Какие показатели воды наиболее важны для человека
Когда есть понимание необходимости проверки, возникают вопросы: что именно содержится в нашей воде, куда следует обратиться, от каких примесей следует избавиться в первую очередь. Вот тут мы сталкиваемся с выбором организации, проводящей анализ, с ее компетентностью и добросовестностью.
К сожалению, есть компании, продающие фильтры и очистные сооружения, которые манипулируют результатами для подталкивания неопытного дачника к покупке дорогостоящего оборудования. Если вам некогда изучать СанПиН и другие нормативные документы, просмотрите всего лишь две таблицы :
Это интересно: Протекает крыша балкона последнего этажа — излагаем по пунктам
Способы обезжелезивания воды
В воде железо может находиться в нескольких формах:
- соединениях с другими химическими веществами , в осадок не выпадает;
- двухвалентной, водорастворима, выпадает в осадок при реакции с кислородом;
- трехвалентной, не растворима в воде, придает ей желтоватый цвет, при реакции с кислородом образует осадок в форме хлопьев.
Виды железа в воде и его отличительные признаки
В зависимости от преобладающего типа железа и его концентрации действенными будут разные методы водоочистки. Определяют валентность и количество железа в воде с помощью лабораторных исследований, в домашних условиях точных результатов получить нельзя.
Способы фильтрации от двухвалентного железа
Против этой формы металла действенны следующие способы очистки:
- Ионный. Суть метода заключается в том, что специальные ионообменные вещества в картридже фильтра вступают в реакции с содержащимися в воде примесями. Для водоочистки используют обычно натриевые системы. Метод эффективен при количестве железа в воде до 3 мг/л, при более высокой концентрации практически не действенен.
- Обратно-осмотический. Суть технологии обратного осмоса – прохождение воды под давлением через частично проницаемую мембрану из раствора большей концентрации в раствор с меньшей. Диаметр пор мембраны меньше, чем размер атомов железа, поэтому они через нее пройти не могут, и смываются в канализацию. Такой способ эффективен при концентрации железа до 15 мг/л. Однако фильтры обратного осмоса удаляют не только Fe, но и другие вещества, часть из которых полезна и необходима организму. Поэтому отфильтрованную воду рекомендуется подвергать дополнительной минерализации.
- Аэрационный. Собственно, этот вариант нельзя даже назвать очисткой. Взаимодействуя с кислородом, двухвалентное железо просто превращается в трехвалентное, которое уже легче удалить. Частным случаем аэрации будет обычное отстаивание воды в открытой емкости. Помимо такого способа применяют также разделение воды на множество мелких струй фонтанированием или похожими на душ устройствами; используют инжекторы или эжекторы для водно-газовой дисперсии; пропускают через воду под давлением поток воздуха. Но как самостоятельный метод обезжелезивания воды аэрацию применяют редко, обычно это лишь один из этапов многоступенчатой очистки.
Очистка воды от двухвалентного железа
Способы удаления трехвалентного железа
Упомянутые выше методы очистки воды эффективны для трехвалентной формы металла только при ее небольшой концентрации. При высоком уровне содержания используют механические фильтры, задерживающие примеси просто за счет небольшого размера ячеек.
Механическая очистка воды от железа
Типы железа и его соединений в различных источниках
Условно все залегающие в грунте воды, использующиеся для водоснабжения, можно разделить на три типа:
- «верховодка» или поверхностные грунтовые воды, которые обычно поступают в колодцы,
- вода песчаного слоя, которую добывают при помощи неглубоких скважин (их обычно так и называют – скважины на песок),
- глубоко залегающие воды известкового слоя (артезианская вода и одноименные скважины
Железо в поверхностных водах
Поверхностные воды отличаются присутствием органического железа:
Виды железа в воде
- гуматов (соединений с гуминовыми солями),
- коллоидных взвешенных частиц (лигнины и танины),
- бактериального вещества (результата жизнедеятельности особых железобактерий, которые способны изменять валентность железа, превращая двухвалентные частицы в трехвалентные).
Общее содержание железа в поверхностных водах обычно не слишком велико, однако он вполне может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК). Особенностью очистки поверхностных вод является сложность удаления гуминовых соединений железа из-за их высокой стойкости.
Скважины на песок
Вода из скважин на песок так же, как и содержащаяся в поверхностных водах, в большинстве случаев содержит железо в небольших количествах. Из-за присутствия кислорода в этих слоях почвы оно обычно имеет трехвалентную форму. В то же время все чаще вода из песчаных слоев становится близка по составу к поверхностным водам, а значит, велика вероятность наличия в ней трудноудаляемого органического железа в виде гуматов.
Артезианские источники
Вода артезианских скважин экологически более безопасна, чем та, которая добывается из верхних слоев, благодаря минимальному влиянию на ее состав человеческой жизнедеятельности (на глубину порядка 100 м) не проникают токсины, попадающие на поверхность почвы, болезнетворные бактерии со свалок, химикаты из вносимых удобрений и пр.
В то же время из-за контакта с определенными породами грунта артезианская вода содержит большее количество солей, в том числе, и солей железа. На большой глубине отсутствует в больших количествах кислород, а в отсутствие окислителя железо в большинстве случаев бывает двухвалентным. Чаще всего в артезианской воде встречаются следующие соединения: Fe(HCO3)2 (бикарбонат железа), FeCO3 (карбонат), FeSO4 (сульфат), FeS (сульфид). В небольших количествах и в редких случаях может также присутствовать органическое трехвалентное железо и трехвалентный сульфат Fe2(SO4)3. При использовании артезианского слоя вам, скорее всего, придется решать вопрос, как очистить воду от железа из скважины.
Влияние воды на железо
Принцип действия обезжелезивающей очистительной установки основан на том, что двухвалентное железо при контакте с кислородом воздуха окисляется и, превратившись в трёхвалентное, выпадает в осадок. Остаётся только ускорить этот процесс, для чего вода дополнительно насыщается кислородом.
Железная вода
Valexs:
– Моя система водоочистки работает так. В скважине установлен погружной насос. Он нагнетает воду в бочку объёмом в 250 л. Сверху бочка закрыта крышкой с отверстиями. На крышку, вверх дном, я установил обычное пластиковое ведро на 10 литров. В центре ведра, над крышкой высокой бочки, установлена насадка для полива, как у лейки от душа, направленная в дно ведра.
Вода с превышением железа, прокачиваемая под давлением, вылетает из отверстия в лейке и ударяется в дно ведра. При ударе она разбивается в водяную пыль и под воздействием этого до предела насыщается кислородом. После чего капли, уже обогащённые кислородом, стекают по стенкам ведра и через просверлённые отверстия попадают обратно в накопительную бочку.
Valexs:
– Таким образом, у меня реализована аэрация. Сама бочка заполняется автоматически. Уровень воды регулируется электродами разной длины. Как только он понижается, включается погружной скважинный насос.
После бака с водой форумчанин смонтировал ещё один насос, который поддерживает необходимое давление в водонапорной системе дома. После насоса установлена самодельная колонна – ёмкость для наполнителя-катионита, который дополнительно очищает и умягчает воду, делая ее пригодной и для питья.
Колонна изготовлена из полиэтиленовой трубы диметром 20 см. Концы трубы форумчанин закрыл пластиковыми заглушками на шпильках, в качестве прокладки использовал резину от камеры.
Ёмкость с катионитом необходимо регулярно промывать обратным потоком воды.
Valexs:
– Промывка занимает около 45 мин., в процессе отключается скважинный насос, а вся сточная вода из накопительной бочки и колонны последовательно (для этого переключаются краны) сбрасывается в канализацию.
Чем больше концентрация железа в воде, тем быстрее «слёживается» катионит. Поэтому для расчёта частоты промывок берётся следующее значение: в среднем 1 л катионита поглощает около 1 грамма железа.
На основании анализа воды и водопотребления рассчитывается частота промывок. Стандартная частота промывок – 1 раз в 7 дней, но она может быть и большей.
Lmv16:
– Даже при небольшом водопотреблении промывку надо делать не реже чем 1 раз в 2 недели, число помывок можно даже увеличивать . Если регулярно не делать обратную промывку, то велика вероятность того, что наполнитель сильно забьётся железом, и его придётся выковыривать из колонны лопаткой.
– Я бы рекомендовал использовать не ведро, а перевёрнутую бочку с горловиной меньшего диаметра, чем у накопительной бочки. И чем длиннее бочка, где происходит аэрация, тем лучше.
Подобные системы очистки от превышения вредных примесей стали настолько популярны среди форумчан, что можно говорить о целой серии самодельных безнапорных аэрационных установок.
ДУБ-ДУБОМ:
– У меня превышение уровня железа – 48 мг/л, это выше нормы.. Много думал, как перестать вредить себе и семье и пришёл к выводу, что принудительная аэрация – лучший способ очистить воду от избыточного железа.
Т.к. количество примеси зашкаливало, ДУБ-ДУБОМ модернизировал аэрационную установку, смонтировав систему из трёх бочек по 500 литров каждая.
Для ускорения процесса окисления аэрация ведётся круглосуточно.
Часовой расход воздуха, подаваемый компрессором, составляет 3000 литров/час. В итоге концентрация понизилась до 0.15 мг/л!
Безопасная для организма питьевая вода.
На FORUMHOUSE вы узнаете об особенностях выбора системы водоснабжения и отопления, прочитаете обо всех нюансах монтажа самодельной системы водоочистки. Познакомитесь с рассказом о том, как наша форумчанка самостоятельно собрала безнапорную аэрационную установку.
У нас собран весь опыт пользователей FORUMHOUSE по самодельным системам водоподготовки.
Из нашего видеоролика вы узнаете о самых последних новинках по системам очистки воды. А из еще одного о системе водоснабжения дома из колодца на базе конденсационного котла.
Избыток железа — чем опасно
Частая проблема дачников и городских жителей — ржавая вода, железо в которой превышает норму СанПин — 0,3 мг/л. Использовать такую воду для приготовления еды, питья и душа неприятно и вредно для здоровья. От контакт портится кожа, волосы, возникают аллергические реакции. Внутренние органы накапливают излишки железа и не могут вывести их из организма естественным образом. Страдают почки, печень, сердце, органы ЖКТ.
Сантехника, трубопровод и нагревательные приборы также портятся от ржавчины — ускоряется износ и сокращается срок службы. В такой ситуации полезно знать, как бороться с избытком железа: как покупными установками, так и в домашних условиях.
Откуда берется железо в подземных водах?
Наличие Fe в водопроводной воде понятно – это результат коррозии старых металлических труб, накопительных резервуаров, распределительных узлов и так далее. А вот с чем связано повышенное содержание этого 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 – результат 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 образует характерный ржавый осадок, очень 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.
Отстаивание воды
Данный способ наиболее доступен и прост в реализации. Он заключается во включении в систему водоснабжения загородного дома или дачи дополнительного резервуара, емкость которого подобрана согласно суточной потребности в воде. Преимущества данного метода заключаются в его дешевизне и возможности использования при отключенном электричестве. Против использования метода отстаивания выступают такие факты, как:
- полной очистки от железа не происходит,
- необходима периодическая, достаточно трудоемкая процедура отключения резервуара для его очистки,
- расход воды нужно постоянно контролировать.
Виды железа и его соединений в источниках воды
Существует несколько разновидностей форм железа, которые встречаются в воде. Каждая из них имеет свои отличительные особенности.
| Название формы железа | Описание |
| Элементарная | Ведёт к образованию ржавчины в результате химической реакции окисления. Нерастворимая форма. |
| Двухвалентная | Чаще имеет растворённое состояние. Выпадает в осадок в зависимости от уровня кислотности жидкости. |
| Трёхвалентная | Хлор и сульфаты приводят к растворению этой формы железа в воде. Определяется по характерной окраске и наличии взвеси, выпадающей в осадок. |
| Органическая | Наиболее сложная для удаления форма железа, так как она находится в составе разных соединений. Представлена микроскопическими частицами (коллоидная форма не образует осадка при характерном окрашивании жидкости в оранжевый цвет) или в качестве продукта жизнедеятельности железобактерий. В этом случае на поверхности жидкости образуется радужная плёнка, а трубы имеют загрязнения. |
Двухвалентное железо наиболее часто встречается в скважинах с водой, однако универсальный метод очистки ещё не изобретён. В поисках наиболее эффективного способа очистки рекомендуется учитывать вид химического соединения и используемые материалы.
Внутренние загрязнения труб
Важно учитывать тот факт, что в водопроводной системе используются разные источники воды. Заполнение колодцев поверхностными водами, качество которых зависит от множества факторов, характеризуется преобладанием органической формы железа
Из песчаных слоёв вода добывается при помощи скважины. Такая вода требует дополнительной очистки из-за наличия твёрдых примесей. Артезианская вода, залегающая на значительной глубине и добываемая из известковых слоёв, является наиболее качественной. Однако стоит учитывать, что артезианская вода имеет контакт с солями железа.
Отложения на внутренней стенке труб, говорящие о переизбытке железа в воде
Как очистить воду из скважины от железа своими руками: наиболее экономный вариант
Добиться качественной очистки своими руками, не получится. С этой проблемой лучше справятся заводские фильтры. Однако такие способы позволят улучшить ее качество. Самодельные очистители — временная мера в случае, когда необходима чистая вода, а другого источника нет. В домашних условиях удалить примеси железа из жидкости можно несколькими способами.
Отстаиваем воду из скважины
Воду отстаивают несколько часов. После чего ее переливают в чистую тару так, чтобы не потревожить осадок. Для очистки больших объемов воды метод не эффективен. Аэрация позволит значительно ускорить процесс, насытив жидкость кислородом. Один из вариантов – применить компрессор для аквариума.
Некоторые обладатели колодца пользуются целыми установками. Принцип следующий: вода, выливаясь из устройства наподобие пульверизатора, вытекает в емкость, где отстаивается. Этот метод подходит, если уровень железа в воде от 5 мг/л и выше.
Замораживаем
Воду в емкости отправляют в морозильную камеру. Как только основная часть замерзнет, остаток, содержащий примеси, сливают. Размораживая воду, последние льдинки выбрасывают.
Применяем активированный уголь
Лекарственное средство позволяет очистить жидкость от осадка и примесей. Таблетки заворачивают в вату. Фильтр устанавливают на емкость и пропускают через нее воду.
Основные причины загрязнения колодезной воды
Мнение, что колодезная вода априори чистая, ошибочно. Глубина залегания этого водного источника не столь велика. В грунтовых водах, которыми запитывается колодец, часто присутствуют примеси в растворенном или взвешенном состоянии.
В верховодке часто обитают различного рода бактерии, которые размножаясь, создавая колонии и со временем разлагаясь, образуют сероводородсодержащие соединения. Такие соединения придают воде неприятный запах и делают ее токсичной, а значит опасной для здоровья человека.
Колодезная вода в силу своей поверхностной природы более подвержена внешнему загрязнению и может содержать растворенные органические и химические примеси
Причины, провоцирующие загрязнение воды, условно делятся на два типа:
- Природные явления. Это могут быть изменения в водоносных слоях, снабжающих источник, или сезонные явления. Например: попадание в источник органики, солнечного света…
- Проблемы, спровоцированные человеком. Возникают при нарушении технологии монтажа сооружения и ошибках при его эксплуатации. Например: близкое расположение септиков, разгерметизация швов, коррозия металлических элементов…
При обустройстве гидротехнического сооружения важно следить за обновлением воды. Так, при нерегулярном заборе она будет застаивается и становится мутной. Если оголовок источника открыт, то в него могут беспрепятственно попадать листья и ветки, насекомые и грызуны
Если оголовок источника открыт, то в него могут беспрепятственно попадать листья и ветки, насекомые и грызуны.
Разлагающаяся органика загрязняет колодезную воду, изменяя ее химические и биологические свойства, делая ее тем самым непригодной для питья
Если же колодец установлен на плывуне, то велика вероятность наличия в воде повышенного содержания коллоидных примесей, органических и химических веществ. Все эти процессы необходимо контролировать и вовремя ликвидировать.
Все о причинах замутнения и пожелтения колодезной воды вы сможете прочитать в следующей статье.
Как очистить воду от сероводорода:
- Биохимический способ очистки;
- Окисление на ионитах с помощью каталитического способа;
- Подкисление воды и процесс аэрации;
- Аэрация воды (физический метод);
- Использование сильного одного из сильных окислителей – перманганат калия, гипохлорит натрия, озон (химический способ).
Аэрацию используется для того, чтобы очистить воду лишь от молекулярного сероводорода. Такой процесс имеет название отдувка сероводорода. Чтобы удалить гидросульфаты HS используют каталитический метод окисления. То есть, чтобы вода была очищена от гидросульфидов и от сероводородного запаха нужно применять и первый, и второй метод.
Но иногда случается так, что после использования обеих методов очищения воды от сероводорода, нужный результат так и не наступает. Объясняется это тем, что у сероводорода есть химическая связь с органическими молекулами (связанный сероводород). В таком случае установленный очищающий фильтр нужно дополнять насосом-дозатором, который подавляет окисляющий реагент.
Ионный обмен (Умягчение)
Для удаления различных примесей из воды, в том числе растворенных металлов и органических соединений уже более 50 лет используют ионообменные смолы — катиониты и аниониты в различных комбинациях, требующие регенерации поваренной солью NaCl в таблетках.
Процесс удаления солей и металлов на ионообменных смолах называется умягчением. Изначально этот метод применялся и сейчас применяется в основном для удаления солей жесткости (соли кальция, магния). Однако, сейчас есть большой выбор ионообменных смол и для удаления железа, а так же органики.
Ионообменные смолы — это очень обширная тема. Мы говорим здесь исключительно о бытовой водоочистке и я буду сообщать только то, что следует знать о смолах в ключе нашей задачи — очистить воду в частом доме, либо на малом производстве от растворенных металлов.
Что же представляет из себя Смола? Это синтетические шарики, изготовленные из полимерных материалов. Они очень мелкие, их много, они похожи на мелкую икру минтая, щуки или на «тобико» — икру летучей рыбы. Мы, монтажники водоочистки, даже ради забавы называем смолу «икрой» на профессиональном сленге.
Удаление железа ионным путем. Перед умягчителем ставится осадочный фильтр. Впрочем, его может и не быть, если железо и марганец находятся в воде полностью растворенными.
Суть процесса умягчения принципиально отличается от обезжелезивания. Смолы не окисляют и не переводят растворенные вещества в твердую форму для последующего фильтрования, а замещают («впитывают») растворенные вещества в воде на катионы натрия, который не придает воде такого свойства, как жесткость. Общая солевая насыщенность воды при этом остается неизменной или даже возрастает. Это зависит от типа растворенных веществ, которые забирает смола.
Исходя из вышесказанного возникает важный параметр ионообменных смол — ионообменная емкость смолы. Емкость смолы подобна емкости электрической батарейки. Есть запас натрия, который в процессе ионного обмена постепенно расходуется, тем самым снижается способность смолы забирать из воды растворенные вещества. Когда заканчивается натрий — заканчивается и очистка — вода проходит через толщу смолы не изменяя своих свойств.
Мы заранее рассчитываем работу умягчителя таким образом, чтобы сделать регенрацию (промывку) смолы раствором поваренной соли до наступления ощутимого снижения емкости. Этот период называется в водоочистке фильтроциклом. О расчете количества смолы, соли для регенерации, фильтроцикла читайте в статье об умягчении.
Такие мультикомпонентные загрузки, как Экотар, Экомикс, FeroSoft, АПТ-2, Ionofer c различными индексами А, В, С и т.д. предназначены для удаления ионным путем растворенных солей, металлов, органических соединений, а также широкого спектра других веществ: тяжелые металлы, ионы аммония, железоорганические соединения, фосфор, кальций, кремний и многие другие.
Как я уже сказал — смола регенерируется с помощью таблетированной поваренной соли NaCl, соль продается на всех строительных рынках, в магазинах сантехники, стоит примерно 7$ за 30кг мешок. Расход соли определяется в основном количеством удаляемых веществ.
В среднем около 1 мешка соли в месяц уходит на умягчение воды.
Обратный осмос.
Системы обратного осмоса — это принципиально иной метод очистки воды. Здесь мы имеем дело с фильтрованием воды сквозь мембрану. Грубо говоря это сетка, через которую проходят молекулы воды, но не проходят молекулы солей жесткости и растворенных металлов. При этом задержанные молекулы не образуют осадка на поверхности мембраны, а сразу же сливаются в дренаж (канализацию). В процессе фильтрации в обратном осмосе вода разделяется на два потока — пермеат (очищенная) и концентрат (грязная вода).
В среднем на 1 куб.м. очищенной воды мы получаем полтора куба концентрата, который надо куда-то сливать.
Системы обратного осмоса эффективны при удалении растворенных металлов и солей жесткости. Они не замещают одни вещества другими, как ионообенные смолы, а реально очищают воду от примесей, в этом огромное преимущество обратного осмоса. Но это, пожалуй, самый дорогой процесс очистки воды и по причинам целесообразности его реже всего используют для удаления растворенного железа и марганца.
Однако, при высоких содержаниях растворенного двухвалетного Fe2+ железа и низком pH<7 осмос может быть весьма эффективен для удаления 20 и выше мг, потому что молекулы железа гораздо крупнее пор мембраны — их легко фильтровать.
Какие существуют профессиональные методы очистки воды от железа
Последствия сточных вод, естественных процессов в природе и загрязнение окружающей среды заставляет химиков и инженеров ежегодно придумывать и вводить в производство новые методы очищения и улучшения качества жидкости, которая употребляется человеком. На сегодняшний день существует множество способов добиться результата без серьезных финансовых вложений, чем и пользуется большинство жителей частного сектора.
Аэрация
По сути, этот метод насыщает воду кислородом, при взаимодействии с которым железо и марганец выпадают в осадок. Для скважин и колодцев с небольшим содержанием вредных примесей аэрация поможет провести доочистку, но чаще она используется в комплексных системах совместно с химическими реагентами или ионной технологией. Такой подход к водоснабжению делает жидкость, поступающую в дома, более безопасной.
Очистка воды от железа при помощи реагентов
Метод предполагает быстрое очищение воды и создание осадка вредных элементов путем добавления в емкость химических веществ, несущих функцию окислителей. Обычно в системах бытового назначения используются натрия гипохлорит и калия перманганат. Такой способ очистки весьма эффективен, но требует от потребителя знаний об уровне железа в составе воды и регулярного пополнения системы реагентами.
Безреагентная очистка воды от железа
Часто используется в комплексе с аэрацией, потому что требует жидкости, максимально насыщенной кислородом. При очистке используются природные минералы или синтетические вещества их заменяющие, которые усиливают действие кислорода, чтобы быстрее удалить тяжелые металлы из жидкости. В результате железо оседает в фильтрах, которые достаточно периодически промывать под струей и можно дальше пользоваться системой.
Ионная технология
Удаляет железо, магний и калий из воды на молекулярном уровне. Жидкость, проходя через специальную ионную смолу, очищается, а все вредные элементы собираются на поверхности. Метод достаточно эффективен и безопасен для человека, но требует постоянного контроля над состоянием катализатора металлов. Смолу необходимо регулярно доставать и промывать от осадка.
Системы обратного осмоса
Способна полностью избавить жидкость от вредных примесей и болезнетворных организмов. Работа системы заключается в прохождении воды через мембрану с мельчайшими порами на уровне молекул и сборе на поверхности всех вредных элементов. Такая очистка достаточно эффективна, но делает воду настолько чистой, что ее можно сравнить с дистиллированной, а это может понравиться не всем потребителям.
