Содержание статьи
1. Виды железа, встречающиеся в скважинной воде
2. Способы очистки воды от растворенного железа
2.1 Аэрация воды + обезжелезивание на каталитической загрузке
2.2 Дозирование гипохлорита натрия + обезжелезивание на каталитической загрузке
2.3 Обезжелезивание ионным обменом на универсальных фильтрах
2.4 Обезжелезивание методом озонирования воды
Железо – один из самых распространенных химических элементов в мире. Большой процент земного ядра состоит из железа, железо присутствует в космосе на других планетах, словом – железо повсюду. Человек научился «культивировать» железо, создавая с его помощью возможности для развития, однако в нашей жизни есть сфера, где железо совсем не помогает, а, напротив – несёт ощутимый вред.
Железистыми соединениями пронизана вся почва, соответственно вода, омываемая как внешними, так и подземными берегами, вбирает в себя большое количество железа. Позже эта вода попадает на промышленные очистные сооружения, которые часто ввиду плачевного состояния не справляются в должной степени с процессом очистки, и железистая жидкость поступает в наши краны.
Жуткие бурые потеки на сантехнике, въедливый белый налет на хромированных частях кранов и бытовых приборах, узнаваемый запах металла и клубящийся осадок на дне посуды – всё это признаки высокого содержания железа в воде. И мы уверены, что вы сталкивались с этими явлениями в течение как ближайшего месяца.
Проблема железистой, жесткой воды настолько обыденна, что мы готовы тратить деньги на постоянно выходящую их строя технику, покупать всевозможные средства от накипи, налета, ржавчины, кипятить в чайнике соду, чтобы побороть наросты извести – мы согласны какими угодно путями устранять симптомы «болезни» и упорно не пытаемся убрать её причину.
А причина – в плохой, некачественной воде, подаваемой в наши краны. Впрочем, многими эта проблема совсем не воспринимается таковой – дескать, всю жизнь прожили с ржавчиной и ничего, живы. Давайте тогда рассмотрим то, чем опасно железо в питьевой воде.
Железо, безусловно, нужно нашему организму. Однако его требуется настолько мало, что, поступая с водой, оно неумолимо повышает планку нагрузки на человека, заставляя перерабатывать себя сверх нормы. Со временем организм перестает справляться с переработкой, и излишки нерастраченных металлов начинают впитываться тканями и органами. Здесь важно сразу же сделать пометку: раковые клетки «питаются» именно железом, поэтому, находя в определенном органе выгодную среду для роста, онко-предрасположенность может начать развиваться.
Кроме того, жесткая железистая вода – любимый друг представителей бьюти-индустрии, так как на ломких волосах, ослабленных ногтях и вялом тонусе кожи был заработан не один миллиард, а всему виной та же некачественная вода, наполняющая все клетки нашего организма.
Самые распространенные и хорошо узнаваемые симптомы повышенного содержания железа в потребляемой воде – сонливость, быстрая утомляемость, головные боли без видимой причины, реакция на погодные перемены, расстройство работы желудочно-кишечного тракта. Мы объясняем это работой, генами, экологией – и никогда водой.
А меж тем, именно с водой мы получаем большую часть питательных веществ для организма, потому что каждый прием пищи сопровождаем чаем, кофе, соком или иными напитками, в составе которых – вода.
1. Виды железа, встречающиеся в скважинной воде
Несмотря на привычность и простоту формулировки, железо в воде встречается в нескольких видах:
- Двухвалетное (растворенное);
-Трехвалетное (нерастворенное);
- Бактериальное.
Вода с содержанием двухвалетного железа очень обманчива. При первоначальной оценке это чистая, прозрачная и не обладающая запахом жидкость, однако при процессе отстаивания такой воды на дне ёмкости выпадает осадок, а сама вода приобретает мутный рыжий цвет. Это обусловлено процессом окисления и чаще всего встречается в скважинной воде.
Так как эта вода находится под землей и не имеет активного взаимодействия с воздухом, она сохраняет свои привлекательные органолептические свойства, однако, попадая наружу, железо в воде начинает окисляться и проявлять своё присутствие.
Нерастворенное железо – это железо трехвалетное, уже прошедшее процесс окисления. Такое железо существует в воде в коллоидной форме, то есть в виде мелких хлопьев оранжевого цвета. Воду с коллоидными проявлениями железа можно наблюдать в водопроводе, в колодцах, а так же в наземных природных источниках.
Бактериальное железо – сложный симбиоз трехвалетного железа и различных органических микроорганизмов, которые вступают в контакт с металлами и образуют свои колонии, подобные водорослевым. Бактериальное железо имеет всё тот же характерный оттенок и скользкую, желеобразную структуру. Этот вид отложений встречается в трубопроводе и наносит ему существенный урон, так как своим размножением ускоряет процессы эрозии и образования ржавчины.
2. Способы очистки воды от растворенного железа
Добывая воду из собственной скважины, стоит помнить, что её внешние признаки могут не соответствовать реальным химическим показателям. Не стоит доверяться воде из скважины – необходимо провести тест в специальной лаборатории, либо, по крайней мере, понаблюдать в течение некоторого времени за процессами, которые будут в ней происходить. Если вы установили, что содержание железа в воде превышает 0,3 мг на 1 литр – именно столько является допустимой нормой, провозглашенной СанПиН – вам обязательно нужно принимать меры по очистке.
2.1 Аэрация воды + обезжелезивание на каталитической загрузке
Как мы уже говорили выше, железо охотно контактирует с воздухом: попадая в аэробную среду, железо в воде начинает окисляться и из растворенного переходит в состояние нерастворенного, то есть более тяжелого, плотного и заметного.
В процессе очистки воды от металлов, именно процесс окисления играет главную роль. В случае с аэрационной системой водоочистки этот метод и вовсе является ключевым.
Выглядит это так: в баллон с водой подается кислород. Кислород проникает в состав воды, вытесняя из неё все прочие газы, а так же способствуя выпадению железа в осадок. Таким образом, со дна баллона в специальный очистной контейнер собирается весь отработанный осадок, а чистая вода подается в кран.
Не менее эффективный и «природный» способ обезжелезивания воды – использование каталитической загрузки. Его преимущество в том, что как и в случае с аэрацией, удаление железа и его оксидов достигается за счет натуральных или приближенных к естественным материалов. Отсутствие химии и понятный метод работы – несомненное достоинство данного метода.
Каталитическая загрузка – это наполнитель картриджа фильтра, через который проходит жидкость. Чаще всего это различные представители семейства активированного угля, а так же синтетические гибриды пористой структуры, которые содержат в своем составе иониты, способные окислять железо и родственные ему металлы.
Удобство данного вида очистки в том, что в качестве катализаторов используются недорогие, легко восполняемые и практичные материалы, имеющие высокую грязеёмкость, низкую стираемость и долгий срок службы. При этом всё же стоит учесть тот факт, что аппарат каталитической нагрузки постоянно нуждается в контрольных проверках состояния фильтрата и восстановления трудоспособности с помощью метода обратной промывки.
Именно поэтому соединение двух методов – аэрация воды + каталитическая нагрузка, показывают наибольшую эффективность и износостойкость. Первичный этап – окисление, проходит благодаря кислороду, а фильтрация и отсеивание даже мельчайших частиц железа отдаются в работу катализатору.
Рис. 1 Система аэрации с фильтром обезжелезивателем
2.2 Дозирование гипохлорита натрия + обезжелезивание на каталитической загрузке
Отойдем от «природных» способах обезжелезивания и познакомимся с ролью химического воздействия на металлы в воде. Мы хорошо знаем, что большое количество хлора устраняет ржавчину и налет, к тому же ещё и обладает обеззараживающим свойством. А что если добавить дочернее соединение хлора – гипохлорит натрия – в состав воды изначально, так, чтобы бороться не с последствиями окисления металла, а заранее его устранять?
Ёмкость с гипохлоритом натрия устанавливается непосредственно в систему фильтрации как первичная ступень очистки. Из баллона с реагентом в воду впрыскивается дозированная порция, в жидкости происходит окисление железа, после чего жидкость поступает в фильтры-катализаторы, которые полностью устраняют железо из состава воды.
Научно доказано, что, несмотря на агрессивное и быстрое воздействие на металлы, гипохлорит натрия безопасен для человека, поэтому воду с его содержанием смело можно употреблять в пищу. Разумеется, если его количество не превышает предельно допустимые нормы, и именно поэтому в системе очистки присутствует важный момент – дозирование. Установить необходимую дозу можно отталкиваясь от химических показателей изначальной воды. Износостойкость у этой структуры очень высокая, поэтому слишком часто проверять работоспособность окислителя не придется.
Кроме того, гипохлорит натрия заметно дешевле аэрационного метода очистки, а так же тише: насосы дозирования работают менее заметно, чем компрессорные установки аэрации.
Так же стоит выделить ещё два существенных плюса: возможность рассчитать точную величину дозы гипохлорита натрия и высокая производительность установки. Расчет точного количества кислорода невозможен, кроме того, ему нужно некоторые время, чтобы полностью раствориться в воде. Но имейте ввиду: в случае, если вы не доберете нужную для очистки дозу, вода останется недоочищенной, а если щедро переберете дозу сверх нормы, реагенты не растратят своего действия и «заряженными» попадут в питьевую воду.
Рис. 2 Фильтр обезжелезиватель с системой дозирования и аэрацией воды
2.3 Обезжелезивание ионным обменом на универсальных фильтрах
Ионный обмен основан на химических реакциях, обусловленных законом поведения металлов. Смысл заключается в том, что в контейнере с жидкостью находится пористая трубка с ионообменной смолой. Вода, проходя через смолу, заменяет часть своих ионов на электролиты, которые в свою очередь воздействуют на металлы, изменяя их структуру, благодаря чему они распадаются. Этот метод не приводит к окислению, а значит в результате нет осадка, именно поэтому в данном случае можно использовать не специальный обезжелезивающий фильтр, а универсальный.
Ионообменная смола – это неорганический продукт, в сухом виде имеет форму гранул, в воде смола набухает. В процессе использования меняется химический состав не только у воды, но и у самой смолы, поэтому со временем она утрачивает свои фильтрующие свойства. Чтобы восстановить её пригодность, нужно подписать смолу таблеткой обычной поваренной соли, иногда для этих целей применяется лимонная кислота.
К плюсам данного способа можно отнести очистку и умягчение воды не только от металлов, но и от ряда других химических элементов. Ионообменная смола безопасна для здоровья и не требует особого обращения, однако водопроницаемость у неё не слишком высокая, поэтому процесс фильтрации потребует ожидания.
Рис. 3 Система очистки воды универсальным фильтром
2.4 Обезжелезивание методом озонирования воды
Озон – природный газ, добываемый из окружающего нас воздуха. Озон обладает высокими дезинфицирующими свойствами, активно воздействуя на агрессивные примеси и в воздухе, и в воде. Установка озонирования устроена таким образом, что внутрь баллона с жидкостью подается озон, который воздействует на содержимое баллона. В результате получается вода, лишенная не только присутствия металлов, но и химических, органических, биологических соединений, нежелательных для человека.
Вода, полученная с помощью озонирования, считается наиболее полезной и «здоровой», однако способ её добычи может быть признан самым дорогим из представленных в этой статье.
Озон эффективно окисляет металлы, но в процессе очистки мы получаем не только осадок с трехвалентным железом, который нужно правильно утилизировать, но и необходимость вывода переработанного газа обратно в окружающую среду. Всё дело в том, что озон ядовит и взрывоопасен, поэтому при его повышенной концентрации есть риск для здоровья человека. Такая установка должна находиться в хорошо вентилируемом пространстве, с возможностью постоянного доступа и контроля.
К плюсам данного вида водоочистки можно отнести глубокий, комплексный процесс оздоровления воды, проходящий без реагентов и дополнительных химических процессов, что позволяет не только избавить воду от загрязнителей, но и сохранить в ней все важные для организма человека микроэлементы.
Даже если вы столкнулись с зашкаливающей концентрацией железа в воде, будьте уверены – озонирование справится с задачей на все 100%, чего нельзя гарантировать при других способах фильтрации.
Экономные и трудозатратные или дорогой и безупречно эффективный – способы очистки воды от железа поистине широки в своем разнообразии. Если концентрация металлов незначительно превышает установленные нормы, рекомендуем остановиться на более бюджетных вариантах, если же добыча питьевой воды стала для вас настоящей проблемой – доверьтесь системе озонирования, которая однозначно не подведет.
Рис. 4 Система озонирования воды
Так или иначе, в фирме «Вагнер» вы сможете найти подходящий вам вариант в любом ценовой диапазоне и с разными рабочими характеристиками.
Ниже представленно видео сборка аэрационной колонны
Ниже предстваленно видео сборки фильтра обезжелезивателя воды
