Из этой статьи вы узнаете:
1. Эффектитвность методологии обезжелезивания воды
2. Виды основной методологии обезжелезивания воды
3. Как работает фильтрующий материал в фильтрах обезжелезивания воды?
4. Сравнение полезности методов обезжелезивания воды
5. Преимущества и недостатки методологии обезжелезивания воды
Вопрос об очищении воды с каждым днём становится всё более актуальным. Если раньше строго придерживались нормативов только промышленные организации, то сейчас даже в квартирах стараются следить за качеством воды. И это правильно. Наличие многочисленных примесей приводит к нехорошим последствиям. Это касается как сантехники, бытовых приборов, так и человеческого организма. Когда-то воду на анализ сдавали только при бурении скважин. И при выявлении большой концентрации каких-либо веществ, устанавливали систему фильтрации. На сегодняшний день такими способами пользуются повсеместно. Несмотря на большой технический прогресс человечества, методы очистки воды остаются прежними. Но происходит усовершенствование оборудования, что позволяет делать методы более эффективными.
Одна из главных проблем любой воды – наличие в ней примесей железа. И неважно откуда она берется изначально. Железо есть в любой воде. Как в открытых водоемах, так и в подземных водах. Различна только его форма. Естественно, она не пригодна к использованию, потому что имеет неприятный цвет и осадок. Использование в технических целях также не рекомендовано. Основная причина – повреждения оборудования. Вода, с превышенной концентрацией железа, забивает трубы, оставляет осадок. Всё это приводит к возникновению коррозии и уменьшению диаметра труб, что негативно влияет на производительность. Итак, насколько же эффективны современные методы?
1. Эффективность методологии обезжелезивания воды.
Как уже говорилось методология очистки осталась прежняя, что не умаляет её эффективности. Для разных нужд и разной производительности используются разные методы. Для бытового обслуживания подойдут безреагентные способы. Для промышленного производства требуется профессиональное обслуживание. В любом случае, при решении установки для обезжелезивания воды необходимо ориентироваться только на современную методику. Народные способы, типа заморозки или кипячения, уже давно не используются. Эффективность таких способов крайне мала. Более технологичные методы помогают быстро и качественно очистить воду от примесей железа разными способами. Могут применяться реагенты, различные фильтры. Самую простую систему, на основе распространенного метода аэрации, возможно сконструировать самостоятельно. А вообще, при выборе способа очистки необходимо учитывать несколько факторов. Во-первых, для чего будет использоваться вода. На это влияет производительность системы. Нет смысла ставить большую профессиональную систему очистки с несколькими способами фильтрации, если вода нужна для полива огорода. Во-вторых, есть ли возможность установки слива в канализацию. Некоторые способы предполагают утилизацию осадка после фильтрации. В- третьих, концентрация примесей железа в воде. Если сильно увеличена, некоторые способы могут просто не подойти. В-четвертых, время фильтрации. Тут зависит от метода, насколько быстро происходит очищение воды от загрязнений. Любой метод эффективен. Просто надо правильно его применять. Давайте рассмотрим основные способы обезжелезивания воды.
2. Виды основной методологии обезжелезивания воды.
Выделяют несколько основных видов очищения воды от примесей железа. Практически все они основаны на принципе окисления. Железо изначально содержится в воде в растворенном виде. Просто так его не убрать. Необходимо окислить среду и тогда произойдет химическая реакция и молекулы железа перейдут в другую форму. Есть способы очистить и растворённое железо, но на практике применяется в производстве. Это довольно дорогостоящий метод.
- Механическая фильтрация. Суть способа в установке фильтра грубой или тонкой очистки. Отличаются они размером фильтрующей сетки. Задерживают большие загрязнения. Такой метод не является особо эффективным, но необходим для первичной водоочистки.
- Методика отстаивания. В этом случае в большую ёмкость набирается вода, насыщенная молекулами железа, и стоит какое-то время. При соприкосновении жидкости с кислородом, происходит окисление и железо выпадает в осадок. Этот метод уже можно назвать народным. Малоэффективен, однако может помочь в удалении загрязнений. Применяется в основном на дачных участках при очищении воды для технических целей. Сюда же можно отнести метод аэрации. Суть в насыщении воды кислородом. Более технологичный метод, но требует большого количества времени для окисления.
- Метод с использованием реагентов. Здесь всё понятно по названию. Для очищения используются специальные реагенты. Чаще всего применяется хлор, гипохлорит натрия или озон. Они усиливают окисление среды, что помогает увеличить производительность. Так же происходит окисление, появившийся осадок утилизируется. Применяется такой метод во всех сферах. Современные реагенты безопасны для человека. Благодаря химическим веществам можно обрабатывать большое количество воды за минимальное время.
Рис. 1 Система реагентного обезжелезивания
- Каталитическая методика. Здесь главную роль играет загрузка – специальный материал через который проходит вода. Он может быть, как натуральным, так и синтетическим. Данный способ недорогой и может применяться практически везде.
- Ионный способ. Одна из самых современных методик очищения. Суть в замещении молекул железа на другие. Позволяет очищать растворенное железо без предварительного окисления среды. Зачастую происходит замещение на безвредные ионы натрия. Очень эффективный метод. Правда дорогой, поэтому не всегда есть возможность его применения в бытовых условиях.
Рис. 2 Метод ионного обмена
- Метод обратного осмоса. Еще один эффективный способ очищения воды от примесей железа. Здесь фильтрующий элемент – специальная мембрана. Вода проходит сквозь мельчайшие ячейки, которые пропускают только водород и углекислый газ. Остальные химические вещества остаются в мембране. Метод очень действенный и применяется повсеместно.
Рис. 3 Схема очистки воды методом обратного осмоса
Каждый метод эффективен по-своему. При необходимости их можно объединять. Но, как правило, хватает одного способа очистки и дополнительной финишной фильтрации. При подборе методики фильтрации необходимо провести первичный анализ воды, выявив наличие примесей и других загрязнителей. После этого можно выбирать способ очистки, исходя из потребностей.
3. Как работает фильтрующий материал в фильтрах обезжелезивания воды?
В каждом методе очищения свой фильтрующий элемент. Для каталитического метода используются загрузки. Для удаления примесей железа в фильтрах используется специальный материал. Несмотря на его разнообразие, принцип работы одинаков. Изначальная вода проходит окисление, а именно насыщается кислородом. Без предварительного окисления невозможен процесс фильтрации. После этого вода поступает через фильтрующий элемент. В нем могут находиться сорбенты, оксиды, песчаные породы. Перед заполнением фильтра загрузку обязательно обрабатывают, чтобы она стала более пористой. Видоизменяя структуру появляется возможность нанесения сверху оксидов катализаторов. Именно они помогают ускорять окисление среды. После распада молекул очищенная вода проходит сквозь фильтрующий элемент без препятствий, а нерастворенное железо остаётся в пористых поверхностях загрузки. Со временем поры забиваются и их необходимо промывать, иначе в загрузке не будет смысла. В любой системе, работающей на этом методе предусмотрена промывка. При промывании загрузки происходит трение частиц друг об друга и тем самым освобождаются от загрязнений. Отходы сливаются в дренаж. Периодически рекомендуется менять загрузку, так как при частом промывании она теряет свои свойства. Расход материалов минимален, так как используется больше для усиления окисления. Все вещества безвредны для человека и могут применяться как в домашнем использовании, так и в промышленных масштабах.
Если рассматривать ионное очищение, то там в качестве элемента фильтрации выступает ионная смола или её синтетические заменители. При соприкосновении молекул железа с фильтрующим элементом происходит химическая реакция и смола приклеивает их к себе, освобождая натрий. Замена фильтра производится редко, даже если система эксплуатируется в промышленности. Достаточно лишь регенерировать. Со временем ионы смолы теряют свои свойства и их надо подпитывать. Для этого применяют обычную соль. При промывке солевым раствором происходит регенерация фильтра.
Остальные методы используют фильтры без наполнения. И работают на принципе механической очистки после окисления среды.
4. Сравнение полезности методов обезжелезивания воды.
Выбор метода очистки очень индивидуален для каждого случая. Факторов, влияющие на это, более чем достаточно. Начиная от концентрации молекул железа в воде, заканчивая габаритами системы и расходами на эксплуатацию. В любом случае каждый метод направлен на удаление железа из воды. Изначально отталкиваться надо от состава воды. Без химического анализа нет смысла проводить водоочистку. Это касается как для промышленного производства, так и для домашнего использования. Для бытового применения больше подойдут безреагентные способы. Например, аэрация или обратный осмос. Однако, в первом случае требуется много времени на очистку. А во-втором очищенная вода полностью пустая, что тоже не очень хорошо. Для быстрого очищения больших объёмов подойдет метод каталитической очистки или ионного обмена. Так что полезность каждого метода определяется по-разному. Для каких-то целей необходимо быстрое удаление железа из воды, остальные факторы не имеют значения. Иногда главную роль играют расходы на дополнительные или расходные материалы. Сюда входят системы фильтрации, покупка реагентов, средства на промывку фильтров и стоимость системы. Для кого-то важно отсутствие применения реагентов и необходимости утилизации осадка. Поэтому все методы качественно выполняют своё предназначение – очищение воды от примесей железа.
5. Преимущества и недостатки методологии обезжелезивания воды.
Каждая методика разнообразна. И, естественно, у каждой есть свои преимущества и недостатки. Рассмотрим каждый из них.
- Аэрация. По сравнению с другими методами самый простой и дешевый способ. Так как в основе лежит насыщение воды кислородом улучшаются вкусовые качества. Отсутствие применения реагентов делает метод совершенно безопасным. Говоря о минусах способа это долгий процесс. Для ускорения требуется применение химических веществ, что менее экологично. Возможно использовать только при минимальной концентрации железа. При наличии большого количества молекул, способ аэрации будет просто неспособен качественно очистить воду.
- Механический способ. Здесь больше минусов, чем плюсов. Подходит больше для предварительной очистки воды, которая также необходима, особенно для скважинной. Очищает от примесей железа, но только самых больших.
Окисление с помощью реагентов. Современные реагенты подобраны таким способом, что являются безопасными для человека. Однако, не стоит забывать, что это всё же химические вещества. Из преимуществ – при установке дозатора в систему метод полностью автоматизирован. В принципе, метод с добавлением реагентов, так или иначе должен контролироваться при подаче химических веществ. Еще один плюс - в обеззараживании воды. Из негативных сторон можно выделить некоторую токсичность веществ распада после химической реакции. Допустим, при хлорировании, возможны остатки хлора в воде. Так же необходима утилизация отходов. Контроль сточных вод по регламенту санитарно-экологическим нормам.
- Очистка с помощью каталитической загрузки. Этот способ использования удобен тем, что загрузка является и фильтром, и окислителем одновременно. Такая система подойдет для большого производства, так как имеет высокую производительность. Сама система для этого метода малогабаритна и возможна установка даже если мало места. Их преимуществ так же выделяется редкая замена фильтрующего материала. Для возобновления свойств достаточно промыть загрузку. Но несмотря на столь блестящие показатели метода есть и недостатки. Одним из них является отсутствие возможности удаления органической формы железа. При высоких концентрациях данный метод будет неэффективен. Примеси железа зачастую сопровождаются молекулами марганца, что делает методику каталитического очищения малоэффективной. И, наконец, стоимость загрузочного материала может быть слишком высокой.
- Метод ионного очищения. Этот способ является одним из самых современных и востребованных. Преимущества в полном обезжелезивании воды при любых концентрациях примесей и в любом объёме. Так как принцип основан на ионозамещении отсутствует осадок. Уникальность метода выражается в регенерации ионной смолы, что значительно увеличивает срок службы фильтрующего материала. Из минусов выделяют высокую стоимость расходных материалов. Несмотря на функцию регенерации, ионную смолу необходимо периодически менять. А её стоимость достаточно высока. Для эффективной работы фильтра необходим контроль за другими показателями воды. А именно за концентрацией кислорода. Если в воде присутствует нерастворенное железо (уже окисленное) фильтр засоряется быстрее и регенерация проходит хуже. В этом случае понадобится замена фильтрующего материала, что приведет к дополнительным расходам.
- Система обратного осмоса. Уникальный способ полностью очистить воду от всех примесей и от элементов железа в том числе. Это и есть основное преимущество метода. Очищает независимо от концентрации загрязнений. Позволяет быстро и качественно производить обезжелезивание воды с большой производительностью. Для домашнего использования существуют компактные приборы, не занимающие много места. Возможность промывки фильтра, для удаления остатков железа на поверхности и продления срока службы. Из недостатков – дорогие расходные материалы. У каждого мембранного фильтра свой срок службы, по истечению которого рекомендуется замена. Для правильной работы метода необходимо первичное водоочищение. Наличие механических загрязнений существенно снизят срок службы мембраны. При использовании очищенной воды как питьевой необходим дополнительный фильтр для насыщения полезными элементами, так как после мембранной очистки получается дистиллированная вода.
Каждый способ хорош по-своему и выбор зависит от множества причин. Определяться с методом очистки необходимо только после первичного анализа воды.
Ниже представленно видео по сборке фильтра обезжелезивателя воды
