Как очистить воду от железа?

Содержание растворенного железа в воде из известняковых слоев Москвы и Подмосковья зачастую превышает нормативы в несколько раз. В то время как допустимые значения устанавливаются на уровне не более 0,3 мг/л, отмечают специалисты отдела систем водоочистки компании БИИКС. Анализ воды из скважин, в зависимости от района, показывает значения от 0,5 мг/л, что уже превышает рекомендованные значения, а есть скважины, где концентрация железа доходит до 20 мг/л.

В артезианской воде железо содержится в виде растворимого диокcида FeO, который вымывается из минерала вюстита. Соединение нестабильно и легко вступает в реакцию окисления при контакте с кислородом. В результате образуется устойчивое соединение Fe2O3, которое осаждается в виде хлопьев бурого цвета (ржавчины). Но в глубокие водоносные горизонты кислород не проникает, и процесс окисления начинается при подъеме воды из скважины. В результате из новой и правильно обустроенной скважины может потечь мутная вода желтого цвета. Нередко заказчики относят это на низкое качество воды или слишком быструю коррозию обсадных труб. Однако это не так.

Большое насыщение воды железом может вызвать кожные аллергические реакции у человека. На постиранном в такой воде белье остается стойкий желтоватый оттенок. Избыток железа губителен для приборов, сантехники и труб. Отложения сужают внутренние диаметры каналов, способствуют ускорению коррозии, засоряют фильтры. Неприятный желтый налет на сантехнике трудно удаляется чистящими средствами.

Начиная с 2013 года, правительство Подмосковья реализует программу по повышению качества водопроводной воды, включая ее обезжелезивание. В эксплуатацию вводится новое оборудование, подготавливающее воду перед подачей. А вот владельцам собственных скважин стоит позаботиться об этом самостоятельно.

Методы обезжелезивания воды

Суть очистки воды от железа сводится к его окислению до нерастворимой формы и последующему удалению твердого осадка, либо к замещению ионов железа в нерастворимом соединении на ионы натрия и получение растворимого соединения.

Бытовые

Самый простой способ, применимый в быту, это дать воде отстояться несколько часов. Для этого достаточно использовать емкость из пищевого материала (исключая оцинкованные ведра). При контакте с кислородом из воздуха, железо оседает. На дне образуется осадок, а чистую воду можно слить. Так можно очистить небольшое количество воды даже в городской квартире. Метод малопродуктивен, но не требует дополнительных затрат и оборудования.

Усовершенствованное отстаивание, которое происходит в большой накопительной емкости (резервуаре), оборудованной компрессором для подачи кислорода, чтобы ускорить окисление и сетчатым фильтром для удаления твердых частиц. Так можно очищать воду на даче или в загородном доме. Обычно емкость совмещает в себе функцию отстойника и гидроаккумулятора, обеспечивая жильцов чистой водой непрерывно. Производительность системы невысока, поэтому для семьи из 3-5 человек потребуется большой объем бака, а при круглогодичном проживании необходимо продумать его утепление или изначально монтировать бак в помещении. Достоинствам метода является возможность самостоятельного обустройства конструкции и низкая стоимость.

Промышленные

Оба первых метода требуют значительного времени на очистку воды и не удобны для постоянного использования. Поэтому в промышленных масштабах и частных домовладениях постоянного проживания обезжелезивание проводят более эффективными способами. Условно их можно разделить на 2 группы: с использованием реагентов, которые оказывают на процесс каталитическое действие, и без использования реагентов.
В качестве катализаторов окисления для реагентных способов используются гипохлорит натрия и перманганат калия. Цель применения реагентов – увеличение щелочности среды для повышения скорости реакции окисления. В результате повышается производительность системы очистки, а продукты распада реагентов удаляются путем фильтрации или абсорбции.

В качестве нереагентных способов применяется электрокоагуляция, озонирование, глубокая аэрация и сухая фильтрация. Преимущество данных методов заключается в отсутствии реактивов и необходимости их последующего выведения из раствора.

К электрохимическим способам относится электрокоагуляция и озонирование. Коагуляция производится путем прохождения воды между электродами из алюминия, на поверхности которых происходит быстрое окисление. При озонировании в воде под высоким напряжением образуется коронный разряд с выделением озона, который обладает большей окислительной способностью, чем кислород. Скорость образования осадка возрастает.
Сухая фильтрация производится подачей под давлением водно-воздушной смеси на абсорбирующую загрузку, которая удерживает железо. За счет создаваемой разницы давлений на входе и выходе системы, среда проходит через гранулированный наполнитель, очищаясь от железа.

Для глубокой аэрации используется несколько способов насыщения воды кислородом, в зависимости от аналитических показателей образца. В щелочной среде чаще производится пропускание воды через гранулированную загрузку, на поверхности которой оседает и удерживается избыток железа. При невысоком показателе pH применяется дегазация, путем удаления оксида углерода, в результате чего растет концентрация активного кислорода и соединение железа переходит в нерастворимую форму.

Обезжелезиватели для скважин

Для частного дома, водоснабжение которого осуществляется от артезианской скважины, наибольшее распространение по критерию эффективность очистки - стоимость системы  получил метод очистки с использованием напорной аэрации с последующим окислением железа на каталитических загрузках типа BIRM.

Не секрет, что в воде из глубоких артезианских источников практически полностью отсутствует кислород и, довольно часто, имеется избыток углекислоты и сероводорода.      Напорные автоматические аэраторы предназначены для насыщения воды кислородом воздуха для улучшения процесса окисления железа и марганца на зернистых загрузках фильтров - обезжелезивателей,  а также для удаления сероводорода, метана и двуокиси углерода.  Засыпка BIRM представляет собой цеолит, покрытый оксидами марганца. Оксиды марганца являются основным катализатором, ускоряющим процесс окисления двухвалентного железа и марганца растворенным в воде кислородом. В начальной стадии эксплуатации идет процесс покрытия цеолита оксидами железа, находящегося в воде, что усиливает каталитические свойства. Физические характеристики BIRM позволяют при обратной промывке легко удалить образовавшиеся нерастворимые  осадки – окисленное железо в виде гидроксида и марганец в виде оксида.

Засыпка BIRM не расходуется в процессе удаления железа и марганца, не требует химических реагентов при эксплуатации.

Выбор оптимальной системы очистки воды от железа производится с учетом объема потребления воды, ее состава, а также с учетом производительности подающего воду насоса и пропускной способности системы канализации.  Компании, занимающиеся продажей фильтров, не всегда готовы дать рекомендации из-за отсутствия данных. Поэтому рациональнее всего обращаться к специалистам, которые осуществляют работы комплексно: от бурения скважин и анализа воды до подачи воды в дом, разводки  внутри дома, разработки систем канализации и, как завершающий этап, - водоочистки.

Материал подготовлен при участии специалистов отдела систем водоочистки сайта wasser.ru