Какой фильтр для очистки воды от железа выбрать?

Типы фильтров при повышенном содержании железа

Самый простой способ фильтрации – использование традиционного кувшина с фильтром. В его верхнюю часть заливают воду и ждут, пока она пройдет через мембрану в нижнюю емкость. Этот вариант прост и удобен, кувшин можно расположить в любом удобном месте, фильтр менять просто, а стоит он достаточно дешево. Единственный недостаток – малый объем кувшина (всего 2-3 литра).


Фильтр-кувшин для очистки воды

Еще один технически несложный и удобный вариант – применение компактной насадки на кран. Как правило, в таком фильтре используется адсорбирующий или ионный сетчатый фильтр, удаляющий не только железо, но и соли жесткости и соединения хлора. Поскольку вода из крана поддается под давлением, материалы фильтра отличаются большей плотностью в сравнении с теми, что используются для кувшинов. Такие насадки используются только для кранов холодной воды, имеют ресурс фильтрации в среднем около 1,5-2 тыс. литров. Эффективность подобных фильтров примерно как у кувшинов.


Насадка на кран для очистки воды

Наиболее продвинутый вариант – системы фильтров из 1-5 ступеней, устанавливаемые под раковину и способные обеспечивать скорость водоподготовки до 2,5 л в минуту. Очевидно, что чем больше фильтров, тем более разнообразным способам очистки подвергается вода, и тем выше ее качество на выходе.

Количество ступеней в фильтреМеханизм очистки (по мере добавления ступеней)Удаляемые загрязнения (по мере добавления ступеней)
1сорбционныйМеханические, частично соли жесткости и хлор
2механическийпестициды, нефтепродукты, тяжелые металлы
3ионообменный
4ультрафиолетовый или обратноосмотический
5сорбционныйзапахи

Ресурсы таких фильтров 4 – 25 тыс. литров, причем отдельные ступени можно восстановить (пусть и не до первоначального ресурса) и повторно использовать.


Схема фильтра для очистки воды

Очистка воды от железа из скважины своими руками

Вода с высоким содержанием железа непригодна к употреблению

Прежде чем приступать к очищению колодезной воды, убеждаются, что в ее составе содержится большое количество двухвалентного железа.

  • Чтобы убедиться в наличии химического вещества, нужно небольшое количество колодезной воды продержать в открытой емкости некоторое время. Сначала оно себя никак не проявляет, но при длительном контакте с воздухом выпадает в осадок бурого окраса.
  • Явным признаком высокой концентрации вещества в воде является неприятный специфический запах из колодца.
  • «На глаз» вычислить наличие бактериального железа в воде можно, если на поверхности водяного зеркала есть радужные пленки.

Желтый оттенок воды свидетельствует о повышенном содержании в ней органического железа (не бактериального!), но при отстаивании в осадок он не выпадает.

Очистить воду от железа из скважины дедовским способом достаточно просто и финансово не затратно.

Отстаивание

Это наименее затратный и самый простой в реализации способ обезжелезивания колодезной воды. Систему, изготовленную своими руками, дополнительно оснащают резервуаром, объемы которого соответствуют суммарному суточному потреблению всех домочадцев. Метод имеет как преимущества, так и недостатки.

Достоинства:

  • Монтаж емкости на мансарде обеспечит самотек, а это избавит жидкость от сероводорода.
  • Простой в реализации способ, который не требует больших растрат.
  • В запасе всегда есть очищенный объем жидкости.

Аэрация

Аэрация воды

Использование этого метода обеспечивает превосходные результаты очистки. Процесс фильтрации достаточно прост – обогащенная кислородом среда, вступает в реакцию с железом, в результате последний разлагается и выпадает в осадок. На выходе после очистки твердые частицы осадка задерживаются фильтрами механической очистки.

Преимущества:

  • Очищение колодезной жидкости от железа и сероводорода.
  • Экологичность очистки, поскольку это безреагентный способ.

Из недостатков выделяют всего один – небольшой процент железа все же остается в составе.

Введение катализаторов и реагентов

В промышленности с целью очищения жидкости из скважины использую хлор или озон. Особенность этих веществ заключается в высокой окислительной способности, однако для их продуцирования требуется использовать специальные установки. В домашних условиях химические вещества использовать не рекомендуется из-за высокой отравляющей способности.

В качестве аналога предпочтительнее использовать крупки или гранулы активированной глауконитовой глины, поверхности которых оснащены частицами окисленного марганца.

Народные способы

Кальцит для очистки воды

Самый распространенный, безопасный и бюджетный способ очищения колодезной жидкости – очищение потоков известью и последующее пропускание сквозь толстый слой кальцита природного происхождения. Такой процесс приводит к тому, что железо трансформируется в нерастворимую соль. Вода из-за этого становится более мягкой и уже пригодной к употреблению. Такой способ очищения можно применять и в случаях, когда состав колодезной жидкости полностью удовлетворяет требования к употреблению.

Отменных результатов удается достичь при использовании сухого метода. В этом случае применяется разогретая марганцовка

В резервуар, изготовленный из керамики или огнеупорного стекла, помещается приблизительно 4-5 г активного вещества. Перманганат калия медленно и осторожно прогревается на песчаной бане. Емкость обязательно накрывается крышкой

Данного объема действующего вещества будет достаточно для очищения 5 литров воды.

Озонирование

Этот процесс эффективный, но реализовать его непросто. Самостоятельно в домашних условиях очистить жидкость таким способом практически невозможно. Использование хлора уже не пользуется таким большим спросом, поскольку это вещество частично остается в жидкости и отравляет человеческий организм при употреблении.

Озонирование – самый надежный и качественный способ очищения. Реализуется метод путем воздействия озона на частицы, содержащиеся в жидкости.

Показатели нормальной воды

Воду из индивидуальных источников и колодцев в лабораториях оценивают по таким хим элементам и их показателям. См. Таблицу.

Органолептика (санитарные нормы для индивидуальной скважины):

НаименованиеЕдиницы измеренияСанитарные нормы
1Запахбаллы
2Цветностьградусы
3Мутность1Нок=0,58 мг/дм3
4Вкус и привкусбаллы

Таблица хим показателей

номерНазвание хим элементаЕдиница измерениянорма
1ВодородЕдиницы PH6,5-8,5
2ЖелезоМг/дм3
3Общая жесткостьМоль/дм3
4МарганецМг/дм3
5СульфатыМгдм3
6Сухой остатокМг/дм3
7Хлор остаточный свободныйМг/дм3
8ХлоридМгдм3
9Хлор остаточный связанныйМг/дм3
10АммонийМг/дм3
11НитратыМг/дм3
12Нитриты
13Фториды

https://youtube.com/watch?v=eEatnR_FMLk

Как работают фильтры для очистки воды от железа?

Как мы выяснили для очистки воды от железа необходимо использовать специальные фильтры. Сразу необходимо разобраться с тем, как они устроены и как работают. Конечно же, принцип работы фильтра зависит от того, какое именно фильтрующее устройство вы выберите, и какому типу оно будет относиться.

Рассмотрим варианты для скважин. Если вы выбираете фильтр для скважины, то, скорее всего, он будет работать на основе катионного обмена. Суть работы фильтра проста и зависит от того, какое железо содержится в вашей воде. Если в вашей воде содержится двухвалентное железо, что встречается очень часто именно в подземных источниках, то вам необходим именно такой фильтр. Суть работы фильтра для скважины заключается в том, чтобы сделать двухвалентное железо трехвалентным. Трехвалентное железо имеет вид хлопьев, и поэтому оно выпадает в осадок и остается в фильтре. Затем этот осадок сливается в канализацию с помощью дренажной системы фильтра. И таким образом железа в нашей воде не остается вообще.

Если же в воде содержится уже трехвалентное железо, то такой фильтр вам нет необходимости покупать. Можно купить обычный фильтр механической очистки. То есть трехвалентное железо представляет собой хлопья ржавчины, для того чтобы их убрать достаточно будет мелкой сеточки. Именно так выглядит фильтр механической очистки для воды. Стоит дешево и не требует никаких специальных процедур обслуживания.

Как мы видим, здесь проявляются важность анализа воды. Ведь с помощью перечисленных выше признаков, вы не сможете понять, какое железо присутствует в вашей воде

Анализ же покажет это практически стопроцентно. Именно от того, какое железо содержится в воде, будет зависеть выбор фильтрующего устройства.

Тогда возможно для скважины имеет смысл установить комбинированный фильтр. То есть такой фильтр, который бы фильтровал не только железо, а и другие вещества. Однако необходимость такого фильтра может показать только анализ воды. Поэтому если анализ воды показал, что в вашей воде превышено содержание еще каких-либо веществ, то лучше всего сразу выбрать комбинированный фильтр. Так вы сможете выбрать набор фильтрующих элементов в зависимости от качества вашей воды.

Чем вредна вода с железом

Питьевая вода – основа человеческой жизни. От ее чистоты напрямую зависит ваше здоровье. В городских системах водоснабжения количество примесей контролирует санэпидем станция. Собственники же частных домов вынуждены сами регулярно проводить анализ жидкости из скважин и колодцев.

Насыщенное содержание железа – одна из распространенных проблем колодезной воды. Чрезмерное количество этого элемента испортит любое кулинарное блюдо и вкус любимых напитков. Повышенное содержание железа в воде пагубно для здоровья: повышает риск аллергий, способствует заболеваниям кожи, крови и ряду косметических проблем, таких как пожелтение зубов, ломкости волос или кожной сыпи.

Вода с повышенным содержанием железа вредит здоровью

«Железистая» вода приносит достаточно много бытовых неудобств:

  • быстро образуется накипь на чайнике;
  • часто ломаются бытовые приборы – стиральные машины, посудомойки, электрочайники, газовые котлы, бойлеры, колонки;
  • на белье после стирки остаются рыжевато-желтые пятна, белые вещи быстро приходят в негодность;
  • со временем на поверхности белой сантехники появляется ржавый оттенок.

Нормы железа в воде и его разновидности

Для организация автономного водоснабжения домов используют бытовые скважины, глубина которых может достигать 200 м. Обсадная колонна глубинных (артезианских) источников доходит до известковой породы и опирается на нее, поднятая наверх вода имеет кристально чистый вид без примесей песка и глины.

Однако в большинстве случаев артезианские скважины из-за высокого давления пластов земли на водные бассейны, из которых производят водозабор, дают воду с высокой минерализацией. В ней могут содержаться сероводород, оксиды калия, марганца и железа. Последний элемент встречается чаще других в высокой концентрации и оказывает наиболее негативный эффект на технические характеристики и экологическую чистоту воды.

Иногда железо попадается и в менее глубоких скважинных источниках на песке или в воде колодца, однако в большинстве подобных случаев его процент существенно ниже, чем в артезианских скважинах, а методы водоочистки могут быть совершенно другими.

Установленные санитарными службами нормы не допускают использование для питьевых нужд воды с содержанием железа более 0,3 мг на литр. При превышении этого норматива требуется очистка воды от железа по одной из нескольких технологий в зависимости от концентрации и химической формулы металла.

При бытовом водозаборе из артезианских скважин, пробуренных на даче или территории индивидуального коттеджа, потребитель может столкнуться со следующими формами железа в составе воды:

Двухвалентное. Свободное двухвалентное железо Fe2+ полностью водорастворимо, поэтому его присутствие нельзя определить визуально, критерием может быть запах и вкус воды. После отстаивания растворимый Fe2+ в результате химической реакции с кислородом, содержащимся в атмосферном воздухе, превращается в нерастворимый трехвалентный оксид железа Fe3+.

При водоочистке учитывают растворимость двухвалентного Fe2+ и не очищают такую воду механическими методами. Ряд технологий очистки воды от железа из скважины состоит в интенсивном насыщении водных масс кислородом до преобразования металла в растворимый осадок и затем их дальнейшей фильтрации.

Рис. 2 Внешний вид воды с железом

Трехвалентное. Как было указано выше, трехвалентное железо Fe3+ образуется после окисления двухвалентного, оно придает воде рыжеватый цвет и оставляет налет на сантехническом оборудовании и посуде. Обычно избавиться от рыжего цвета удается при помощи проточных угольных фильтров.

Существуют и другие формы железа, присутствующие в воде в виде взвесей: бикарбонат Fe(HCO3)2, карбонат FeCO3, сульфид FeS и сульфат FeSO4 железа, однако эти соединения нечасто встречаются в артезианках, имеют низкую концентрацию и отфильтровываются при любых способах водоочистки.

Визуально, по запаху и вкусу, определить наличие перечисленных реагентов в воде невозможно из-за их невысокого процентного содержания, искомые данные получают лабораторным путем после проведения химического анализа взятой пробы.

Ржавчина Fe(OH)3. Общеизвестная ржавчина образуется в результате взаимодействия воды с железом, содержащимся в сплавах (сталь), на открытом воздухе, она состоит из трехвалентного оксида железа Fe2O3 и метагидроксида Fe(OH)3. Так как соединения в составе ржавчины водонерастворимы, она легко отделяются механическими фильтрами в результате водоочистки.

Коллоидное. Коллоидное железо органического происхождения находится в воде в виде очень мелких взвешенных частиц размером не более 0,1 мкм, оно не поддается отстаиванию и удалению бытовыми угольными водоочистными фильтрами. Очистить водную среду от столь мелких коллоидных фракций можно лишь при использовании установки обратного осмоса.

Бактериальное. Данные соединения в водной среде связаны с присутствием колоний бактерий, превращающих в процессе своей жизнедеятельности двухвалентного нерастворимую форму Fe2+ в трехвалентную. Бактерии образуют на водной поверхности плотную радужную пленку, придают структуре воды вязкость, делают ее непригодной для питья из-за неприятного запаха и плохого вкуса. Как и в случае с Fe3+, водоочистка от нерастворимого бактериального железа может быть проведена с использованием бытовых механических фильтров.

Рис. 3 Последствия использования воды с повышенной концентрацией железа

Типы фильтров для очистки воды от железа на даче

В быту фильтрация осуществляется с помощью засыпных колонных фильтров. Это производительные устройства с удобным механизмом регулирования загрузки и промывки.

Система промывки бывает механическая или ручная. Она нужна для периодического очищения загрузок от задержанных частиц. На это в среднем уходит 200-500 литров при бытовом использовании системы в жилом частном доме. Образовавшаяся грязная жидкость сбрасывается в септики.

Корпус фильтра — легкий баллон, изготовленный из композитных материалов. Для домашних фильтров берутся баллоны диаметром 20-45 см, высотой 90-165 см.

Рассмотрим типы фильтров по методам обезжелезивания.

Реагентные

В реагентных фильтрах двухвалентное железо окисляется с помощью разных химических помощников — активных веществ-реагентов. В качестве окислителя используется:

  • Диоксид марганца
  • Калия перманганат
  • Активный хлор
  • Озон
  • Перекись водорода

Первый слой засыпки обеспечивает условия для качественной окислительной реакции. Второй и последующие слои задерживают образовавшиеся окислы в себе. Пройдя всю фильтрующую область, вода в итоге льется из крана чистая, мягкая, пригодная как для стирки, так и для приготовления пищи.

В отдельную группу выделяют реагентные фильтры, использующие искусственные ионообменные смолы. Молекулы этого вещества выглядят как сферы с «усиками» ионов натрия. При прохождении водой слоя такого материала железо замещает натрий, встает на его место. Натрий же смывается водным потоком. Эта методика отличается тем, что железо не окисляется, а замещается. При этом из воды улавливаются и другие двухвалентные металлы.

Безреагентные

Бывают 2 видов:

  • Каталитические
  • Аэрационные

В каталитических фильтрах для повышения скорости протекания окислительной реакции используются катализаторы. Образовавшиеся в результате нерастворимые частицы оседают в насыпных слоях загрузки. Накопившиеся вещества через определенный промежуток времени вымываются обратным водным потоком и сливаются в канализацию. Реакция проходит в закрытой емкости на насыпных скорых фильтрах, в которых один из слоев загрузки — специальный гранулированный материал с каталитическими свойствами.

Аэрация проводится:

  • Душированием. Вода разбрызгивается внутри бака
  • Фонтанированием. В очистном приборе стоит разбрызгиватель
  • Нагнетанием воздуха под напором. При напорной аэрации поток воздуха поступает в водную толщу с помощью компрессора под давлением
  • Барботажем. Газ продавливается через слой жидкости с помощью трубок с отверстиями диаметром 3-6 мм, называемых барботерами
  • Эжектированием. Вода насыщается кислородом за счет использования перепадов давления.

Работает аэрация на простом принципе. В воду под давлением или распылением подается воздух. Железо окисляется, становится нерастворимым трехвалентным и легко задерживается механическими слоями фильтрующей части водоочистного прибора.

2.3 Обезжелезивание методом ионного обмена (железо до 20 мг/л и в сочетании с марганцем, жесткостью и органикой)

Технология ионного обмена для обезжелезивания обладает рядом существенных преимуществ, по сравнению с другими методами:

 — Простая конструкция обуславливает легкость эксплуатации, нет необходимости в трудоемком обслуживании, необходимо всего лишь регулярно производить смену картриджей с ионообменной смолой в установке.

 — Универсальность – применяется для обезжелезивания не только скважинной воды, но кроме того, успешно осуществляет очистку сточных вод в промышленных масштабах. Установки для обезжелезивания в бытовых условиях, а также для производственных объектов одинаковы по принципу действия и конструкционному устройству и рознятся только размерами рабочих баков и составом активных реагентов.

 — Высокая эффективность – максимальный уровень очистки воды от железа, а также других вредных примесей, обладающих способностью к обмену ионами.

Как правило, к методу ионного обмена прибегают в случае одновременной необходимости снизить жесткость и содержание железа в воде. Данная технология особенно эффективна при высоком показателе минеральных солей (100-200 мг/л).

В ионообменных фильтрах используется способность ионитов (ионообменных материалов) замещать отрицательно или положительно заряженные ионы в воде на такое же количество ионов ионита. Иониты – это почти нерастворимые в воде соединения органического либо неорганического происхождения, имеющие в составе активный анион или катион. Катионы замещают положительно заряженные частицы солей, а анионы – отрицательно заряженные. Для удаления железа и умягчения воды в качестве ионитов применяют синтетические ионообменные смолы.

Катиониты устраняют из воды почти все находящиеся в ней двухвалентные металлы, заменяя их анионами натрия.

Конструкция ионообменного фильтра для обезжелезивания воды из скважины состоит из:

— баллона с фильтрующей загрузкой (ионообменной смолой),

клапана подачи воды с электронным управлением,

— емкости для регенерирующего раствора.

Схема работы ионообменного фильтра: вода поступает из источника и протекает сквозь ионообменную смолу, наполняющую фильтр, в процессе чего ионы тяжелых металлов и солей жесткости заменяются на ионы фильтрующего материала. После чего дегазатор устраняет из воды кислород и диоксид углерода. Очищенная вода уходит в потребительский канал.

Одним из преимуществ метода является то, что это обратимый процесс и предусмотрен механизм регенерации фильтрующей загрузки. Обычно это выполняется щелочными или кислотными растворами, продлевая таким образом срок эксплуатации установки.

Несмотря на высокую эффективность технологии ионного обмена для удаления железа, существует несколько моментов, ограничивающих ее применение:

— Нельзя использовать для очистки воды, содержащей железо в трехвалентной форме, так как фильтрующая смола быстро загрязняется и приходит в негодность.

— Наличие в воде кислорода и прочих окисляющих веществ также недопустимо, так как ведет к образованию железа в твердой форме.

— Показатель pH должен быть не более 6,5 в виду вышеуказанных моментов.

— Рекомендуется ионообменный фильтр использовать там, где повышенная концентрация железа наблюдается в совокупности с избыточной жесткостью, иначе это будет нерационально.

Рис. 4 Ионообменный фильтр

Ионообменные установки могут использоваться в любой сфере. Для бытового использования существую компактные фильтры, которые также работают на основе ионной смолы. Для промышленного производства оборудование более масштабно. Для увеличения производительности можно установить несколько ионных колонн. Чаще всего такое предусмотрено в промышленном производстве. Суть в том, что устанавливают две или три колонны с ионной загрузкой. Они могут работать как одновременно, так и по очереди. При переменной фильтрации устройств, регенерация также начинается по очереди. То есть сначала вырабатывается запас ионной смолы в первой колонне, она уходит на регенерацию и включается вторая. Когда у второй подходит время промывки, снова активируется первая. При монтаже трех и более ионных установок они могут также работать по несколько штук одновременно. Объединяются они блоком управления. Устанавливается на каждую колонну по отдельности или объединяет все сразу. Именно этот элемент следит за очередностью работы оборудования и начале режима регенерации.

Ионный метод позволяет не только удалять примеси железа, но и одновременно умягчать воду. Ионная смола позволяет удалять примеси железа без предварительного окисления. При этом расходы на эксплуатацию системы останутся прежними. Ионная смола требует только регенерации солевым раствором. И желательно автоматизировать систему.

Выводы

Как видно, наиболее универсальными системами очистки воды из скважин являются системы обратного осмоса, которые удаляют практически все виды примесей одновременно (за исключением растворенных газов) и обеспечивают стабильное качество очистки.

Есть проблемы, с которыми без обратного осмоса не справиться: соленая вода, удаление хлоридов и сульфатов, нитратов, бора. В целом обратный осмос удаляет из воды 97-99 % всех присутствующих примесей. Такую чистую воду, как после обратного осмоса, трудно получить с помощью других методов.

Среди примесей, наиболее часто встречающихся в скважинах, только сероводород не удаляется с помощью обратного осмоса. Это связано с тем, что система обратного осмоса эффективно задерживает заряженные частицы, но пропускает незаряженные частицы, сравнимые по размеру с молекулами воды, в частности — газы. Поэтому, если в скважине присутствует сероводород, после системы обратного осмоса нужно будет установить фильтр с активированным углем.Также следует помнить, что в случае очень высокой загрязненности воды взвешенными частицами или солями жесткости, для обеспечения эффективной и долгой работы систем обратного осмоса, желательно установить блок предварительной очистки воды перед обратным осмосом.

Как только скважина подготовлена, первым делом необходимо сдать пробу воды на анализ в аккредитованную лабораторию и выяснить, какие нежелательные примеси и в какой концентрации присутствуют в Вашей воде.С результатом анализа воды обращайтесь к нам — опытные специалисты по водоподготовке проконсультируют Вас по любой проблеме, связанной с водой для Вашего дома.

Для консультации с нашими специалистами позвоните нам или отправьте заявку:

С оборудованием очистки воды для дома Вы можете ознакомиться в разделе Системы очистки воды

Мы предлагаем Вам записаться на демонстрацию работы мембранной системы водоочистки, и наши специалисты подъедут к Вам в любое удобное для Вас время. Вы сможете увидеть, какой будет вода в Вашем доме, если ее очистить с помощью нашего оборудования. Выезд специалистов и демонстрация работы оборудования бесплатны.

Пейте чистую воду и будьте здоровы!

Рекомендуем прочитать: