Очистка воды от железа хлором

Нередко жидкость из подземных источников имеет неприятный металлический запах и такой же привкус. В связи с этим многие владельцы частных домов и дачных участков хотят очистить воду от железа из скважины. Для этого существует множество способов — от химических до механических, при помощи которых можно обеспечить себя по-настоящему вкусной и чистой жидкостью.

1. Причины появления железа в скважине
2. Методы очистки
3. Аэрация воды
4. Домашний вариант
5. Фильтрация с применением окислителей
6. Другие способы
7. Очищение колодца

Причины появления железа в скважине

Высокая концентрация металла в питьевом источнике может возникнуть по нескольким причинам. Основные факторы, влияющие на этот процесс:

1. Болотистая местность. В воде из болота может содержаться до 5 мг/л. железа.
2. Залежи вулканических пород или сульфатной руды в почве. В таких случаях в воде даже на глубине 50−60 метров присутствует более 100 мг/л.
3. Вблизи промышленных предприятий (нефтехимических, химических, металлургических), если они сбрасывают сточные воды в ближайшие водоёмы, металлические примеси впитываются в почву, после чего попадают в подземные источники.
4. Нарушение pH баланса в почве.
5. Ржавый водопровод в доме.

Наличие железа в жидкости определяется следующими критериями:

1. Ржавый налёт в чайнике, на раковине и т. д.
2. Маслянистая плёнка на поверхности. Такой признак свидетельствует о присутствии двухвалентного железа, преобразовавшегося в трёхвалентное нерастворимое.
3. Появление в резервуаре с жидкостью осадка бурого или рыжеватого цвета.
4. Металлический запах и привкус, который не пропадает после кипячения и ощущается во всех горячих напитках (кофе, чай).

Методы очистки

Существует множество способов убрать железо из воды из скважины — с использованием фильтров (химических, механических, электромагнитных и прочих), биологическая очистка, с применением хлора, ионного обмена, озонирование (насыщение озоном). Но все они имеют недостатки: одни — малоэффективны, обслуживание других обходится очень дорого, третьи рассчитаны на большие (промышленные) объёмы.

Наиболее доступным, простым и в то же время эффективным вариантом является метод аэрации, при котором жидкость из скважины проходит обработку воздухом.

При очистке скважин от железа содержащиеся в воде примеси окисляются кислородом и теряют свои качества. Метод аэрации имеет следующие преимущества:

• компактность — устройство можно соорудить в дачном домике или на небольшом участке;
• простота использования;
• низкая себестоимость;
• минимальные затраты на сооружение устройства;
• эффективность — вода полностью очищается от сероводорода и железа, а также частично — от некоторых органических соединений и марганца;
• экологичность — при использовании метода не применяются химикаты.

В результате обогащения кислородом улучшаются вкусовые качества воды, повышается её защита от вредных микроорганизмов. Наибольшую эффективность способ показал при концентрации железа не более 6мг/л.

Принцип работы устройства довольно прост: присутствующее в воде железо при взаимодействии с кислородом начинает окисляться, после чего выпадает в осадок, который представлен в виде ржавчины. Обслуживание аэратора заключается в обеспечении активного взаимодействия воды и кислорода, а также в своевременном удалении осадка. Процесс аэрации может продолжаться от нескольких часов до нескольких дней.

Систему можно соорудить несколькими способами. Для наиболее простого понадобится вместительная ёмкость, которая будет использоваться в качестве аэратора. При выборе объёма необходимо учитывать, что количество пригодной для использования воды после обработки составит 50−75% от общей вместительности бака. Рекомендуется выбирать ёмкость с немного выгнутым дном — это облегчит процесс чистки бака от образовавшейся ржавчины.

Самодельный аэратор устанавливают на специальном помосте на чердаке или крыше. После установки бака к нему проводят трубу из скважины, чтобы жидкость поступала через открытый люк в верхнюю часть ёмкости. Закрывать аэратор рекомендуется вентиляционной крышкой, которая обеспечит доступ воздуха и в то же время предотвратит попадание мусора. На трубу желательно установить кран, что в дальнейшем облегчит чистку бака. Для лучшего обогащения воды её рекомендуется подавать в распылённом виде, воспользовавшись обычными форсунками для полива либо распылителем для душа.

Недостатки метода аэрации:

• необходимость регулярной очистки аэратора от осадка;
• недолговечность устройства — металл под воздействием ржавчины быстро разрушается.

Самый простой способ очистки без применения специальных установок и фильтров. Используется, когда необходимо очистить лишь небольшое количество жидкости. Для этого действуют следующим образом:

1. Наливают воду в ёмкость (например, в бутылку) и оставляют на ночь.
2. К утру железосодержащие примеси выпадут в осадок, после чего воду необходимо профильтровать через сетку с мелкими ячейками.
3. Жидкость прокипятить и заморозить.

Вкусовые качества воды, очищенной таким способом, улучшаются, она становится более пригодной для использования. Для дополнительной очистки можно воспользоваться активированным углем, который необходимо завернуть в вату и пропустить через него воду.

Для частного хозяйства лучше подойдут фильтры. На рынке присутствует множество установок, работающих по разным принципам.

1. Каталитические очистители. Это один из универсальных способов, используемый для обезжелезивания воды как в небольших масштабах (коттеджные посёлки, дачи, частные дома), так и в промышленных. Такие системы фильтрации имеют производительность от 0,5м3/ч до 30м3/ч. Существуют и более мощные установки, которые применяются в промышленности. Корпус фильтра изготовлен из нержавеющей стали или стекловолокна. Внутрь насыпается слой-катализатор, который периодически необходимо менять.
2. Фильтры обратноосмотические. Компактные водоочистительные сооружения устанавливаются под раковинами в квартирах и домах. В процессе очищения вода последовательно проходит через 3 резервуара. Первый — с полипропиленом и активированным углем для удаления твёрдых частиц, второй — с углём: удаляются химические и органические примеси, третий — с мелкоячеистой мембраной. Затем поток воды разделяется на 2 части: чистая жидкость, которая подаётся в домашний водопровод, и концентрированный раствор примесей, уходящий в канализацию.
3. Электромагнитные аппараты. В установках электромагнитной фильтрации предусмотрена поэтапная очистка жидкости. Сначала вода проходит обработку ультразвуком, после чего осуществляется электромагнитная очистка. На заключительном этапе очищенный поток пропускают через мелкоячеистую мембрану, на поверхности которой задерживаются частички оставшихся примесей. Такая очистка применяется только для обезжелезивания жидкости. Если в ней, кроме железа, имеются прочие ненужные соединения, рекомендуется использовать другие установки.
4. Электрохимическая аэрация. В таких фильтрах не используются реагенты. Состоят они из компрессора, который нагнетает воздух и резервуара с водой. Применяются для очистки воды с содержанием железа в среднем 30мг/л. Срок службы электрохимического фильтра составляет 5−7 лет.

Придумано множество способов очистки как для частных домов и промышленных предприятий:

1. Обратный осмос. Наиболее эффективный способ очистки жидкости. Водный поток проходит через мембрану, ячейки которой настолько мелкие, что сквозь них могут проникнуть только молекулы воды. Железосодержащие примеси остаются на сетке, впоследствии они удаляются через дренаж. Недостатком такого метода является то, что система пропускает молекулы, которые по размеру меньше, чем водные (хлор и некоторые другие соединения).
2. Ионный метод. Основан на фильтрации, при которой из воды удаляются марганец, железо, кальций. Фильтр снабжён ионообменной смолой, замещающей железо натрием, в результате чего жидкость из скважины становится мягче. Использование возможно при концентрации железа не более 2 мг/л и только для воды, не содержащей органические соединения.
3. Окислительный (химический) вариант больше подходит для промышленных предприятий. Железо окисляется при помощи кислорода, перманганата калия, озона и хлора, после чего становится трёхвалентным, оседает на дно и устраняется. Частным домовладельцам рекомендуется использовать упрощённый вариант фильтрации — каталитический. Железо нейтрализуется посредством диоксида магния, который активизирует окисление и процесс образования осадка.
4. Биологическое обезжелезивание применяется для устранения железобактерий. Такой способ предполагает обработку воды бактерицидными лучами, хелатными агентами или хлором.
5. Чистка без реагентов. Основу принципа составляет организация процесса взаимодействия примесей с оксидом марганца. Для фильтрации используются мембраны, содержащие MnO 2, которые нуждаются в периодической чистке.
6. Очищение озоном подходит только для очистки небольшого количества жидкости, поскольку озон имеет высокую скорость разложения. Очистка проводится посредством генераторной установки, где кислород охлаждается до 60 градусов, осушается, после чего попадает в специальное устройство — озоногенератор. Газ пропускают сквозь водный поток, при этом жидкость очищается от железа и обогащается кислородом.
7. Удаление трёхвалентных примесей. Большая часть очистительных установок рассчитана на очистку воды от двухвалентного железа. Для устранения трёхвалентных примесей используют мембраны с очень мелкими ячейками (0,05 микрон).

Очищение колодца

Для очистки жидкости из колодца можно использовать аэратор, изготовленный своими руками, или шунгит. Аэратор преобразует железосодержащие примеси в нерастворимый осадок, который оседает на дне колодца.

Прибор способен функционировать круглый год, очищая жидкость и защищая её от вредоносных микроорганизмов. Его устанавливают в пластиковый футляр, в качестве которого можно использовать обычную канистру на 10 л, верхушку нужно будет срезать. В дне футляра делают несколько отверстий, через них будет стекать конденсат, а к внутренней стенке крепят сам прибор и переноску.

Теперь необходимо срезанную часть канистры надеть обратно и протянуть шнур через горлышко. Отверстие не закрывать — внутри канистры должен циркулировать воздух. Части футляра скрепляют строительным скотчем, после чего ёмкость опускают в колодец. Отдельно опускают части прибора, которые должны находиться в жидкости и ультразвуковую машинку. Система подключается к сети посредством автомата 6A.

Процесс очищения занимает 5−7 дней. Употреблять такую жидкость можно, когда исчезнет характерный запах, а сама она станет полностью прозрачной.

Чтобы удалить железо из воды, можно воспользоваться механическими, биологическими или химическими способами. Прежде чем выбрать какой-либо из них, следует провести проверку жидкости, обратившись в соответствующую организацию, поскольку эффективность каждого метода зависит от количества и состава содержащихся в воде примесей.

Случается, что для получения пригодной для использования жидкости приходится проводить обезжелезивание воды из скважины.

Большое содержание железа – последствие процессов природного и техногенного происхождения:

1. Выветривание, разрушение и растворение горных пород с последующим попаданием в подземные источники.
2. Стоки промышленных предприятий, попадающие в наземные водоемы.
3. Смывание с сельскохозяйственных земель остатков неусвоенных растениями минеральных и органических удобрений.
4. Стоки с животноводческих ферм.
5. Коррозия частей водопровода.

В воде, добытой из подземных источников, металл содержится в виде химических соединений:

• Двухвалентного, которое, окисляясь, преобразуется в гидроксид металла, придающий жидкости буроватый оттенок.
• Трехвалентного, находится в нерастворимом виде.
• Коллоидного, которое трудно убрать ввиду малых размеров. Такой раствор невозможно очистить методом отстаивания.
• Бактериального, образующегося в процессе жизни бактерий.

Характерные признаки

Что делать в случаях, когда нет возможности оперативно провести лабораторный анализ? Определить, что в воде из скважины много железа можно по органолептическим признакам:

• Металлическому привкусу.
• Появлению на сантехнике рыжих пятен, от которых трудно избавиться.
• Рыжему студенистому осадку, при соприкосновении с воздухом он начинает неприятно пахнуть.
• Осадок ржавого цвета при нагревании.
• Изменение оттенка белья после стирки.

Пробы

Исследование проводят мобильные лаборатории, выезжающие на место забора по заключенным договорам, и СЭС.

Важно! Проводить анализы могут только аккредитованные лаборатории, получившие документальное разрешение.

Для потребителя важно знать, как правильно провести забор образцов для анализа на железо в воде из скважины: ПОДРОБНО ТУТ

После анализа выдается протокол испытаний.

Допустимая норма для России – 0,3 мг/л.

Последствия недостатка или превышения показателей.

Превышение, как и недостаток химического элемента в организме, отрицательно влияет на состояние здоровья, самочувствие человека.

Повышенный уровень металла вызывает:

• Отложения элемента в тканях и внутренних органах.
• Головную боль, утомляемость, головокружение.
• Изменение цвета кожи.
• Проблемы с желудочно-кишечным трактом – тошноту, рвоту, язву кишечника.
• Печеночную и почечную недостаточность.
• Заболевания сердца и сосудов.
• Риск возникновения злокачественных опухолей.
• Анемию.

Пониженное содержание химического элемента провоцирует:

• Уменьшение концентрации гемоглобина, участвующего в транспортировке кислорода к органам, тканям, мозгу.
• Снижение тонуса мышц.
• Нарушение психического состояния.
• Снижение иммунитета.
• Увеличение массы тела.

Важно! Главная причина повышения концентрации железа в организме человека – избыточное поступление его с питьевой водой.

Как очистить своими руками

Способы очистки сводятся к процедуре перевода двухвалентной формы металла, не подлежащей фильтрации из-за малых размеров, в трехвалентную. После этого концентрацию металла можно уменьшить путем механического фильтрования.

Обезжелезить воду можно безреагентными и реагентными способами проведения химической реакции.

Самый простой и бюджетный метод водоочистки заключается в том, что вода из скважины набирается в бак-отстойник. Взаимодействие с кислородом приводит к переводу железа в трехвалентную форму, выпадающую в осадок. Воду сливают из слоя, находящегося выше осадка. При отсутствии кислорода она полностью отстаивается в течение 24 часов в открытой системе при дополнительной аэрации за 4-6 часов.

Установки обезжелезивания для дачи и дома

Для ускорения химической реакции окисления используют:

1. Аэрацию.
2. Озонирование.
3. Ионный обмен.
4. Хлорирование.
5. Обратный осмос.
6. Использование гипохлорита.
7. Введение реагентов и катализаторов.

Нагнетаемый кислород окисляет двухвалентное железо, удаляя при этом углекислоту, что также ускоряет окислительный процесс.

Для этого используются методы:

• Фонтанирования брызгальными установками;
• Разбрызгивания – душинирования;
• Нагнетания воздуха компрессорами.

Приведенные способы эффективно применяются при наличии железа до 10 мг/дм 3 .В случаях превышения концентрации для поддержания интенсивности процесса проводят предварительную водоподготовку методом аэрации с введением реагентов (хлора, гипохлорита натрия, перманганата калия).

Способ основан на строении молекулы озона. Элемент неустойчив и легко отдает лишний атом кислорода, являющийся активным окислителем. Соединяясь с молекулами других веществ, он их активно окисляет и разрушает.

Кроме железа, озонирование помогает очищать жидкость от нерастворимых соединений магния и кальция, поддающихся устранению механической фильтрацией.

Оно также обеззараживает, обесцвечивает, удаляет посторонние запахи и привкус. Во время озонирования погибает много бактерий, удаляются примеси токсичных веществ.

Очистить от железа воду можно ионообменной смолой. В последние годы природные компоненты заменяют синтетическими смолами, обладающими высокой эффективностью.

Главная задача фильтрации по ионообменному способу – избавление от других двухвалентных металлов: кальция и магния.

В лабораторных условиях этот способ уберет металл высокой концентрации, но в промышленных масштабах применение метода затруднено. Наличие кислорода в жидкости, проходящей через ионообменник, вызывает выпадение осадка и быстрое засорение сорбента. Процесс приходится приостанавливать для промывки смолы.

Трехвалентное железо снижает эффективное удаление кальция и марганца. Смола быстро зарастает органической пленкой.

Ионообменный способ применяют при необходимости доочистки воды.

Хлор – окислитель, ускоряющий процесс превращения элемента из двухвалентной в трехвалентную форму. Хлорирование решает задачу дезинфекции, удаления сероводорода и марганца, органических веществ.

Жидкий хлор – высокотоксичен, – доставка и работа с ним требует соблюдения строгих мер безопасности.

Подают его насосами-дозаторами. При этом соблюдаются необходимые пропорции для разной степени загрязненности.

Преимущества гипохлорита натрия:

• Раствор вещества не образует взвесей и не нуждается в отстаивании.
• Использование гипохлорита не повышает жесткость воды, по сравнению с растворами хлорной извести.
• Химикат получают на месте фильтрации методом электролиза поваренной соли – вещества, безопасного при транспортировке.
• Препарат обладает бактерицидными свойствами – процесс очистки от металла сочетается с дезинфекцией.

Расчет установки дозирования производят на основе данных, полученных при химическом лабораторном анализе состава жидкости. Кроме содержания железа, учитывается наличие тяжелых металлов и сероводорода.

Метод получил распространение для водоснабжения небольших предприятий, коттеджей и частных домов. Каталитические установки для фильтрации при компактных размерах способны очищать от 0,5 до 20 м 3 /час жидкости.

Окисление происходит в специальном резервуаре, изготовленном из нержавеющей стали или стекловолокна.

Для засыпки используются синтетические материалы, обладающие высокой эффективностью и низкой стоимостью.

Перед подачей на катализатор вода интенсивно аэрируется, что ускоряет окисление.

Выпавший осадок удаляется обратной промывкой.

Недостатком синтетической засыпки является расход в результате механического разрушения.

Лишена недостатка засыпка, изготовленная из доломита, цеолита и глауконита. Материалы обладают пористостью и стойкостью к высоким температурам.

В системах используются мембраны, отверстия которых пропускают только молекулы H20. Примеси солей, тяжелых металлов, микробы и бактерии задерживаются на 80-95%.

Но осмос – не просто фильтр, где весь объем воды проходит через фильтрующий элемент. В обратном осмосе такой процесс невозможен – мембраны очень быстро забиваются примесями.

Конструкция бытовых приборов обратного осмоса предусматривает подачу жидкости под давлением. Фильтр прибора разделяет поток на 2 части. Треть жидкости успевает просочиться и попадает в чистый выход, а около двух третей воды поступает в канализацию.

Таким образом, мембрана (именно так называется в устройствах фильтр) загрязняется с меньшей интенсивностью и служит от 2 до 4 лет.

Перед подачей на диффузор вода очищается фильтрами грубой и тонкой очистки. Предварительная подготовка позволяет продлить срок службы мембраны до двух-четырех лет.

Достоинство системы – чистое освобождение воды от примесей. Недостатки обратного осмоса – большие затраты на приобретение оборудования и периодические – на замену мембраны. Стоит принять во внимание, что большая часть жидкости уходит в отходы. Это увеличивает затраты электроэнергии на работу насоса для подачи ее из колодца или скважины.

Совет! Применять осмос, очищающий воду для принятия ванны, экономически нецелесообразно. Назначение прибора – очищение для питья.

Двухвалентное железо в виде взвесей и коллоидно-дисперсных веществ – представляет – жидкость, приобретающую беловатый оттенок, который не исчезает после отстаивания. Освобождаются от взвесей введением реагентов-коагулянтов. Они адсорбируют металл на своей поверхности и выпадают в виде осадка, который удаляется фильтрацией.

В качестве коагулянтов применяют сульфаты и хлориды. Их выбор зависит от кислотности исходной жидкости.

Электрохимические способы очистки просты технологически, не предусматривают использование реагентов. Недостаток, снижающий распространённость способа, – затраты на электроэнергию.

Сущность метода заключается в прохождении жидкости сквозь межэлектродное пространство, где происходят электролиз, электрофорез и удаление растворенных веществ.

Существуют разновидности электрохимического метода:

1. Электролиз.
2. Электрофлотация.
3. Электродиализ.
4. Электрокоагуляция.

Система фильтрации

Описанные способы технологически сложно реализовать своими руками без применения оборудования, изготовленного промышленным методом.

Эффективным и технологичным для частного дома является каталитический метод окисления железа. Данные обезжелезивающие установки выделяются производительностью и компактностью. Стоимость расходных материалов сравнительно невелика. Выбор окислителя и его дозирование осуществляется на основании результатов лабораторного анализа. Это позволяет снизить расход реагента при получении качественной воды на выходе устройства.

Фильтрующую загрузку выпускают под марками: МЖФ, BIRM, GREEN SAND, МФО, MTM, AMDX. Выбор конкретного образца основывается на составе исходной жидкости.

Фильтрующие установки оборудованы блоками автоматической регенерации, позволяющей заменять реагент один раз в 5-7 лет.

Что такое безреагентый способ

Народные способы обезжелезивания

Народные, или дедовские, способы очистки применяют в случае, когда получение чистой воды требуется время от времени и покупка дорогостоящего оборудования нецелесообразна.

Это простой, наименее затратный способ обезжелезивания.

Для реализации домашнего метода понадобится резервуар, равный суточному расходу жидкости. Используют емкость, изготовленную из нейтральных материалов – пищевого пластика, нержавеющего металла.

Процесс изготовления несложен, в конструкции используются дешевые комплектующие.

Для предотвращения замерзания зимой емкость располагают в помещении с плюсовой температурой.

На входе устанавливают запорный клапан для предотвращения перелива. Ускорение процесса окисления производит компрессор. Вода подается в емкость через пищевой шланг с распылителем на конце трубки.

В нижней части резервуара предусматривают два отверстия:

• Первое, на уровне дна, будет использоваться для слива грязной воды с хлопьями.
• Второе отверстие изготавливают на уровне 20-30 см выше дна, – через него осуществляют отбор осветленной жидкости.

Важно! Отбор чистой воды производят не ранее чем через 10-15 минут после последней подачи воздуха. В противном случае в дом попадет размешенная муть. Для улучшения очистки устанавливают магниты, притягивающие остатки железа.

• Простота и возможность самостоятельного изготовления отстойника.
• Создается запас воды на случай отключения электричества.
• Из нее удаляется сероводород, присутствующий в артезианских скважинах.

• Неполное удаление железа.
• Трудоемкое обслуживание. Необходимо регулярно сливать осадок и периодически производить отмывание стенок емкости от осадка. Частота зависит от степени загрязненности воды.
• Необходимо следить за уровнем жидкости в резервуаре.

Данный метод и принцип его воздействия на воду описывался выше. Способ можно применить в домашних условиях. Для этого изготавливают специальную установку. Принцип работы можно понять из рисунка.

Способы применяют для получения незначительного количества чистой воды.

Железо выпадает в осадок через 10 минут кипячения.

Заморозка позволяет бороться с примесями солей. Воду помещают в морозильную камеру. В первую очередь замерзают молекулы чистой воды, – соли превращаются в лед при более низких температурах. После замораживания половины объема жидкости остаток сливают. Размороженный лед – чистая вода без примесей.

Очистка воды от железа требует внимательного и ответственного подхода. Самостоятельное очищение – метод, применимый для получения небольших объемов жидкости для разового использования. Лучшим вариантом станет обращение в специализированные организации с целью покупки и правильного размещения фильтрующей системы. Это позволит избежать ошибок при выборе оборудования, его установке, позволит получить гарантию.