Ежедневно мы потребляем большое количество воды. Используем её для питья, хозяйственных нужд. Промышленные и сельские предприятия применяют воду в процессе своей деятельности. То есть это одна из самых важных составляющих всех сфер. Но так ли безопасно использовать воду без предварительной обработки? Когда-то экологическая ситуация была намного лучше и соответственно вода была намного чище. Но времена меняются и источники ежегодно засоряются большим количеством примесей. Причин этому много. Начиная от изменения состава почвы до деятельности человека. Одним из самых распространенных элементов в воде является железо. Оно бывает разного типа и практически всегда еще присутствует марганец. Такие вещества могут значительно испортить сантехническое оборудование и нанести вред здоровью. А учитывая характерный запах и внешний вид воды, её даже не захочется использовать. Существует несколько технологий и разнообразное оборудование для обезжелезивания воды.
1. Что такое обезжелезивание?
Обезжелезивание-это способ удаления примесей железа из воды, используя специальные фильтрующие элементы. Железо в больших концентрациях вредит. И это касается не только организма, но и приборов, которые используют такую воду. Чаще всего обезжелезивание необходимо для скважинной воды. Потому что грунтовые воды содержат много этого элемента. Водопроводная вода так же страдает подобным недугом. Но если в первом случае виновником повышенной концентрации являются пласты земли. То во втором случае, виноват трубопровод или некачественная первичная очистка воды.
Так что повышенное содержание железа может быть абсолютно в любом источнике. Различается лишь степень загрязнения. Концентрацию примесей можно выявить, сделав химический анализ воды. Железо может быть нескольких типов. Допустим, в воде из скважины, оно находится в растворенном виде. И увидеть его визуально изначально достаточно сложно. Внешне вода чистая. Но если набрать её в ёмкость и дать постоять, то в скором времени можно будет наблюдать химическую реакцию окисления и выпадение осадка. При этом вода окрасится в бурый или ржавый цвет. Все это происходит потому что начинается взаимодействие молекул железа с кислородом. А он является окислителем. Примеси распадаются и переходят в трёхвалентную нерастворенную форму.
Но отстаиванием много воды не очистить. Поэтому на сегодняшний день самым оптимальным вариантом будет установка фильтра обезжелезивателя. Или сразу полноценной системы водоподготовки, которая очистит и от других примесей параллельно улучшив состояние воды.
Существуют так же и другие типы железа. Например, коллоидное. Отличается от нерастворенного железа внешним видом. Такие элементы имеют очень маленький вес и диаметр. Это взвешенные частицы, имеющие одинаковый отрицательный заряд. Поэтому они не могут соприкасаться друг с другом и постоянно хаотично перемещаются. При этом не могут выпасть в осадок при отстаивании из-за маленького веса. В эту же категорию органического типа можно отнести бактериальное железо. Появляется оно с помощью бактерий, которые окисляют среду, впитывая в свою оболочку железистые соединения. Такая категория загрязнений не вызывает осадка и трудно поддается удалению. Коллоидное железо можно определить по мутности, бактериальное-пленкой на поверхности. Но оно так же опасно в высоких концентрациях.
Высокое содержание железа может наблюдаться не только в скважинной воде, но и водопроводной. Каким образом оно вообще попадает в воду? Этот элемент занимает около 5% всех минералов, которые находятся в земле. Поэтому самый простой способ попадания в грунтовые воды — это вымывание потоком. То есть вода проходит сквозь различные породы, впитывая микроэлементы. Естественно, при бурении скважины и получении грунтовых вод их состав весьма разнообразен. Что касается водопроводной воды, то в этом случае виноват трубопровод. Трубы заменяются редко, из-за длительного срока эксплуатации и нехватки денежных средств. Поэтому их состояние зачастую очень плачевно. Так как изначально вода не соответствует определенным стандартам водоочистки, в ней накоплены примеси. Проходя по трубам, происходит смешивание с воздухом и окисление среды. Появляется коррозия. Собственно, эти отложения и собирает водопроводная вода, пока доходит до потребителя.
2. Где используются фильтры обезжелезиватели?
Сфера применения таких устройств очень велика. Фильтры позволяют очищать как водопроводную, так и скважинную воду. Не исключением стали наземные водоемы. А так как это основные источники получения воды как в бытовом секторе, так и в промышленном, значит обезжелезиватели нужны везде.
Воду, загрязненную примесями железа нигде использовать нельзя. К любому типу воду применяются определенные нормы по составу. Фильтры обезжелезиватели могут совмещаться с любыми другими устройствами фильтрации. Обычно поодиночке они не устанавливаются. Как правило, для полноценной очистки воды требуется несколько элементов для разных видов примесей.
К тому же такие фильтры имеют свои технические характеристики. Железо в воде может быть не только растворенным или нерастворенным, но и коллоидным или бактериальным. Коллоидное железо удалить сложнее всего. Потому что это взвеси-мельчайшие частицы с одинаковым зарядом и низким весом. То есть они не могут ни соприкасаться друг с другом, ни выпадать в осадок. И не каждый фильтр справится с таким видом загрязнения. Бактериальное железо, как понятно из названия. Появляется с помощью бактерий. Точнее они впитывают элемент в свою оболочку. Удалению так же поддается плохо.
Чтобы выяснить какой именно фильтр больше подходит для удаления железа, проводится анализ воды. Отталкиваясь от этих данных можно подобрать элемент очистки. Для бытовой квартир и коттеджей устанавливается один фильтр. А вот для промышленных предприятий их может быть несколько, в зависимости от необходимой производительности и загрязненности воды.
3. Принцип работы фильтров обезжелезивателей
У каждого фильтра и технологии свой способ очистки от примесей железа. Теоретически, любой метод может использоваться в любых сферах. Но на практике все же идет разделение между элементами фильтрации для дома и для промышленного производства. Потому что технология обезжелезивания подбирается исходя из особенностей источника воды и места расположения установки. Для каждого типа воды есть свои критерии выбора, которые имеют предпочтения. Например, для очистки сточных вод от примесей железа важна точность и высокая производительность. На экологичность метода не обращают внимание.
Основные категории, по которым можно сделать распределение технологий обезжелезивания — это использование реагентов или нет. Начнем с химического способа. Для осуществления удаления молекул железа среду сначала окисляют. Окислителями могут выступать различные химические элементы. Может быть гипохлорит натрия, газ озон или хлорка. Так же существует масса синтетических средств, которые могут окислять воду. Кроме реагентов для работы понадобится загрузочный фильтр. Загрузка является своего рода катализатором и способом для удаления осадка. Принцип работы не сложный. В поток воды добавляются химикаты. Они провоцируют реакцию и происходит выпадение осадка, железо переходит в нерастворенную форму. Чтобы убрать осадок, поток воды проходит через загрузочный материал. Он обеспечивает удаление продуктов химической реакции и задерживает осадок. Далее вода проходит потребителю или для последующей фильтрации. Загрузочным материалом может быть любой сорбент. Самый популярный это уголь. Сорбентная загрузка состоит из пористых гранул. При прохождении потока, нерастворенный осадок впитывается в поры гранул, тем самым очищая воду. Вода идет по направлению сверху вниз. Наиболее крупные примеси остаются на поверхности, а мелкие удаляются на нижних слоях загрузки. Важно вовремя промывать материал. Происходит это с помощью подачи потока воды в обратном направлении. Загрузочный материал взрыхляется и при помощи механического трения избавляется от загрязнений. У каждого материала есть свой срок эксплуатации. Несмотря на необходимую промывку, со временем она выдыхается. Поэтому потребуется частична или полная замена сорбента. Так же при использовании химического метода очистки важно установить дозатор. Такие устройства позволяют подавать реагенты строго по норме. Просто так, без предварительных замеров, добавлять химические вещества нельзя. Их переизбыток приведет к ухудшению качества воды, а недостаток к неэффективности реакции.
Безреагентными методами считаются аэрация, мембранный фильтр и ионный. Все они также ориентированы на очистку воды от примесей железа. Аэрационные колонны, как и сам метод аэрации, очень известен. Основан на подаче кислорода в поток воды для его окисления. Технология максимально приближена к естественному процессу отстаивания. В поток воды подается кислород, который окисляет среду. Происходит выпадение осадка, а вода, проходя через загрузку подается дальше. В принципе, смысл точно такой же, как и при использовании реагентов, просто выбран другой, безопасный, окислитель. И в чем же разница между этими технологиями, кроме разного вида оборудования? В производительности и скорости фильтрации. Кислород не способен так же быстро преобразовывать молекулы железа. К тому же технология не предусматривает высокой концентрации примесей. А это значит, при высоком содержании железа в воде, способ аэрации не будет эффективным. Для осуществления аэрации используются специальные колонны. Сам метод разделяется на безнапорный и напорный. Безнапорная аэрация больше похожа на природное очищение воды. И для этого используются достаточно габаритные установки, для наибольшего контакта воды с воздухом. Напорная аэрация использует компрессор. Но в этом случае недостатком является шум. Поэтому аэрационные колонны устанавливают в отдельных помещениях. Как уже говорилось, аэрация помогает только при низких показателях железа. Если концентрация высока, могут быть добавлены химические вещества. Они позволяют ускорить процесс, но в этом случае способ перестает быть экологичным. Если необходимо удалить коллоидное железо, то используются коагулянты. Они позволяют убрать одинаковый заряд частиц и соединить мелкие взвеси. После чего элементы коллоидного железа увеличиваются в весе и выпадают в осадок.
Еще одним известным методом является мембранная технология, которая изначально использовалась для обессоливания воды. Мембрана, поверхность которой содержит мелкий ячейки, способна задерживать примеси железа, пропуская только чистую воду. Такой метод позволяет убирать не только железо и марганец, но и другие вредные элементы. Правда расход воды очень высок. Большая часть сбрасывается в дренаж. Но при этом вода очищена до состояния питьевой. Мембрана очищает не только водопроводную, но и скважинную воду. Промывается фильтр потоком воды. Дополнительного очищения не требует. После окончания срока службы обязательна замена. Это один из универсальных способов обезжелезивания. Потому что такие элементы можно устанавливать, как на производстве, так и в бытовых условиях. Различаются системы только производительностью и внешним видом. Для промышленности системы более габаритны и включают в себя много фильтров.
Ионный фильтр работает на основе ионной смолы. Она может быть, как природного, так и синтетического происхождения. Мелкие гранулы способны соединяться с примесями железа, и выделять вместо них натрий. Очень удобна технология тем, что не требуется предварительное окисление. Ионная смола способна удалять даже растворенное железо. Для такого фильтра обязательна регенерация. Она представляет собой промывку солевым концентратом. При этом гранулы ионной смолы насыщаются натрием. Как часто проводить регенерацию? Зависит от концентрации примесей и производительности системы. Если вовремя не осуществлять очистку, то смола полностью отдаст весь свой запас натрия и не сможет больше удалять железо. Ионная смола бывает натуральной или синтетической. Современные фильтры используют искусственный вариант. Он дешевле и такой же безопасный. Что касается технических свойств смолы, то синтетическая гораздо более функциональна.
4. Какой способ самый лучший
Все способы обезжелезивания по-своему хороши. Зависит от назначения фильтра и степени загрязненности воды. Конечно, для бытового сектора лучше использовать способы, которые не нуждаются в дополнительном окислении реагентами. Дело в том, что подобная технология не рекомендуется при очистке питьевой воды, так как могут быть остатки реагентов. К тому же такие системы предполагают обязательную автоматизацию и дополнительные элементы фильтрации. Технология предусматривает наличие дозатора. Не насыпать же реагенты просто так, сколько влезет. Их превышенное количество может кардинально поменять состав воды, сделав еще хуже. Недостаток химикатов даст неполное обезжелезивание. То есть химических средств просто не хватит для окисления. Поэтому дозу точно рассчитывают исходя из концентрации железа и объема очищаемой воды. Поэтому и необходима точная дозация веществ. Да, такой метод является очень быстрым. Реагентам не требуется много времени для преобразования молекул железа. Они способны быстро создать условия для химической реакции для любого объема жидкости. Но при этом обязательна последующая очистка загрузочным фильтром. Промывка загрузки происходит по мере заполнения примесями. Для этого её взрыхляют обратным потоком воды, а потом вновь заглаживают прямым направлением. Чаще всего реагентная технология используется на больших производствах для очистки технической воды или сточных вод.
Самый неприхотливый способ обезжелезивания-аэрация. Не требуется практически никаких расходов. Но её медлительность и возможность очищать воду от железа только с низкой концентрацией не является положительным моментом. Иногда, например, для дачного участка, такой способ является самым оптимальным. Если требуется небольшой расход воды.
Что касается мембранной технологии, здесь обязательна установка фильтров грубой очистки. Чтобы не навредить мембране мелким мусором, который содержится в воде. Сроки службы достаточно велики. Мембрана бывает разной конструкции и типа, поэтому может использоваться как для промышленности, так и дома. Ионная фильтрация также разделяется на промышленное и бытовое назначение. Для дома удобнее всего использовать сменный фильтр, который не подлежит промывке. А вот на более крупных системах устанавливают загрузки ионные. Но их необходимо очищать раствором соли, при заполнении ионной смолы примесями железа. Для этого также необходима установка оборудования, которая уже содержится в комплектации.
Обезжелезивание — воды-это обязательный процесс очистки. И его эффективность определяется правильно подобранными фильтрами и методами. Многое зависит от исходных характеристик, расходов на эксплуатацию и назначение воды.
5. Преимущества и недостатки фильтров
У каждого фильтра есть свои плюсы и минусы. Например, преимущество аэрационных колонн в их методе фильтрации. То есть использование природного окислителя-кислорода. Так же, при увеличении концентрации кислорода в воде улучшаются органолептические показатели. Недостатки в шуме от компрессора, если устанавливается напорная аэрационная система. Низкая производительность, в виду большого количества времени. Которое требуется на окисление. И такие установки помогут обезжелезить воду только при минимальных концентрациях примесей. Нельзя удалить коллоидное железо.
Если совместить фильтр с каталитической загрузкой, то можно повысить производительность. Но, например, бактериальное железо, так и не будет удалено. Такое оборудование для обезжелезивания воды устанавливается в частных домах и на производствах.
Системы обратного осмоса очень универсальны. Позволяют получать практически дистиллированную воду. Мембраны не используют в процессе химические вещества, что позволяет их применять для очистки питьевой воды. Дополнительных расходов на эксплуатацию не требуют и быстро монтируются. Могут использоваться везде. То есть подходят как для бытового, так и для промышленного применения. Из недостатков –это большое количество уходящей в дренаж воды. Обязательная первичная обработка. Перед мембранным фильтром должен стоять элемент грубой очистки для устранения больших загрязнений.
Ионная смола так же ориентирована для использования во всех сферах. Правда для квартир чаще применяют фильтры, которые не требуют регенерации. У них есть свой срок эксплуатации, после которого элемент подлежит замене. Для частных домов и производств применяется вариант оборудования с регенерацией. Это позволяет сократить расходы на эксплуатацию и продлить время использования загрузочного материала. Такие фильтры устраняют не только растворенное или нерастворенное железо, но и коллоидные взвеси. Для очищения не требуют предварительной обработки. Имеют высокую производительность. Из недостатков выделяют стоимость самой смолы и расходы на таблетированную соль для регенерации фильтра.
Фильтры с каталитической загрузкой чаще используются в коттеджах или производстве. Удобство в совмещении двух функций. Загрузочный материал окисляет и одновременно фильтрует воду. Так же преимущества в высокой производительности и низких расходах на эксплуатацию. Каталитические фильтры не занимают много места, что очень удобно при монтаже. Однако, есть и недостатки. Например, органическое железо не удаляется. Особенно при большой концентрации. К тому же плохо выводится марганец, а этот элемент всегда присутствует, если обнаружены примеси железа.
6. Рекомендации
Обезжелезивание воды является очень актуальным вопросом для всех сфер. В первую очередь потому что железо может присутствовать в любой воде. И даже минимальная концентрация этого элемента способная приносить вред как здоровью, так и оборудованию. Правильный подбор элементов фильтрации очень важен. И не всегда удается сделать это правильно. Поэтому для наиболее оптимального варианта следует сначала сделать химический анализ воды. Данная информация покажет какой тип железа и в какой концентрации присутствует в воде. Следующим шагом станет оценка производительности. Понятно, что для квартир требуется более простое оборудование, чем для промышленных производств. Разница не только в количестве фильтров, но и в способе обезжелезивания. Последним критерием выступают финансовые расходы.
После определения всех потребностей и сбора информации о техническом состоянии воды можно приступать к выбору обезжелезивателя.
Если в воде низкая концентрация железа, то подойдут следующие фильтры: аэрационные установки, ионные фильтры. Очищение происходит без использования реагентов, подходит для обезжелезивания питьевой воды.
Если в воде средняя концентрация железа, то чаще используется каталитическая загрузка. При высоких показателях помогут только химические вещества или системы обратного осмоса.
Обезжелезить воду можно и самостоятельно. В этом случае может быть применено отстаивание. Позволяет устранить растворенное железо. Суть примерно такая же, как и у аэрации. Воду помещают в емкость и оставляют на некоторое время. Происходит контакт с воздухом и начинается реакция окисления, выпадение осадка. Но большой объем воды очистить таким способом не получится. Придется использовать очень большие емкости. К тому же неизвестно, насколько эффективно получится удалить примеси. Более современную систему обезжелезивания можно сконструировать, взяв за основу метод аэрации. Понадобится пластиковая емкость, трубы и компрессор. Но опять же, эффективности от таких устройств мало и очищенную воду используют только как техническую. Для питьевой такой фильтрации будет мало.
Поэтому проще сразу установить специальные фильтры обезжелезиватели. Они ориентированы на эффективное удаление железа и марганца. Так же для корректной работы не стоит забывать об обслуживании. В эту категорию входит очистка и замена элементов фильтрации. Промывка фильтров очень важна. Не стоит недооценивать этот пункт. В каждом фильтре по истечении определенного времени скапливается большое количество элементов железа и марганца. Следовательно, элемент перестает выполнять свои функции. В случае с мембраной, происходит забивание ячеек. Ионная смола отдает весь запас натрия. Загрузочные материалы так же заполняются примесями. Если установлен сменный элемент, что характерно для бытовых устройств, ему требуется замена. Промышленные фильтры обезжелезивания очищаются автоматически. Для этого устанавливаются блоки управления, которые идут в комплектации. Или могут быть монтированы отдельно.
В любом случае при выборе фильтра следует ориентироваться на начальные показатели исходного источника. Чаще железо преобладает в скважинной воде. Но и водопроводная так же может быть загрязнена примесями. При правильном выборе фильтра, установка обезжелезивания будет эффективно выполнять все свои функции.
Если вам понравилась наша статья, поставьте пожалуйста лайк и подписывайтесь на наш канал, будет еще много полезной информации.