Очистка воды из скважины
Содержание статьи.
Актуальность очистки воды из скважины
1. Основные виды загрязнений воды из скважины
1.1. Механические примеси (песок, глина и др.)
1.2. Железо и марганец
1.3. Органические соединения и бактерии
1.4. Повышенная жесткость воды
2. Методы очистки воды из скважины и водопровода
2.1. Механическая очистка воды
2.2. Обезжелезивание воды
2.3. Очистка воды от органических соединений и бактерий
2.4. Умягчение воды
Выводы и рекомендации по выбору очистки воды из скважины
Актуальность очистки воды для дома из скважины
На сегодняшний день в России наблюдается устойчивая тенденция малоэтажного строительства. Все больше семей строят загородные дома и дачи для комфортного проживания и отдыха на природе. Одним из главных способов обеспечения водоснабжения в загородном доме, на даче, санаториях, домах отдыха является бурение собственной скважины. Вместе с тем помимо бурения скважины, очень важно обеспечить требуемое качество воды, поступающей из скважины и водопроводов.
1. Основные виды загрязнений воды из скважины
1.1. Механические примеси (песок, глина и др.)
Вода, поступающая из скважин и водопроводов содержит механические примеси и взвешенные вещества, которые повышают ее мутность и цветность. Источником этих частиц является песок, ил, глина на дне скважины, ржавчина на трубах, по которым вода подается потребителям. Содержание в воде механических примесей таких как: песка, ила, глины, ржавчины и других приводит к преждевременному абразивному износу труб ухудшении внешнего вида сантехники, неприятному осадку в чайниках, посудомоечных машинах и стиральных машинах и другой бытовой технике. Поэтому воду необходимо обязательно очищать от механических примесей.
Разновидности железа, находящегося в воде из скважины.
Железо в воде может содержаться в двух формах: в растворенной (двухвалетное) и нерастворенной (трехвалентной) форме.
1. В растворенной форме. В растворенной форме железо находится в воде, поступающей из скважин, не имеющих доступа к кислороду. Вода, содержащее растворенное железо, сначала часто прозрачная, однако имеет неприятный запах железа. Такая вода при мытье оставляет характерный ржавый налет на коже, сантехнике, трубах и другом оборудовании.
В процессе взаимодействия с кислородом, растворенное железо начинает постепенно окисляться и переходит в нерастворенный вид, часто выпадает в осадок.
2. В нерастворенной форме. В нерастворенной форме железо находится в виде взвешенных частиц, имеет бурый, ржавый цвет и неприятный запах.
Превышение содержания железа в воде, поступающей из скважины и водопровода вредно влияет на состояние здоровья человека. При попадании в организм, железо оказывает токсичное действие на кровеносную, пищеварительную систему, вызывает нарушение функций желудочно-кишечного тракта, почек и печени.
Высокое содержание железа также очень быстро выводит из строя и портит внешний вид сантехники: ржавый налет на унитазах, кранах, смесителях, трубах, ваннах и др. Также приводит к загрязнению и поломкам оборудования для водоснабжения и отопления: котельных, парогенераторов, скважинных, повысительных насосов, гидробаков и др.
Повышенное содержание марганца в воде.
В подземной воде марганец содержится в растворенной и нерастворенной форме. Обычно марганец находится в виде гидрокарбонатов, сульфатов и хлоридов. Вода, содержащая марганец, отличается неприятным привкусом, черноватой окраской, оказывают разрушительное воздействие на все системы жизнеообеспечения человека: пищеварительную, кровеносную и другие.
Поэтому воду с повышенным содержанием марганца также как и железа необходимо тщательно очищать. Железо как и марганец очищаются, в основном, схожими методами: окислением на каталитическом материале, ионным обменом или с помощью систем обратного осмоса.
Рис. 1 - Мутность воды, вызванная механическими примесями и железом
1.3. Органические соединения и бактерии
Вода, поступающая из скважины и поверхностных источников в большинстве случаев содержит в себе органические соединения и бактерии.
Органические соединения, которые содержатся в воде, характеризуются в анализах такими показателями как ПМО – перманганатная окисляемость, повышенная цветность и как правило мутность, а также биохимическим потреблением кислорода (БПК).
Органические соединения и бактерии, содержащиеся в воде имеют природное и техногенное происхождение.
Органические соединения природного происхождения – это гуминовые и кислоты, а также, в том числе связанные с железом.
Органические соединения техногенного происхождения – это те виды веществ, которые образуются и загрязняют воду в результате деятельности человека и предприятий.
К ним относятся соединения, образующиеся в результате обработки воды хлором, удобрениями и другими химикатами.
Для очистки воды от органических соединений и бактерий используется как правило четыре принципиально разных метода:
1. Окисление – разрушение кислородом воздуха или химическими реагентами.
2. Сорбция – извлечение из воды на активированных углях.
3. Механическое фильтрование – очистка воды на мембранах обратного осмоса и ультрафильтрации.
4. Ультрафиолетовое облучение или обеззараживание.
Более подробно способы очистки воды от органических веществ и бактерий представлены в разделе 2.3.
1.4. Повышенная жесткость воды
Жесткостью воды называется уровень содержания в ней растворенных солей кальция и магния.
Для измерения жесткости воды применяется единица миллиграмм-эквивалент на литр (мг-экв/л). По уровню жесткости существует следующая классификация типов воды:
- жесткая – от 7,0 мг-экв/л (выше норматива для питья СанПин 1074).
- вода со средней жесткостью от 3,0 до 7,0 мг-экв/л;
- мягкая вода – от 0,5 до 3,0 мг-экв/л.
- умягченная вода от 0 до 0,5 мг-экв/л. (используется для оборудования, технологических производств). Например, в котельных, на пищевых производствах, гальванике и др.
При нагревании жесткой воды происходит оседание осадка кальция и магния на поверхности котлов, теплообменников, сантехнических приборов и другого оборудования. Это приводит к перерасходу электроэнергии, перегреву и выходу из строя нагревательных приборов.
Использование воды с высокой жесткостью для пищевой промышленности и питья также имеет негативные последствия для здоровья человека:
1. Ухудшение вкуса воды. Слишком жесткая вода имеет ярко выраженный кисловато-горький привкус. Пить такую воду неприятно.
2. Снижение качества продуктов питания, получаемых с использованием воды. Вода с высокой жесткостью при длительном хранении вызывает выпадение солей. Это ухудшает качество, например, воды в бутылках, воды, которая используется для изготовления соков, алкогольных и других напитков.
3. Жесткая вода (более 7 мг-экв-л) оказывает негативное влияние на организм человека. Постоянное употребление жесткой воды может привести к проблемам в работе органов пищеварения и почек (камни). Именно по этому не рекомендуется чрезмерно употреблять в пищу минеральную воду.
4. Жесткая вода приводит к появлению сухости кожи. Она оставляет налет на волосах, теле и создает неприятное ощущение сухости и стянутости. Поэтому слишком жесткую воду необходимо умягчать.
Рис. 2 - Последствия использования жесткой воды
2. Методы очистки воды из скважины и водопровода
2.1. Механическая очистка воды
Методы механической очистки воды из скважины для дома можно условно разделить на два основных вида:
- очистка воды на сетчатых и картриджных (мешочных фильтрах);
- осветление воды на осадочных фильтрах (с наполнителем песком и другими материалами).
Описание методов.
1. Очистка воды на сетчатых и картриджных (мешочных фильтрах).
В системе очистки воды из скважины последовательно устанавливаются фильтр грубой очистки сетчатый или дисковый для очистки воды от крупного песка, ила, глины и других взвешенных частиц с диаметром сетки от 20-200 мкм, фильтр тонкой очистки типа Big Blue или Slim Line со степенью очистки от 1 до 50 мкм. Использование данных фильтров позволяет достигать степень очистки воды от механических примесей до 1 микрона. Однако использование данных фильтров не может помочь при очистки воды от растворенных солей, органических примесей, железа, газов. Для их очистки используются другие методы, представленные ниже.
Рис. 3 - Схема механической очистки воды из скважины
2. Осветление воды на осадочных фильтрах (с наполнителем песком и другими материалами).
Последовательно устанавливаются фильтр грубой очистки сетчатый или дисковый для очистки воды от крупного песка, ила, глины и других взвешенных, затем ставится фильтр осадочный осветлительный с кварцевым песком или другой загрузкой. В заключении устанавливаются фильтры тонкой очистки типа Big Blue или Slim Line со степенью очистки от 1 до 50 мкм.
Рис. 4 - Схема механической очистки воды с помощью сетчатых фильтров и осадочного фильтра
Методы очистки воды от железа условно делятся на реагентные и безреагентные.
К безреагентным относятся:
1. Фильтрование через каталитический обезжелезивающий материал в фильтрах обезжелезивателях.
2. Аэрация воды + фильтрование на каталитическом обезжелезивающем материале.
К реагентным относятся:
3. Дозирование гипохлорита натрия и фильтрование на обезжелезивателях.
4. Очистка воды на универсальных ионообменных смолах, применяемых для комплексной очистки воды от железа, марганца, жесткости и органических соединений.
Характеристика методов очистки воды от железа.
1. Фильтрование через каталитический обезжелезивающий материал в фильтрах обезжелезивателях.
Вода проходит через фильтр обезжелезиватель, в котором происходит окисление и осаждение растворенного в воде железа.
По прошествии определенного объема воды, происходит промывка каталитического материала обратным потоком воды в дренаж. Таким образом, происходит самоочищение фильтра обезжелезивателя. Срок службы обезжелезивающего материала зависит от объема водопотребления и содержания железа в исходной воды и составляет обычно от 2-х до 5-ти лет. Данный метод считается наиболее экономичным для очистки воды от железа однако он эффективен при определенных условиях: железо в воде не более 3 мг/л. ПМО не более 5 мг/л., марганец находится в пределах нормы – 0,1 мг/л.
Рис. 5 - Каталитический фильтр обезжелезиватель для очистки воды из скважины в доме
2. Аэрация воды и фильтрование на каталитическом обезжелезивающем материале.
Вода с помощью компрессора и датчика расхода насыщается воздухом. Затем водовоздушная смесь поступает в накопительную емкость, в которой происходит первичное окисление железа и марганца. Из накопительной емкости вода поступает на каталитический фильтр обезжелезиватель, в котором происходит окисление и осаждение железа и марганца.
Рис. 6 - Обезжелезивание воды аэрацией
3. Дозирование гипохлорита натрия и фильтрование на обезжелезивателях.
С помощью насоса дозатора в воду поступает раствор гипохлорита натрия, который ускоряет реакцию окисления растворенного в воде железа, марганца и органических соединений. Вода с гипохлоритом поступает в накопительную емкость, в которой происходит окончательное окисление железа. Для эффективного и надежного окисления время контакта гипохлорита с водой должно составлять не менее 20-30 минут.
Затем вода поступает на фильтр обезжелезиватель, в котором происходит осаждение железа и марганца. Для снижения остаточного хлора применяется метод сорбционной очистки воды на активированных углях.
Рис. 7 - Обезжелезивание и деманганация воды с помощью системы дозирования гипохлорита
4. Очистка воды на универсальных ионообменных смолах, применяемых для комплексной очистки воды от железа, марганца, жесткости и органических соединений.
Вода проходит через универсальную ионообменную смолу, которая находится в колонне фильтра. За время прохождения воды протекает реакция ионного обмена ионов натрия на ионы железа, марганца, жесткости и органических соединений.
После прохождения определенного объема воды, смола теряет свою способность так как все ионы натрия уже заместились на ионы железа, марганца и органических вещество.
Необходимо провести регенерацию (восстановление) ионообменных свойство смолы с помощью поваренной соли, которая отдает обратно ионы натрия в воду, а забирает ионы железа, марганца, жесткости, органики и сливается в дренаж. Обычно на регенерацию расходуется примерно 120-180 г соли на 1 литр фильтрующего материала. Период между регенерациями рассчитывается исходя из объема водопотребления и содержания железа, марганца, органики в исходной воде и составляет обычно от 3-х дней до двух недель.
Рис. 8 - Схема очистки воды с универсальным фильтром от железа, жесткости, марганца, органики
2.3. Очистка воды от органических соединений и бактерий
Из тех методов, которые можно использовать для очистки воды из скважины от органических соединений в условиях загородного дома нам хотелось бы выделить следующие:
1. Система реагентнго окисления воды (гипохлоритом натрия – хлоркой).
2. Система обратного осмоса.
3. Ионообменная очистка воды от органических соединений.
4. Ультрафиолетовое обеззараживание воды.
1. Реагентная очистка воды от органики производится, с применением раствора гипохлорит натрия. В результате его контакта с водой производится окисление органических веществ, железа и марганца. Для эффективного окисления воды необходимо обеспечить время контакта менее 30-минут хлора с водой.
Дозу хлора устанавливают технологическим анализом из расчета, чтобы в 1мл воды, поступающей к потребителю, оставалось 0,3-0,5мг хлора, не вступившего в реакцию. Остаточный хлор эффективно удаляется из воды с помощью угольных фильтров или фильтров с угольными картриджами.
2. Система обратного осмоса применяется для комплексной очистки воды, ее деминерализации в составе комплекса очистки воды. Фильтры с обратным осмосом обеспечивают надежную очистку воды, устанавливаются под мойку и используются как правило на завершающей стадии очистки. После них вода получается питьевого качества, полностью соответствующей установленным требованиям.
Это связанно с тем, что мембрана обратного осмоса под давлением пропускает в основном только молекулы воды и предназначена для того, чтобы дать потребителям максимально очищенную воду. Полотно мембраны свернуто в рулон и размещается в фильтре. Размеры пор материала мембраны настолько малы, что пропускают только молекулы воды, отфильтровывая растворенные соли, газы, органику.
Скорость очистки значительно ниже, чем у других фильтров, поэтому целесообразно использовать накопительный бак для сбора воды. Обычно бак наполняется в момент когда отсутствует водопотреблением. Под давлением вода подается в краник на кухню из бака. Очищенную на обратном осмосе воду можно безопасно употреблять для питья и приготовления пищи.
Рис. 9 - Система обратного осмоса под мойку
3. Ионообменная очистка воды от органических соединений аналогична очистке воды от железа и марганца.
Вода проходит через специальную ионообменную смолу (типа Экотар С), которая находится в колонне фильтра. Пока вода проходит через колонну, происходит реакция ионного обмена, в ходе которой из воды извлекаются ионы органических соединений, железа и марганца.
После прохождения определенного объема воды, смола теряет свою способность очищать органику. Затем проводится регенерация (восстановление) свойств смолы с помощью поваренной соли, которая отдает обратно ионы натрия в воду, а забирает ионы железа, марганца, жесткости, органики и сливается в дренаж. Обычно на регенерацию расходуется примерно 120-180 г соли на 1 литр фильтрующего материала. Период между регенерациями рассчитывается исходя из объема водопотребления и содержания железа, марганца, органики в исходной воде и составляет обычно от 3-х дней до двух недель. Длительность регенерации составляет 1,5 часа поэтому она проводится обычно в ночное время, когда потребность в воде отсутствует.
4. Ультрафиолетовое обеззараживание воды.
При бактериологическом загрязнении вода представляет непосредственную опасность для здоровья человека. Пить и употреблять в пищу такую воду категорически запрещено.
Бактериологическое загрязнение воды обусловлено наличием микроорганизмов: бактерий, вирусов и др. Многие из них представляют опасность здоровью и жизни человека (такие как легионеллез, сальмонеллёз и другие).
Действие ультрафиолетового метода обеззараживания воды основано на способности ультрафиолетовых лучей уничтожать бактерии и вирусы в воде.
Ультрафиолетовые лучи убивают многие виды бактерий во много раз быстрее хлора, после обеззараживания воду сразу можно подавать в точки водопотребления. Наибольшим бактерицидным действием обладают ультрафиолетовые лучи с длиной волны 254нм. Для эффективного обеззараживания воды необходимо обеспечить достаточную прозрачность воды, иначе лучи будут преломляться и эффективность обеззараживания будет снижаться. Поэтому ультрафиолетовые стерилизаторы устанавливают на самой последней стадии очистки воды перед непосредственной подачей потребителю.
Рис. 10 - Ультрафиолетовый обеззараживатель воды
Для умягчения воды в частных домах и на предприятиях используются в основном два принципиальных метода:
1. Ионный обмен на фильтрах умягчителях.
2. Обратноосмотическая очистка воды.
1. Ионный обмен на фильтрах умягчителях. Очистка воды от жесткости с помощью ионного обмена основано на способности ионообменных смол замещать ионы кальция и магния на натрия или водорода.
В емкостей для умягчения используются фильтры колонного типа, в которые устанавливается управляющий клапан и присоединяется солевой бак для приготовления раствора соли для проведения регенерации (восстановления) смолы. После истощения обменной емкости катионит теряет способность умягчать воду и его необходимо восстанавливать. Восстановление ионообменной смолы производится с помощью поваренной соли с концентрацией раствора от 6 до 15%.
2. Обратноосмотическая очистка воды. В процессе обратного осмоса происходит удаление солей кальция и магния, которые не пропускает мембраны обратного осмоса. Чистая вода поступает в фильтрат (чистую воду), а ионы кальция и магния остаются в концентрате и сливаются в дренаж. В частном доме системы обратного осмоса используются в основном для доочистки питьевой воды (под мойку). Для умягчения воды во всем доме в большинстве случаев используются фильтры умягчители.
Рис. 11 - Схема умягчения воды с использованием системы обратного осмоса
Выводы и рекомендации по выбору очистки воды из скважины.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что единого метода очистки воды из скважины на «все случаи» жизни не существует. Выбор методов и схемы очистки воды в частном доме и на предприятии выбирается исходя из качества исходной воды и требований к воде очищенной.
Однако следует отметить что наибольшее распространение для очистки воды из скважины в домах и на предприятиях получили промывные фильтры колонного типа: умягчители, обезжелезиватели, сорцбионные и другие.
Системы обратного осмоса в частных домах следует использовать только «под мойку» для ее доочистки до питьевого качества. После системы обратного осмоса и ультрафиолетвого стерилизатора вода может употребляться без кипячения.
Для подбора и консультации свяжитесь с нами удобным для Вас способом:
1) Форма "Бесплатный звонок"
2) Форма "Оставить заявку"
3) Напишите нам при оформлении корзины заказа - укажите интересующий Вас вопрос по услуге в поле "Примечания к заказу"
4) Просто позвоните нам или отправьте на электронный адрес vagner-ural@bk.ru и задайте интересующие Вас вопросы по услугам по телефону +7 (343) 300-12-92 (многокан.)
