Обезжелезивание воды

Чем обусловлено присутствие железа в воде?

Понятно, что кусок железной трубы не может раствориться, но в результате воздействия воды происходит окисление металла и образование ржавчины, которая затем циркулирует в водопроводных трубах. Двухвалентное Fe обычно встречается в растворенном виде и его количество зависит от химического состава водоносного слоя. Присутствие такого железа на первый взгляд незаметно, но по истечении некоторого времени под воздействием воздуха оно окисляется и превращается коричнево-красный осадок. Таким образом, взаимодействуя с кислородом, Fe переходит из двухвалентного в трехвалентное состояние. Именно такое железо оставляет на постиранном белье ржавые потеки, придает неприятный вяжущий привкус чаю и кофе.

Повышенное содержание
Fe в воде

Ржавый налет
на сантехнике

Состояние труб после долгой эксплуатации

Различают несколько типов железа, содержащегося в водоисточниках:

• органоминеральное – коллоидные гуминовые вещества, находящиеся в поверхностных водоемах;
• двухвалентное – растворенное, а значит не снижающее органолептические свойства водной среды. Чаще содержится в глубоководных скважинах;
• трехвалентное – образует нерастворимый осадок в виде гидроксида, который может улавливаться в ходе фильтрации. Это свойство используется как основа метода обезжелезивания;
• бактериальное – находится под оболочкой специфических железобактерий, «проживающих» в трубопроводах и болотных водах. Производимая очистка воды от ржавчины (или обезжелезивание) в первую очередь предусматривает удаление именно такого типа железосодержащих соединений.

Несмотря на то, что в разных типах водоисточников железо содержится в различных химических формах, при принятии решения о необходимости обезжелезивания оценивают именно его концентрацию. Для этого требуется произвести развернутый химический анализ воды из скважины, шахтного или трубчатого колодца, водопроводного крана (например, если есть желание организовать индивидуальную дополнительную водоочистку) или любого другого водного источника: река, озеро или просто дождевая вода. Только результаты такого санитарно-химического исследования воды могут являться основанием для осуществления фильтрации железа.

Некоторые примеры установленных нами систем обезжелезивания

Показания к тому, что вам нужна очистка воды от железа или марганца

• при уровне содержания 0,3 мг/л (а для некоторых видов производств и технологий нормируемый уровень еще ниже) – обезжелезивание рекомендовано;
• свыше 1,0 мг/л – крайне обязательно;
• ниже 0,3 мг/л – обезжелезивание не показано, поскольку железо является физиологически необходимым микроэлементом и его присутствие в воде все-таки необходимо.

Способ обезжелезивания определяется типом водопользования и концентрацией данного вещества.

Как удалить железо из воды?

Очистка воды от железа основана на получении нерастворимого железосодержащего химсоединения, выпадающего в осадок, который в последующем можно уловить. В современных станциях обезжелезивания часто применяются специальные вещества (обезжелезиватели), существенно ускоряющие процесс окисления. Трехвалентное Fe, выпавшее в осадок, задерживается фильтрующей засыпкой.

Такой способ очистки требует восстанавления «работоспособности» загрузки, т.е. – ее промывки. Автоматически, в зависимости от настроек, включается обратный водоток: либо через определенные интервалы времени, либо по достижении заданного объема расхода. Этот метод называется безреагентным обезжелезиванием. Если же в процессе промывки в фильтрующем составе «участвует» химический реагент-окислитель, речь идет о реагентном обезжелезивании воды.

Следует заметить, что удаление железа из воды реагентным методом возможно только в случае подключения к центральной канализации. Так, если для очистки сточных вод используется биологический метод (например, септик), установку реагентного обезжелезивания использовать не рекомендуется. Дело в том, что после промывки и восстановления химические вещества попадают в канализацию. Для бактерий, участвующих в процессе очистки стоков эти химикаты будут губительными.

Рекомендуемая засыпка для систем обезжелезивания

Pyrolox
Объем - 14,15 л

Birm
Объем - 28,3 л

QUANTUM DMI-65
Объем - 14,15 л

Manganese Greensand
Объем - 14,15 л

Особенности очистки воды из подземных источников

Одним из неприятных последствий антропогенного и техногенного влияния на окружающую среду является химическое загрязнение водных объектов, в связи с чем представляется необходимой очистка воды от металлов, различных ионов и взвесей. К сожалению, наличие гидравлической связи подземных водоносных горизонтов и поверхностных водоемов, подвергающихся наиболее неблагоприятному влиянию человека, предполагает возможность загрязнения даже артезианской воды.

Тем не менее, подавляющее большинство скважин (особенно артезианских) отличается чистой водой, с химсоставом близким к идеалу и надежной защитой от загрязнения. Однако, в силу определенных природных характеристик земных пород подземные водоносные слои могут быть обогащены (и иногда в избыточных количествах) многими соединениями, включая железо. Так, разграничивающие водоупорные пласты зачастую содержат бикарбонаты железа, растворимые в воде, а значит нисколько не снижающие уровень прозрачности.

При подъеме на высоту водная среда обогащается кислородом, который окисляет железосодержащие соединения. В результате изменяются не только химические, но и органолептические характеристики воды:

• появляется соответствующая рыжеватая окраска;
• в процессе хранении ее в условиях доступа кислорода воздуха образуется красно-бурый осадок;
• приобретается неприятный характерный металлический запах;
• появляется вяжущий привкус.

А поскольку водозабор может осуществляться из глубокозалегающих водоносных горизонтов, довольно часто применяется обезжелезивание воды из скважины, способ которого определяется концентрацией железа, растворимостью в воде и степенью насыщенности кислородом. Так, для подземных источников, насыщенных двухвалентным растворенным железом для его окисления достаточно установки, предназначенной для обезжелезивания воды аэрацией.

Стоимость обезжелезивания артезианской воды в таких установках значительно ниже, чем в случае использования других методов. Однако при их применении следует учитывать, что оптимального результата можно достичь только в случае, когда содержание Fe не превышает 10 мг/л. При более высоких концентрациях необходимо уже двухступенчатое обезжелезивание воды, цена которого значительно выше. В этом случае используются более мощные, чем кислород (как в случае аэрации) окислители, которые способны перевести в трехвалентную форму даже органические железистые соединения.

Кроме того, наряду с железом в земных породах часто содержится марганец – он стоит на втором месте после Fe по содержанию в природе и часто сопутствует ему. В связи с этим помимо обезжелезивания может быть необходима и очистка воды от марганца. Данный элемент также небезопасен для человеческого организма: учеными уже давно доказано токсическое действие марганца на центральную нервную систему, а также сердце, кровеносные сосуды и печень. Поэтому его удаление, или деманганация воды, должны быть обязательным компонентом водоочистки наряду с обезжелезиванием при водозаборе из горизонтов, ограниченных железомарганцевыми породами.

Для локального водоснабжения зачастую используются грунтовые воды – они залегают не так глубоко, их легче добывать, однако поверхностные водоносные горизонты характеризуются высокой лабильностью химического состава и повышенной жесткостью. Поэтому в период весеннего паводка обезжелезивание и умягчение воды для таких водоисточников считаются обязательными параллельными процессами.

Очистка воды от железа является необходимым этапом водоподготовки для дачи или загородного дома, где в качестве источника водоснабжения используются трубчатые колодцы. В них поступает вода из менее глубоких водоносных горизонтов, характеризующихся меньшей степенью защищенности, а потому их химсостав зависит от количества осадков и степени загрязнения метеорной воды. А поскольку она богата кислородом, то и окисление железа происходит значительно интенсивнее.

Таким образом, фильтрация воды от железа является одним из самых необходимых и часто применяемых методов водоподготовки независимо от типа используемого водоисточника и схемы водоснабжения. Необходимость обезжелезивания, способ водоподготовки и комбинация с другими методами и устройствами определяется исходным качеством водной среды.