объеме фильтра.

На данное время в мире производят довольно много катализаторов, отличающихся по своим свойствам и условиям работы. Но все они работают по принципу окисления растворенного в воде железа высшими оксидами марганца. В качестве примера можно привести дробленый пиролюзит, «черный песок» (песок, покрытый пленкой оксидов марганца, которые образуются в результате разложения 1%-ного раствора перманганата калия, подщелоченного до pH ∼ 8,5…9 водным раствором аммиака) и сульфоуголь, покрытый пленкой оксидов марганца (для его получения сульфоуголь обрабатывают 10%-ным раствором MnCl₂, а затем через слой образовавшегося Mn-катионита фильтруют 1%-ный раствор KMnO

4. Калий вытесняет марганец, который окисляется и осаждается на поверхности угля в виде пленки оксидов марганца). Для более оптимальной работы окисления железа(II) вода должна фильтроваться со скоростью 10м/ч через слой каталитической загрузки высотой 1м.

В данный момент на рынке представлен довольно широкий ряд различных модифицированных загрузок отечественных и зарубежных производителей для удаления из воды железа. Все они отличны по ряду факторов: условиями работы, эффективностью, долговечностью, цене. В каждом конкретном случае необходимо выбирать ту модифицированную загрузку для обезжелезивания воды, которая бы наиболее эффективно справлялась со своей задачей в заданных условиях работы.

Вы можете ознакомиться с предлагаемыми нашей компанией модифицированными загрузками, их свойствами и условиями работы, пройдя по ссылке обезжелезивание и деманганация.

Обезжелезивание воды катионированием.

Применяется в том случае, если необходимо убрать либо остатки ионов железа (II), либо в процессе общего умягчения воды.

В общем случае, обезжелезивание поверхностных вод происходит при одновременном их осветлении и обесцвечивании. Находящееся в воде железо в виде коллоидов, тонкодисперсных взвесей и комплексных соединений удаляется обработкой воды коагулянтами (солями алюминия или железа). Для разрушения же комплексных органических соединений железа воду обрабатывают сильными окислителями: озоном, хлором, перманганатом калия. Применяя в качестве коагулянта соль железа происходит наиболее полное удаление железа из воды вследствие интенсивной адсорбции ионов железа на хлопьях Fe(OH)₃. Оптимальное значение pH в случае применения в качестве коагулянтов, как солей алюминия, так и железа, лежит в интервале 5,7…7,5.

Промышленные методы очистки.

В зависимости от форм железа, его количества и буферных свойств воды следует использовать один из нескольких методов промышленной очистки. Все многообразие методов можно подразделить на два типа: безреагентные – используются для очистки подземных вод, и реагентные – для очистки поверхностных вод.

Безреагентные методы очистки подземных вод в промышленности.

Как говорилось выше, подземные воды характеризуются повышенным содержанием железа II, находящимся в форме бикарбоната, карбоната и сульфата.
Такая вода может быть очищена безреагентными методами при условиях:

• pH не менее 6,7;
• щелочность не менее 1мг-экв/л;
• перманганатная окисляемость не более 7 мг O₂/л;
• содержание железа (III) не более 10% от общего;
• преобладание железа (II) в бикарбонатной или карбонатной формах.

 

При содержании железа до 3 мг/л  и производительности до 1000 м³/сут применим  метод фильтрования на каркасных фильтрах. Суть метода заключается в том, что бы перевести железо (II) в железо (III), которое осаждается на намывном патроне. В процессе фильтрования в самом начале решающую роль играет различие в зарядах керамического патрона, ионов железа (II) и хлопьев железа (III).

В начале процесса идет нарастание слоя гидроксида железа на патроне фильтра, при этом происходят как химические, так и физические процессы. Постепенное закупоривание пор фильтрующей перегородки характеризуется достижением определенного соотношения объема твердых частиц, задержанных в порах, к объему самих пор. При полном закупоривании заканчивается первая стадия процесса и начинается вторая – образование первоначального слоя осадка. На этом этапе завершается процесс зарядки фильтра и начинается фильтрование с целью обезжелезивания воды.

 

При содержании железа до 5мг/л можно применять метод «сухой фильтрации». Суть метода заключается в том, что бы фильтровать воздушно-водяную эмульсию через незатопленную зернистую загрузку путем образования в ней вакуума или путем нагнетания больших количеств воздуха с последующим отсосом из поддонного пространства.

Особенностью процесса является образование дегидратированной пленки на зернах загрузки (песок, керамзит, антрацит, винипласт, полистирол, полиметилметакрилата пр.) состоящей из магнетита, сидерита, гетита и гематита. Эти соединения характеризуются плотной структурой и объемом в 4..5 раза меньше, чем объем пленки из гидроксида железа.

 

При содержании железа от 5 до 10 мг/л  следует применять метод упрощенной аэрации с одноступенчатым фильтрованием. При данном методе предусматривается как напорный, так и безнапорный вариант фильтрования, в зависимости от требуемой производительности. Метод основан на том же принципе обезжелезивания, что и метод «сухой фильтации» — на зернистой поверхности образуется каталитическая пленка из ионов и оксидов двух- и трехвалентного железа. Процесс обезжелезивания с образованием пленки является гетерогенным автокаталитическим процессом, в результате которого обеспечивается непрерывное обновление пленки как катализатора непосредственно при работе фильтра.

 

При содержании железа от 10 до 20 мг/л применяется метод аэрации с двухступенчатым фильтрованием. Сущность процесса аналогична вышеописанной. На поверхности загрузки образовывается мономолекулярный слой, состоящий из шаровых молекул гидроксида железа и прочих соединений, как железа (III), так и железа (II).
Вследствие своей хорошей адсорбционной способности, высокой удельной поверхности и наличия большого количества связанной воды (до 20%), такая пленка представляет собой очень сильный адсорбент губчатой структуры. Одновременно пленка является  катализатором окисления поступающего в загрузку железа (II).
В свою очередь, присутствие в воде таких веществ, как аммиак, сероводород, свободная углекислота, коллоидная кремнекислота, являются «ядами» для адсорбционной структуры. Вследствие того, что молекулы этих веществ имеют по паре свободных электронов, они могут участвовать в образовании ковалентных связей с поверхностью катализатора, что при значительных концентрациях этих соединений снижает активность поверхности.

 

При концентрациях от 20 до 30 мг/л – рекомендуется метод с использованием вакуумно-эжекционных аппаратов. Проходя через воздух железо (II) окисляется, переходя в окисное железо  с образованием коллоида гидроксида железа, коагулируется  при pH = 6,8…7 и выделяется в осадок в виде бурых хлопьев.

 

Реагентные методы очистки вод в промышленности.

Как правило, применяются к поверхностным водам где: низкие значения pH, высокая окисляемость, нестабильность воды.

При этом при содержании сернокислого или карбонатного железа, либо комплексных железоорганических соединений в концентрациях:

до 10 мг/л и перманганатной окисляемости до 15 мг O₂/л рекомендуется применять фильтрование через модифицированную загрузку.

Загрузку модифицируют путем последовательной обработки 1,5%-ным раствором серно-кислого железа (II), а затем 0,5% раствором перманганата калия.

После модифицирования загрузки увеличиваются силы адгезии, и адсорбция ионов железа происходит наиболее полно.

 

до 15 мг/л и перманганатной окисляемости до 15 мг O₂/л предпочтительно применять метод, предусматривающий упрощенную аэрацию, обработку сильным окислителем и фильтрованием через загрузку высокой грязеемкости.

Суть метода заключается в том, что бы удалить избыток углекислоты и обогатить воду кислородом воздуха при аэрации, далее добавить более сильного окислителя (хлора, озона, перманганата калия и т.п.).  Это будет способствовать повышению pH и окислению комплексных железоорганических соединений. Соединения закисного и окисного железа извлекаются из воды через зернистую загрузку.

 

свыше 10 мг/л и перманганатной окисляемости более 15 мг O₂/л имеет смысл применять напорную флотацию с предварительным известкованием и последующим фильтрованием.

Метод основан на действии молекулярных сил, способствующих слипанию отдельных частиц гидроксида железа с пузырьками тонкодиспергированного в воде воздуха и последующем всплывании образующихся при этом агрегатов на поверхность воды.
При этом снижение окисляемости зависит от количества воды, подвергаемой насыщению воздухом, дозы извести и давления насыщения.

Статью подготовил:
Руководитель ПТО
OOO «CАТ»
Макаров Василий А.
8-905-282-32-19

Нужна консультация? Свяжитесь с нами!
Телефон: +7 905 282 32-19
Email: [email protected]

Станции очистки сточных вод от железа

Вода, перенасыщенная железом, негативно влияет на работу оборудования и бытовых приборов. В трубах образуется осадок, приводящий к возникновению коррозии. Такой же осадок постепенно создается и на внутренних стенках оборудования. В домашних условиях железистая вода может всего лишь сократить срок действия чайника или водонагревателя. Что касается производства, то последствия могут быть куда более значительными. Выход из строя производственного оборудования может привести к сбоям в работе всего предприятия.

Чтобы обезжелезить жидкость, поступающую на производство в промышленных объемах, необходима современная станция очистки воды от железа. Компания «Союзинтеллект» готова предложить качественные фильтры бренда Аруан. Они помогают удалить железистые примеси из воды с высоким уровнем качества. Результаты работы таких фильтров говорят сами за себя – анализ очищенной воды показывает существенное снижение показателей.

 

Очистка сточных вод от железа

Методов очистки промышленной воды от железа существует на сегодняшний день несколько. Среди них:

• аэрация;
• окисление;
• отстаивание;
• ионизация.

Инновационные механические фильтры Аруан созданы для того, чтобы очистка сточных вод от железа оказывалась наиболее эффективной. В процессе окисления растворенное в воде железо преобразовывается в нерастворимые хлопья, которые в дальнейшем  и отфильтровываются. Для этого используется особая мембрана, которая задерживает даже мелкие частицы с диаметром до 1 микрона. Ультратонкая очистка позволяет избавить воду не только от железа, но и от различных механических примесей. А это также способствует ее качеству. Такая жидкость уже не создает опасности для оборудования на предприятиях.

 

Особенности фильтров Аруан

С помощью фильтровальных систем Аруан промышленная очистка воды от железа становится более простой. Результативность фильтров этого бренда подтверждена многочисленными отзывами пользователей. Современные фильтры Аруан тонкой механической очистки обеспечивают сохранность отопительных котлов и другого оборудования. Вы можете также выбрать для работы и специальную колонну с засыпками – она тоже качественно обезжелезивает воду.

Фильтры, выпускаемые под брендом Аруан, не требуют сложного обслуживания хотя бы потому, что в них отсутствуют картриджи. А именно эти расходники и делают содержание фильтровальных систем затратным. «Союзинтеллект» предлагает вам ознакомиться с каталогом продукции. Здесь вы можете выбрать максимально эффективную модель фильтра в соответствии с нужной производительностью. Товар будет доставлен вам в оговоренные сроки.

Каталог продукции

ВИДЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ СИСТЕМ
ОЧИСТКИ ВОДЫ АРУАН

• Больше

  Фильтры ультратонкой механической очистки.

  Принцип струнно-мембранного картриджа уникален тем, что он не нуждается в замене картриджей, постоянном обслуживании, а также дополнительных расходах. Струнно — мембранная технология Артезиан отличается от других обычных технологий. В фильтре Артезиан нет глубинных пор, а так же на струну не налипают загрязнения, грязь легко промывается при промывки фильтра и не нуждается в замене картриджей МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА Размер пор между струнами составляет до 1 микрона. Поры пропускают мельчайшие молекулы h30, а загрязнения задерживают, такие как: глина, ржавчина, торф, мутность, цветность, соли жесткости, марганец, железа и другие тяжелые металлы.. Задерживает все загрязнения, кроме молекулы h30 и минимальных примесей в виде полезных минералов кальция, магния, цинка, калия. На стадии механической очистки задерживает загрязнения на 98% такие как: мутность, примеси ржавчины, глины, торфа, жесткости, соли жесткости, растворенного железа, тяжелых металлов, запахов, привкуса, бактерий и других загрязнений. Спроектирован для дач, коттеджей, частных домов, офисов, бассейнов, школ, детских садов, муниципальных объектов.

  Закрыть
• Больше

  Система Озонации

  Система Озонации вырабатывает озон и кислород, которые проникает в камеру смешиваясь с водой. Происходит химическая реакция, после чего все растворенные тяжелые металлы; — литий, барий, фтор, цинк, железо выпадает в осадок и мгновенно преобразуются в ржавчину. Далее ржавчина очищается фильтром ультратонкой очистки « Аруан» или колонной с засыпками для железа. Так же система Озонации очищают хлор, газы сероводорода и аммиака, нитраты, бактерии, нормализует ph и овп среду.

  Закрыть
• Больше

  Система электрохимической аэрации

  Его отличие от обычных аэраторов в том, что в нем снабжен Электролиз — это генераторы из титана, которые дают мгновенную кавитацию, после чего вырабатывается атомарный кислород. Растворенное железо и тяжелые металлы сразу же выпадают из растворенного вида в осадок ( в твердые вещества ржавчины). В дальнейшем ржавчина оседает и сливается в канализацию или поступает в дальнейшую систему ультратонкой очистки или засыпных колонн Аруан. В данном этапе потребления засыпок потребляется меньше в 2,5 раза, а так же эффект засыпок увеличивается в несколько раз, что позволяет очищать воду до 25 мг железа на литр и даже больше. ? Также атомарный кислород расщепляет запах сероводорода, аммиака, органических запахов, так же хлора. При помощи электролиза вода очищается от бактерий и вирусов, обеззараживает воду. Предыдущая версия аэрационного модуля других производителей устарела, а также при помощи обычного кислорода практический не дает никакого эффекта. Поэтому наш аэратор Аруан лучше очищает железо в 10 раз.

  Закрыть
• Больше

  Магнитные преобразователи воды

  Постоянные магнитные поля выделяются от полиградиентных высоко мощных магнитов. Срок службы фильтра составляет от 30 лет и не расходуется. При помощи фильтра вы можете очистить воду от накипи, жесткости, кальция, магния и солей жесткости. Вся сантехника, оборудование, нагревательные приборы, станки не будут зарастать накипью. Если до обработки жёсткость имеет вид под микроскопом как иголки — они легко прилипают на всю сантехнику, то после омагничивания в воде не проявляется накипь, а форма жесткости преобразовывается в форму шарообразного вида, которая не способна налипать как накипь на оборудования и сантехнике, так же вода смягчается и разрушает уже существующую накипь в трубопроводе. Вы можете сэкономить платежи на электроэнергию, так как повышение жёсткости приводит к тому, что нагревание воды требует больше затрат, вместо того что бы нагреть воду, тратиться много электричества, чтобы выработать накипь в воде. Без накипи расходы на электроэнергию сокращаются на 15 %.

  Закрыть
• Больше

  Засыпные колонны – комплексная доочистка воды.

  Комплексные системы с 10 вариантами загрузок и разными модификациями. В колоннах применяются ряд химических элементов такие как: Ионообменная смола, гранулированный угольный сорбент, кремний, кварцевый песок, и другое, засыпка МВЖ и Birm для железа и тяжелых металлов. Засыпки необходимы для доочистки воды от химии, железа, накипи, бактерий, нефти продукции, газов и других загрязнений. Смеси в колоннах возможно регенерировать и восстанавливать их срок службы для дальнейшей вторичной эксплуатации.

  Закрыть
• Больше

  УФ стерилизаторы для воды

  Устройство стерилизации проточного типа представлено лампой излучения электромагнитного спектра заключенное в компактный корпус из высококачественной стали с блоком управления. Для стерилизации воды устройство имеет четыре модификации в зависимости от производительности – от 1 до 500 м3/час. Модельного ряда вполне хватает и для бытовой стерилизации воды и для обеспечения некрупного предприятия пищевой промышленности и частного сектора. В целях исключения вероятности попадания болезнетворных бактерий в водопровод потребителя, система очистки воды Артезиан предусматривает финальную обработку воды воздействием лампы ультрафиолетового спектра излучения, разрушающего болезнетворные бактерии и вирусы на генетическом уровне и лишающего их возможности к дальнейшему размножению.

  Закрыть

Методы очистки воды | Очистка воды

Вот список наиболее популярных методов очистки бытовой воды в настоящее время:

• аэрация воды (аэрация в открытой емкости, аэрация в колодце, напорная аэрация, воздушная эжекция, оксидайзер)
• отстаивание и коагуляция (переливные емкости)
• дозирование реагентов (дозирование гипохлорита натрия, коагулянтов, перекиси водорода, марганцовки)
• осветление (магистральными фильтрами с картриджами, на загрузках)
• обезжелезивание (каталитическое, автокаталитическое)
• умягчение, ионный обмен (катиониты, миксы)
• угольная сорбция (картриджи, колонны)
• УФ-обеззараживание (лампы)
• Мембранная очистка (обратный осмос, ультрафильтрация, нанофильтрация)
• Озонирование (осушенным, неосушенным воздухом)
• БЭХО (Титан-24 и аналоги)

Предлагаю таблицу применяемости методов водоочистки для всех известных видов загрязнений. Методики рассматриваются исключительно для бытовой водоочистки, не учитывая промышленные циклы, очистку стоков, всякую рекуперацию и прочие промышленные методы очистки сред. Мы говорим исключительно о бытовой водоочистке — о том, что Вы сможете собрать у себя дома для решения вопроса с водичкой в собственном доме. Итак… смотрим таблицу. Условные обозначения под таблицей подписаны.

* — метод очистки может быть применен В НЕКОТОРЫХ ВАРИАНТАХ (иногда)

** — данный метод очистки широко применяется, но не является оптимальным

*** — метод очистки идеально подходит для этого вида загрязнений

Х — данный метод применять нельзя.

пробел — метод очистки для данных загрязнений не применяется

Тяжелые металлы

Под удалением тяжелых металлов подразумевается удаление солей тяжелых металлов (никеля, кадмия, ртути, цинка, кобальта), а еще точнее — ионов этих солей. Соли тяжелых металлов образуют стойкие соединения, трудно поддающиеся удалению. Проблема еще и в том, что различные соли тяжелых металлов имеют различную структуру и требуют разных подходов в очистке. Но не нужно беспокоиться об этом заранее. Обычно с удалением тяжелых металлов сталкиваются те, кто занимаются очисткой сточных вод. Но и в водоподготовке хозяйственно-бытовой воды иногда случается столкнуться с удалением тяжелых металлов. Обычно это загрязнение антропогенного характера. Крайне редко приходится сталкиваться с превышением ПДК по солям тяжелых металлов в воде скважин. Поэтому анализ на этот вид загрязнения делают только при подозрении на присутствие в воде подобных солей. Однако, в настоящее время нет четкого определения что такое тяжелые нет. Кто-то причисляет к тяжелым металлам особо токсичные соединения, кто-то металлы с атомной массой более 50, к которым относится и железо, кстати. Так что вопрос с тяжелыми металлами довольно не простой.

Удаление ионов солей тяжелых металлов:

• Первый вариант удаления солей тяжелых металлов заключается в повышении pH до критического (для этих солей) уровня 8-9, при котором они выпадают в осадок, не без добавления коагулянтов и флокулянтов, конечно. Осадок удаляют отстаиванием, гравитационным методом — центрифугой, фильтрацией.
• Второй способ — обратный осмос. В бытовых условиях годится обычная мембрана, в промке используются специальные мембраны устойчивые к специфическим агрессивным веществам.

Аммиак (Nh4) и Аммоний-ион (Nh5+)

Аммиак — это газ с характерным запахом, органическое соединение, чаще всего присутствует в стоковых водах животноводческих, садовых организаций и всяких пром. предприятий. Всем известный «нашатырь» (нашатырный спирт) и есть водный раствор гидроксида аммония. Все прекрасно знают этот запах — ближайшая ассоциация — общественный туалет. Аммиак широко используют в быту и промышленности, еще его используют для длительного обеззараживания воды на очистных и при нарушении схемы дозации он может незначительно (или значительно 🙂 ) превышать ПДК городской воды на ряду с остаточным хлором.

Аммиак относится к малоопасным веществам, но в соединениях может создавать токсичные вещества. Плотность этого газа в два раза меньше, чем у воздуха, молекула обладает высокой полярностью, потому он очень хорошо растворим в воде.

В воде он присутствует в двух формах: аммиак и аммоний. Их сумма составляет общий аммонийный азот.

Для эффективного удаления аммиака сначала определяют pH и жесткость воды.

Содержание аммиака а аммоний-йонов зависит от показателя жесткости воды. Аммиак присутствует в воде только при высоких показателях pH — больше 8, в обычных условиях (pH <преобладает аммоний. Удаляется в целом довольно легко и разнообразными путями, поэтому удаление аммония и аммиака отдельного процесса в бытовой водоочистке не требует.

Основные методы очистки воды от аммиака в бытовых системах водоподготовки:

• дозирование гипохлорта натрия,
• аэрация с последующей фильтрацией на сорбентах
• ионообменным путем на цеолите,
• ионообменным путем на сильнокислотном катионите (аммоний имеет положительный заряд)
• обратный осмос

в очистке сточных вод и на городских ВЗУ используют и биологический метод.

Короче, бояться превышения ПДК по аммиаку в анализе не стоит. Если запах и привкус воды не беспокоит — значит и нет у Вас в воде никаких аммиачных загрязнений. А если есть — они убираются любым из методов водоочистки, который Вам предстоит применить.

Нефтепродукты

Если в Вашей воде нашли нефтепродукты: Поздравляю! Вы без пяти минут обладатель собственной нефтяной трубы! 🙂 И очень хочется надеяться, что когда-нибудь нефть будет бить фонтаном в моем доме, но, к сожалению, правда жизни в том, что преимущественно нефтепродукты в воде — это антропогенный фактор, влияющий на воды верхних водоносных слоев — верховодку и грунтовые воды, загрязненные пром.преприятиями. Хотя, бывает, в местностях с нефтяными залежами нефтепродукты попадают в воду скважин.

Впрочем, это большая редкость. В Московском регионе это будет 100% антропогенным загрязнением. При обнаружении превышения нефтепродуктами ПДК подземного источника водоснабжения нужно сделать расширенный анализ воды для исключения попадания в воду тяжелых металлов и других опасных соединений, которые обычно в воде не обнаруживают.

Удаляются нефтепродукты:

• в больших концентрациях отстаиванием, специфическими механическими методами очистки, как, например, бензомаслоуловителями (иначе их называют жироуловителями — уловить… и на продажу :)) шутка, обычно сжигают)
• в малых концентрациях химическими методами с использованием реактивов: эмульгаторы эмульсий,
• (ПАВ) Поверхностно-активными веществами.
• Сорбентом МС (простой и действенный способ)
• специальным волокном
• биологическим путем (нефть — это органика)
• угольной сорбцией (наиболее пригодный метод для бытовой водоочистки после сорбента МС).
• пенополиуретановыми нефтесорбентами, алюмосиликатом, специальным песком

Нитраты (NO3) и Нитриты (NO2)

Нитраты — соль азотной кислоты. Нас постоянно пугают нитратами в овощах, поэтому обнаружение нитратов в воде вызывает тихий ужас, но не все так страшно. Нитраты сами по себе безобиды, но в организме они могут преобразовываться в нитриты и нитрозамины, которые уже являются сильно токсичными веществами! При отравлении ими человек буквально испытывает дефицит кислорода! Выводятся нитриты из организма долго. Особенно опасны нитриты детям и чем мельче детеныш, тем опаснее для него нитриты. Поэтому будьте бдительны! Нитраты и нитриты в питьевой воде — опасны для Вашей семьи! При превышении нитратов в воде следует принять меры по очистке такой воды. Пугаться не стоит, они могут коварно проявиться только при длительном употреблении в пищу, для хозяйственно-бытовых нужд нитриты и нитраты в воде опасности не представляют, но Вы же знаете своих детей — они пьют воду из всех кранов дома.

Нитраты являются антропогенным загрязнением воды, попадают в верхние слои (верховодку и грунтовую воду) с сельхоз.полей и сточных вод. Практически не встречаются в артезианских и глубоких скважинах на песок.

Очистка воды от нитратов и нитритов:

• Ионообменным путем с помощью специальной нитрат-селективной смолы. Lewatit MonoPlus SR7, либо Purolite А-520Е, либо Resinex NR-1 Эти смолы намного дороже обычного катионита и удаляют из воды только нитраты и нитриты. Еще предположительно АВ-17-8с смола подходит для удаления нитратов.
• обратным осмосом для получения чистой питьевой воды.

Определить наличие нитратов в воде можно с помощью специального экспресс-теста ВИДЕО

Сероводород (h3S)

Сероводород — это газ, имеющий характерный запах, который мы все прекрасно знаем — запах тухлых яиц. Это я не сам придумал, так в Википедии написано. Формула его химичская — h3S, а это значит, что сероводород, диссоциируясь является восстановителем и помимо вонизма создает еще ряд неприятностей в процессах водоочистки — замедляя и затрудняя процесс окисления металлов. Кроме того, сероводород не поддается удалению ионообменными смолами и тем самым связывает руки всяким ГЕЙзерам и ЭГОдарам для продвижения их чудо-смесей для удаления всего и вся на основе ионообменных смол, иначе рынок был бы завален нафиг этими неадекватно дорогими продуктами.

Сероводород редко отражают в анализе воды «благодаря» его летучести. Без специального консерванта довезти воду до лаборатории, в которой все еще остался сероводород для количественной его оценки весьма затруднительно. Тем более, что концентрации его микроскопичны — ПДК 0,003мг/л, ну и 0,006 уже считается большим количеством.

Сероводород не является опасным газом. Да, он ядовит в больших концентрациях, но это черезвычайно большие концентрации, в бытовых условиях с которыми нам столкнуться не светит. В тех концентрациях, с которыми мы имеем дело сероводород является лечебным вонючим ветерком. Но присутствие его в системе водоснабжения неприятно. Это двойная вонь. Сама по себе холодная вода пахнет, а в боилере этот запах усиливается многократно + сероводород является питанием для бактерий, которые для нас совершенно нежелательны.

Сероводород удаляется несколькими способами:

• номер один — дозация гипохлорита натрия. Сероводород распадается на серу и воду. Сера в виде сульфатов задерживается в загрузке обезжелезивателя (5 мг АХ на 1мг h3S)
• номер два (наиболее широко используется) — аэрация. Открытая или напорная. Про такой способ говорят: «отдуть сероводород». Т.к. он труднорастворим в воде, то охотно замещается воздухом
• озонирование (0,5мг озона на 1 мг h3S) рискованно образование серной кислоты при передозивке озона
• пиролюзит, некоторые сорбенты удаляют сероводород
• цеолиты удаляют небольшое количество сероводорода
• угольная сорбция
• обратный осмос

Сульфаты (SO42-)

Сульфат-ионы являются смежным «продуктом» сероводорода. Иногда их в анализе ставят в один ряд, что не верно. Сульфаты не несут никакого вреда человеку, их концентрация по ПДК в питьевой воде 500мг/л — это в 166 тысяч раз больше, чем концентрация сероводорода и в 5000 раз больше, чем концентрация марганца. Сульфат магния, сульфат натрия, используются в медицине, в качестве лекарственных средств. Тем не менее, большое количество сульфатов, наравне с хлоридами может придавать воде горький вкус. Кроме того, сульфат кальция может откладывать на теплообменниках, как и карбонат кальция.

Удаление сульфатов делает:

• Ионообменным путем — сильноосновными анионитами (может быть добавкой к катиониту в умягчителе)
• обратным осмосом

Хлориды (HCl)

Хлориды — это соединения хлора с различными металлами и минералами, а иначе говоря — хлорные соли. Они вредны для здоровья в превышении ПДК 350мг/л, к тому же придают повышают коррозийные свойства воды. Кроме того, вода, насыщенная хлоридами, при попадании в организм человека, раздражает кожу, дыхательные пути, глаза, слизистые оболочки.  И поэтому в водоочистке их надо удалять еще маленькими.

Удаляют хлориды:

• угольной сорбцией
• обратным осмосом

Фториды (Фтор, F)

Фториды — это соли фтора. Являются высокотоксичными веществами, фториды делают людей безинициативными и безвольными существами ВИДЕО_1, ВИДЕО_2, ВИДЕО_3 поэтому в пищу не используются. Фтор играет важную роль в образовании и регенерации костей, зубов и превышение его концентраций может вызывать нарушение минерализации костных тканей животных и людей (флюороз). При превышении ПДК в 6 раз может быть серьезное токсическое отравление с поражением костного мозга.

В природной воде (чаще в артезианской) редко обнаруживается превышение ПДК фтора и фторидов, поэтому реальное его превышение как правило говорит об антропогенной природе (загрязнение окружающей среды плохими дядями и тетями) и заподозрить превышение фтора можно по органолептическому анализу — ощущению химического запаха и привкуса воды.

Удаляются фториды следующими методами:

• сорбцией угольной (углями марок СКТ, БАУ, КАД)
• ионным обменом сильноосновными анионитами
• сорбцией на специфическом материале — гидроокись аллюминия
• обратным осмосом
• электрокоагуляцией

Бактерии, Вирусы (Общее микробное число)

• хлорирование
• озонирование
• ультразвуковое обеззараживание
• ионы серебра
• ионообменным путем на китаоните Purolite C-100Ag, С-150Ag
• угольная сорбция
• обратный осмос
• УФ-облучениенах

Запах и привкус воды

Вода — h3O не обладает ни вкусом ни запахом. Но такая вода в природе не существует. Мы всегда имеем дело с водными растворами, но говорим «вода» для простоты. Запах и вкус воды обусловлены растворенными газами, органическими и неорганическими веществами, нефтепродуктами и прочими загрязнениями и часто мы можем органолептически сказать чем загрязнена вода — железом, сероводородом, аммиаком, либо органикой. Если присутствует запах воды, значит есть что-то в этой воде «дающее» этот запах. Следует очистить эту воду и запах и вкус воды исчезнут.

Методы улучшения органолептических свойств воды:

• весь спектр методов очистки воды от обнаруженных загрязнений
• угольная сорбция
• обратный осмос

Мутность, Цветность

Мутность и цветность воды обусловлены так же как и вкус с запахом наличием в воде загрязняющих веществ. Похоже, что эти слова не несут в себе никакой информации, потому что каждому и так понятно, что вода по своей природе не имеет ни цвета ни мутности, она совершенно прозрачна, как и воздух, который может быть сегодня кристально чистым и видно за 30 км вдаль, а завтра пришел циклон и видимость снизилась до соседнего дома. Тоже самое и с водой. Часто мы имеем дело с мутной водой, с водой, окрашенной в рыжий, коричневый, желтый цвета. Сама по себе цветность и мутность воды не говорит о характере загрязнений, но какие-то загрязнения точно есть. Цветность определяется в лаборатории после фильтрации воды через бумажный фильтр, что говорит о более мелких частицах, которые придают цвет воде.

Удаляются цветность и мутность по существу всеми доступными механическими способами, как то:

• осветлением. Это пропускание воды через осветляющую загрузку (сорбент) засыпного фильтра.
• фильтрацией с помощью разнообразных картриджей и мембранн, в том числе и обратным осомосом
• коагуляцией, флокуляцией, затем отстоем воды

Железо, Марганец

Обезжелезивание и деманганация воды — наиболее насущные процессы в современной водоочистке (по средней полосе РФ сужу). Читайте статью на эту тему. Железо присутствует в воде во множестве форм и все эти формы нарушают органолептические свойства воды и снижают ее пригодность для хоз-бытовых и питьевых нужд вплоть до полной непригодности воды. Основные формы нахождения железа в воде, с которыми сталкивается человек, задавшийся целью очистить воду в своем доме — это двухвалентное растворенное состояние, трехвалентное нерастворенное коллоидное и в виде более крупных частиц, а так же органика — железобактерии. Тоже самое касается марганца, который окисляется труднее и медленнее, но и его, как правило, значительно меньше в воде, чем железа.

Методы удаления железа и марганца из воды не хватит пальцев на руках и ногах, чтобы перечислить все, основные бытовые:

• трехвалентное железо удаляется осветлением воды
• окислением дозацией гипохлорита, либо аэрацией напорной и безнапорной и последующая фильтрация на загрузке обезжелезивателя, которая может быть каталитической или инертной.
• окисление и фильтрация с помощью автокаталитических загрузок, проявляющих окисляющие свойства без внешних окислителей (без кислорода и активного хлора).
• двухвалентное железо удаляется ионообменным путем с помощью сильнокислотного катионита
• сорбцией угольной удаляются небольшие концентрации железа
• обратным осмосом
• картриджи обезжелезивания с успехом применяются при незначительных превышениях железа и малых расходах воды

Водородный показатель pH

pH — водородный показатель. Это степень диссоциации молекул воды на Н+ катион и ОН- гидроксид анион в 10 минус (1-14) степени. Для простоты отображается, как pH от 1 до 14, где 7 — нейтральная вода, меньше 7 кислотная реакция, больше — щелочная. Чтобы разобраться в этой крайне непростой теме мне понадобилось пара лет, но Вы сможете сразу понять о чем идет речь, если загляните на страницу по ссылке водородный показатель — там есть пара неплохих учебных видео, которые прекрасно — быстро и просто объясняют это явление.

Степень диссоциации воды — pH, водородный показатель оказывает критическое влияние на процессы окисления растворенных металлов. Так, например, большинство загрузок обезжелезивателя полностью утрачивают свои каталитические свойства в отношении железа при pH ниже 6, а ниже 5.5 не работает ни одна каталитическая загрузка. Марганец удаляется при pH от 7, тяжелые металлы от 8-9.

Поэтому pH — крайне важен для процессов очистки воды, но так же pH сильно влияет и на здоровье человека. Мы все слышали словосочетание «кислотно-щелочной баланс» выдуманный маркетологами! Дай Бог здоровья маркетологам… а для здоровья человека питьевая вода должна иметь pH 7.5-7.9, что не верно отображено СанПиНом в их ПДК 6-9, потому что нельзя постоянно пить воду с pH ниже 7, но это долгая тема… мы говорим о методах водоочистки.

Процессы водоочистки связаны с окислением тех или иных веществ, я ни разу не слышал о том, чтобы приходилось применять методы восстановления. Поэтому pH нужен чем выше, тем лучше. Обычно исходная вода имеет pH от 6.8 до 7.5 — это нормальный показатель и как-то его корректировать для успешной очистки воды не требуется. Эта же вода годится и для питьевых нужд. Но если pH ниже 6.8, то его нужно повышать.

Методы повышения pH и водоочистка с низким pH:

• с помощью pH — коррекции. Пропускание воды через загрузку Кальцит.
• с применением фильтрующих сред, повышающих pH, например Сорбент МС
• реагентным методом — дозация гидроксида натрия
• применение для очистки воды с низким pH ионообменных процессов на сильнокислотных и сильноосновных смолах.
• Коррекция pH с помощью картриджа после водоочистки

Окисляемость перманганатная

Перманганатная окисляемость характеризует общее количество растворенных в воде органических и минеральных веществ, окисляемых при помощи перманганата калия, выражается в мг О2 на литр. (мгО2/л) Буквально означает: «Сколько кислорода затрачено на полное окисление всех органических веществ, растворенных в анализируемой воде».

Этот обобщающий параметр характеризует общую степень загрязнения воды органическими веществами, т.к. их природа крайне разнообразна (природные, техногенные) и чтобы выявить каждый вид и его количество нужно сделать десяток дорогостоящих сложных анализов. А здесь мы быстро получаем результат всего лишь добавив пару капель реагента в воду.

Итак, высокая перманганатная окисляемость — это органические вещества — гуминовые и фульвокислоты, загрязнения антропогенного характера (загрязнения с полей, ферм, пром.предприятий). Норма ПДК СанПиН — не более 5мгО2/л

Методы удаления органических веществ по сути делятся на два направления извлечение и разрушение:

• Окисление дозацией гипохлорита, аэрацией или озонирование с последующей фильтрацией на сорбентах или Greendsand
• Ионообменные смолы-органопоглотители, так называемыми «скавенжеры» (слабоосновные аниониты с пористой структурой)
• Разрушение жестоким ультрафиолетом (эффективно только в замкнутых циклах, например бассейны)
• Сорбция угольная (метод извлечения)
• Обратный осмос (фильтрация через мембрану и смыв в канализацию)
• Коагуляция и отстой (открытые емкости)

Хлор остаточный

Остаточный хлор наблюдается в воде из городского водопровода. Вода хлорируется для удаления органических веществ и препятствия заражению воды во время перемещения ее от очистных сооружений к потребителю внутри трубопровода.

Остаточный хлор так же имеет место быть в системах очистки воды с применением дозации гипохлорита. Помимо органолептического обнаружения (вонизма) хлор плохо влияет на здоровье человека, не рекомендуется пить хлорированную воду и тем более кипятить ее с целью удаления хлора.

Методы удаления остаточного хлора:

• Угольная сорбция
• Выветривание в открытой емкости

Общая минерализация (Сухой остаток)

Сухой остаток определяется в лаборатории (в мг), как вес остатка после полного испарения отфильтрованной бумажным фильтром воды.

Характеризует (частично) общую минерализацию, иначе говоря общую солевую насыщенность воды, а еще проще говоря — общее количество растворенных в воде веществ. Сухой остаток и общая минерализация немного различны, т.к. при испарении из воды уносятся многие летучие вещества, входящие в состав минерализации, но для наших целей бытовой водоочистки эти понятия очень схожи и разграничивать их просто незачем. Сухой остаток характеризует количество именно растворенных веществ, потому что взвеси — мутность, цветность не являются частью раствора, а как бы «плавают» в воде — прежде, чем определять сухой остаток их удаляют бумажным фильтром. Газы улетучиваются во время выпаривания воды.

В жесткой воде общая минерализация может превышать 1000мг/л — это очень много, а хорошей питьевой воде минерализация не превышает 100-150мг/л, вода очищенная обратным осмосом имеет общую минерализацию 15-30 мг/л

Методы снижения минерализации:

• известково — содовый реагентный метод.
• обратный осмос
• дистиляция

Жесткость общая

удаляется умягчением

Рассказать друзьям

Существующие технологии очистки воды от железа

Наличие источника воды отнюдь не говорит о том, что проблема водоснабжения дома полностью решена.

В подавляющем числе случаев химический состав воды, внешне даже совершенно чистой, далек от установленных санитарными правилами норм. Прежде всего, речь идет об автономных источниках – колодцах или скважинах.

Однако и проведенный водопровод – это не всегда гарантия качества питьевой воды – в некоторых населенных пунктах системы предварительной ее очистки несовершенны, а иногда и попросту отсутствуют.

Если хозяин дома небезразличен к здоровью близких и к своему собственному, если хочет, чтобы сантехническое оборудование и бытовая техника служили как можно дольше и не зарастали характерным рыжим налетом, если не желает видеть ржавых пятен на одежде, он должен продумать систему очистки воды.

А одной из самых сложных проблем в этом вопросе является удаление из нее железа.

Повышенное содержание железа в воде – серьезная проблема

Наличие железа в воде обусловлено множеством различных факторов природного или техногенного свойства:

• Прежде всего, это химические реакции, постоянно происходящие в горных породах и грунтах, где железосодержащие минералы или неутилизированные остатки металла подвержены постоянному разложению и растворению.
• Свою лепту вносят промышленные, ливневые, сельскохозяйственные, бытовые канализационные стоки.
• Плюс к этому можно добавить неудовлетворительное состояние старых стальных трубопроводов.

В итоге концентрация железа в воде в той или иной форме очень часто значительно превышает установленный СанПиНом предельно допустимый уровень в 0,3 мг/литр.

Статистика произведенных лабораторных исследований показывает, что даже в относительно благополучных с экологической точки зрения регионах центральной части России показатель содержания железа колеблется от 1 до 3, реже – до 5 мг/л, а это существенно превышает допустимые санитарные нормы.

Даже при незначительном превышении – до 0,5÷1 мг/л, вода уже может иметь характерный металлический привкус.

При более высокой концентрации появляется характерный ржавый оттенок, который оставляет следы и на сантехнических приборах, и на предметах быта, и на одежде при ее стирке.

Железо может содержаться в воде в различных формах:

• Растворенное в воде свободное двухвалентное железо Fe+2. Оно не определяется визуально и не подвержено механической фильтрации.
• Трёхвалентная мелкодисперсная форма железа Fe+3 образуется от взаимодействия Fe+2 с кислородом воздуха. Обозначает себя характерным ржавым налетом.
• Гидроокись железа Fe(ОН)3. Это химическое соединение нерастворимо и присутствует в виде осадка.
• Коллоидное органическое железо, взвешенное в воде и практически не осаждающееся даже при долговременном отстаивании.
• Бактериальное железо – характерные слизистые вязкие наслоения или поверхностные пленки, являющиеся колониями или продуктами жизнедеятельности особых бактерий, получающих необходимую для существования энергию за счет процесса перехода двухвалентного железа в трёхвалентное.

Какую же опасность представляет повышенное содержание железа в воде?

• Прежде всего, это негативное влияние на здоровье человека.

Этот химический элемент, в определённых дозах полезный и даже необходимый для нормального функционирования организма, в избыточных количествах приводит к дисбалансу обменных процессов. Его накопление напрямую влияет на нарушение функций жизненно важных органов и систем – печени, почек, органов внутренней секреции.

Нарушается нормальный состав крови, повышается риск аллергических реакций. Продукты жизнедеятельности железобактерий могут вызвать пищевые отравления или стойкие расстройства желудочно-кишечного тракта.

• Избыток железа нарушает природный вкус чистой питьевой воды, ухудшает качество приготавливаемой пищи.
• Железистые отложения в виде твердых осадков или слизи приводят к быстрому зарастанию каналов водопроводных труб, особенно в местах поворотов или разветвлений.

Взвешенные твердые частицы абразивно действуют на уплотнительные прокладки в сантехнических изделиях и предметах бытовой техники, например, в стиральных и посудомоечных машинах.

• Чисто с эстетической точки зрения – мало, кому понравятся ржавые пятна на белье или одежде, на раковинах, ваннах и т.п.

Существует дилетантское мнение, что большинство проблем решаются кипячением или обычной механической фильтрацией воды. На самом деле, процесс обезжелезивания достаточно сложен.

Существует несколько технологий подобной очистки, на которых основаны фильтры для очистки воды от железа.

Метод аэрации воды

В основу метода положено свойство двухвалентного растворенного железа под воздействием кислорода переходить в мелкодисперсную трехвалентную форму.

Таким образом, для получения должного эффекта, необходимо обеспечить максимальный контакт очищаемой воды с воздухом.

Это можно осуществить несколькими способами:

• Отстаивание воды в открытых ёмкостях.
• Разделение потока воды на множество струй – с помощью фонтанирования или пропускания через дождевальную установку (душ).
• Применение инжекторов или эжекторов, образующих водно-газовую дисперсию.
• Барботация – пропускание через вод упод давлением воздуха от компрессорной установки .

Нередко, когда концентрация железа в воде невелика, подобной технологии, с последующими отстаиванием и фильтрацией, бывает достаточно для повышения качества воды до уровня питьевой. Однако только аэрация в чистом виде применяется нечасто – обычно это один из начальных процессов многоступенчатой системы очистки.

Очистка от железа реагентным способом

Для быстрого окисления растворенного в воде железа для его перехода в твердую фракцию и последующего фильтрования, могут использоваться специальные реагенты – химические вещества с выраженными окислительными свойствами.

Чаще всего для этого применяются гипохлорит натрия (NaOCl) или перманганат калия – попросту, известная всем «марганцовка» (KMnO4).

В настоящее время подобная очистка применяется крайне редко. Причина – значительное преобладание недостатков технологии над ее положительными свойствами.

Так, к преимуществам можно отнести лишь один критерий – простота самого процесса: реагент гарантированно вызовет требуемую реакцию. Но на этом, пожалуй, список достоинств заканчиваются, и начинаются сплошные недостатки:

• Реагент – быстро расходуемый материал, то есть требует постоянного пополнения, а это и лишние трудозатраты, и необходимость постоянного наличия хотя бы минимального запаса.
• Активные химические вещества – достаточно опасны для здоровья человека, и требуют тщательно выверенной дозировки.
• Следующий недостаток – прямое следствие предыдущего. Дозировка реагента находится в прямой зависимости от концентрации железа в воде. Однако эта величина – отнюдь не постоянна, она подвержена значительным сезонным колебаниям.

Таким образом, нужна высокоточная система автоматического контроля химического состава воды и дозирования реагента, что крайне нерентабельно. В ином случае либо вода не пройдет полной требуемой очистки, либо в воде останется значительная концентрация неизрасходованного реагента, небезопасного для людей и окружающей среды.

Итак, подобный метод хорош для получения очищенной воды для технологических нужд, но вряд ли применим для бытового использования.

Технология безреагентной очистки

От недостатков упомянутого метода в значительной мере удалось уйти при разработке технологии безреагентной очистки воды от железа.

Этот способ характеризуется применением специальных засыпок, являющихся и катализаторами окислительных процессов, и сорбционным фильтром для удаления образовавшихся твердых фракций железа.

В качестве засыпки могут применяться как природные минералы, так и синтетические вещества.

К натуральным материалам относят цеолит, глауконит, доломит. Распространенные синтетические или комплексные засыпки – «BIRM», «МФО-47», «Pyrolox», «МЖФ», «MGS» и другие.

Не вступая сами в реакцию, они инициируют процесс окисления двухвалентного железа за счет содержащегося в воде кислорода. Осадок собирается в самой засыпке, и периодически удаляется методом обратной промывки фильтрующего устройства. Сам катализатор практически не расходуется, и способен прослужить достаточно длительный срок.

Однако, не лишена подобная технология и недостатков:

• Не всегда растворенного во воде кислорода достаточно для полноценного окислительного процесса, даже при наличии катализатора. Таким образом, метод безреагентной очистки чаще всего предваряется обязательной аэрацией воды.
• Технология имеет определенные ограничения по применению в зависимости от химического состава воды – степени ее кислотного и щелочного содержания.
• Надежное окисление будет достигнуто после предварительной очистки воды от сероводорода.
• Засыпной материал – достаточно дорогой, и его замена потребует значительных материальных затрат.
• Система фильтров-обезжелезивателей требует частого обслуживания – прочистки и промывки. Игнорирование требований приведет к быстрому выходу ее из строя.
• Безреагентные фильтры обезжелезивания эффективно справляются с своей задачей, однако практически не обеззараживают воду. Для получения полноценно чистой воды, годной к пищевому употреблению, потребуется установка ультрафиолетового облучателя либо применение специальных асептических реагентов.

Ионная технология

Использование специальных ионообменных смол позволяют очистить воду не только от двухвалентного железа, но и от растворенных в ней магния и калия, и это, в принципе, является их главным предназначением.

При подобной технологии не требуется окисления железа до твердой фракции – идет его ионозамещение молекулами натрия.

Метод, на первый взгляд, беспроигрышный, но на практике оказывается, что в бытовых условиях он малоприменим.

Полностью исключить окисление железа кислородом, растворенным в воде, нереально, и трехвалентное железо очень быстро забивает поверхность катионитовых смол, образуя на них пленку, служащую средой для активного развития колоний бактерий и снижающую эффективность работы фильтрующей установки.

В итоге не выполняется ее главная задача деминерализация воды от ионов магния и кальция.

Вода, подаваемая в такие установки, потребует тщательной предварительной подготовки, иначе рентабельность использования данной станции обезжелезивания будет невысока.

Обычно такой метод применяется для очистки воды в специальных технологических целях – удаления веществ, способствующих быстрому образованию накипи в котельных, ТЭЦ и т.п.

Очистка методом обратного осмоса

Суть технологии состоит в продавливании воды искусственно создаваемым давлением через полупроницаемые мембраны, переводе ее из более концентрированное в менее концентрированное состояние (процесс, обратный классическому осмосу).

Микропоры мембраны имеют диаметр в тысячные доли микрон, и способны задерживать не только твердые взвеси, но и крупные молекулы содержащихся в воде веществ.

Не оставляют они шансов бактериям и вирусам – вода получается обеззараженной.

Использование технологии обратного осмоса не требует предварительного окисления воды – для двухвалентного железа правильно подобранная мембрана является непреодолимым препятствием.

Чтобы избежать высокого содержания в фильтруемой воде крупных, по меркам мембраны, взвесей трёхвалентного железа, системы фильтрации делают герметичными, сводя к минимуму поступление кислорода извне.

Недостатков у подобной технологии тоже немало:

• Так, получаемая в итоге вода слишком деминерализованная, близка к дистиллированной, а это не особо полезно для человеческого организма.
• Система очистки не отличается высокой производительностью, однако требует немалых энергозатрат на единицу выходного объема.
• Мембраны являются достаточно дорогим расходным элементом, могут быстро зарастать из-за скопления на поверхности отфильтрованных минеральных или органических веществ.
• Чтобы продлить срок эксплуатации мембранных осмотических установок, необходимо проводить тщательную предварительную очистку воды, а это опять лишние затраты.

Итак, способов очистки воды от излишнего содержания железа немало, однако ни один из них не может быть признан универсальным и не имеющим недостатков.

Для полноценной и качественной фильтрации, в промышленных или бытовых условиях применяются, как правило, комплексные очистительные установки, которые сочетают положительные качества нескольких технологий.

Очищение воды от железа

Чаще всего в природе встречается такое загрязнение, как повышенный уровень содержания железа (Fe3+, Feобщ, Fe2+). Природная вода часто содержит самые разнообразные соединения железа. Попадают они туда разными путями, однако все они очень вредны не только для человеческого здоровья, но и для используемых нами приборов обеспечения жизнедеятельности. Существует четыре основные формы железа, присутствующие в воде:
• Бактериальное железо как неотъемлемая часть микроорганизмов;
• Коллоидное железо, или Fe3+, имеющее вид осажденных частиц;
• Общее железо (Feобщ), представляющее собой растворенные ионы Fe2+ и Fe3+;
• Растворенные ионы двухвалентного Fe2+.
Очистка воды от железа осуществляется методом, который называется обезжелезивание.

Особенности и формы железа и магния

Как правило, состояние железа в воде двухвалентное. Однако при благоприятных условиях может произойти его окисление, и тогда оно переходит в трехвалентную форму. Его можно узнать по красновато-буроватой гидроокиси, которая не растворяется и оседает. Так, если налить загрязненную двухвалентным железом воду в стакан, то она со временем станет мутной. В мелкодисперсных осадках и растворенных соединениях можно обнаружить органическое железо. Кроме того, существуют некоторые микроорганизмы, которые используют выделяемую при окислении ими же двухвалентного железа энергию. При этом железо является частью их слизистых оболочек.
Ничего удивительного в том, что марганец и железо были найдены в грунтовых водах, нет. Ведь эти микроэлементы входят в состав земной коры в соотношении 0,1 и 5 процентов соответственно. Кроме того, в грунтовой воде иногда находится большое количество диоксида углерода. Он формируется в то время, как происходит разложение органической материи в верхних слоях земли. Далее, посредством выщелачивания, он опускается вниз – к водоносным слоям. Затем происходит реакция соединения диоксида углерода с водой, формируется угольная кислота, понижающая pH грунтовой воды. При этом те водоносные слои, у которых этот показатель низок, не содержат растворенный кислород. Вместо этого они там находятся иные восстановители, поэтому в них можно обнаружить марганец и железо в нерастворимых формах.
Марганец сложнее поддается окислению в нерастворимую форму по сравнению с железом, а значит, его куда труднее и устранить, потому он практически всегда есть в воде в виде растворенного иона. Как правило, концентрация марганца в грунтовой воде не превышает 2 мг/л. Однако иногда ситуация несколько усложняется, например, когда марганец и железо образуют с содержащимися в воде тано-, фульво- и гуминовыми кислотами органические комплексы. Как правило, вода с такими комплексами имеет яркий цвет, однако они могут быть и в бесцветной, но мутной водопроводной воде.
Также природа соединений марганца и железа может иметь неорганический характер, что происходит при соединении этих элементов с силикатами, монофосфатами и фосфатами. При этом марганец изолирован неорганической молекулой. Но существуют устойчивые комплексы, которые даже при окислении могут предотвратить агломерацию, фильтрацию и осаждение окисей.
Максимальное количество железа, содержащегося в хозяйственно-питьевой воде, согласно нормативам не должно превышать 0,3 мг/л.

Как производится обезжелезивание

Кажется, что сделать это очень просто. Достаточно лишь перевести его в форму Fe3+ и подвергнуть воду качественной фильтрации. Сказать легко, но сделать это совсем непросто. Эта проблема, помимо прочего, обуславливается и природными условиями, и составом подземных вод, и формами соединений железа, которые в них содержатся. Иногда процесс обезжелезивания представляет собой сложный физико-химический комплекс мероприятий, который сводится к повышению концентрации железа в воде и возможности перевода его соединений в слаборастворимые, а лучше нерастворимые формы.
Технологии, которыми производится удаление марганца и обезжелезивание воды, включают в себя фильтры окисления и умягчения. Ранее применялся метод, при котором умягчению способствовало ионообменное вещество. Однако этот способ был применим исключительно к полностью растворимым формам марганца и железа, а это обозначало, что использовать воду с низким уровнем pН и воду, в которой не содержится кислород либо другой окислитель, было нельзя. Срок службы ионообменного вещества уменьшался пропорционально увеличению степени концентрации марганца и железа.
Рекомендуется организовывать умягчение и удаление марганца и железа отдельно, поскольку эти процессы, проводимые одновременно, не гарантируют достижения желаемого результата.
Работа одного из типов фильтров основывается на окислении марганца и железа кислородом, содержащимся в воздухе. Далее производится фильтрация, барьером которой служит инертная загрузка материалов катализатора. Однако у таких фильтров есть существенный недостаток, поскольку необходимый для аэрации кислород, включенный в систему, повышает уровень коррозионной активности воды. Помимо этого, в случае если уровень рН находится в пределах от 6 до 7,0, то для окисления растворенного марганца понадобится более сильное вещество, например, перманганат калия.
Сегодня обезжелезивание воды как из скважин артезианского типа, так и из поверхностных слоев, представляет собой достаточно сложную в технологическом плане проблему. И универсального способа, который к тому же был бы оправдан экономически, пока что не придумано. Поэтому в каждом отдельном случае нужно применять способы и использовать то или иное оборудование, исходя из показателей воды.

Очищаем воду от железа правильно

Содержание статьи:

Вода из индивидуального источника часто обогащена железом. В этом плане приходится сталкиваться с тем, что она невкусная и ржавая. Чтобы улучшить качество воды, необходимо выполнять ее обезжелезивание. Специалисты разъясняют, как все выполнить правильно. Соблюдая их рекомендации, можно получить питьевую воду высокого качества, что исключит заболевания ЖКТ.

Способы очистки воды от железа

Специалисты рассказывают об основополагающих способах очищения жидкости от двухвалентного железа. Они не сложны в практическом применении. Пользователь может обойтись подручными материалами. Определиться с методом очистки воды можно по результатам ее анализа.

Отстаивание

Данный метод требует монтажа резервуара значительных размеров в помещении или на дачном участке. Она служит для транспортировки воды. Хорошо, если подача жидкости в бочку будет выполняться с помощью специальной душевой лейки и под напором.

Процесс отстаивания предполагает насыщение жидкости кислородом. Он происходит медленно. В результате отстоянная вода транспортируется к конечным точкам водоснабжения.

Аэрация

Очищение жидкости аэрацией экспертами признано самой эффективной технологией. Она подразумевает создание ускоренного воздухообмена. Такой метод позволяет обогатить воду кислородом. В следствии этого питьевая вода будет иметь нормальный химический состав.

Помимо железа аэрация очищает жидкость от сероводорода. Это осуществляется вследствие реакции на окисление молекул. Они переходят в растворимую и нерастворимую форму. Пользуясь данным методом можно проводить устранить железо для значительных объемов воды. Результатом становится улучшение ее вкусовых характеристик. Она полностью пригодна для питья, так как в ее составе отсутствуют опасные вещества, которые плохо отобразятся на здоровье. При использовании этого метода не нужно пользоваться химическими реагентами, поэтому отсутствует необходимость в их утилизации.

В зависимости с технологическими характеристиками процесса бывают различные виды аэрации. Напорная предусматривает применение специально предназначенных аэрационных колонн. В комплектацию бака включен компрессор, установленный на входе. Устранение окислившихся частичек железа осуществляется фильтром, который имеется на обратной стороне емкости. К оборудованию подсоединен водопровод, наполняющий бак жидкостью. После включается датчик потока, который запускает работу компрессора.

Он способствует подаче в камеру воздуха. С его помощью окисляется двухвалентное железо. При достижении давления до допустимой отметки в баке начинает запускаться в работу датчик на клапане сброса. За счет этого происходит процесс выведения чрезмерно скопившегося воздуха. На завершающем этапе жидкость очищается посредством фильтрационной установки. Она позволяет задержать окислившиеся частички железа, потом очищенная вода транспортируется в водопровод.

Среди иных способов применяется безнапорная аэрация. Такой метод предполагает присутствие жидкости в тщательно закрытой емкости. Там она распыляется с помощью форсунок на маленькие капельки. В ходе данного процесса они насыщаются кислородом. Это нужно, чтобы запустить процесс, связанный с окислением двухвалентного железа. Разработчики предусмотрели специально предназначенный компрессор, который способствует дополнительному обогащению воды кислородом. Единственным недостатком метода считается не достаточно сильный поток воды на выходе. Это можно исправить, если приобрести насосную станцию AL-KO. С ее помощью давление в водопроводе будет приведено в норму. Такой способ востребован пользователями, так как характеризуется повышенной производительностью. За сутки можно провести обработку 5 тыс куб.метров воды.

В быту популярен такой способ, как эжекторная аэрация. Чтобы его применить, не нужно пользоваться дорогим, крупноразмерным оборудованием. В этом случае аэрационная установка отличается компактными размерами. Ее работа производится благодаря энергии потока жидкости в трубопроводе. Подсоединять устройство к электросети не надо. В этом приборе использован эжектор сопла Внтури, способствующий появлению в трубах участков с невысоким давлением. Специально предназначенное отверстие осуществляет засасывание пузырьков воздуха. В комплектации имеется обратный клапан защиты, предупреждающий транспортировку воды наружу. Такой метод предполагает насыщение жидкости кислородом за счет эжектора. Впоследствии ее транспортировка происходит на фильтрующее устройство.

Выведение железа с помощью активированного угля

Для этого необходимо приобрести в аптечном пункте активированный уголь. Его надо завернуть в марлю. Через такой фильтр следует пропустить жидкость. Специалисты разъясняют, что уголь характеризуется свойством адсорбции, что позволит устранить опасные вещества.

Использование кремния

Этот метод достаточно прост. Емкость наполняется водой, бросаются туда камешки. Отстаивать жидкость необходимо на протяжении двух суток. После очищения к употреблению будет пригоден верхний слой воды. При этом нижний, в котором накопился осадок надо вылить. Пользователь должен периодически осуществлять очищение и обеззараживание камней.

Замораживание

Такой способ является несложным в применении. Специалисты объясняют, что примеси в жидкости подлежат замораживанию последними, поэтому основная ее часть станет льдом. То, что останется, требуется вылить.

Как сделать фильтр для обезжелезивания воды

Систему аэрации можно выполнить самостоятельно. Для этого нужно иметь резервуар на основе пластика от 150 литров и больше. Также потребуется насосное оборудование, шланг и душевая лейка. Заранее надо подготовить требуемое количество труб, которые послужат транспортировке очищенной жидкости из резервуара.

Пользователи с опытом рекомендуют первым делом определиться с местом на приусадебном участке, на котором будет установлен резервуар для воды. Вверху емкости потребуется сделать несколько отверстий. Они позволят кислороду попасть в емкость. Также можно приоткрыть крышку, чтобы она была не плотно закрыта. В верхней трети емкости нужно предусмотреть отверстие, которое позволит подсоединить трубу или шланг. Они необходимы для транспортировки воды.

Внутри бака к трубе следует закрепить душевую лейку. С ее помощью вода при поступлении в бак будет разбрызгиваться. Такой процесс способствует аэрации окисления железа кислородом. С иной стороны бочки в верхней ее трети нужно предусмотреть подвод трубы. Он послужит подаче отстоянной жидкости в систему домашнего водопровода. Пользователь должен периодически осуществлять очищение дна емкости от скопившегося железа. Если следовать данным советам, то система, предназначенная для очищения воды от железа, которая изготовлена самостоятельно, будет работать исправно.