Из этой статьи вы узнаете:
1. Признаки наличия железа в воде.
2. В каких случаях можно очистить воду от железа своими руками.
3. Методы удаления железа из воды.
3.1. Каталитическое безреагентное обезжелезивание
3.2. Напорная и безнапорная аэрация воды
3.4. Удаление железа и марганца методом ионного обмена
3.5. Дозирование гипохлорита натрия
3.6. Использование систем обратного осмоса.
Наличие примесей в любой воде делает её непригодной для использования. Проблемы могут быть как с водопроводной водой, теоретически уже прошедшей очистку, так и со скважинной. А ведь самое неприятное, что увидеть загрязнение воды можно далеко не всегда. Если визуально прозрачная и без запаха, значит чистая. А вот и неправда. Задумываться о качестве воды мы начинаем, когда уже становится поздно. Бытовая техника испорчена накипью, трубы внутри заросли, машинка выдаёт одежду с новыми пятнами, сантехника покрылась несмываемым налетом и кое-где проглядывает коррозия. И это еще не самый плохой вариант событий. Технику можно заменить, оставив качество воды на прежнем уровне, и опять столкнуться с такой же проблемой. Кроме оборудования, страдает организм. Ему тоже лишние гадости ни к чему. В промышленном масштабе железная вода вообще недопустима. Страдает оборудование, качество производимой продукции. По технологии при производстве должна использоваться вода, соответствующая нормам.
1. Признаки наличия железа в воде.
Одно из самых ярких соединений, находящихся в воде является железо. Наличие именно этих примесей дает воде оранжевый окрас. Некоторые даже утверждают, что меняется и её запах. Но данное утверждение, по заявлению специалистов, спорно. Существует несколько форм железа, находящегося в воде: растворенное, органическое и нерастворенное. Самое незаметное – растворенная форма. Она не имеет цвета и вкуса. По внешнему виду вода чистая. Но всё меняется если дать ей постоять. При контакте с кислородом железо окисляется и переходит во вторую форму – нерастворенную. В этом случае вода приобретает рыжий цвет и выпадает осадок. Превышенная концентрация органического железа также недоступна человеческому глазу. Даже при долгом отстаивании воды осадка не наблюдается. Удалить такие примеси довольно сложно. Особенно часто с превышенным содержанием феррума сталкиваются те, кто использует воду из скважины. Причем чем глубже скважина, тем больше вероятность присутствия железа. Для нормализации химического состава воды рекомендуется использовать методы фильтрации.
Рис. 1 Железистая вода
2. В каких случаях можно очистить воду от железа своими руками.
Если в воде обнаружены примеси железа, а возможности установить систему фильтрации нет, то временно помогут народные методы очистки. Однако не стоит забывать, что такие способы не дают гарантии полного уничтожения загрязнения. Для очищения от примесей необходимо сначала перевести железо в трехвалентную форму, то есть окислить. Для этого необходим его контакт с воздухом. Первый способ отстаивание. Необходимое количество воды наливается в ёмкость и оставляется на ночь. Железо окисляется, выпадает осадок. Воду аккуратно переливают в другую ёмкость. Второй способ – кипячение. Необходимо кипятить воду минут 15. Осадок сливается. Третий способ – заморозка. Когда половина налитого объема замерзнет необходимо слить воду, а оставшийся лед пригоден к употреблению. Если дело касается скважинной воды, тут на помощь придет метод аэрации. Можно самостоятельно сконструировать систему очистки из подручных средств. Недостатком такого метода является его продолжительность. Большой объем воды быстро не очистить. На промышленном производстве удалить примеси таким способом не получится. Во-первых, неизвестно какого качества вода будет на выходе. Во-вторых, очистить необходимый объем простыми способами не получится, слишком хлопотно. Для аэрации нужны большие баки и время, для кипячения – нагрев. Это большой расход ресурсов. Поэтому в этом случае устанавливают только специальные системы.
3. Методы удаления железа из воды.
При избавлении от наличия железа лучше воспользоваться профессиональными методами. Тем более что в наше время их предостаточно. На сегодняшний день в любом магазине можно подобрать систему фильтрации под свои потребности и финансовые возможности. Но перед выбором самого оборудования надо определиться с методом очистки. Их существует несколько, которые широко и продуктивно применяются во многих областях.
3.1. Каталитическое безреагентное обезжелезивание
Как уже выяснили, чтобы удалить примеси железа – надо его окислить и перевести в другую форму. В этом может помочь каталитически метод. Суть способа в использовании специального фильтрующего элемента – загрузки. Загрузкой могут служить специальные гранулы, песок и т д. Перед прохождением через фильтр необходимо насыщение воды кислородом. В этом может помочь компрессор. Молекулы железа распадаются. Происходит окисление и проходя через фильтрующий материал осадок остается на нем. Такие загрузки необходимо периодически промывать, потому что они имеют свойство заполняться примесями. Из преимуществ метода выделяется его простота и отсутствие химических веществ. Из недостатков – низкая производительность и промывка фильтрующего элемента реагентами. Такой способ может подойти для дачных условий.
Рис. 2 Безреагентный фильтр обезжелезиватель
3.2. Напорная и безнапорная аэрация воды
Суть аэрации в насыщении воды газами. Обычно применяется кислород. Конструкция минимальной системы проста: аэрационная колонна и компрессор. Такой метод очистки подходит для скважинной воды или в малом производстве. Есть несколько вдов системы: напорная и безнапорная. Суть метода напорной аэрации в принудительном наполнении воздухом толщи воды, посредством компрессора. При взаимодействии молекул, происходит окисление железа. Образовавшиеся газы выпускаются через специальный клапан наверху аэрационной колонны. А вода под действием давления проходит дальше.
Рис. 3 Система напорной аэрации воды
При безнапорной аэрации вода разбрызгивается через распылители и одновременно в аэрационную колонну подаётся воздух. Так, как и при напорном методе происходит окисление. Но для дальнейшего хода воды необходим насос. Такой способ очень актуален благодаря своей простоте и минимальных расходах.
Рис. 4 Система безнапорной аэрации воды
Основные преимущества:
- Использование кислорода для окисления, который не является химически активным веществом не дает вредных продуктов распада.
- Отсутствие реагентов.
- Гибкость системы. Возможность установки дополнительных фильтров.
- Возможность установки автоматического контроля за процессами.
- Минимальные расходы на эксплуатацию.
Недостатки:
- Долгая очистка.
- Затраты на электроэнергию.
- Используется при низких показателях железа в воде.
Такой способ очень популярен, когда не требуется большая производительность и концентрация примесей не так высока. В промышленности устанавливают напорные системы аэрации. Они быстрее в производительности и экономнее по габаритам. Так же предпочтительно установить финишный фильтр. Например, сорбционный или совместить аэрацию с каталитической загрузкой. Гибкость системы позволяет её модернизацию.
Озонирование воды является универсальным методом очистки не только от примесей железа, но и от других загрязнений. Кроме того, озон имеет уникальную способность устранять неприятные запахи. Но, обо всём поподробнее. Итак, озон – это газ, который является очень хорошим окислителем. При обработке воды озонно-воздушной смесью происходит распад железа путем окисления среды. Образующийся осадок состоит из твердых соединений, которые удаляются путем фильтрации. Остатки неизрасходованного озона в воде растворяются. Использование такого метода удобно в его многофункциональности. Озон растворяет не только примеси железа, но и многие другие. Улучшается вкус воды, гибнут бактерии. При этом кислотно-щелочной баланс остаётся неизменным. Метод не требует использования реагентов. Озон не поставляется в готовом виде, а формируется на месте в специальных устройствах. Система очень универсальная, но объёмная и дорогая. Кроме того, необходимо чёткое дозирования смеси в воду. При повышенном вбросе озона, среда больше окисляется, что может негативно сказаться на качестве воды. Для этого предварительно делаются расчеты и устанавливаются специальные дозаторы. Количество озона должно быть равным примесям железа. Если существует необходимость систему можно модифицировать дополнительным способом очистки или финишным фильтром. Использование системы возможно для любых нужд.
Рис. 5 Схема очистки воды озонированием
3.4. Удаление железа и марганца методом ионного обмена
Еще один высокотехнологичный метод – ионное очищение. Здесь главным компонентом является ионная смола или её синтетические заменители. Вода проходит сквозь ионный фильтр, в котором происходит ионозамещение. Молекулы железа прилипают к шарикам смолы, образуя твердые соединения. И заменяется ионами натрия, который совершенно безвреден. Это единственный метод, позволяющий удалять двухвалентное, растворенное железо. Для очищения не требуется окислять среду. Несмотря на свои уникальные очищающие свойства ионный фильтр не требует частой замены. Его промывают раствором соли, обновляя. После регенерации ионный наполнитель снова заряжается и готов к работе. Конечно, такая система очень удобна. Химические вещества не используются, очищает от всех соединений и можно не использовать дополнительные способы фильтрации для восстановления качеств воды. Но есть и негативные стороны. Во-первых, это недешевое удовольствие. Во-вторых, воду, использованную для регенерации фильтра, необходимо очищать перед сбросом. Она содержит в себе высокую концентрацию примесей с солью. Поэтому такие установки чаще используются в производстве.
Рис. 6 Схема умягчение воды циклического действия
3.5. Дозирование гипохлорита натрия
Применение гипохлорита натрия является полноценной заменой хлорированию. Применение хлора опасно из-за его токсичных свойств. Гипохлорит в этом плане не токсичен и является таким же быстрым реагентом для очищения. Может применяться как в бытовых условиях, так и в промышленном производстве. Очищение происходит путем добавления раствора в воду, который вступая в химическую реакцию, окисляет её. Далее вода проходит фильтрацию, убирая последствия окисления. Гипохлорит натрия применяется в жидком виде. Используется для воды с максимальной концентрацией железа. Для вброса реагента в воду используются специальные дозаторы. Перед применением необходимо рассчитать дозу, чтобы не превышать концентрацию реагента. Метод является бюджетным, не требуя больших расходов на установку системы и расходных материалов. Из минусов: это всё-таки применение химических веществ, поэтому без точной дозации не обойтись. Опять же из-за химических свойств элемента необходимо продумать об утилизации остатков. Стоковые воды наполнены хлором. Прочищать систему желательно раз в год, но всё зависит от степени её использования.
Рис. 7 Схема обезжелезивание воды с системой дозирования
3.6. Использование систем обратного осмоса
Чаще всего для промышленного потребления применяют способ обратного осмоса. Суть очистки в использовании полупроницаемой мембраны. Конструкция системы может варьироваться в зависимости от её расположения. Смысл очистки довольно прост: вода поступает в резервуар и под давлением проходит сквозь пористую мембрану. Так как её ячейки очень маленькие, сквозь них проходят только молекулы кислорода. Остальные примеси задерживаются в мембранном фильтре. Система удобна в использовании и не требует частой замены фильтрующего элемента. Просто необходимо периодически его промывать. Для этой функции систему автоматизируют. Из недостатков выделяют полное отсутствие элементов после очистки, что не совсем подходит для питьевой воды. Решением служит установка дополнительной модификации, наполняющих необходимыми элементами. Из преимуществ выделяют гибкость системы и её простую настройку. Возможность использования для любых нужд. Полное очищение воды. Отсутствие реагентов. Из недостатков отмечают опять же пустую воду на выходе и обязательный контроль фильтрующего элемента.
Рис. 8 Система обратного осмоса "Вагнер-250" производительность 250л/час
То, что необходимо удалять примеси железа из воды – это неоспоримый факт. Для бытовых нужд больше подойдут малогабаритные системы. По производительности подбираются индивидуально. Желательно использование метода без применения химических средств. Так как для этого необходимо соблюдать все нормы для утилизации отходов. Для промышленного производства на первом месте стоит производительность системы и затраты на неё. В принципе, любую систему можно модернизировать. У каждого метода есть свои плюсы и минусы. При создании проекта водоочистки следует уделить внимание всем факторам и подобрать необходимый способ.
Ниже представленно видео по сборке обезжелезивателя воды
