Железо в воде: самые эффективные способы очистки

Современные методы очистки воды

В современных условиях плохой экологической обстановки требуется усиление системы фильтрации водоснабжения. В настоящее время выделяют два способа: реагентное и без применения реагентов. Рассмотрим каждый из них более подробно.

Безреагентная очистка

Используется намного чаще, поскольку не требует покупки дополнительных комплектующих. С развитием технологий его стали использовать постоянно. Но он будет действовать только в том случае, если содержание железа в жидкости не превышает 10 мг. Способ заключается в насыщении воды кислородом при помощи специального компрессора.

Под действием молекул кислорода соединения железа начинают распадаться и в конце концов полностью исчезают. Самым главным преимуществом данного метода является то, что для очистки воды не используются никакие вредные вещества. Единственное неудобство – очень долго очищают воду на самом первом этапе.

Реагентная очистка

Такая система фильтрации предполагает использование дополнительных реагентов, в составе которых находятся химические вещества. Их необходимо внедрять в том случае, если концентрация железа в воде просто зашкаливает. В такой ситуации помогут только химикаты. Чаще всего используют гидрохлорид натрия и перманганат калия. Хоть этот способ способен точно устранить железо из жидкости, однако есть и существенные неудобства:

• Постоянная смена реагентов. Нельзя хранить вещества очень долго и использовать их длительное время: они могут испортить воду еще больше.
• Тщательная дозировка. Главное четко соответствовать инструкции, чтобы количество химикатов всегда совпадало с нормой. Это сложно, поскольку уровень железа постоянно меняется и его необходимо часто измерять.
• Нет универсальных реагентов. Под каждый тип воды приходится подбирать индивидуальный реагент. Кроме того, такие вещества стоят очень дорого и не всегда есть в наличии.

Именно поэтому безреагентный способ гораздо проще, универсальнее и безопаснее, однако подойдет не во всех случаях. Подбирать оборудование нужно только после проведения экспертизы воды.

Самодельный фильтр для обезжелезивания воды из скважины

Фильтр для очистки воды от железа для дачи своими руками вовсе не обязательно должен быть дорогостоящим. Прибегая к дедовским способам, обезжелезить колодезную воду удается с помощью подручных или недорогих расходных материалов.

Готовые магазинные фильтры имеют достаточно высокую стоимость. Однако реагентные системы очистки колодезной воды можно изготовить самостоятельно.

Для изготовления фильтра понадобится:

• Два горизонтальных резервуара, изготовленных из пластика, и оснащенных большой крышкой.
• Отдельная емкость, предназначенная для активного вещества – сыпучего реагента.
• Мелкое сито для сбора твердых частиц большого размера.
• Набор пластиковых труб, некоторые из них оснащены кранами.

Место установки такой системы зависит от периодичности и интенсивности использования. Если вода будет подвергаться очистке зимой, лучше хранить систему в отапливаемом помещении. Наиболее подходящее место – мансарда, второй этаж или отапливаемое помещение.

Алгоритм сборки фильтра для очищения колодезной воды:

Устанавливается основание для резервуара

Важно, чтобы основа была надежной, прочной и устойчивой, поскольку вес емкости, наполненной водой, достигает нескольких сотен килограммов.
Емкости прочно закрепляются у основания. Подключение к сети водопровода

Для соединения фитингов и труб используется специальный паяльник.
Загружается емкость, наполненная реагентом, и сито для сбора твердых примесей. Количество используемого реагента зависит от степени загрязнения воды и требуемых объемов очищенной воды.

Зачем нужна очистка воды от извести?

Немалые сложности создает  известь (гидрокарбонаты кальция и магния), присутствующая в избыточных количествах в водах многих регионов, и негативно сказывающаяся на таких аспектах:

• на здоровье: нарушается обмен веществ, ухудшается состояние кожи, волос, зубов;
• на функциях внутренних органах: образование нерастворимых кальцинатов, влияющих на работу мочеполовой, желчной и сердечно-сосудистой системы, мышечных и нервных тканей и увеличивающих свертываемость крови;
• на приготовлении пищи (продолжительность процесса увеличивается, а вкусовые качества продуктов изменяются).

Плохое качество известковой воды создает и такие проблемы:

• бытовые сложности: мыло не пенится, образуется налет на стенках посуды, остаются белые разводы на одежде после стирки;
• влияет на механизмы: при нагревании карбонат кальция образует плотный нерастворимый осадок на системах котельного и бойлерного оборудования, бытовых приборов, сантехнических деталях, приводя к поломке и повышению электроснабжения;
• негативно сказывается на двигателях и карбюраторах машин и другой техники, где используется вода;
• жесткая известковая вода губительна для растений, препятствуя усваиванию полезных микроэлементов.

При использовании известковой воды повышается риск развития кожных заболеваний у младенцев на 87%.

Способы очистки воды от железа

Существует множество способов избавления воды от избыточного содержания железа, которые можно разделить на химические и механические (физические). Суть всех способов заключается в избавлении воды от двухвалентного железа, то есть быстрого его окисления при помощи специальных реагентов или устройств (безреагентный способ), и дальнейшей очистки воды от осадка окисленного железа, если это требует метод.

Химические методы очистки

К данным методам относятся процессы быстрого окисления и осаждения железа при помощи окислителей и коагулянтов.

Хлорид железа FeCl3

Эта соль железа является отличным коагулянтом, позволяющим в процессе гидролиза превратить свободное железо в гидроксид желез (III) Fe(OH)₃, который выпадает в виде осадков (рыхлые бурые хлопья). Данные хлопья являются хорошими сорбентами, при образовании которых вода очищается не только от железа, но и от различных природных загрязнений. Хлористое железо ускоряет процесс биохимического распада шлама. Данный коагулянт подходит для очистки сточных и природных вод. На один куб воды требуется лишь 30 г коагулята.

Озонирование

Заключается в окислении двухвалентного железа при помощи озона. Способ позволяет качественно обезжелезить и обеззаразить воду, но является самым дорогостоящим.

Хлорирование

Подразумевает окисление воды хлором при помощи специальных дозаторов. Требует соблюдение правильной дозировки хлорирования, так как хлор является токсичном и не должен быть в избытке.

Механические методы очистки

Данные методы являются безреагентными и не предполагают использование химических веществ для обезжелезивания воды. Если химикат все же используется, то не расходуется в процессе очищения. Используются фильтры с различными мембранами, избавляющие воду от железа и газов.

Отстаивание

Воду помещают в специальный бак и оставляют на некоторое время, в течение которого железо окисляется и выпадает в осадок.

Аэрация

Заключается в насыщении воды кислородом, благодаря чему ускоряется окисление железа. Является наиболее безопасным и эффективным. В зависимости от установок аэрация бывает эжекторная, безнапорная и напорная. Отличается данный метод экономичностью.

Катионы ионообменных смол синтетического происхождения

Суть данной очистки заключается в обмене ионов железа на ионы натрия при добавлении смол, являющихся катализатором, в воду. Метод не затратный, так как катализатор остается в неизменном виде и не заканчивается. Недостатком является появление в воде бактерий из-за появления пленки на поверхности.

Электромагнитный способ

Основан на применении электромагнитного поля при помощи магнитной катушки, позволяющей образовывать перекись водорода и стойкий оксид железа. Недостаток — слишком долгий процесс.

Первые два способа должны делаться с последующей фильтрацией для очищения воды от осадков и ржавчины. Фильтры бывают МЖФ (на основе железа, кремния и марганца) и BIRM (на основе алюмосиликата, покрытого оксидом железа и марганца).

Безреагентная очистка воды удобна в использовании, а системы имеют долгий срок службы.

Бюджетная очистка без фильтров и установок: народные способы

Кроме очистки воды профессиональными фильтрами есть способы снизить концентрацию металла подручными средствами. Рассмотрим популярные методы, эффективность которых проверена на практике:

активированный уголь — простой и доступный вариант. Найти реагент можно в любой аптеке. Кроме железа таблетки угля справятся с неприятным запахом, нейтрализуют фрагменты извести. Раствор готовят в соотношении 1:1 — на литр жидкости одна таблетка. Чтобы очистить воду, поместите активированный уголь в ткань и опустите в воду на 12 часов;

кипячение — кроме снижения уровня железа метод хорош тем, что обеспечивает обеззараживание жидкости. Отстаивайте кипяток в течение часа — примеси дают осадок. Слейте воду в другую емкость;

заморозка — следите, чтобы вода замерзла приблизительно на 75% емкости. Слейте остаток жидкости. То, что замерзло, можно пить;

отстаивание на воздухе — бак с водой отстаивать 5-6 часов. Жидкость процеживают через марлю, сложенную в 5 слоев;

кремний — более сложный, но эффективный вариант фильтрации. Кроме железа реагент устранит соли тяжелых металлов, убьет бактерии. Опустите небольшой кусочек кремния в воду на 5-7 дней. На дне посуды соберется осадок. Слейте воду в другую посуду.

Обратите внимание! Указанные способы снижают концентрацию железа в воде, при этом они не удаляют другие вредные примеси. Следовательно, гарантировать, что такая вода абсолютно безопасна для здоровья — нельзя

Примеси в воде: на что они влияют?

Водопроводная, речная и озерная, подземная вода не бывают идеально чистыми, это все-таки не дистиллят. Поэтому само наличие примесей в жидкости нормально, но вот их количество и состав – другое дело.

Стандартными «добавками» в Н₂О в количестве до 500 мг/л считаются:

• органика. Это различные вещества растительного и животного происхождения, в том числе патогенные микроорганизмы. К счастью, практически любые из них уничтожаются кипячением воды;
• неметаллы. Сюда относятся как относительно безобидные (при небольших концентрациях) фтор, йод, кальций и магний, так и значительно более вредные хлор, мышьяк. Очистка от некоторых неметаллических включений возможна отстаиванием, от некоторых – только многоступенчатой фильтрацией;
• металлы – железо, свинец, марганец, алюминий, медь, ртуть и так далее. Необходима фильтрация и отстаивание;
• сложные соединения, в том числе нефтепродукты, нитраты, пестициды. Многоступенчатая фильтрация убирает большинство таких примесей.

Допустимое количество примесей нормируется СанПиН 2.1.4.1074-01, таблица 2.

При этом один из самых частых и при этом легко определяемых компонентов – железо, его должно содержаться не более 3 мг/л.

При избыточном количестве Fe возникают такие проблемы:

• со здоровьем. Избыток железа грозит проблемами с сердечно-сосудистой системой, почками и выводящей системой в целом, усилением или развитием аллергий. За счет влияния на печень возможно проявление сахарного диабета и гемохромотоза (нарушение обмена железа в организме), как следствие – болезней печени и суставов;
• с растениями и домашними животными. У растений нарушается цикл развития, животные болеют, как и люди;
• с техникой – быстрое сужение просвета водопроводных труб (особенно металлических) и узких мест в водопротребляющей технике за счет осаживания железа на стенках. Ускорение естественной коррозии металлических элементов. Также возникает рыжеватый налет на рабочих поверхностях стиральных и посудомоечных машин, сантехники, ваннах, раковинах и унитазах;
• посуде и белью – на них могут оставаться «ржавые» пятна, налет, меняется цвет изделий в целом.

Влияние металла на здоровье, технику и вещи зависит от концентрации и вида.

Без предварительного отстаивания

Самое бюджетное и простое решение — бочка из пластика. В сосуд заливается жидкость, вредоносные примеси которой через некоторое время выпадают в осадок. Как правило, этот процесс продолжается до суток. Однако если в семье много людей, то даже 24 часа — слишком много.

Отличный выход из ситуации — изготовить конструкцию, очищающую жидкость за несколько часов. Для этого понадобится бак или бочка на 200−400 литров. Резервуар вовсе не обязательно тащить на чердак, можно поставить в любом помещении с нормальным отоплением.

С одной стороны, к резервуару подсоединяется шланг из резины, идущий от скважины. Он должен устанавливаться примерно в 70−90 см от днища. С другой стороны, ставится подключенная к насосу труба. Устройство обеспечивает жилище чистой водой. К насосной станции закрепляется труба из пластика с механическим и угольным фильтром. И также потребуется монтаж системы, контролирующий уровень воды в резервуаре.

К трубе, идущей от скважины, крепят насадку от обычного душа. Жидкость попадает в сосуд и равномерно рассеивается, насыщаясь кислородом. Озон активирует химреакции, и железно начинает постепенно окисляться.

Мембрану рекомендуется менять каждые две недели, а угольный фильтр — каждый месяц. Раз в полгода из резервуара необходимо счищать скопившийся налет. Если дополнительно поставить в емкость аквариумный аэратор. Прибор будет насыщать воду кислородом, а уровень ее качества в несколько раз увеличится.

Кроме того, фильтр позволяет избавиться от неприятных запахов и обеспечить бытовому оборудованию защиту от накипи. Такая установка также помогает при повышенной концентрации сероводорода, железа и марганца.

Влияние воды на железо

Принцип действия обезжелезивающей очистительной установки основан на том, что двухвалентное железо при контакте с кислородом воздуха окисляется и, превратившись в трёхвалентное, выпадает в осадок. Остаётся только ускорить этот процесс, для чего вода дополнительно насыщается кислородом.                                 

Железная вода  

Valexs:

– Моя система водоочистки работает так. В скважине установлен погружной насос. Он нагнетает воду в бочку объёмом в 250 л. Сверху бочка закрыта крышкой с отверстиями. На крышку, вверх дном, я установил обычное пластиковое ведро на 10 литров. В центре ведра, над крышкой высокой бочки, установлена насадка для полива, как у лейки от душа, направленная в дно ведра.

Вода с превышением железа, прокачиваемая под давлением, вылетает из отверстия в лейке и ударяется в дно ведра. При ударе она разбивается в водяную пыль и под воздействием этого до предела насыщается кислородом. После чего капли, уже обогащённые кислородом, стекают по стенкам ведра и через просверлённые отверстия попадают обратно в накопительную бочку.

Valexs:

– Таким образом, у меня реализована аэрация. Сама бочка заполняется  автоматически. Уровень воды регулируется электродами разной длины. Как только он понижается, включается погружной скважинный насос.

После бака с водой форумчанин смонтировал ещё один насос, который поддерживает необходимое давление в водонапорной системе дома. После насоса установлена самодельная колонна – ёмкость для наполнителя-катионита, который дополнительно очищает и умягчает воду, делая ее пригодной и для питья.

Колонна изготовлена из полиэтиленовой трубы диметром 20 см. Концы трубы форумчанин закрыл пластиковыми заглушками на шпильках, в качестве прокладки использовал резину от камеры.

Ёмкость с катионитом необходимо регулярно промывать обратным потоком воды.

Valexs:

– Промывка занимает около 45 мин., в процессе отключается скважинный насос, а вся сточная  вода из накопительной бочки и колонны последовательно (для этого переключаются краны) сбрасывается в канализацию.

Чем больше концентрация железа в воде, тем быстрее «слёживается» катионит. Поэтому для расчёта частоты промывок берётся следующее значение: в среднем 1 л катионита  поглощает около 1 грамма железа.

На основании анализа воды и водопотребления рассчитывается частота промывок. Стандартная частота промывок – 1 раз в 7 дней, но она может быть и большей.

Lmv16:

– Даже при небольшом водопотреблении промывку надо делать не реже чем 1 раз в 2 недели, число помывок можно даже увеличивать . Если регулярно не делать обратную промывку, то велика вероятность того, что наполнитель сильно забьётся железом, и его придётся выковыривать из колонны лопаткой.

– Я бы рекомендовал использовать не ведро, а перевёрнутую бочку с горловиной меньшего диаметра, чем у накопительной бочки. И чем длиннее бочка, где происходит аэрация, тем лучше.

Подобные системы очистки от превышения вредных примесей стали настолько популярны среди форумчан, что можно говорить о целой серии самодельных безнапорных аэрационных установок.

ДУБ-ДУБОМ:

– У меня превышение уровня железа – 48 мг/л, это выше нормы.. Много думал, как перестать вредить себе и семье и пришёл к выводу, что принудительная аэрация – лучший способ очистить воду от избыточного железа. 

Т.к. количество примеси зашкаливало, ДУБ-ДУБОМ модернизировал аэрационную установку, смонтировав систему из трёх бочек по 500 литров каждая.

Для ускорения процесса окисления аэрация ведётся круглосуточно.

Часовой расход воздуха, подаваемый компрессором, составляет 3000 литров/час. В итоге концентрация понизилась до 0.15 мг/л! 

Безопасная для организма питьевая вода.

На FORUMHOUSE вы узнаете об особенностях выбора системы водоснабжения и отопления, прочитаете  обо всех нюансах монтажа самодельной системы водоочистки. Познакомитесь с рассказом о том, как наша форумчанка самостоятельно собрала безнапорную аэрационную установку.

У нас собран весь опыт пользователей FORUMHOUSE по самодельным системам водоподготовки.

Из нашего видеоролика вы узнаете  о самых последних новинках по системам очистки воды. А из еще одного о системе водоснабжения дома  из колодца на базе конденсационного котла.

Очистка воды из скважины от железа: различные способы и технологии

Существует целый ряд разнообразных методов очистки, каждый из которых по-своему хорош и эффективен.

Очистка воды из скважины в загородном доме до состояния питьевой методом отстаивания

Данный метод наиболее прост в условиях загородного участка, где есть возможность размещения дополнительного резервуара, объем которого должен соответствовать объему суточного потребления воды жильцами дома. Оптимальная очистка воды из скважины в загородном доме до питьевой возможна лишь при соблюдении всех требований установки и эксплуатации.

Подобное решение имеет ряд преимуществ, например, довольно маленькие затраты и простоту исполнения, а также возможность использования очищенной воды даже в случае отключения электроэнергии, и дополнительную очистку от сероводорода.

Минусами является неполное удаление железа, а также необходимость постоянной очистки от скопившегося на дне емкости осадка, и контроль над уровнем воды в нем.

Отстаивание является самым простым, но далеко не самым эффективным способ очистки

Аэрационный метод

Данный метод обеспечивает более полное очищение воды из скважины, чем предыдущий способ. Принцип его действия довольно прост: обеспечивается контакт воды с воздухом, где примеси железа вступают в реакцию с кислородом. Таким образом, элемент окисляется и переходит в трехвалентное состояние, выпадая при этом в осадок. Именно для этого на выходе из емкости устанавливается специальный фильтр, который задерживает частицы и не дает им пройти по водопроводу дальше. Аэрационная система очистки воды от железа – отличный и недорогой выбор для дачи.

Существует две разновидности подобного решения:

• Безнапорный вариант, который предполагает установку распылителей, и, по желанию для увеличения эффективности конструкции в саму емкость монтируется компрессор, дополнительно обогащающий воду кислородом.
• Напорный способ подразумевает поступление воды под высоким давлением в специальную колонну, где сам напор струи и действие компрессора обеспечивает максимально эффективное очищение.

Пример напорной аэрационной установки

Плюсами данного метода является, в первую очередь, его экологичность.

Недостатками является необходимость частого очищения емкости и фильтра от скопившихся загрязнений, все равно не полное устранение железа и зависимость технологии от наличия электроэнергии, что в условиях плохого электроснабжения загородных участков является довольно существенным минусом.

Процесс озонирования

Данный процесс представляет собой обезжелезивание при помощи введения специальных окислителей. От хлора в качестве подобного элемента стали постепенно отказываться, поскольку та или иная его часть все равно остается на выходе, и оказывает негативное влияние на здоровье человека.

Озонирование – более полезный способ в отличие от добавления хлорки

Данный метод не очень подходит для самостоятельной установки, поскольку специальное оборудование имеет довольно большую стоимость, а также необходимы довольно сложные расчеты, которые без надлежащих знаний выполнить очень сложно.

Ионообменный способ

Подобное решение предполагает установку специального фильтра со свободными ионами натрия, которые, вступая в реакцию с водой, заменяются на ионы примесей железа. Данный способ довольно прост, и кроме того, удобен, ведь такой фильтр можно установить даже в пространстве под раковиной.

Ионнообменный метод

Метод обратного осмоса

Данный способ по праву считается самым эффективным среди всех методов очищения от примесей. Подобная фильтрационная установка способна задерживать железо на молекулярном уровне даже в растворенном виде.

Принцип работы установки обратного осмоса

Однако такое решение предполагает установку целой конструкции, которая включает предварительные фильтры для очистки воды от железа для исключения быстрого засорения основной мембраны, а также минерализаторы, которые восстанавливают воду после ее полного обессоливания.

Пример минерализатора

Применение реагентов

Подобное решение чаще всего используется в промышленности, поскольку требует серьезной последующей очистки от химических соединений. Однако оно может использоваться и для частных домов, например, с использованием гипохлорита натрия. Принцип действия реагентов довольно прост: они, вступая в реакцию с примесями, образуют нерастворимый осадок, который не попадает в воду на выходе с помощью системы фильтрации.

Гипохлорит натрия может применяться и в домашних условиях в отличие от многих других элементов

Критерии грамотного выбора

Экономить на дачном фильтре для воды не стоит. Дешевое оборудование в лучшем случае не даст желаемой степени очистки, а в худшем – добавит посторонних примесей.

Выбирая устройство, обращайте внимание на такие параметры:

1. Количество ступеней очистки – чем больше модулей, тем лучше результат на выходе.
2. Производительность – модели кувшинного типа способны удовлетворить потребности одного-двух домочадцев. Для большой семьи лучше приобретать стационарные модели.
3. Особенности фильтрации – устройство стоит подбирать индивидуально, ориентируясь на состав воды.

Поскольку фильтр постоянно контактирует с водной средой, все его элементы должны быть выполнены из устойчивых к ее негативному воздействию материалов.

Для стационарных моделей, подключаемых к водопроводу, ключевым критерием выбора являются долговечные и прочные материалы.

Формы железа в воде

Для того чтобы грамотно подобрать систему очистки, необходимо выяснить не только уровень железа в воде, но и в какой форме присутствует этот элемент. Железо в воде содержится в нескольких основных формах:

1. Двухвалентное железо – растворяется в воде и на первый взгляд незаметно. При взаимодействии с кислородом окисляется и переходит в трёхвалентное с характерным бурым цветом и «ржавым» привкусом.
2. Трёхвалентное железо – присутствует в воде в виде грубой нерастворимой взвеси. Попадает в воду из ржавых труб или городских очистных сооружений. Имеет характерный цвет и запах.
3. Коллоидное железо – присутствует в воде в виде взвеси, которая не осаждается даже при длительном хранении, оставляя воду мутной.
4. Бактериальное железо – состоит из железобактерий, которые присутствуют в воде в виде вязких, мягких слизистых образований. Попадает в воду чаще всего из отходов различных промышленных предприятий. Обычно эти бактерии безвредны, но в случае роста ведут к быстрой коррозии и изнашиванию водопроводных труб.

Установить присутствие железа в воде можно и самостоятельно. Если прозрачная вода после отстаивания приобретает осадок бурого цвета, то это свидетельствует о наличии двухвалентного железа. Если вода поступает уже желтовато-коричневого цвета, то в ней присутствует трёхвалентное железо. Радужная маслянистая плёнка на поверхности выдаёт присутствие в воде бактериального железа. Слизистый налёт внутри труб также говорит о присутствии бактерий.

Тем не менее определить форму железа своими силами бывает не так просто. В воде может содержаться несколько форм железа одновременно. Несомненно, самым точным методом будет химический анализ воды в лаборатории. По результатам исследования можно наиболее правильно и эффективно подобрать систему очистки воды от железа.