Очистка воды из скважины от железа: какие фильтры и системы очистки применять

Чистая вода – это то, что человеку крайне нужно. Однако что делать, в случае, если состав Н2О щедро «разбавлен» различными примесями вплоть до того, что пить эту воду уже не хочется? Разумеется, фильтровать при помощи различных систем очистки воды из скважины от железа и остальных компонентов.

Жителям домов, к которым подведен центральный водопровод, чаще всего приходится мириться с недостаточным качеством поставляемого ресурса или фильтровать воду на бытовом уровне. Тем же, кто получает жидкость из скважины, приходится удалять примеси еще на стадии забора. По этой причине в основном разговор пойдет о примесях именно в скважинной воде и способах ее очистки.

Особенно важна очистка воды из скважины от железа и тяжелых металлов.

Содержание статьи

• 1 Примеси в воде: на что они влияют?
• 2 Откуда берется железо в подземных водах?
• 3 Как определить наличие железа в воде
• 4 Методы очистки питьевой воды из скважины
• 5 Фильтры для очистки воды из скважины
• 6 Очистка воды из скважины в частном доме подручными средствами
• 7 Заключение
  • 7.1 Похожие статьи

Примеси в воде: на что они влияют?

Водопроводная, речная и озерная, подземная вода не могут быть идеально чистыми, это все-таки не дистиллят. По этой причине само наличие примесей в жидкости нормально, однако вот их количество и состав – др. 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, на практике любые из них уничтожаются кипячением воды;
• неметаллы. Сюда относятся как относительно безвредные (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 т.д. Необходима фильтрация и отстаивание;
• сложные соединения, в том числе нефтепродукты, нитраты, пестициды. Многоступенчатая фильтрация убирает большая часть таких примесей.

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

Вместе с тем один из самых частых и вместе с тем 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.

Откуда берется железо в подземных водах?

Наличие Fe в водопроводной воде понятно – это итог коррозии старых металлических труб, накопительных резервуаров, распределительных узлов и т.д. А вот с чем связано повышенное содержание чего металла в подземной воде?

Причин две:

• природная. Это связано с обширными залежи железосодержащих пород рядом с водоносным горизонтом. Под действием влаги металл окисляется и попадает в воду, это естественная реакция. Также возможно просачивание в водоносных горизонт болотных вод с повышенным содержанием железа в связи с гумусными вкраплениями, наличие рядом глин юрского периода (с высоким содержанием пирита). На количество примеси влияет вулканическая деятельность рядом. Интересно, что более глубокие водяные горизонты содержат большую долю примеси – до 3..4 мг/л;
• человеческий фактор. Большое количество сточных вод с высоким содержанием железа – итог деятельности металлургических комбинатов, металлообрабатывающих предприятий, текстильных и лакокрасочных предприятий, сельского хозяйства.

Есть характерная зависимость – чем более кислая среда, тем выше в ней процент железистых примесей. Повышенный pH воды и сниженное количество кислорода почти всегда сопровождается высокой долей железистых включений.

В природе железо присутствует в четырех формах: простое (чистое), двухвалентное, трехвалентное и органическое. Простое железо при попадании в воду немедленно окисляется до трехвалентного и создаёт характерный ржавый осадок, довольно быстро оседающий. Соответственно, трехвалентное тоже осаживается в виде ржавой взвеси. Двухвалентное обнаружить намного сложнее, визуально оно не определяется. Органическое – это сложные соединения, в том числе бактериальные и коллоидные. Выпадение в осадок происходит медленнее, чем у трехвалентного варианта.

Как определить наличие железа в воде

Кроме внешнего различия – характерный рыжеватый или оранжевый цвет, мутность – имеются и другие признаки, позволяющие выявить содержание металла в жидкости и даже примерно прикинуть его количество:

• выраженный металлический вкус и кислый запах. Проявляется при наличии более 1…2 мг/л. При употреблении этот воды может появиться изжога;
• быстрое выпадение осадка в визуально чистой и прозрачной воде. Это связано с окислением чистого и двухвалентного железа атмосферным кислородом, которого недостаточно в кислых подземных водах;
• явный рыжеватый, бурый или оранжевый тон воды – наличие трехвалентного железа;
• появление ржавых потеков на сантехнике, налет того же цвета внутри стиральных и посудомоечных машин, накопительных баков, нагревательных баков, рыжие и бурые пятна на постиранных вещах – двух- или трехвалентное железо в количестве, превышающем 0,3 мг/л;
• наличие в трубах слизи и радужная пленка на поверхности воды – органические железистые соединения.

Для определения конкретной разновидности металла нужно проводить лабораторные анализы, а для уточнения способа фильтрации – пробную очистку.

Методы очистки питьевой воды из скважины

Самый старый и проверенный способ – отстаивание жидкости – основан на том факте, что на практике все соединения железа быстро выпадают в осадок. Тем самым, отстаивание и последующая механическая фильтрация позволяют избавиться от большей части железистых соединений.

Тем не менее такой процесс быть может длительным и требует наличия емкостей для отстаивания. Заметно ускорить очистку и сделать ее более эффективной помогают такие методы.

Аэрация или безреагентный способ. Суть метода заключается в усиленном и ускоренном насыщении жидкости кислородом. Итог достигается при помощи фонтанирования, душирования, многократного переливания, барботирования, при помощи инжекторов. Данный способ применим при содержании Fe не более 10мг/л и при небольших объемах потребления, к примеру, при очистке воды из скважины в частном доме.

Окисление, в противном случае реагентный способ. Кроме естественного пути и аэрации, окислить соединения железа и добиться их выпадения в осадок можно при помощи окислителей. Наиболее популярным считается хлор в виде гипохлорита натрия, одновременно обеззараживающий жидкость, перманганат калия («марганцовка»). Тем не менее у обоих препаратов есть ряд негативных свойств, вследствие этого для окисления все чаще используют озон. Однако и озонирование имеет «слабые места», в частности, требует больших затрат электрической энергии.

Для ускорения осаждения окисленных частиц используют коагулянты и фильтрацию.

К сожалению, окисление плохо срабатывает с органическим железом и марганцем, который нередко «сопровождает» железистые соединения.

Способ используется в тех случаях, в случае, если кислотность воды невелика, а содержание железа, напротив, превышает норму довольно сильно – свыше 10 мг/л. Считается достаточно дорогостоящей процедурой, требующей внимательного отношения и постоянного обслуживания оборудования.

Каталитическое окисление с фильтрацией. Данный способ наиболее популярен в настоящее время, так как дает сравнительно быстрый и надежный итог при относительно небольших затратах.

Для быстрого окисления и осаждения соединений железа (и в меньшей степени марганца) применяют катализаторы – вещества, ускоряющие химическую реакцию. Они добавляются в жидкость в виде гранул, причем в процессе реакции соединения железа осаживаются на поверхности самих гранул. Чаще всего основой гранул является диоксид марганца, для усиления реакции и компенсации вымывания марганца с поверхности гранул добавляют перманганат калия. Осажденное железо удаляют промывкой.

Способ хорошо работает при умеренном загрязнении воды (до 10…15 мг/л), средней кислотности и отсутствии органического железа. Также важен температурный режим – оборудование должно находиться в отапливаемом помещении.

Ионный (катионный) обмен. Метод идеален для одновременно борьбы с наличием железа и жесткостью воды. Суть его заключается в том, катионнообменные смолы «связывают» ионы магния и кальция, а также двухвалентных металлов. Тем не менее с трехвалентными они уже «не справляются», т.е. применять смолы стоит в тех случаях, в случае, если окисление металла (металлов) еще не произошло – при малом содержании в воде кислорода и низкой кислотности. В случае, если эти требования не соблюдены, трехвалентное железо «забивает» катионы, снижая их эффективность. То же самое происходит при наличии органических, в том числе железистых, соединений.

Способ очистки эффективен только при определенном составе жидкости и тщательном подборе компонентов катионнообменных смол.

Мембранный, или с использованием обратного осмоса (осмотический) способ очистки. Основан на использовании специальных мембран, через которые под действием давления просачивается вода. Особенность метода – отсутствие реагентов и высокая степень очистки, удаляется до 95…98% примесей.

«Обратная сторона медали» в том, что любые органические соединения и нерастворимые частицы «забивают» мембрану, т.е. применять такой способ рационально только для доочистки воды, предварительно очищенной от органики и взвесей другими способами.

Мембранный вариант подходит только для малых объемов очищаемых вод, а также для тех случаев, в случае, если нужно максимально тщательное удаление примесей.

Дистилляция. Такой процесс заключается в возгонке водяных паров и последующем их охлаждении до жидкой фазы. Получаемая жидкость лишена ВСЕХ примесей, однако в то же время она лишается вкуса и запаха, что делает ее не всегда приемлемой для использования в быту. Бытовые дистилляторы как правило имеют малый объем (1…2 л), нуждаются в постоянной очистке, требуют электропитания и в процессе работы выделяют много тепла. Данный способ очистки приемлем только в исключительных случаях.

Биологическая очистка. Способ связан со способностью некоторых микроорганизмов очищать воду от неорганических примесей. После первичного биологического фильтра жидкость пропускают через сорбционный (задерживающий) фильтр и обеззараживают ультрафиолетом.

Способ оптимален для вод, где содержание железа (и марганца) превышает 40 мг/л, а также значительно загрязнение сероводородом, углекислотой. Используется только в составе комплексных очистных сооружений.

Электромагнитная фильтрация основана на свойстве железистых соединений притягиваться к магниту. Вначале вода обрабатывается ультразвуком, потом пропускается через магнитное поле и сорбционный фильтр. Способ подходит для уже связанных частиц металла.

Фильтры для очистки воды из скважины

Большая часть фильтрующих систем для домашнего использования основаны на одном из приведенных выше методом очистки.

Выделяют такие группы устройств:

• проточные системы с 2-мя и более последовательно расположенными очистными картриджами и/или мембранами. Наиболее эффективный вариант, удаляет на практике все известные загрязнения;
  

  Merlin PRF RO, бытовой фильтр обратного осмоса

  

  Комплекс для очистки воды из скважины Clack

  

  Система очистки воды «Decha»
  

• фильтры автоматические самопромывные на основе каталитического очищения и/или сорбентов. Дополнительно требуется аэрация и гипохлорирование, нуждается в постоянном давлении воды не менее, чем требуется для промывки (зависит от модели). Бывают специализированными или универсальными;
  

  GIM — 4, на основе адсорбента из модифицированного гидроксида магния

  

  EIM — 2, на основе каталитического метода, с фильтрующей средой МЖФ

  

  ECT — 1, с адсорбционным фильтром из активированного угля

  

  LM-1FMN, регенерируемый ионообменный фильтр, многофункциональный
  

• аэрационные комплекты на базе резервуара. Дополняются осадочным фильтром, кроме железа, удаляют сероводород, также повышают содержание кислорода в жидкости;
  

  Аэрационный комплекс «Руссфильтр» на основе резервуара (танка) 10х54

  

  Аэрационный комплекс PROWATER-AP-21054
  

• фильтры грубой очистки дискового или сетчатого типа. Применяются для удаления крупных осаждаемых частиц, в том числе соединений железа.
  

  Дисковый фильтр Azud HF Helix 201

  

  Сетчатый фильтр AZUD HF LUXON серия LDB
  

Оптимальной по эффективности работы и возможности комплексной очистки воды считаются проточные системы с несколькими картриджами для очистки воды из скважины для загородного дома, водопроводной воды в квартире.

Помимо этого, для коттеджных поселков, где потребление воды идет из одной скважины для нескольких объектов, или для остальных крупных сооружений, применяются другие устройства для того, чтобы очистить воду из скважины от железа – к примеру, блочно-модульные станции водоподготовки.

Очистка воды из скважины в частном доме подручными средствами

Кроме проверенных высокотехнологичных способов снижения уровня железа в воде, используют и «домашние» способы.

Одним из самых простых является вымораживание. Чистая, не имея примесей, жидкость замерзает быстрее, чем загрязненный солями металлов, органикой и неорганикой остаток. По этой причине в случае, если при замораживании слить темный концентрат, а потом разморозить получившийся чистый лед, полученная жидкость будут достаточно свободной от примесей.

Отстаивание воды – тоже неплохой способ снизить содержание железа и вообще любых примесей. Для чего воду наливают в открытый или закрытый сосуд/емкость, и оставляют на 12…48 часов. По истечении чего времени осторожно сливают верхний чистый слой, избавляясь от нижнего, загрязненного. Возможно, в процессе отстаивания придется снимать различные легкие примеси с поверхности жидкости. Для ускорения выпадения осадка можно попытаться устроить аэрацию подручными средствами – к примеру, периодическим энергичным перемешиванием воды, запуском в нее воздуха через аэрационные системы для аквариума и т.д.

Можно просто подавать воду в емкость через инжектор или душ.

Заключение

В завершение материала хочется напомнить: эффективность обезжележивания и правильность подбора фильтра очистки воды из скважины от железа зависит от точности анализа жидкости! Не имея точного определения состава и характера примесей даже самые современные и надежные системы фильтрации будут бесполезной тратой денег.

КАКУЮ СИСТЕМУ ОЧИСТКИ ВОДЫ ВЫБРАТЬ ДЛЯ ДОМА? | ПОЛНЫЙ КУРС от А до Я ЗА 12 МИН.