Содержание статьи:
1. Назначение и область применения фильтров обезжелезивателей воды
2. Виды фильтров обезжелезивателей: безреагентные, ионообменные обезжелезиватели.
Фильтр обезжелезиватель
Железо важно для организма человека и встречается в природе. Но высокая концентрация железа в питьевой воде может быть вредной. По этой причине были установлены ограничения. Но почему вы должны контролировать содержание железа в питьевой воде и как вы можете удалить железо из воды?
1. Назначение и область применения фильтров обезжелезивателей воды
Если вы получаете воду из колодца, есть вероятность, что она содержит большое количество железа. Это плохо, потому что железо может изменить вкус и запах воды, оставить уродливые красноватые пятна практически на каждой поверхности, с которой оно соприкасается, и повредить вашу бытовую технику и оборудование для очистки воды. Поэтому неудивительно, что так же, как и вы, люди пытаются избавиться от «хэви-метала».
В этой статье мы представляем все ответы, плюс вы найдете обзоры лучших обезжелезивателей фильтров для воды и умягчителей.
Как железо попадает в питьевую воду?
Железо очень редко встречается в природе как минерал, гораздо чаще встречается в соединениях. Родниковая вода, а также дождевая вода, проходит через множество различных слоев, включая горные породы, пока, наконец, не используется в качестве питьевой воды. Различные минералы, такие как железо, растворяются в воде. Но даже со старыми водопроводными трубами, которые частично сделаны из железа, вещество может растворяться в питьевой воде.
О методах удаления воды
На самом деле, в огромном количестве методов есть две основные группы: реагентные и безреагентные.
Популярными безреагентными методами являются:
- Коагуляция. Метод коагуляции - это когда твердые частицы удаляются путем осаждения с последующей фильтрацией. Процесс коагуляции включает добавление химического вещества (например, квасцов), а затем быстрое перемешивание, чтобы растворить химическое вещество и равномерно распределить его по всей воде;
- Процеживание - очень простой метод фильтрации. В этом процессе вода проходит через тканевую основу, которая удаляет часть взвешенного ила и твердых частиц и уничтожает некоторые патогенные микроорганизмы;
- Отстаивание - это процесс, при котором частицы оседают на дно жидкости и образуют осадок. Для гравитационного осаждения это означает, что частицы будут стремиться падать на дно сосуда, образуя суспензию у основания сосуда. Отстойник, также называемый осветлителем, является составной частью современной системы водоснабжения или очистки сточных вод. Отстойник позволяет взвешенным частицам оседать из воды или сточных вод, когда они медленно протекают через резервуар, обеспечивая тем самым некоторую степень очистки;
- УФ-обработка. В отличие от химических подходов к обеззараживанию воды, ультрафиолетовый свет обеспечивает быструю и эффективную инактивацию микроорганизмов посредством физического процесса. Когда бактерии, вирусы и простейшие подвергаются воздействию бактерицидных длин волн ультрафиолетового света, они становятся неспособными к размножению и заражению. Ультрафиолетовые фильтры воды используют электромагнитную энергию света для того чтобы предложить защиту против вредных веществ в воде путем атаковать их на их генетическом ядре. Ультрафиолетовая энергия разрушает болезнетворные микроорганизмы, изменяя их ДНК и устраняя их способность к размножению;
Методы очистки воды реагентом заключаются в следующем:
- Нейтрализация. Выравнивание потока и химическая нейтрализация являются двумя важными компонентами очистки воды и сточных вод. Химическая нейтрализация используется для уравновешивания избыточной кислотности или щелочности в воде, в то время как выравнивание потока - это процесс регулирования скорости потока и состава потока. Нейтрализация состоит из нескольких этапов: сбор; просеивание и процеживание; химическая добавка; коагуляция и флокуляция; осаждение и осветление; фильтрация; дезинфекция; хранение и, наконец, распределение;
- Окисление - это потеря электронов во время реакции молекулой, атомом или ионом. Окисление происходит, когда состояние окисления молекулы, атома или иона увеличивается. Окисление обычно используется для процесса, в котором электроны удаляются из молекулы или атома. Например: окисление означает добавление кислорода к молекуле или удаление водорода из молекулы. Для очистки воды используются следующие химические вещества:
- Хлор или газ, а также путем добавления гипохлорита натрия к воде.
- Перманганат калия, пока вода не станет светло-розовой.
- Озон, но его действие недолговечно.
- Бром, очистка называется бромирование (не всегда рекомендуется)
- Смесь хлора и аммиака.
- Йод;
Противоположный процесс называется восстановлением, которое наступает тогда, когда происходит усиление электронов или состояние окисления атома, молекулы иона уменьшаются.
- Восстановление означает добавление водорода к молекуле или удаление кислорода из молекулы.
Реагенты могут использоваться только для удаления поверхностных вод, в то время как питьевая вода очищается реагентами. С последними они часто прибегают к методу глубокой аэрации. Аэрация приводит воду и воздух в тесный контакт для удаления растворенных газов, таких как углекислый газ, и окисляет растворенные металлы, такие как железо, сероводород и летучие органические химические вещества. Аэрация часто является первым и основным процессом на очистных сооружениях.
2. Виды фильтров обезжелезивателей: безреагентные, ионообменные обезжелезиватели.
Существует несколько различных способов удаления железа из вашего водоснабжения, но в системах водоснабжения ТПФ «Вагнер» мы рекомендуем два типа фильтров: безреагентные и ионообменные обезжелезиватели. Фильтры обратного осмоса могут быть полезны для избавления от железа, марганца, соли, фтора и свинца. Технически, промышленные умягчители воды могут извлечь растворенное железистое железо ионным обменом, как раз по мере того как они извлекают кальций и магний. Кроме того, осажденное железо может быть удалено фильтрацией. Однако возникают проблемы при извлечении железа из слоя умягчителя во время регенерации. Если вы проверили свою колодезную воду и результаты содержали много различных минералов наряду с железом, обратный осмос, вероятно, лучший вариант. Обратный осмос также может быть полезен для удаления следовых количеств мышьяка.
Какие параметры фильтра доступны, и какой подходит именно вам?
Согласно результатам лабораторного исследования, существуют опасности для здоровья, которые предполагают слишком высокую концентрацию железа только от концентрации 200 мг на литр, что значительно выше предела. Помимо проблем со здоровьем, железо также влияет на вкус, цвет и обеспечивает отложения в водопроводных трубах, которые способствуют образованию бактерий. По этой причине фильтр для воды может быть полезным. Процесс обратного осмоса, ионный обмен и дистилляция помогают удалить железо.
- Ионообменные обезжелезиватели. Ионообменники отфильтровывают заряженные частицы из воды. Поскольку железо находится в воде в виде растворенных молекул Fe+, процесс фильтрации является одним из способов снижения концентрации железа в питьевой воде. Ионообменник состоит из синтетических смол. Они поглощают ионы из воды и обменивают их с другими ионами с таким же зарядом. Это также эффективно для фильтрации нитратов, нитритов, фосфатов, сульфатов, магния или кальция. В качестве недостатка ионообменника вы должны иметь в виду, что конкурирующие ионы могут ограничивать производительность фильтра. Затем его необходимо регенерировать физиологическим раствором.
 |
 |
- Обратный осмос. Обратный осмос также является подходящим методом фильтрации и считается одним из наиболее эффективных способов получения по-настоящему чистой питьевой воды. Здесь вода нагнетается под давлением через полупроницаемую мембрану. Поры настолько мелкие, что они пропускают только очень маленькие молекулы воды и удерживают все остальные ингредиенты. К ним относятся такие примеси, как пестициды, тяжелые металлы, микроорганизмы и вирусы, а также минералы, такие как железо. Недостатком обратного осмоса является резкое снижение значения pH. Разница между обратным осмосом и фильтрацией. Преобладающим механизмом удаления при мембранной фильтрации является исключение по размеру частиц. Теоретически говоря, мембранная фильтрация может достичь идеальной эффективности независимо от других параметров, таких как внешнее давление и концентрация растворенных твердых веществ.
- Дистилляция. Другим методом фильтрации железа является перегонка. Молекулы H₂0 испаряются и остаются относительно чистым концентратом. Недостатком является высокое энергопотребление.
- Наиболее оптимален для фильтрации железа: активированный уголь. Фильтры с активированным углем считаются одной из самых эффективных систем фильтрации на рынке. Они работают с активированным угольным элементом с мелкими порами, который может поглощать загрязнения и загрязняющие вещества из воды. Например, хлор и другие органические соединения могут быть отфильтрованы из воды, в то время как содержание минеральных веществ в питьевой воде остается неизменным. Однако, если вы хотите снизить концентрацию железа или марганца в питьевой воде, этот метод не идеален
3. Сравнение областей применения, преимуществ и недостатков ионообменных и безреагентных обезжелезивателей воды.
На самом деле, преимущества и недостатки есть у каждого фильтрующего
оборудования для обезжелезивания. Все же сравним на примере ионообменника и обратноосмотической системы фильтрации.
Ионный обмен
Как следует из названия, ионный обмен - это метод смягчения воды, который смягчает жесткую воду до мягкой воды путем обмена ионов магния и кальция с ионами натрия. Другими словами, эти два иона, которые находятся в жесткой воде, загрязнены, и процесс ионизации включает обмен с ионами натрия, которые менее загрязнены. Ионы со стороны магния и кальция несут положительный заряд, а от натрия - отрицательный заряд, и по этой причине они притягивают друг друга и происходит ионный обмен.
Преимущества ионного обмена:
- Это очень эффективный метод умягчения воды.
- Нет перфорации веществ в мягкую воду.
- Большинство тяжелых металлов можно использовать повторно.
- Сточные воды, которые производятся ионообменными машинами, также используются для очистки воды.
Недостатки:
- Уровень кислотности в воде может быть повышен из-за попадания ионов натрия в умягченную воду. Это может сделать воду не очень безопасной для использования.
- Системы, используемые для смягчения воды, известны как умягчители - железообменники. Их самым большим препятствием является тот факт, что они должны быть очищены из-за их высокого уровня насыщения.
- Железообменники также требуют высоких эксплуатационных расходов.
Умягчение воды очень важно в нашей повседневной жизни. Железообменники очень надежны в отношении умягчения воды. Мы полагаем, что они должны широко использоваться из-за их способности удалять ионы магния и кальция и обменивать их с ионами натрия. Тем не менее; их недостатки также не следует упускать из виду, потому что ионы натрия создают высокий уровень кислотности в воде, которая используется для потребления. Кроме того, вода используется для полива сельскохозяйственных культур и может нанести вред растениям.
Ионный обмен (IX) и обратный осмос (RO) могут быть использованы для решения одних и тех же потребностей разделения, а иногда даже используются в сочетании друг с другом. Тем не менее, IX и RO отличаются по ряду причин, которые влияют на их общую пригодность и экономическую эффективность для конкретного процесса или приложения.
Как сравнить IX и RO?
Хотя оба они широко используются в различных отраслях, IX и RO являются принципиально разными стратегиями разделения. IX - это физико-химический процесс, который избирательно удаляет загрязняющие вещества из раствора, эффективно вытесняя ионы с одинаковыми электрическими зарядами. Таким образом, IX предназначается для конкретных веществ для удаления на основе их ионных зарядов , оставляя желательные или безвредные минералы в растворе.
С другой стороны, RO - это метод физического разделения, при котором давление применяется для фильтрации потока жидкости через полупроницаемую мембрану. Обладая лучшими размерами пор любого типа мембранной фильтрации, RO удаляет все ионы или частицы загрязняющего вещества, большие, чем молекулы воды, в результате чего получается фильтрат с неизменно высокой чистотой.
Соотношение условий IX и RO зависит от загрязнителя.
Использование ионного обмена и обратного осмоса станет в значимой степени обуславливаться от точно находящихся веществ, а также от прямой чистоты отработанного потока. В этом случае сопоставляющая годность IX и RO обозначена общими загрязнителями.
Устранение жесткости
При наличии в технологическом потоке жесткость Ca и Mn может создать формирование осадка на мембранах RO, а также на будущем оборудовании. Для того, чтобы увеличить в наибольшей степени качество и срок работы мембраны обратного осмоса, в большинстве случаев применяется смягчение ионообменника для первой обработки на жесткость перед прохождением через систему обратного осмоса. Правда обратный осмос реже может быть более подходящим выбором. Обратный осмос также используется для сокращения общего содержания растворенных твердых веществ (TDS), поскольку его способность постоянно получать воду высокой чистоты делает ее пригодной для применений, требующих высокого качества технологической воды и низкой проводимости.
Обеззараживание или снижение объема бактерий.
При очистке воды, дезинфекция - это устранение или дезактивация патогенных микроскопических организмов, таких как бактерии, вирусы, а также породившееся патогенные соединения, такие как пирогены и токсины водорослей. Ионный обмен не продуктивен с целью уменьшения бактерий. Кроме всего прочего, отдельные химические антисептические средства могут разлагать смолы IX, по этой причине нужно уделить внимание устранению такого типа сырья перед колоннами IX, дабы миновать непредвиденных затрат на замену смолы.
Из-за того, что объемы патогенных микроорганизмов сравнительно больше, чем у молекул воды, RO является эффективным средством уменьшения количества бактерий и используется особенно для применений, требующих воды высокой чистоты. Более надежной и рентабельной для реабилитации могут быть остальные виды мембранной фильтрации, такие как УФ-обработка, нежели RO. В некоторых случаях физическое разделение также сопровождается химической или ультрафиолетовой дезинфекцией.
Частицы и взвешенные вещества.
Обратный осмос ограничивает загрязнения на основе исключения размера, это означает, что эти частицы или молекулы, слишком большие, чтобы пройти через поры мембраны RO, накапливающиеся на стороне ретентата мембраны. В результате обратный осмос может миновать частицы и взвешенные твердые частицы, однако он не самый лучший для этой цели. Потому как такие материалы, возможно, приведут к непредвиденным эксплуатационным расходам и сокращению срока работы мембран обратного осмоса. Ионный обмен не может точно убирать частицы и взвешенные твердые вещества. На это воздействуют материалы, которые предполагают засорение и ухудшение характеристики в смоляных слоях IX. В большинстве случаев, для потоков, содержащих взвешенные твердые частицы, желательно рассчитать специальную форму предочистки фильтрацией перед системами IX и RO.
Производительность подземных вод ионного обмена меньше, чем обратноосмотического.
В общем количестве IX выполняет всего 3% подземных вод, вместе с тем как RO отводит до 45% количества очищенной воды. В связи с этим для районов с ограниченными первичными водами или огромными затратами на очистку сточных вод ионообменник часто является более рентабельным выбором, чем обратноосмотический, правда форсайты Вагнер-250 ТПФ «Вагнер-Екатеринбург», способны предоставлять более качественную обратноосмотическую воду до 100% восстановления.
Как ионный обмен и обратный осмос остаются в выигрыше от первоначальной обработки.
Ионный обмен может получить воду более высокой чистоты, но затраты накапливаются с концентрацией примесей. У RO есть еще пара преимуществ. Он не требует регенерации, так что люди ценят возможность не иметь дела с химическими веществами так часто. RO также может работать 24/7, вместе с тем ионный обмен требует определенного времени простоя для регенерации.
IX и RO необходима переменная смена операционных компонентов. Поэтому срок работы каждого из них может зависеть от ряда технологических факторов, смолы IX должны заменяться в среднем каждые 6-9 лет, тем временем как мембраны RO служат от 2 до 6 лет. В общем, образование накипи, и засорение ухудшают срок службы как смол IX, так и мембран RO. К счастью, обе проблемы можно предотвратить с помощью надлежащих мер предварительной обработки, которые могут включать коагуляцию перед фильтром, фильтрацию взвешенных веществ, применение химикатов против накипи или умягчение.
ТПФ «Вагнер-Екатеринбург» обладает достаточным опытом индивидуального проектирования и производства систем ионного обмена для целого ряда отраслей и решений. Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами по телефону горячей линии 8 (800) 505-50-39. Мы сможем помочь вам в разработке правильной системы фильтрации и подберем необходимый фильтр обеззараживания.
Чтобы узнать больше о технологиях и услугах ТПФ «Вагнер-Екатеринбург» IX, посетите нашу страницу о технологиях ионообменных смол (https://vagner-ural.ru/glavnaya/ionoobmennaya-smola-kupit/).
Ниже представленно видео по сборке фильтра обезжелезивателя
