Обезжелезивание воды – необходимость или дань моде?

Всё о воде

Для чего необходимо обезжелезивание воды

Очистка воды от железа

Повышенное содержание железа в воде

Проблема повышенного содержания железа в воде и, как следствие, необходимость обезжелезивания воды не по наслышке знакомы жителям многих регионов нашей страны. Причем, повышенное содержание железа может быть как в водопроводной воде, подающейся через стальные или чугунные трубы и насыщающейся от них железом из ржавчины с их стенок (как на фото слева), так и в воде из скважин, поскольку во многих регионах подземные воды проходят через железосодержащие породы и приобретают повышенную концентрацию железа.

Железо, находящееся в воде, может быть в двух формах (точнее говоря в трех, но о коллоидном железе мы говорить не будем, для нашей статьи эта форма неактуальна) – двух- и трех-валентной. Двухвалентное железо образует водорастворимые соли, поэтому вода, даже с повышенным содержанием такой формы железа, выглядит совершенно чистой и прозрачной. Но, если дать ей постоять некоторое время, то двухвалентная форма перейдет в трехвалентную, и начнет образовываться бурый осадок, прекрасно нам знакомый в виде ржавчины, сущего бича водопроводных труб из железа, от которого постепенно удалось избавиться с переходом на водопроводные системы из пластика.

Но так ли уж необходимо обезжелезивание воды? Ведь в последние годы одним из самых распространенных заболеваний системы крови, особенно среди молодых женщин, являются железодефицитные анемии. Возможно, питье воды с повышенным содержанием железа наоборот, будет весьма полезным? Попробуем разобраться.

Почему необходимо обезжелезивание воды

Железо – микроэлемент, жизненно необходимый человеческому организму. Он входит в состав гемоглобина – белка системы крови, осуществляющего важнейшую функцию – транспорт кислорода от легких к органам и тканям. Если в человеческом организме недостает железа, то развивается анемия, о которой уже было сказано выше. Вроде бы, вода с повышенным содержанием железа должна быть полезна? Но есть одно “но” – железо, как и прочие микроэлементы необходимы человеческому организму в ограниченном, строго определенном количестве. И его повышенное содержание, равно как и дефицит, способны вызвать различные расстройства. Именно поэтому здоровым людям питье воды с повышенным содержанием железа противопоказано.

Ну и не стоит забывать о различных бытовых электронагревательных приборах. Растворенное в воде железо имеет привычку оседать на нагревательных элементах, уменьшая на 20-30% их эффективность и сокращая срок службы. Именно поэтому, содержание железа в воде более 0,3 мг/л является повышенным, такая вода нуждается в обезжелезивании.

Способы обезжелезивания воды

Существуют две основные группы способов обезжелезивания воды – безреагентное и реагентное окисление.

Безреагентное обезжелезивание воды

Самый старый и самый простой способ очистки воды от железа. Правда, требует некоторого времени – вода сначала собирается в большой бак (500-1000 литров), где под влиянием кислорода воздуха происходит окисление железа до трехвалентного состояния и выпадение в осадок. Для ускорения процесса можно подавать в емкость кислород под давлением. Через некоторое время (от нескольких часов до дней), очищенная вода поступает по трубам в систему, а осадок солей железа, выпавший вниз, в дренажную систему, периодически промывается.

Метод недорогой, но медленный и недостаточно эффективный. Применим для обезжелезивания воды , когда концентрация железа не превышает 3-4 мг/л, либо для предварительной очистки в сочетании с другими методами.

Реагентное обезжелезивание воды

Реагентное или каталитическое обезжелезивание воды основано на использовании различных химических веществ (самый распространенный – диоксид марганца), активно реагирующих с железом, растворенным в воде и осаждающим его на гранулах катализатора. Как правило, катализатор достаточно быстро восстанавливается при промывке его обратным током жидкости.

Этот метод в последнее время получил наибольшее распространение вследствие более высокой эффективности и быстроты действия.

Как и для чего нужно обезжелезивать воду

В качестве источника водоснабжения для загородных домов в большинстве случаев используется скважина. В сравнении с поверхностными источниками – реками, озерами или колодезной водой данный источник является более надежным. Это связано с тем, что глубина скважин обычно составляет несколько десятков метров, а вода на такой глубине не доступна для проникновения поверхностных загрязнений. Часто верхние пласты пород составляют водоупорные горизонты, что также не допускает распространения загрязняющих веществ.

Вода из скважин может различаться по своему минеральному составу. Как правило, она богата сульфатами, гидрокарбонатами, хлоридами. В некоторых случаях вода может содержать такие химические элементы, как марганец, магний, калий, железо. Каждая составляющая может изменять свойства воды, так, железо может придать ей желтоватый цвет и специфический привкус.

Наличие данного элемента в воде может влиять на организм человека

• Возможно появление аллергических реакций.
• Изменение состава крови.
• Накопление излишков железа в тканях и внутренних органах.
• Появление опухолей различного характера.

Влияние железа может сказаться на элементах системы водоснабжения – трубах, приборах, сантехнике. Это связано с тем, что при контакте с кислородом в воде, богатой железом, начинают развиваться железобактерии, продукты жизнедеятельности которых могут оседать на внутренних поверхностях трубопроводов, что приводит к уменьшению их внутреннего сечения.

В некоторых регионах концентрация железа в подземных водах достаточно высока, что заставляет владельцев скважин задуматься об обезжелезивании воды. Эта процедура может уменьшить концентрацию железа в воде, что в свою очередь будет полезным для владельца загородного дома:

• Снизится вероятность засора труб или выхода их строя сантехнических элементов.
• И, что немаловажно, уменьшится риск влияния железа на организм человека

Среди известных методов обезжелезивания воды можно выделить следующие

1. Отстаивание воды – не требует добавления химических реагентов и использования дополнительных приборов. Суть метода заключается в том, что при отстаивании происходит контакт с кислородом – это вызывает появление осадка на дне, а концентрация железа в воде снижается. Осадок удаляется методом фильтрации. При этом важно рассчитать требуемый объем емкости для отстаивания.
2. Метод аэрации, который заключается в дополнительном введении в воду кислорода при помощи специального оборудования, что ускоряет процесс образования осадка. Уменьшение содержания железа в воде наблюдается после ее фильтрации от образовавшегося осадка.

Первые два способа считаются наиболее безопасными из-за того, что не требуют добавления в воду химических реактивов.

Выбор метода обезжелезивания будет зависеть от следующих факторов

• Качества источника водоснабжения.
• Требуемых объемов чистой воды.
• Временных рамок для процесса очистки.
• Финансовых возможностей и наличия доступной площади для установки фильтров, установок ультрафиолета или озонирования.

Для многих владельцев загородных участков вопрос чистой питьевой воды является достаточно актуальным. Содержание в воде железа в больших концентрациях может не только ухудшить ее органолептические свойства, влиять на трубопроводы и сантехнику, но и быть опасным для здоровья. Система обезжелезивания может быть полезна для устранения подобного негативного влияния, но ее установка в некоторых случаях усложняет проект системы водоснабжения и повышает ее стоимость.

Обезжелезивание. Что это такое и для чего нужно?

Перед тем, как поступить воде в наши краны, она проходит многоступенчатую подготовку, чтобы стать благоприятной для использования. Одной из самых важных проблем на сегодняшний день является избыточное содержание железа в составе жидкости. Наши технологии прошли вперед и сейчас существуют различные способы решения данной задачи. Ведь такая вода отрицательно сказывается и на нашем здоровье, и приводит в неисправность бытовые приборы.

Что это за процесс?

Обезжелезивание или деферризация жидкости – это определённый вид очистки, заключающийся в удалении из её состава избыточного железа. Фильтры, которые выполняют эту функцию, называются обезжелезивателями.

Каждый человек, беспокоящийся за свое здоровье, решает данную проблему различными способами. Для начала назревает вопрос: откуда же попадает железо в жидкость?

Конечно, мы все понимаем, что данный металл не способен растворяться в воде, но из-за высокой влажности он вступается в реакцию с ней и образует ржавчину. Этот ржавый слой является двухвалентным железом, которого мы не сможем увидеть, а если оставить такую жидкость на пару часов, то он превратиться в трехвалентное и в виде маленьких частичек осядет на дно.

Фильтр обезжелезиватель воды FI-5-C (1465) с Clack

Суть обезжелезивания?

Сам процесс обезжелезивания заключается в окислении двухвалентного железа для того, чтобы оно превратилось в осадок, и его можно было удалить. Многие люди утверждают, что установка различных фильтров, которые предназначены для очистки воды от железа, бесполезна, ведь можно просто её отстоять и аккуратно слить воду. Но они очень глубоко ошибаются, потому что гарантий, что отстоявшаяся жидкость не содержит этого металла, никаких нет. Дабы не рисковать своим здоровьем рекомендуется всем дома установить эти фильтры. Также, они намного быстрее, чем отстаивание, выполнят свою работу.

Виды обезжелезивания.

Сама процедура очистки жидкости от избыточного железа делится на 2 группы по способу работы: безреагентный и реагентный.

Самый популярный метод безреагентного очищения воды – это ионный обмен, благодаря которому можно не сомневаться в качестве воды. К тому же такой способ не затрагивает другие вещества в воде, необходимые нашему организму.

Заключается этот процесс очистки в использовании ионообменных смол. Это некий искусственный материал, который имеет зернистую структуру с закрепленными ионитами. Когда вода попадает на смолу, то её гранулы начинают разбухать, иониты отделяются от них и начинается процесс очистки жидкости. Многие производители фильтров предпочитают именно безреагентный метод обезжелезивания по некоторым причинам. Во-первых, самый выгодный вариант с точки зрения цены и качества и, во-вторых, именно этот вид удаляет только избыточное железо. Напомним, что в питьевой жидкости должен находиться этот металл для оптимальной работы нашего организма.

Менее распространенным является другой вид обезжелезивания. Это реагентный метод. Процесс очистки заключается в выпадении осадка и последующем его удалении из жидкости самостоятельно. Но именно этот способ не может давать стопроцентных гарантий. Во-первых, высокая стоимость. Во-вторых, сложность самого процесса. Так же, не исключены возможность попадания других веществ, которые могут остаться после очистки.

При реагентном методе обезжелезивания происходит окисление двухвалентного железа и трансформация его в трехвалентное, которое не растворяется в воде. Этот ржавый осадок, оседая на дне удаляется механически. Именно поэтому это метод является очень дорогим, так как помимо химической очистки нужно еще покупать специальные фильтры, которые выводят продукты реакций.

Еще один из наиболее распространенных методов очистки – это обезжелезивание воды с аэрацией. Такой вид обезжелезивания проходит в несколько этапов. Первый заключает в себе то, что вода, попадая в аэрационную колонну, вступает в реакцию с кислородом. Только тогда вода готова к употреблению.

Зачем нужно удалять излишнее железо?

Во-первых, вода, в которой высокая концентрация железа, даже по внешним признакам настораживает потребителя и заставляет задуматься о покупке фильтров. Она имеет неприятный запах и металлический вкус, а при нахождении на открытом воздухе вообще приобретет рыжеватый оттенок.

Безусловно, уже внешний вид отталкивает человека от употребления этой воды. Не рекомендуется пить такую воду детям и взрослым. Избыток железа в организме отрицательно сказывается на сердце, может спровоцировать развитие злокачественных опухолей, привести к сильному отравлению и даже к летальному исходу. Обезжелезить необходимо не только питьевую воду, но и ту, которой моемся. На теле могут появиться различные аллергические высыпания, волосы станут безжизненными, а зубы не такими крепкими.

К тому же, такая жидкость разрушает не только наше здоровье, но и приносит вред вашим трубам. Повышенная концентрация данного металла приводит к образованию ржавого налета, из-за которого система водоснабжения вашего дома или квартиры встанет под угрозу.

Подводя итог всему вышесказанному, хочется еще раз сказать, что фильтры для очищения воды в 21 веке должны быть в каждой квартире!

Методы обезжелезивания воды: плюсы и минусы наиболее эффективных способов очистки

Методы обезжелезивания воды: плюсы и минусы наиболее эффективных способов очистки

Удаление железа из воды чаще всего необходимо владельцам частных домов и загородных дач, а все потому, что вода, которую люди получают из местных источников и центрального водопровода, содержит много этого металла. Каковы же причины его высокого содержания в жидкости, которую мы ежедневно используем для разных целей, и как решить эту проблему? Разработанные методы обезжелезивания воды используют только в отдельных случаях. Причем применение того или иного способа выявляет как его плюсы, так и минусы.

Из этой статьи вы узнаете:

Что дают методы обезжелезивания воды

Какие основные методы обезжелезивания воды существуют

Как действуют реагентные методы обезжелезивания воды

Как обезжелезить воду своими руками

Как помогают различные методы обезжелезивания воды

Железо как твердый металл не растворяется в воде. Оно окисляется, ржавеет, а ржавчина, в качестве нерастворимого осадка, оседает на дне. Наличие двухвалентного железа, которое чаще всего растворяется, неощутимо, оно никак не влияет на внешний вид воды, которая по-прежнему остается прозрачной и бесцветной.

Избыток железа, попадающий с питьем в человеческий организм, опасен для здоровья. Процесс его окисления можно наблюдать в отстоявшейся воде, когда оно выпадает в осадок. Это значит, что двухвалентное железо стало трехвалентным.

Помните, что, попав в ваш организм, двухвалентное железо начнет окисляться, нарушая при этом нормальную работу большого количества органов. Суть обезжелезивания заключается в том, чтобы искусственно окислить и превратить двухвалентное железо в твердую взвесь, затем удалить его из воды, тем самым обезопасив воду.

Основные методы обезжелезивания воды

Стоит сказать, что самой большой популярностью пользуются четыре способа обезжелезивания воды:

аэрация на специальном устройстве;

процесс коагуляции и осветления;

введение сильных реагентов (хлора, озона, перманганата калия).

Для очистки поверхностных вод чаще всего используют реагентные способы с дальнейшим фильтрованием.

Если же в воде обнаружено коллоидное двухвалентное железо, необходимо провести пробное обезжелезивание.

Когда же нет возможности провести очистку на первых стадиях проектирования, то после проведения пробного обезжелезивания в лаборатории или на основании опыта работы подобных устройств используют один из методов, описанных выше.

Отстаивание воды

Самым простым способом обезжелезивания является отстаивание воды. Это происходит так: в специальную емкость заливают воду, в ней, как в отстойнике, железо после окисления оседает, а верхний, очищенный слой воды транспортируется в дом для дальнейшего использования. Для ускорения процесса пользуются методом аэрации: когда компрессор нагнетает воздух. В таком случае минусы будут выражаться в необходимости свободного места для бака и насоса, а также низкой скорости обезжелезивания.

Аэрация на специальных устройствах

Аэрацию принято использовать в тех случаях, когда нужно избавиться от железа при его концентрации более 10 мг на литр и повысить величину pH выше 6,8.

Для процесса аэрации пользуются вентиляторными дегазаторами (градирнями) или контактными градирнями с естественной вентиляцией. Как же это все выглядит и работает?

Посмотрите на рисунок ниже, на нем представлена схема работы аэрационного метода. Вода попадает через патрубок (1) в верхний сектор градирни, где работает естественная вентиляция. Внутри дегазатор заполнен кольцами Рашига – их габариты 25×25×4 мм (4). Альтернативой данной керамической насадке может служить деревянная хордовая насадка из брусков.

С помощью вентиляторов навстречу воде подается воздух. Этот процесс позволяет удалить углекислоту и обогатить воду кислородом. После этого жидкость стекает в специальную емкость (7), оттуда насос подает ее в напорный фильтр. В итоге в наполнителе фильтра образуются хлопья гидроксида трехвалентного железа, которые и остаются здесь.

Реагентные методы обезжелезивания воды

Метод реагентного обезжелезивания используется в тех случаях, когда аэрационный метод не принес необходимого результата. Чаще всего это происходит, когда вода слишком сильно насыщена железом, и оно находится в сложно окисляемых формах.

Что же представляет собой реагентный метод обезжелезивания воды? Реагент вводится в жидкость для увеличения ее pH и ускорения процесса гидролиза железа, образования хлопьев, их коагуляции и окисления закиси металла.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Чаще всего перед добавлением реагентов, для экономии их расхода при подщелачивании и окислении, проводится аэрация. Для подщелачивания лучше всего подходит известь, для окисления железа – хлор или озон. Из-за того, что, используя реагентные методы фильтрации, образуется большое количество взвешенных форм железа, в этих системах предусмотрена двухступенчатая осветительная процедура, через отстойник-фильтр или осветлитель-фильтр.

Рисунок ниже отражает традиционную схему обезжелезивания жидкости с применением реагентов. Для начала воду аэрируют на вентиляторной градирне (1), тут же удаляется большая масса свободной двуокиси углерода. После этого перед отправкой в отстойник в воду вводят известковое молоко. Получившаяся смесь очищается в отстойнике (9) и фильтре (8). Если это необходимо, в известь могут ввести коагулянт.

Коагуляция и осветление, известкование

Из поверхностных вод зачастую необходимо удалять известь и коллоидно-дисперсные вещества, в составе которых есть железо. Чтобы очистить жидкость от извести и коллоидных веществ, необходимо ввести специальные реагенты-коагулянты. Такой метод фильтрации воды называется коагуляцией.

Коагулянты образуют в воде элементы, которые адсорбируют коллоиды и выпадают в осадок. Для удаления более сложных соединений железа, например, коллоида гидроксида железа Fe(OH)₃ или гумата железа, используется коагулирование с помощью сульфата алюминия или железного купороса с хлором или гипохлоритным натрием.

Режим работы и необходимое оборудование выбирают в зависимости от уровня и характера загрязнения воды. В случаях, когда необходимо повысить уровень щелочи и снизить содержание соли в воде, также используют известкование.

Коагуляция – сложный процесс, так как трудно рассчитать четкое соотношение коагулянта с количеством загрязняющих веществ. В таких случаях пропорции рассчитывают с помощью пробных коагулирований.

Как коагулянты применяют следующие вещества:

глинозем – сульфат алюминия Al₂(S0₄)₃ x 18Н₂0 при pH воды 6,5–7,5;

железный купорос – сульфат железа FeSCF х 7Н₂0 при pH воды 4–10;

хлорное железо FeCl₃ х 6Н₂0 для воды с pH 4–10.

Для того чтобы сделать процесс более интенсивным, в воду также добавляют флокулянты, чаще всего, полиакриламид. Данные вещества укрупняют осадок и увеличивают скорость слипания коллоидов и взвешенных частиц.

Методы обезжелезивания воды из скважин

Вода из скважин и источников другого рода может содержать железо в разной форме и количестве. Универсального метода по удалению этого элемента на данный момент нет. Обезжелезить воду можно несколькими способами, которые описаны ниже.

Для очистки воды в любых скважинах необходимо подготовится к процессу обезжелезивания: перемешать воду, тем самым обогатив ее кислородом, добавить щелочь, хлорировать либо озонировать. В итоге химической реакции двухвалентное железо в воде окислится и станет трехвалентным. После этого его можно будет удалить посредством отстаивания и фильтрования.

Распространенный метод очистки воды в скважинах – каталитический. Он ускоряет окислительные процессы, и железо намного быстрее становится трехвалентным. Данный процесс происходит в особом резервуаре с насыпными фильтрами из высокопористых материалов. В нем железо окисляется и оседает внутри пористых фильтров.

Применяя такой способ, можно избавиться от частиц железа размером до 10-25 мкм. Для удаления же более мелких фракций необходимо использовать другие методы.

Аэрация может использоваться по-разному. Например, способом фонтанирования специальными брызгальными механизмами, душирования (вода разбрызгивается в емкости), введения воздуха в жидкость с перепадами атмосферного давления, посредством компрессора.

Обычно аэрации хватает для того, чтобы сделать воду питьевой.

Введение в жидкость окислителей. С помощью этого метода можно ускорить химические реакции в воде, тем самым железо перейдет в трехвалентное состояние намного быстрее, чем при аэрации. Самым распространенным окислителем, который применяется в России уже более 100 лет, является хлор.

Хлорирование воды с помощью газообразного хлора – достаточно эффективно, но у этого метода есть минусы. Так, хлор в жидком состоянии очень токсичен, поэтому доставить его на место проблематично. Но этот недостаток уравновешивается тем, что данное вещество разрушает другие вредные элементы, такие как двухвалентный марганец, сероводород и т. д.

Метод обработки воды гипохлоритным натрием осуществляется посредством специальных дозаторов. Подобная процедура не меняет жесткости жидкости. Получение гипохлорита натрия происходит непосредственно на месте обработки воды из поваренной соли.

Озонирование воды хорошо тем, что не загрязняет воду побочными элементами, которые появляются после химических реакций. Этот процесс может быть полностью автоматизирован.

Получение озона происходит из технического кислорода и обычного воздуха из атмосферы. Во время озонирования образуется множество газовых пузырей, часть из них всплывает, другая же растворяется в воде, окисляя ее.

Фильтры на базе ионообменных смол работают также результативно. Такие устройства могут справиться с высоким содержанием железа. Основным их недостатком является быстрое засорение и частая замена фильтрующих составляющих.

Как обезжелезить воду своими руками

Для обезжелезивания воды в домашних условиях нужно:

использовать циркуляционный насос в системе подачи воды;

установить фильтр в теплом месте;

для нормальной работы фильтра он должен очищать как минимум 200 литров в неделю;

обезжелезить воду можно, отстаивая ее в стеклянных емкостях.

Для частных домов на приусадебных участках устанавливают колодцы или скважины. В таких случаях можно самостоятельно сконструировать систему для накопления воды, ее обезжелезивания и уничтожения бактерий (смотрите фото ниже).

Но подобные фильтры бесполезно использовать при водопроводных системах, состоящих из металлических труб, сгонов, муфт и т. д. Трубопровод должен быть металлопластиковым с фурнитурой из латуни или нержавеющей стали.

Главная часть системы – это столитровая емкость из дюралюминия. Посредством насоса вода поступает на распылитель А4. С помощью элемента А1 происходит концентрация озона внутри емкости. Вода из О1 сначала подвергается процессу фильтрации, после чего насосом поднимается на О2. После чего через патрубок О3 поступает кислород или воздух. Патрубки О4 и О5 (соединенные силиконовым шлангом), служат для контроля уровня воды в емкости. А2 – это обратный клапан. Насос А3 доставляет воду из бака.

Помните, что от качества потребляемой жидкости напрямую зависит ваше здоровье и жизнь в целом. Поэтому стоит задуматься об очистке воды и ее обезжелезивании. Помочь в организации этого процесса вам могут только профессионалы.

Где купить фильтры для обезжелезивания воды

Компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

Выбрать фильтр для воды.

Подключить систему фильтрации.

Подобрать сменные материалы.

Устранить неполадки в работе оборудования.

Дать телефонную консультацию по интересующим вопросам.

Доверьте очистку воды профессионалам компании «Biokit», которые заботятся о вашем здоровье.

Зачем нужно обезжелезивание воды?

На сегодняшний день многие знают, что избыточная концентрация железа в воде вредна для здоровья. Содержание железа для питьевой воды, согласно нормам СанПин — 0, 3 мг/л. Часто даже в водопроводной воде можно заметить несоблюдение этих норм. Что и говорить про воду из скважины или колодца. Что делать и зачем нужно обезжелезивание?

Вода без лишнего железа — путь к здоровой жизни

Есть ли в воде избыточное железо? Чтобы это понять, можно оценить состояние воды по своим ощущениям или сделать анализ воды. Второй вариант более точен, но и более долог и затратен. Также можно попробовать оценить состояние воды, исходя из собственных наблюдений:

• мутность и цветность воды с преобладанием желтого и бурого тона
• металлический запах
• железистый привкус (кисловатый)
• ржавые пятна на сантехнике, внутри чайника и бойлера, несмотря на прозрачность воды
• также при прозрачности воды — при наливании в емкость и оставлении на открытом воздухе на несколько часов выпадает осадок.

Как можно догадаться, вода с описанными свойствами плохо подходит для питьевых целей. При этом следует понимать, что полной картины органолептические характеристики воды не дадут. Например, желтоватый цвет воды и осадок может быть связан не с железом, а глиной. А эту примесь, как и песок, например, стоит убирать фильтрами грубой очистки. Кроме того, собственные наблюдения не помогут понять степень концентрации. Чем более ясный и подробный отчет по составу воды будет на руках, тем более эффективен будет результат выбора фильтра и метода очистки в целом.

Опасность железистой воды для здоровья

Переизбыток железа в воде может привести к ряду проблем:

• заболеваниям сердца
• нарушениям работы желудочно-кишечного тракта
• понижению иммунитета и общего тонуса
• отравлению и пр.

Возможно, некоторые люди могут подумать: а как же польза железа? Более того, при недостатке этого микроэлемента в организме наблюдаются весьма неприятные симптомы: вялость, слабость, склонность к простудным заболеваниям и многое другое. Может, наоборот, пить воду с железом? К сожалению, так эт не работает. Свою норму железа мы получаем с едой в течение дня. А вот в неочищенной воде, кроме этого металла, могут быть и другие неприятные примеси: марганец, аммиак, нитраты и пр. Если они также присутствуют в переизбытке, то будут нуждаться в очистке наравне с железом.

Вред железа для техники и трубопровода

В первую очередь, важно упомянуть, что, помимо дискомфорта от ржавой воды, от железа есть прямой вред как для бытовых приборов, так и для водопровода. Последние характеризуются следующими признаками:

• ржавчина может накапливаться внутри труб и провоцировать образование засоров
• постепенное разрушение трубопровода
• ухудшение проводимости.

Вред железа для бытовой техники не стоит недооценивать. Ржавый налет на нагревательном элементе в чайнике, стиральной и посудомоечной машинах снижает нагревательную способность всего механизма. Из-за этого нередко возникают различные поломки оборудования и общее ухудшение работы.

Как убрать железо из воды?

Неудивительно, что железо в воде беспокоит как жителей городов, так и владельцев своих домов и дач. Итак, если вы сделали анализ воды и убедились в том, что в ней действительно присутствует переизбыток этого металла или других тонких примесей, отличным решением может стать титановый фильтр ТИТАНОВ. Компактный и надежный, он не только эффективно очищает воду, но и экономит деньги. Благодаря природным свойствам титана, картриджи из этого материала не требуют замены. По мере загрязнения достаточно просто замочить фильтроэлемент в лимонной кислоте. Через 6-8 часов его нужно промыть под струей воды и поставить обратно в корпус.

Обзор основных методов обезжелезивания воды

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 23.07.2017 2017-07-23

Статья просмотрена: 2423 раза

Библиографическое описание:

Лекомцев В. Р. Обзор основных методов обезжелезивания воды // Молодой ученый. — 2017. — №29. — С. 17-20. — URL https://moluch.ru/archive/163/45186/ (дата обращения: 24.03.2020).

В статье рассмотрены шесть методов обезжелезивания воды. Автором статьи разработана таблица, в которой приведен сравнительный анализ методов обезжелезивания воды. С помощью разработанной таблицы можно наиболее быстро сравнить методы обезжелезивания воды между собой с целью дальнейшего рационального их выбора для конкретных целей.

Ключевые слова: вода, двухвалентное железо, трехвалентное железо, коллоидное железо, бактериальное железо, методы обезжелезивания воды

Качество воды источников водоснабжения во многом обуславливается степенью содержания в ней соединений железа. Важной задачей является использование воды для питьевых, бытовых и промышленных нужд с соответствующими нормативными показателями железа [1–2]. Но вода с изначальной нормативной степенью соединений железа присутствует далеко не во всех источниках водоснабжения, в которых соединения железа могут находится в четырех различных формах.

Типы соединений железа:

‒ двухвалентное железо — содержится в воде в растворенном состоянии и невидимо невооруженным глазом, при длительном контакте воды с атмосферным воздухом двухвалентное железо превращается в трехвалентное, и вода приобретает рыжеватый цвет;

‒ трехвалентное железо — содержится в воде в нерастворенном состоянии в виде маленьких частиц рыжего цвета, при длительном отстаивании нерастворенные частицы выпадают в осадок;

‒ коллоидное железо — содержится в воде в нерастворенном взвешенном состоянии, окрашивает воду в рыжий цвет, нерастворенные частицы не выпадают в осадок;

‒ бактериальное железо — состоит из живых и мертвых бактерий, образующих мягкое и вязкое слизистое отложения внутри трубопроводов и на санитарно-технических приборах.

Использование воды с повышенным содержанием соединений железа приводит к различным негативным последствиям:

‒ нарушение работы органов пищеварительной, мочеиспускательной и сердечно-сосудистой систем человека;

‒ появление раздражений кожи и ее аллергических реакций;

‒ образование рыжих пятен на санитарно-технических приборах;

‒ образование рыжих пятен на белье после стирки;

‒ появление коррозии трубопроводов;

‒ снижение срока службы бытовой техники.

Ряд перечисленных выше проблем решается при использовании различных методов обезжелезивания воды [3–5].

Методы обезжелезивания воды

Метод основан на способности воды, содержащей двухвалентное железо и растворенный кислород, при фильтрации через слой загрузки выделять образованное в процессе окисления кислородом трехвалентное железо на поверхности зерен загрузки.

В процессе аэрации кислород воздуха окисляет двухвалентное железо, при этом из воды удаляется углекислота, что ускоряет процесс окисления и последующий гидролиз с образованием гидроксида железа.

Коагуляция и осветление

Метод основан на образовании с помощью коагулянтов хлопьев, которые образуются из нерастворенных соединений железа. В процессе отстаивания хлопья выпадают в осадок.

Для ускорения протекания процесса коагуляции в воду вводят флокулянты, способствующие укруплению хлопьев.

Для удаления железа данным методом применяются катиониты — синтетические ионообменные смолы.

Синтетические ионообменные смолы способны удалять из воды не только растворённое двухвалентное железо, но также и другие двухвалентные металлы, в частности кальций и магний. Теоретически методом ионного обмена можно удалять из воды очень высокие концентрации железа, при этом не потребуется стадии окисления двухвалентного железа с целью получения нерастворимого гидроксида.

Метод основан на продавливании воды через полупроницаемую мембрану, которая не пропускает мельчайшие примеси. В результате чего вода после прохождения через полупроницаемую мембрану становится дистиллированной.

Применяемыми для обезжелезивания реагентами-окислителями являются хлор, перманганат калия и озон.

Методы окисления хлором, перманганатом калия и озоном основаны на разрушение органических соединений железа и переход их в форму неорганических солей нерастворенного трехвалентного железа. Образованное трехвалентное железо затем выпадает в осадок.

Фильтрование через каталитические загрузки

Обезжелезивание с применением каталитических загрузок — наиболее распространенный метод удаления железа, применяемый в системах высокой производительности. Каталитические наполнители — природные материалы, содержащие диоксид марганца или загрузки, в которые диоксид марганца введен при соответствующей обработке.

Среди каталитических загрузок существуют: дробленый пиролюзит, сульфоуголь, МЖФ, Manganese Green Sand (MGS), Birm, и МТМ.

Механизм действия основан на способности соединений марганца изменять валентное состояние. Двухвалентное железо в исходной воде окисляется высшими оксидами марганца. Высшие оксиды марганца восстанавливаются до низших ступеней окисления, а далее вновь окисляются до высших оксидов растворенным кислородом и перманганатом калия. Впоследствии большая часть окисленного и задержанного на фильтрующем материале железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Поэтому каталитический слой является еще и задерживающим образованные соединения нерастворенного трехвалентного железа слоем.

Сравнительный анализ методов обезжелезивания воды

В результате рассмотрения методов обезжелезивания воды автором статьи составлена таблица 1, в которой отражены преимущества и недостатки для каждого метода обезжелезивания.

Сравнительный анализ методов обезжелезивания воды

Метод

Преимущества

Недостатки

— Низкая стоимость обезжелезивания по сравнению с другими методами;

— улучшение вкусовых качеств воды вследствие обогащения воды кислородом;

— экологическая безопасность при отсутствии предварительной обработки воды реагентами-окислителями

— Неэффективно при высоких концентрациях железа в воде;

— при высоких концентрациях железа в воде требуется предварительная обработка воды реагентами-окислителями;

Коагуляция и осветление

— Ускорение естественного процесса осаждения трехвалентного железа;

— связывание в хлопья коллоидных частиц трехвалентного железа с последующим осаждением

— Необходимость соблюдения четкого количества дозирования коагулянта;

— необходимость помещения для хранения коагулянтов

— Глубокая степень обезжелезивания;

— возможность регенерации загрузочного материала;

— отсутствие осадка после обработки воды

— Необходимость периодической замены загрузочного материала в фильтрах без предусмотренной функции регенерации, в связи с этим необходимы дополнительные затраты денежных средств;

— высокая стоимость фильтров с предусмотренной функцией регенерации;

— при присутствии в воде трехвалентного железа происходит неизбежное засорение смолы и проблематичное удаление его из загрузочного материала;

— во избежание увеличения концентрации трехвалентного железа в очищаемой воде необходимо следить за концентрациями кислорода и реагентов-окислителей в ней;

— наличие в очищаемой воде органического железа приводит к быстрому зарастанию ионообменной смолы

— Глубокая степень обезжелезивания;

— очистка воды практически от всех видов загрязнений

— существенные расходы на периодическую замену мембраны;

— необходимость предварительной очистки воды с целью сохранности мембраны;

— при больших концентрациях в очищаемой воде трехвалентного железа происходит неизбежное засорение пор полупроницаемой мембраны

— Метод поддается полной автоматизации;

— обеззараживание очищаемой воды

– Высокая степень токсичности хлора и озона;

— проблемы с транспортировкой хлора;

— возможность загрязнения воды хлором и перманганатом калия

Фильтрование через каталитические загрузки

— Возможность регенерации загрузочного материала;

— высокая производительность установок для каталитического окисления железа;

— компактность установок для каталитического окисления железа;

— загрузочный материал является и окислителем, и фильтрующей средой

— Неэффективно для органического железа;

— неэффективно при высоких концентрациях железа в воде;

— при содержании в воде марганца эффективность обезжелезивание существенно ухудшается;

— высокая стоимость большинства видов загрузочного материала;

— небольшой срок эксплуатации загрузочного материала

Выводы

Для рассмотрения способов борьбы с различными проблемами, возникающими в связи с использованием воды с повышенным содержанием железа, рассмотрены шесть методов обезжелезивания воды, которые используются в различных сферах человеческой деятельности. Также автором статьи разработана таблица, в которой приведен сравнительный анализ рассмотренных методов обезжелезивания воды (см. табл. 1).

С помощью таблицы 1 можно узнать преимущества и недостатки методов обезжелезивания воды, что облегчает дальнейший выбор методов для конкретных целей.

В каждом отдельном случаем выбор метода обезжелезивания воды индивидуален. Необходимо учитывать экономические составляющие, а также преимущества и недостатки. Более того, различные методы можно использовать совместно для обеспечения необходимой степени содержания в воде железа.

1. Как очищать воду от железа [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://v-mishakov.ru/zelezo.html — Дата обращения: 08.07.2017.
2. Способы очищения воды из скважин от железа [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://theecology.ru/interesting/povyshennoe-soderzhanie-zheleza-v-vode-i — Дата обращения: 09.07.2017.
3. Журба М. Г., Соколов Л. И., Говорова Ж. М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: в 3 т. Т. 2. Очистка и кондиционирование природных вод. — изд. 3-е, перераб. и доп.: Учеб. пособие. — М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2010. — 552 с.
4. Повышенное содержание железа в воде. Причины [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://doktora.by/povyshennoe-soderzhanie-zheleza-v-vode-prichiny-posledstviya-metody-obrabotki-vody — Дата обращения: 09.07.2017.
5. Обезжелезивание воды из скважины [Электронный ресурс]. — Режим доступа: Повышенное содержание железа в воде. Причины [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://doktora.by/povyshennoe-soderzhanie-zheleza-v-vode-prichiny-posledstviya-metody-obrabotki-vody — Дата обращения: 11.07.2017.

Похожие статьи

Повышение качества многоступенчатого процесса очистки воды

Обезжелезивание воды. На данный момент не существует универсального экономически оправданного метода обезжелезивания, применимого

– Химические методы очистки воды — химическое окисление с использованием в качестве окислителя перманганат калия KMnО4

Использование новой технологии электрохимической активации.

В очищенных этим методом сточных водах присутствуют значительные остаточные концентрации ионов тяжелых металлов, находящихся в виде комплексных соединений. Разрушить эти соединения можно методами химической деструкции.

Комплексная переработка сточных вод с высоким содержанием.

Предложена технология комплексной переработки кислых рудничных вод медноколчеданных месторождений, которая предполагает селективное извлечение ценных металлов в виде кондиционного сырья: меди — методом цементации.

Технология получения ферратов, предусматривающая.

Другой метод анализа использовал Розе [8]. Он включал восстановление в растворе феррата калия, полученного электрохимическим окислением, газообразным диоксидом серы до оксида железа(Ш), отделение выпавшего осадка (и удаление остатков газа).

Особенности химических способов извлечения марганца из.

При этом в воде обязательно необходимо присутствие двухвалентного железа, при окислении которого образуется гидроксид железа трехвалентного, адсорбирующий ионы Мn2+ и каталитически их окисляющий.

Роль водоочищения и водоподготовки в обеспечении населения.

Установки для очистки воды безреагентным методом «Родник» предназначены для получения хозяйственно-питьевой воды соответствующей ГОСТ 2874–82

Фильтр обезжелезивания идеманганации ERF/MSF 28/21–31/42 предназначен для удаления железа и марганца из воды.

Исследование адсорбционной очистки сточных вод.

В настоящее время в практике очистки сточных вод адсорбционный метод находит все более широкое применение, что связано с его высокой эффективностью и возможностью очистки сточных вод, содержащих растворенные примеси.

Мембранные методы производства безалкогольного пива

Поскольку вода непрерывно уходит, необходимо постоянно добавлять новую воду (3), которая должна быть обессоленной и деаэрированной.

Определенная концентрация некоторых веществ, прежде всего b-глюканов, уменьшает проницаемость мембран, что ограничивает.

Повышение качества многоступенчатого процесса очистки воды

Обезжелезивание воды. На данный момент не существует универсального экономически оправданного метода обезжелезивания, применимого

– Химические методы очистки воды — химическое окисление с использованием в качестве окислителя перманганат калия KMnО4

Использование новой технологии электрохимической активации.

В очищенных этим методом сточных водах присутствуют значительные остаточные концентрации ионов тяжелых металлов, находящихся в виде комплексных соединений. Разрушить эти соединения можно методами химической деструкции.

Комплексная переработка сточных вод с высоким содержанием.

Предложена технология комплексной переработки кислых рудничных вод медноколчеданных месторождений, которая предполагает селективное извлечение ценных металлов в виде кондиционного сырья: меди — методом цементации.

Технология получения ферратов, предусматривающая.

Другой метод анализа использовал Розе [8]. Он включал восстановление в растворе феррата калия, полученного электрохимическим окислением, газообразным диоксидом серы до оксида железа(Ш), отделение выпавшего осадка (и удаление остатков газа).

Особенности химических способов извлечения марганца из.

При этом в воде обязательно необходимо присутствие двухвалентного железа, при окислении которого образуется гидроксид железа трехвалентного, адсорбирующий ионы Мn2+ и каталитически их окисляющий.

Роль водоочищения и водоподготовки в обеспечении населения.

Установки для очистки воды безреагентным методом «Родник» предназначены для получения хозяйственно-питьевой воды соответствующей ГОСТ 2874–82

Фильтр обезжелезивания идеманганации ERF/MSF 28/21–31/42 предназначен для удаления железа и марганца из воды.

Исследование адсорбционной очистки сточных вод.

В настоящее время в практике очистки сточных вод адсорбционный метод находит все более широкое применение, что связано с его высокой эффективностью и возможностью очистки сточных вод, содержащих растворенные примеси.

Мембранные методы производства безалкогольного пива

Поскольку вода непрерывно уходит, необходимо постоянно добавлять новую воду (3), которая должна быть обессоленной и деаэрированной.

Определенная концентрация некоторых веществ, прежде всего b-глюканов, уменьшает проницаемость мембран, что ограничивает.