Содержание статьи:
1. Назначение и область применения систем обезжелезивания воды.
2. Устройство и принцип действия системы обезжелезивания воды.
3. Виды систем обезжелезивания воды: системы с каталитическим материалом, системы ионного обмена.
4. Преимущества и недостатки систем обезжелезивания воды.
Железо – элемент, который присутствует в буквальном смысле везде. Железо содержится в нашем организме, так же оно присутствует в космосе, ядро Земли на 85,5% состоит из железа. Ferum – один из основных образующих соединений, поэтому человечество научилось использовать его в своих целях. От примитивных военных и ремесленных инструментов до высокотехнологичных разработок современности: ничто не обходится без железа.
Так почему же именно сейчас нам потребовалось очищать воду от железа, если на протяжении всей своей истории человек спокойно уживался с его соседством?
Всё дело в том, что нынешние исследования позволили выявить связь между потреблением повышенного содержания железа и имунными, онкологическими заболеваниями. Некоторые исследователи и вовсе склоняются к версии о том, что рак – это ничто иное как избыток железа и тяжелых металлов в организме.
В 21 веке, с повышением качества жизни, повысилась и частота взаимодействий человека с агрессивными элементами таблицы Менделеева, в том числе и с железом. Сейчас оно присутствует в еде, в жидкостях, в бытовой и эстетической косметике, в медицине. Поэтому, когда мы отвечаем на вопрос «Почему нашим родителям не требовались фильтры очистки воды от железа?», мы всегда ссылаемся на факт прогресса, который приносит с собой не только удобство, но и новые проблемы, с которыми не приходилось бороться предыдущим поколениям.
Несомненно, в нынешнее время воду необходимо обезжелезивать. Это связано с рядом факторов, влияющих на целый комплекс показателей жизни.
Железо в воде вредит бытовой технике и трубопроводу. Окисляясь, железо образует бурый осадок, который впоследствии, попадая в микротрещины взаимодействующего с ним материала, способствует развитию ржавчины. Так же железо повинно в образовании налета и накипи, так как железо в воде повышает её жесткость за счёт железистых солей: именно соли и оседают в виде белых наростов. Нарушение первозданного состояния материала из-за ржавчины и налета провоцирует её разрушение и, как следствие, поломку всей системы. Наиболее типичный пример – поломка стиральной машины из-за накипи, прорыв трубы из-за ржавчины.
Рис. 1 Ржавчина в трубах, последствие превышения железа в воде
Железо в воде вредит здоровью человека. Несмотря на то, что в норме в организме человека должно содержаться от 4 до 7 граммов железа, часто этот показатель может быть превышен из-за обильного поступления железа вместе с водой. Допустимый уровень содержания железа в воде – 0,3 миллиграмма на литр, и этот показатель практически всегда завышен в артезианских скважинах, буримых на приусадебных участках и территории частных домов, а так же в многоквартирных домах ввиду недостаточного уровня очистки. Несложно представить, что при повышенном потреблении «железной» воды, нормальное содержание этого металла вскоре начнет превышать необходимый уровень. Что будет происходить после этого? Не справляясь с переработкой этого элемента, организм начнет «откладывать» его в клетках. А теперь самое важное: именно железом «питаются» раковые образования, поэтому в тех органах, которые наиболее уязвимы к болезни, и будет происходить наиболее активное накопление железа. Развитие онкологии – не обязательное условие потребления не очищенной от железа воды, но разве кто-то из нас готов так рисковать, чтобы проверять на себе этот тезис? По меньшей мере, повышенное содержание железа в организме чревато повышенной утомляемостью, гипертонусом мышц, проблемами с головными болями и пищеварительным трактом – всё это проявляется тогда, когда объективных причин для недомогания нет, и мы привычно списываем это на погоду, работу, «не наш день». Кстати, чувствительно к геомагнитным бурям так же во многом объясняется избытком ферума.
Кроме того, железо в воде попросту неприятно: визуальные следы присутствия осадка в воде портят внешний вид техники, не говоря о том, что сварить вкусный чай или ароматный кофе на такой воде просто не получится. Продукты теряют яркость вкуса при термической обработке с «железной» водой, а кожа и волосы утрачивают естественную смазку после гигиенических процедур под «железным» душем, что способствует их иссушению, раннему старению и утрате тонуса.
Давайте проведем условные подсчеты, сколько денег мы тратим на то, чтобы избежать влияния железистой жидкости на нашу жизнь. Средства бытовой гигиены, бытовая химия, бутыли с очищенной водой – всё это только непосредственные траты, а если прибавить к ним ещё и скрытые, неявные расходы, получится внушительная сумма, собирающаяся за долгие годы борьбы с невкусной, ржавой водой.
Фирма «Вагнер» предлагает вам оптимизировать усилия, затрачиваемые на эти нужды. Устанавливая фильтр-обезжелезиватель, Вы получаете чистую и полезную воду, а так же избавите себя от множества забот, вызванных постоянной надобностью чистить, чинить и восстанавливать «здоровье» вашей техники.
1. Назначение и область применения систем обезжелезивания воды
Системы обезжелезивания направлены на устранение железа из состава воды. Обычно в воде содержится три типа железа:
- Растворенное (трехвалентное) – содержится в воде, подаваемой системами ЖКХ, так как эта вода уже контактировала с воздухом, в результате чего произошел процесс окисления. Рыжий осадок сразу заметен в воде, присутствует ощутимый запах металла.
- Нерастворенное (двухвалентное) – содержится в скважинной воде, так как под землей железо не взаимодействовало с воздухом и не успело окислиться. Поступая на поверхность и в кран, вода с содержанием этого типа железа сначала кажется чистой и прозрачной, и только по прошествии нескольких часов происходит выпадение осадка.
- Бактериологическое железо. Это симбиоз между живыми организмами, питающимися молекулами железа, и непосредственно самим железом. В результате этого союза возникает структура, внешне похожая на склизкую ржавчину. Обычно этот вид железа «обитает» в стоячей воде, например, в бочках, колодцах и других водных ёмкостях, предназначенных для скопления жидкости.
Фильтры, предлагаемые фирмой «Вагнер», имеют гарантированную эффективность против всех трех видов.
Учитывая масштабы проблемы, обезжелезивание требуется как в личных, невысоких по объему, целях, так и в масштабах крупных предприятий, занимающихся самыми разными видами промышленности.
Как мы уже сказали, вода с высоким содержанием железа вредна не только для человека, но и для техники, поэтому в любом труде, где присутствует техногенная деятельность, нужно устанавливать фильтры-обезжелезиватели, которые защитят механизмы оти ржавчины. Это важно предусмотреть заранее, так как установка системы обезжелезивания, даже самой дорогой, в итоге всё равно выйдет доступнее, чем постоянное вычищение и починка механизмов и установок.
Домашняя и промышленная установки обезжелезивания отличаются прежде всего количеством обрабатываемой воды. От пары кубических метров до сотен кубических метров за час: разумеется, это обуславливает и различия между габаритами. Существуют домашние варианты, которые могут поместиться в небольшой квартире под мойкой, а есть и внушительные по размерам цистерны, нуждающиеся в отдельном зале.
2. Устройство и принцип действия системы обезжелезивания воды
Обезжелезиватель воды – это установка, имеющая в своей основе фильтр обезжелезивания. Как правило, он располагается внутри специальной емкости, к которой подведены две трубки – одна для поступления неочищенной воды, другая для вывода очищенной.
Помимо собственно баллона для жидкости с фильтром, в конструкции есть место для дренажной загрузки, стабилизирующей работу фильтра, а так же нередко имеется наличие дополнительных средств очистки в виде аэрационного фильтра, дозирования реагента. Регуляция работы производится посредством ручного вентиля, для автоматизации процесса есть возможность установки блока управления, который возьмет на себя задачу мини-компьютера, контролирующего процесс очистки.
Оснащенность фильтрующей установки зависит от количества железа, содержащегося в исходной воде, а так же от финансовых возможностей потребителя. Скажем, если вы приобретаете фильтр-обезжелезиватель на дачу, где вам не потребуется большое количество чистой воды и её расход регламентирован днями присутствия, вы можете ограничиться базовым фильтром с ручным управлением. Если же вы озабочены регулярным снабжением чистой водой всей семьи 24 часа в сутки круглый год, вам стоит обратить внимание на более оснащенные варианты. Кроме того, если вода действительно имеет высокий уровень железного присутствия, вам придется приобретать многоступенчатую систему очистки, так как базовые фильтры могут не справиться с задачей.
Рис. 2 Безреагентный фильтр обезжелезиватель воды
Главный метод борьбы с железом в воде – это его окисление. Благодаря окислению молекулы железа слипаются вместе, становятся более тяжелыми и массивными, в результате они выпадают в осадок, а он в свою очередь гораздо легче ликвидируется, чем каждая молекула железа по отдельности. Именно поэтому в основе всех современных систем обезжелезивания лежит принцип окисления.
3. Виды систем обезжелезивания воды: системы с каталитическим материалом, системы ионного обмена
Один из самых распространенных видов обезжелезивания – метод ионного обмена. В основе его работы – химическая реакция, которая заменяет ионы железа на ионы натрия, а он в свою очередь не представляет угрозы для здоровья человека.
Происходит обмен ионами благодаря специальному неорганическому материалу – ионообменной смоле, которая имеет высокую пористость. Проходя через поры ионообменной смолы, вода оставляет в ней железо, которое при постоянной переработке имеет тенденцию накопляться.
Чтобы избежать засорения ионной смолы и снижения её фильтрующих способностей, необходимо периодически восстанавливать её химический состав раствором обычной поваренной соли.
Эта система доступна в использовании как частными лицами, так и большими предприятиями, а её среднерыночная стоимость позволяет поддерживать спрос даже в бюджетном сегменте. Единственный минус данного вида обезжелезивания – необходимость постоянной подпитки ионообменной смолы: невозможно наугад определить, когда система нуждается в профилактических мерах, поэтому сроки годности ионнобменной смолы достаточно условны и зависят главным образом от состояния изначальной воды.
Система с каталитическим материалом подразумевает присутствие катализатора-окислителя, который спровоцирует выпадение осадка. Чаще всего в качестве каталитического материала используются природные абсорбционные материалы типа активированного угля или подобных ему по физическим характеристикам искусственно созданных загрузках.
Проходя через слой подобного дренажа, молекулы железа поглощаются порами фильтра, в результате чего на выходе мы имеем обезжелезенную воду.
Нередко в качестве катализатора используется двуокись марганца. В кристаллической решетке этого соединения присутствует недостаток кислорода, поэтому оно охотно поглощает его из всех доступных источников: в случае с фильтрацией воды это объясняет его высокие окислительные свойства – поглощая кислород двуокись марганца провоцирует железо к окислению и выпадению в осадок.
Несмотря на то, что двуокись марганца и её свойства известны человечеству с доисторических времен, использовать её сегодня стали всё реже, так как новое поколение катализаторов обладает теми же практическими характеристиками, но при этом гораздо более жизнестойко и менее массивно, что качественно улучшает использование последних.
Данный метод может считаться бюджетным и доступным в использовании как для частной, так и для промышленной водоподготовки. В отличие от ионного обмена, солевое «подпитывание» здесь не пригодится, так как для восстановления фильтрующих способностей дренажа нужно совершить обратную промывку – то есть пропустить поток воды «снизу вверх», вымывая таким образом все ненужные частицы. С точки зрения практического использования данный метод сложнее в обслуживании, так как не каждый потребитель готов самостоятельно разгружать и промывать дренаж.
Нередко для повышения эффективности системы фильтрации используются дополнительные средства, как подготовительные, так и финишные. В качестве подготовки воды используются крупные технические мембраны, устраняющие песок и другие видимые глазу взвеси. Это помогает уменьшить нагрузку на центральный фильтр.
К слову, и ионообменная смола, и каталитический материал, нуждаются в таких мерах безопасности, так как при регулярном использовании системы водоочистки невозможно предугадать, что может спровоцировать больший по концентрации выброс металлов, соответственно, в этой ситуации система может не справиться с нагрузкой и начать пропускать недостаточно подготовленную воду. Если в бытовых условиях мы ещё можем простить такое упущение, подвергнув поток воды дополнительной фильтрации, то в промышленных масштабах это может быть чревато серьезными последствиями.
Как промежуточный способ обезжелезить и умягчить воду часто используется дозирование гипохлорита натрия. С хлорированной водой мы знакомы давно: в России метод хлорирования воды для её обеззараживания и обезжелезивания употребляется с начала 20 века, однако именно гипохлорит натрия обеспечивает наиболее быстрый и бесследный способ уничтожения металлических взвесей.
Происходит это благодаря тому, что гипохлорит натрия способствует распаду молекул железа, низводя их до примитивных составляющих, не нуждающихся в фильтрации. Плюсом использования гипохлорита натрия является его высокая эффективность и моментальное действие: для того, чтобы произошла реакция, требуются считанные секунды, после чего само соединение растворяется в воде и не несет для человека никакой опасности. Приятный бонус: помимо железа, в воде разрушаются ещё и соли жесткости, так что вода будет не только обезжелезенной, но и умягченной. Однако в этом можно быть уверенным только в том случае, если нужная концентрация дозы высчитана в соответствии с изначальной концентрацией железа. Если доза будет меньше нужной – часть железа просочится в воду, а если доза будет выше – часть самого гипохлорита натрия останется в воде.
Не хотите увлекаться химией? Есть более дорогой, но зато и более экологичный способ: обезжелезивание с помощью аэрации. Благодаря воздействию кислорода, поступающего в баллон с водой, железо окисляется, а затем оседает на каталитической загрузке, что обеспечивает двойную порцию фильтрации. При этом стоит понимать, что данный процесс будет несколько более длительным по времени, а так же более шумным: кислородный насос вырабатывает достаточный уровень звука, чтобы для его игнорирования пришлось применить терпение и привычку.
Как видим, каждая система имеет ряд достоинств и недостатков, поэтому выбирать стоит исходя из индивидуальных особенностей эксплуатации
4. Преимущества и недостатки систем обезжелезивания воды
Обезжелезивание воды – это, строго говоря, не совсем её очистка. Дело в том, что удаляя из воды железо и частично соли жесткости, фильтры не устраняют ряд других угроз, содержащихся в составе H2O.
Например, немалую опасность могут представлять биологические или технические загрязнители, которые незаметны на вид и не имеют вкуса, а потому об их присутствии в воде можно и не узнать без специального теста.
Среди несомненных преимуществ стоит назвать приемлемую стоимость установок обезжелезивания и их широкий выбор комплектации. Независимо от того, приобретаете ли вы фильтр для дома, офиса, небольшого производства или крупной промышленности, вам всегда будут доступны современные и удобные в использовании системы – от ручных и базовых до автоматических и многоступенчатых.
Обезжелезивание является приоритетным видом водоподготовки для технических и промышленных нужд, а если говорить об очистке питьевой воды, стоит прибегнуть к помощи дополнительных фильтров, направленных на работу с другими видами загрязнителей.
В фирме «Вагнер» вы сможете заказать качественную и профессиональную консультацию специалиста, который составит для вас наиболее приемлемый «рецепт» чистой воды, основываясь на показателях химического анализа воды и задачах, которые эта вода должна решать.
Мы готовы предоставить вам исчерпывающие условия для успешного сотрудничества и плодотворного использования качественной воды.
Ниже представленно видео по сборке фильтра обезжелезивателя воды
