Оставить заявку
  Собственное производство систем обратного осмоса и систем водоочистки Наличие товара на складе
Выписка из реестра СРО
Выгодные цены и условия
для дилеров
Гарантия на оборудование до 3-х лет.
Каталог

Очистка воды от железа

     Проблемы вызываемые повышенным содержанием железа в воде

    В воде железо присутствует либо в растворенном виде в этом случае вода первоначально прозрачна, но при отстаивании или нагревании приобретает жетовато-бурую окраску, что является причиной ржавых подтеков на сантехнике. При повышенном содержании железа вода приобретает характерный "железистый" привкус. Также в воде железо может присутствовать в виде коллоидного и органического. В этом случае вода первоначально имеет желто-бурый, темно-коричневый цвет, при отстаивании не образует осадка. По своей природе это довольно крупные стабильные комплексы из ионов железа и органических соединений. В отличие от обычного растворенного железа они имеют отрицательный заряд. Чаще всего коллоиды образуются на основе природных органических соединений: гуминовых и фульвокислот, а так же их солей. Степень загрязнения воды органическим железом определяют по показателю перманганатной окисляемости. Косвенно об этом можно судить по внешнему виду, вода первоначально имеет от желто-бурый до темно-коричневого цвета, при отстаивании не образует осадка. При значении перманганатной окисляемости выше 4-5мг/л очистка воды от железа кислородом воздуха (система аэрации с обезжелезователем) может не справится с окислением и очисткой воды. При показателе перманганатной окисляемости выше 10мг/л окисление аэрацией не используют как отдельный метод. В этом случае в качестве окислителя используют активный хлор (гипохлорит натрия), перманганат калия. При использовании активного хлора (гипохлорита натрия) для удаления из воды остаточного хлора и его соединений используется метод сорбционной очистки воды активированным углем. 

Повышенное содержание железа отрицательно влияет на воду в целом. Если такая вода попадает в организм, то наблюдается ряд проблем со здоровьем. Ухудшается работа иммунной системы, начинаются неполадки пищеварительного тракта и нервной системы. Все это значительно сказывается на общем состоянии организма. Что касается сантехники, то в этом случае простыми подтеками или пятнами не обходится. В трубах накапливаются отложения, что приводит к их сужению. Железо сильно коррозийный элемент, поэтому могут образоваться свищи. Все это рано или поздно приводит к необходимости замены труб. Бытовая техника, которая использует такую воду довольно быстро ломается, что приводит к дополнительным затратам. Поэтому во избежание проблем и материальных расходов устанавливаются специальные фильтры. Бытовые установки отличаются от промышленных. Разница не только в конструктивных особенностях, но и в производительности систем. Но методы обезжелезивания используются одинаковые.

Метод подбирается исходя из химического анализа исходной воды и назначения системы. Также учитывается производительность и сфера деятельности объекта. Любой источник может быть загрязнен примесями железа. Это касается не только наземных водоемов, но и скважинной и водопроводной воды. Отличие лишь в том, что в скважинной воде увидеть наличие осадка можно только после отстаивания. Все это потому что в грунтовых водах железо содержится в растворенном виде и имеет двухвалентную форму. Происходит это потому что подземные воды не содержат кислород, который необходим для окисления. При попадании на поверхность происходит химическая реакция и железо становится нерастворенным, выпадая в осадок. При этом меняется цвет и вкус воды. Чем меньше концентрация примесей в воде, тем больше времени требуется для отстаивания. Что касается водопроводной воды, то в этом случае все намного проще. Кислород присутствует в трубопроводе, пусть и в минимальном количестве. При прохождении потока воды, происходит насыщение и выпадение осадка. Частично он остается в трубах, частично попадает потребителю. Наземные водоемы всегда имеют доступ к кислороду. Существует еще и бактериальное железо. Его производят определенные бактерии. В этом случае при отстаивании воды можно увидеть на поверхности разноцветную пленку. Самым трудноудаляемым типом железа является коллоидное. Элементы очень мелкие и многие фильтры просто пропускают их.

Современные технологии позволяют справиться с любым типом железа. Все оборудование специально разрабатывается для эффективной очистки и минимизации расходов. Существует несколько методов для фильтрации воды от железа.

     Методы очистки воды от железа

  1. Напорная аэрация, каталитический обезжелезователь
  2. Безнапорная аэрация, каталитический обезжелезователь
  3. Система реагентного обезжелезования напорная
  4. Система реагентного обезжелезования безнапорная
  5. Система реагентного обезжелезования перманганатом калия на каталитическом фильтре 
  6. Ионный обмен на универсальной ионообменной смоле
  7. Системы обратного осмоса
  8. Сравнение способов
  9. Выводы

     Описание методов 

    1. Напорная аэрация, каталитический обезжелезователь. Метод заключается в том, что реакция окисления железа происходит на гранулах специального фильтрующего материала обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Фильтрующие загрузки Сорбент АС+МС, Birm, МЖФ и другие, являются природными материалами, содержащими диоксид марганца (MnO2). Они отличаются между собой как физическими характеристиками, так и химическим составом и поэтому эффективно работают при разных значениях параметров очищаемой воды. Однако принцип их работы одинаков: в присутствии диоксида марганца происходит окисление железа и марганца с образованием нерастворимых гидроксидов, осаждающихся на загрузке. То есть, катилитическая загрузка одновременно является и фильтрующей средой. В качестве окислителя используется воздух нагоняемый в воду компрессором (Рис.1, поз.2) аэрационной системы в зависимости от количества подающей воды определяемый реле потока (Рис.1, поз.1). Далее водовоздушная смесь поступает в напорную аэрационную колонну (Рис.1, поз.3) избыток воздуха из которой удаляется воздушным клапаном. Каталитический материал загружен в фильтр обезжелезователь (Рис.1,поз.4) в котором при прохождении воды содержащей железо происходит окисление железа и осаждение его на поверхности и в толще материала. При обратной промывке происходит взрыхление слоя фильтрующей загрузки, окисленное и осажденное на поверхности загрузки железо вымывается в дренаж.

Аэрация является одним из самых безопасных способов обезжелезивания воды. Потому что в качестве окислителя выступает кислород. Применяются установки в промышленных сферах, в системах водоподготовки жилищно-коммунальных хозяйств, на загородных участках. Способ позволяет фильтровать воду из любого источника. Напорная аэрация позволяет более быстро очистить воду, в отличие от безнапорной. Но сам процесс все же является медленным. Поэтому высокой производительности при использовании метода аэрации не требуют. Из основных преимуществ, кроме экологичности, можно выделить улучшение свойств воды. Насыщение кислородом значительно улучшает органолептические характеристики. Аэрация используется только тогда, когда концентрация железа в воде минимальна. При высоком содержании потребуется добавление реагентов или замена способа фильтрации. Данный метод является распространённым, благодаря своей безопасности. Современные аэрационные колонны могут отличаться друг от друга комплектацией и объемом. Монтаж оборудования достаточно простой. Периодически требуется замена фильтрующего материала. Метод аэрации может использоваться в качестве доочистки воды на последних этапах водоподготовки.

Система неприхотлива и не требует постоянного сервисного обслуживания или расходов на фильтрующие материалы. Установки напорной аэрации занимают мало места, поэтому часто используются как самостоятельный элемент очистки или как звено в цепочке водоподготовки.

     Рис.1. Напорная аэрация, каталитический обезжелезователь (1 - реле потока, 2 - компрессор, 3 - аэрационная колонна, 4 - фильтр обезжелезователь колонного типа)

     2. Безнапорная аэрация, каталитический обезжелезователь. Принцип действия данного метода аналогичен предыдущему методу за исключение того, что водовоздушная смесь, получаемая нагнетанием воздуха компрессором аэрационной системы (Рис.2,поз.1) в подающий трубопровод, поступает в открытую емкость (Рис.2,поз.2) из которой затем насосом второго подъема (Рис.2,поз.3) направляется в фильтр обезжелезователь (Рис.1,поз.2) загруженный каталитическим материалом.

Безнапорная аэрация также, как и напорная, позволяет очищать воду используемую для питья и других нужд. Единственное отличие в длительности реакции окисления. Так как нет напора, то требуется больше времени для трансформации примесей железа в нерастворенный тип. Поэтому емкости безнапорной аэрации больше и, следовательно, занимают много места. При этом точно также могут очищать воду только с низким содержанием примесей. Используются такой метод преимущественно на дачных участках и на промышленных предприятиях.

Преимущества аэрации:

  • Фильтрация питьевой воды. В ходе очистки не используются химические вещества.
  • Процесс аэрации предполагает насыщение кислородом, что значительно улучшает свойства воды.
  • Аэрационные установки справляются не только с обезжелезиванием, но и убирают растворенные газы.
  • Не предполагает больших затрат на эксплуатацию и при потреблении ресурсов.
  • Безопасный метод фильтрации

Минусы аэрации:

  • Установки занимают много места, особенно это касается емкостей безнапорной аэрации.
  • С помощью аэрации можно производить очистку только при низкой концентрации железа, до 10 мг/л.

    

Рис.2. Безнапорная аэрация, каталитический обезжелезователь (1 - импульсный расходомер, 2 - компрессор, 3 - накопительная емкость, 4 - насос второго подъема, 4 - фильтр обезжелезователь колонного типа)

     3. Система реагентного обезжелезования напорная. Схема реагентного обезжелезования представлена на (рис.3). В воду дозируется раствор гипохлорита натрия (Рис.3,поз.1). Для качественного окисления контакт хлора с водой должен быть не менее 30 минут, для обеспечения данного контакта раствор гипохлорита с водой поступает в напорную емкость (Рис.3,поз.2). Дале вода поступает в каталитический обезжелезователь (Рис.3,поз.3) в котором происходит окисление железа и осаждение его на поверхности и в толще материала. При обратной промывке происходит взрыхление слоя фильтрующей загрузки, окисленное и осажденное железо вымывается в дренаж. Для удаления из воды остаточного хлора и его соединений используется метод сорбционной очистки воды активированным углем.

Реагенты в системе водоочистки применяются преимущественно на промышленных предприятиях, где важна скорость фильтрации. Использование гипохлорита натрия более целесообразно, чем другие окислители. Он позволяет быстро окислять среду, гораздо эффективнее, чем кислород. При этом не имеет побочных эффектов, в отличие от хлора. Не оставляет продуктов распада в воде. Однако, все же является реагентом. Поэтому производить подачу следует дозированно. Аэрационные установки оснащаются дозаторами и блоком управления, который позволяет контролировать количество вещества, в зависимости от объема воды. Если добавить больше гипохлорита натрия, то он может проникнуть в отфильтрованную воду. Такие установки чаще всего используются в промышленной сфере.

Преимущества:

  • Быстрое окисление среды.
  • Возможность очищать большой объем воды.
  • Не оставляет продуктов распада.
  • Обеззараживание воды.

Недостатки:

  • Расход на приобретение химического вещества.
  • Обязательный контроль поступления реагента.
  • Нежелательно использовать для питьевой воды.

Рис.3. Система реагентного обезжелезования напорная (1 - система дозирования гипохлорита натрия, 2 - напорная емкость, 3 - фильтр обезжелезователь)

   4. Система реагентного обезжелезования безнапорная. Схема реагентного обезжелезования представлена на рис.4. В воду дозируется раствор гипохлорита натрия (Рис.4,поз.1). Для качественного окисления контакт хлора с водой должен быть не менее 30 минут, для обеспечения данного контакта раствор гипохлорита с водой поступает в контактную емкость (Рис.3,поз.2). Откуда вода насосом второго подъема (Рис.4,поз.3) поступает в каталитический обезжелезователь (Рис.3,поз.4) в котором происходит окисление железа и осаждение его на поверхности и в толще материала. При обратной промывке происходит взрыхление слоя фильтрующей загрузки, окисленное и осажденное на  железо вымывается в дренаж. Для удаления из воды остаточного хлора и его соединений используется метод сорбционной очистки воды активированным углем. 

      Рис.4. Система реагентного обезжелезования безнапорная (1 - система дозирования гипохлорита, 2 - накопительная емкость, 3 - насос второго подъема, 4 - фильтр обезжелезователь колонного типа)

В случае безнапорной аэрации с гипохлоритом натрия суть очистки не изменяется. Реагент также быстро способен окислить воду, при этом провоцируя выпадение осадка. Требуется установка дозатора.

     5. Система реагентного обезжелезования перманганатом калия на каталитическом фильтре. В системе реагентного обезжелезования перманганатом калия используется фильтр колонного типа (Рис.5) загруженного материалом Greensand, Greensand Plus, MTM. Регенерация фильтрующего материала производится раствором перманганата калия.

     Рис.5. Система реагентного обезжелезования перманганатом калия на каталитическом фильтре

Такой метод чаще всего применяется в промышленной сфере. Используется, когда концентрация железа в воде превышает уровень 20 мг/л. Простая аэрация в этом случае не способна справиться с таким высоким наличием загрязнений. А другие методы безреагентного очищения имеют низкую производительность. Система состоит из емкости, которая наполнена загрузочным материалом, дозатором, блоком управления, дренажной системы.

Такие устройства очень просты в использовании, к тому же безопасны при правильной эксплуатации. Суть фильтрации состоит в обогащении потока воды кислородом и смешивании с окислителем. В результате химической реакции, молекулы железа становятся твердыми и выпадают в осадок. Все примеси остаются на фильтрующей загрузке. Промывка её происходит путем подачи обратного потока воды, при котором происходит вымывание загрязнений. После чего, сквозь нее пропускается раствор перманганата калия. Сам процесс промывки не превышает 40 минут. Несмотря на высокую производительность и качество фильтрации, все же не рекомендуется использовать данную технологию для обезжелезивания питьевой воды. Потому что всегда существует риск попадания некоторого количества химических веществ в чистую воду. Или необходимо устанавливать дополнительные элементы фильтрации для доочистки воды.

Преимущества:

  • Позволяет быстро окислить воду и значительно повысить производительность системы.
  • Возможность удаления разных типов примесей железа.
  • Позволяет обеззараживать воду, удаляя вирусы и бактерии.

Недостатки:

  • В процессе эксплуатации потребуется приобретение реагентов.
  • Обязательна установка дозатора для корректного введения химикатов.
  • После окисления обязательна фильтрация, потому что могут оставаться элементы распада.

     6. Ионный обмен на универсальной ионообменной смоле. Очистка от железа осуществляется по принципу ионного обмена в фильтре колонного типа (Рис.6). В качестве загрузочного материала используются универсальнные ионооменные смолы марки: А, В,С. Универсальная смола марки В предназначенна для очистки воды от растворенного железа концентрации до 15-30мг/л, марганца до 5мг/л и солей жесткости до 12-15мг-экв/л, при незначительном содержании органических веществ, перманганатная окисляемость не выше 3-4мг/л. Рекомендуется для очистки воды из артезианских скважин. Визуальная оценка исходной воды: первоначально прозрачная вода при отстаивании желтеет и дает бурый осадок. Универсальная смола марки А предназначенна для очистки воды от растворенного железа, комплексных железоорганических соединений, общее содержание железа до 5-12мг/л, марганца до 2-3мг/л, солей жесткости до 10мг-экв/л, перманганатная окисляемость не выше 10мг/л. Рекомендуется для очистки воды из колодцев и неглубоких скважин. Визуальная оценка исходной воды: вода имеет желтобурую окраску, при отстаивании образуется осадок. Универсальная смола марки С предназначенна для очистки воды с высоким содержанием природных органических веществ, перманганатная окисляемость до 20мг/л, органического железа, содержание общего железа до 2мг/л и марганца до 2мг/л. Рекомендуется для очистки воды из неглубоких скважин, колодцев и открытых водоемов. Визуальная оценка исходной воды: вода имеет окраску от желтой до коричневой, при отстаивании осадок не образуется. После истощения обменной емкости универсальная смола теряет способность удалять из воды загрязнения и её необходимо регенерировать. Регенерация производится фильтрованием через универсальную смолу раствора хлорида натрия (таблетированная поваренная соль) концентрацией 8-12%.

Ионная смола позволяет удалять примеси железа без предварительного окисления. Фильтрация происходит путем замены ионов. То есть при прохождении потока воды через ионную смолу, молекулы железа притягиваются к гранулам и закрепляются. Ионная смола, в свою очередь, выделяет в воду натрий. Он полностью безопасен. Кроме того, ионные установки способны умягчать воду, избавляя её от солевых примесей. Как и любой загрузочный материал, ионная смола нуждается в промывке. Со временем, характеристики её падают и для восстановления свойств необходима регенерация. Промывается загрузка солевым концентратом. При этом фильтрация останавливается, и подается солевой концентрат. Ионная смола взрыхляется, освобождаясь от примесей и насыщается натрием. Подавать солевой раствор следует дозированно и его объем зависит о количества загрузочного материала.

Такой метод является очень эффективным для обезжелезивания. Ионные установки имеют высокую производительность и долгий срок службы. Расходы на обслуживание так же минимальны. Требуется лишь периодически пополнять таблетированную соль. Кроме того, устройства могут иметь разную комплектацию и работать совместно с другими элементами фильтрации. Чаще всего ионные установки используются в случаях когда вода имеет не только примеси железа, но еще и повышенную жесткость.

Можно совмещать несколько колонн для увеличения производительности. В этом случае они могут быть объединены в одну систему и работать по очереди или синхронно.

     Рис.6. Фильтр с универсальной ионообменной смолой.

     Преимущества:

  • Возможность удаления разных типов примесей железа.
  • Промывка фильтра происходит с помощью обычного солевого раствора.
  • Высокая производительность.
  • В процессе фильтрации не применяются химические вещества.
  • Систему можно автоматизировать.
  • Удаляет соли жесткости.
  • Не требует окисления для очистки.

Недостатки:

  • Высокая стоимость установок.
  • При увеличении производительности, увеличивается количество регенераций.

7. Технология обратного осмоса

Системы обратного осмоса изначально использовались для обессоливания морской воды. Основной фильтрующий элемент-полупроницаемая мембрана. На поверхности фильтра расположено много маленьких пор. Они могут быть разного диаметра, в зависимости от диаметра молекул примесей. При прохождении потока воды сквозь мембрану, железо задерживается в порах. Промывается фильтр путем пропускания воды в противоположном направлении. Происходит очистка мембраны и их ячеек выталкиваются все загрязнения.

Уникальность способа в полном очищении воды. То есть мембрана позволяет очистить воду до 99 процентов. При этом температура воды и её свойства не изменяются. Однако, такие установки требуют соблюдения определенных правил эксплуатации. В первую очередь, должна быть защита фильтра от механических повреждений. Значит обязательна установка фильтров грубой очистки. Любые механические примеси могут повредить мембрану. Так же она чувствительна к различного рода химическим веществам. Поэтому совместное использование реагентов и мембраны недопустимо. Мембранные технологии используются для очистки питьевой и технической воды от примесей железа.

Обслуживание системы производится ежегодно. При этом все элементы системы обязательно проверяются на наличие повреждений, трещин или деформации. Самым главным плюсом систем выделяют полное избавление от всех существующих примесей. Однако, это может быть и недостатком. Мембрана задерживает все вещества и в итоге получается дистиллированная вода. Поэтому при необходимости установку дополняют элементами, насыщающими волу полезными минералами. Конструктивно все установки могут иметь различия.

Преимущества:

  • Удаляет примеси железа.
  • Позволяет очистить воду от всех других типов примесей.
  • Длительный срок службы.
  • Можно устанавливать, как в бытовых, так и в промышленных условиях.
  • Можно установить блок управления и настроить автоматическое управление.
  • Способ не использует реагенты при фильтрации.
  • Применяется для обезжелезивания питьевой воды.

Недостатки:

  • Необходима предварительное очищение от механических загрязнений.
  • Высокая стоимость фильтрующего элемента.

8.Сравнение способов.

Все методы по удалению железа из воды имеют определенные преимущества и недостатки. Для того, чтобы определиться с выбором технологии сначала следует сделать химический анализ воды. Если концентрация примесей низкая, то рекомендуется безреагентный метод. То же самое касается очистки питьевой воды. То есть оптимальным вариантом станет аэрация, фильтрация с помощью мембраны или ионной смолы.

Промышленность требует высокой производительности, поэтому в данном случае более рациональным решением станет использование реагентов. Они не только имеют быструю окисляемость, но и могут обработать большой объем воды за один раз. При этом обязательно учитывать, что химические вещества добавляются в воду дозированно. Увеличение концентрации веществ не приведет к более быстрому окислению, а даст противоположный эффект. При повышенном содержании химических веществ могут образовываться дополнительные соединения или оставаться продукты распада. А это значительно снизит качество очищенной воды. Если концентрация железа в воде низкая, то реагентное обезжелезивание будет неэффективно. Зато подходит для очистки технической воды или сточных вод.

Для каждого отдельного случая подбирается своя технология обезжелезивания. На это может повлиять несколько факторов. Главными из которых являются концентрация железа и наличие других примесей, производительность и назначение. Бытовые системы обезжелезивания более компактные, по сравнению с промышленными и более просты в обслуживании. Современные установки имеют разную модификацию и возможность улучшения. Для более эффективной очистки можно совмещать несколько методов фильтрации.  

     Таблица №1. Эксплуатационные затраты на оборудование для обезжелезивания воды 

Наименование

Эксплуатационные затраты

Ежемесячные затраты на очистку воды в кол-ве 30куб.м, с жесткостью - 7мг-экв/л., железо - 2мг/л, марганец - 1мг/л, ПМО - 3 мг/л руб. 

Напорная аэрация, каталитический обезжелезователь

электричество

 80

Безнапорная аэрация, каталитический обезжелезователь

  электричество

1 250

Система реагентного обезжелезования напорная

гипохлорит натрия

 70

Система реагентного обезжелезования безнапорная

 гипохлорит натрия, электричество

 150

Система реагентного обезжелезования перманганатом калия на каталитическом фильтре 

 перманганат калия

 100

Ионный обмен на универсальной ионообменной смоле

 таблетированная соль

 1 200

9.Выводы

Наличие примесей железа в воде делает её непригодной для использования. Поэтому перед применением необходима обязательная фильтрация. Для этого используются разные технологии и оборудование. Бытовые и промышленные сферы имеют отличия в системе водоподготовки. Если в бытовом секторе используются более простые технологии и компактное оборудование. То промышленное производство требует масштабной водоподготовки.

При выборе метода очистки следует изучить вопрос эксплуатации и потребностей системы. Например, аэрационные установки требуют только подачу электроэнергии. А вот реагентные методы обезжелезивания потребуют приобретение химических веществ. Так же прорабатывается нюансы утилизации дренажной воды после промывки фильтрующего элемента. Для сточных вод существует свой регламент. Сброс воды с некорректным составом запрещен. Особенно это касается ионных установок, которые при регенерации используют солевой концентрат. Дренажная вода будет наполнена не только примесями железа, но и высокую концентрацию соли. Поэтому потребуется дополнительная очистка.

Что касается метода обратного осмоса, то в этом случае получается большой расход ресурсов. В дренаж уходит больше воды, чем отфильтрованной. Если сокращать объем утилизируемой воды, то потребуется установка дополнительных элементов очистки. Так же важно не использовать реагенты, когда необходима очистка от железа питьевой воды. Более рациональными методами будет использование безреагентных технологий.

Сравнивая существующие технологии, невозможно выделить более оптимальное решение. Для каждого конкретного случая подбирается свой метод обезжелезивания. На это влияет концентрация железа в воде и её технические характеристики. В основном это температура воды, давление, кислотно-щелочной баланс и наличие других примесей. Каждое оборудование имеет свои требования к основному источнику. Это также следует учитывать при выборе устройств. Немаловажным фактором станет материальное обеспечение работы системы и её потребностей в ресурсах.

При выборе оборудования важно учитывать материал исполнения. Он должен быть антикоррозийным и стойким. При несоответствии оборудование быстро выйдет из строя и понадобится ремонт или замена. А это вновь материальные вложения.  Поэтому выбор технологии и устройств лучше доверить профессионалам.

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.)

      Ниже представленно видео о проблемах вызываемых повышенным содержанием железа в воде, а также какие применяются методы очистки воды от железа.

Данный сайт использует файлы cookie и прочие похожие технологии. В том числе, мы обрабатываем Ваш IP-адрес для определения региона местоположения. Используя данный сайт, вы подтверждаете свое согласие с политикой конфиденциальности сайта.
ОК