Вода без железа

Содержание

Выясняем, нужна ли воде очистка от железа? Шаг 1

Такой минерал, как железо, встречается в любой питьевой воде: в колодезной, в воде из центрального водопровода или добываемой из скважины. Способы попадания его в воду различны, и, как и концентрация, варьируются в зависимости от региона. Чаще всего железо проникает в состав воды:

  • при ее взаимодействии с грунтовыми породами;
  • из стоков — как промышленных, так и хозяйственно-бытовых;
  • из металлических труб, покрытых коррозией;
  • при контакте воды с с/х удобрениями;
  • при использовании на промышленных очистных станциях железосодержащих коагулянтов.

Но так ли вредно содержание данного микроэлемента в воде? Ведь мы часто слышим, что железо полезно для нашего организма, а его дефицит провоцирует возникновение такого серьезного заболевания, как ЖДА — железодефицитная анемия.

Действительно, для организма человека железо необходимо в качестве регулятора клеточного метаболизма, синтеза ДНК и не только. Две трети его присутствует в составе гемоглобина и ферритина, однако лишь в виде двухвалентного гидроксида — Fe+2. Все остальные соединения этого элемента для человеческого организма практически бесполезны. Что касается вреда от избыточной концентрации таких соединений в воде, на этот счет существует два почти противоположных мнения:

  1. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) устанавливает предел концентрации железа в составе воды в 0,3 мг/л, обосновывая этот показатель исключительно органолептическими характеристиками, и не заявляет о его вреде для здоровья. Объясняется это тем, что проблема недостаточно изучена. Помимо того, в тех случаях, когда данный норматив превышается, вода становится неприемлемой для употребления, соответственно, по мнению ВОЗ, и негативного воздействия она оказать не может.
  2. Другая точка зрения изложена на сайте Роспотребнадзора: «железистая» вода может приводить к раздражению ЖКТ, патологиям крови, заболеваниям печени, почек, поджелудочной железы, к аллергиям. На внешности переизбыток железа в употребляемой воде также отражается не самым лучшим образом: начинают желтеть зубы, волосы и кожные покровы, приобретая нездоровый оттенок. Данное мнение подтверждают многие исследования российских ученых.

Обычно спутником высокой железистости является и повышенная жесткость воды. В первую очередь в зоне риска находятся те, кто получает воду, поставляемую по изношенным водопроводным магистралям, из скважин и колодцев. Поскольку наши органы чувств явно сигнализируют об опасности употребления «некрасивой» и неприятно пахнущей воды, очевидно, к ним стоит прислушаться и не рисковать своим здоровьем. Тем более что переизбыток железа и жесткость воды однозначно негативно сказываются на функционале бытовой техники и инженерных коммуникаций, портят внешний вид мебели и вкус пищи:

  • Дорогостоящие бытовые приборы, такие как стиральная машина-автомат, проточный водонагреватель, посудомоечная машина могут выйти из строя, поскольку металлические поверхности ржавеют и покрываются накипью, а внутри пластиковых труб скапливается склизкий налет, забивающий просвет.
  • Появляются неприглядные подтеки и пятна на всех контактирующих с водой предметах.
  • Страдает качество блюд. Пища приобретает жесткий привкус и странный цвет.
  • Белье теряет привлекательность, обесцвечиваясь или приобретая оттенок ржавчины.

В связи с вышеперечисленным явной становится необходимость очистки воды от избыточного железа до норм, рекомендованных СанПиН 2.1.4.1074-01. Первым шагом на пути решения этой проблемы станет сбор и анализ проб воды. Цель исследования — определить, с какими именно загрязнениями мы имеем дело, чтобы правильно подобрать тип фильтра.

Определяем тип фильтра: шаг 2

Когда на руках имеется анализ состава воды и известно, какие именно примеси, помимо железа, в ней находятся, можно приступать к выбору фильтра. На сегодняшний день производители предлагают их следующие разновидности:

  • Фильтры для удаления железа, находящегося в воде в растворенном состоянии.
  • Многофункциональные варианты, объединяющие обезжелезивание с умягчением (уменьшение жесткости).
  • Комплексные приборы для выполнения нескольких задач: фильтрация воды от всех разновидностей железа, а также марганца, пестицидов и органики (например, фульвокислот), хлора, солей. Такие приборы также осуществляют аэрацию, освобождая воду от сероводорода.

Выбирая фильтр, стоит задуматься и о том, для каких целей вам будет нужна вода. Особенно это актуально для загородных домовладений. Для получения воды в технических целях и для бытовых потребностей можно установить фильтры разной степени очистки.

Выбираем способ обезжелезивания: шаг 3

Следующий шаг — выбор конкретной методики обезжелезивания, на основе которой работает фильтр. Условно выделяют реагентный и безреагентный способ.

Безреагентная очистка воды от железа подойдет в тех случаях, когда его концентрация в воде не слишком значительна. По способу функционирования выделяют следующие типы фильтрации:

  • Очистка при помощи каталитических загрузок (наполнителей). Принцип работы прост: при прохождении воды через слои загрузок — обычно применяется Pyrolox («Пиролокс») либо Birm («Бирм»), а также сорбенты АС/МС — катализаторами ускоряется процесс окисления железа, и образовавшийся 3-валентный оксид задерживается слоями загрузки. При этом эффективно удаляется не только железо, но и сопутствующие загрязнители (марганец, сернистый водород).
  • Обратный осмос. Магистральный фильтр для очистки воды от железа, применяемый в данном случае, состоит из мембраны, через которую под давлением пропускается жидкость. Отверстия мембраны настолько малы, что блокируют молекулы практически всех растворенных в воде веществ, кроме молекул непосредственно H2O. Вода при этом очищается от примесей, но одновременно и полностью деминерализируется, становясь похожей на дистиллированную. Минусом данных систем потребители называют их низкую пропускную способность, большие потери воды в качестве непрошедшего фильтрацию субстрата и получение на выходе воды, практически лишенной природных микроэлементов (в связи с чем требуется дополнительная минерализация).
  • Электромагнитная очистка воды от железа. Осуществляется в несколько этапов. На первой стадии используется ультразвук, затем вода проходит через электромагнитное поле, после чего фильтр из кварцевого песка достаточно эффективно улавливает отделенные магнитным полем оксиды железа.
  • Аэрация, основанная на подаче в воду потока воздуха и окислении находящегося в ней железа. Наиболее простым методом является безнапорная аэрация, при которой вода разбрызгивается в верхней части аэрационного бака. Падая вниз, она насыщается кислородом, окисляющим растворенное в ней двухвалентное железо до состояния трехвалентного, которое оседает на дне емкости. Потоком воды осадок уносится в механический фильтр, где и остается. При напорной аэрации кислород нагнетается в воду под давлением.
  • Магнитные фильтры. Это устройства накладного типа (магниты), устанавливаемые на поверхность трубы. В настоящее время промышленным способом они не выпускаются, поскольку имеют очень много минусов, в связи с чем были забракованы массовым потребителем. Однако мастера-самоучки до сих пор применяют принцип воздействия магнитного поля для очистки воды от железа в домашних условиях. Об уровне эффективности данного метода говорить сложно.
  • Стоит также упомянуть полифосфатный фильтр, который является разновидностью магистрального. Осуществляет только смягчение воды. Представляет собой пластиковую колбу (картридж) с наполнителем, которым выступают кристаллы полифосфата натрия. Монтируется непосредственно в систему подачи воды, например перед бойлером.

Реагентный метод разработан для фильтрации воды со значительным содержанием примесей, как железа, так и прочих загрязнителей, которыми в основном являются соли марганца и сероводород. Уже из названия ясно, что в основе метода лежит осуществление химической реакции. Это может быть:

  • Добавление в воду окислителей: гидрохлорида натрия — NaOCl, который повсеместно используется на промышленных очистительных станциях, перманганата калия — KMnO4 («марганцовки»), а также очистка воды от железа озоном. После выпадения железистого осадка он задерживается механическими фильтрами.
  • Коагулирование, которое требует введения в воду специальных реагентов, в качестве которых выступают железный купорос, сульфат алюминия и пр. После осуществления химической реакции «феррум» выпадает в осадок.
  • Применение ионообменных фильтров для очистки воды от железа, которые представляют собой наполненный гранулированной ионообменной смолой корпус, снабженный блоком управления. Принцип действия основан на способности катионов смолы извлекать из воды двухвалентные металлы. Данный фильтроматериал имеет особое молекулярное строение, благодаря которому ионы непрочно держатся в молекуле. При контакте с водой они легко меняются местами с растворенными в воде металлами. В итоге «феррум» (а также другие металлы) прочно соединяется с молекулами ионообменной смолы и остаются в фильтре. Данные фильтры относятся к многофункциональным, поскольку они одновременно смягчают воду, удаляют растворенное в ней железо, марганец и другие металлы, находящиеся в воде в двухвалентном состоянии.

Реагентные методы чаще применяются для очистки больших объемов воды и используются для работы станций очистки воды от железа.

Для собственного дома наиболее перспективными выглядят фильтры с использованием каталитических загрузок и ионообменные фильтры, поскольку они являются многофункциональными. Электромагнитные приборы способны осуществить только очистку воды от растворенного железа, полифосфатный фильтр рассчитан всего лишь на умягчение жесткой воды, а об эффективности работы сделанных в домашних условиях магнитных фильтров говорить всерьез достаточно сложно.

Немаловажным моментом в принятии решения является пропускная способность установки очистки воды от железа, которая должна покрывать бытовые потребности всех живущих в коттедже, а также при необходимости полив огорода и прочие технические расходы.

Оцениваем предложения рынка: шаг 4

На рынке присутствует довольно много компаний, предлагающих установку фильтров для очистки воды от железа. При разумном подходе к решению проблемы становится ясно, что фильтрационная установка — сложный прибор, требующий подбора методов и средств очистки в соответствии с параметрами поступающей воды, желаемыми объемами и режимами потребления. Также необходимо учитывать особенности размещения в помещении. Поэтому торопиться с выбором не стоит.

Доверить установку такой системы лучше специализированным компаниям с большим опытом и хорошей репутацией, устанавливающим самое современное оборудование и имеющим собственные наработки в сфере его производства, подбора и отладки. В частности, к таковым можно отнести торговые марки Profwater, «Гейзер», «Аквафор». Лидеры отрасли обычно предлагают выгодные и опробованные на практике решения вопроса обезжелезивания воды. Небольшие компании зачастую не в состоянии предложить приемлемый уровень цен, всерьез гарантировать качество и долговременное обслуживание, поскольку сами работают в этой сфере недолго.

Что обычно входит в комплекс услуг от компании с именем? Чтобы не быть голословными, рассмотрим их на конкретном примере, изучив предложения компании Profwater, предлагающей при покупке оборудования и заказе монтажа:

  • выезд на объект и предпродажные консультации, помогающие определиться с выбором фильтра;
  • бесплатный анализ воды, в который входит отбор проб (до и после установки фильтра);
  • бесплатную доставку оборудования;
  • пуско-наладочные работы (комплекс услуг, необходимых для корректного функционирования системы фильтрации);
  • консультации заказчика в рамках обучения по эксплуатации современного водоочистительного оборудования;
  • льготную доставку в пределах РФ;
  • сервис на выгодных условиях.

Отдельного упоминания заслуживают широкий ассортимент и разумный ценник, поскольку компания Profwater сама является производителем оборудования данной марки.

Покупаем фильтр для очистки воды от железа: шаг 5

Подведем итоги:

  1. У нас на руках анализ воды, объективно показывающий, с какими типами загрязнений нам приходится иметь дело.
  2. Мы определились с типом фильтра, понимая разницу между устройствами, выполняющими исключительно обезжелезивание воды, и многофункциональными фильтрами.
  3. Выбрали наиболее эффективный и производительный способ обезжелезивания.
  4. Обсудили со специалистами компании режим работы фильтра и требуемые объемы очистки.
  5. Убедились в рентабельности долгосрочного сотрудничества с данной фирмой.
  6. Можем совершенно спокойно приобретать систему фильтрации воды от железа и/или для ее умягчения, наилучшим образом подходящую для конкретных условий эксплуатации.

Если возникают сомнения в качестве потребляемой воды, стоит подумать о своем здоровье и сделать хотя бы первый шаг — заказать анализ воды. При вдумчивом подходе уже на этом этапе можно сэкономить, заранее определившись с компанией-установщиком. Последовательно рассматривая все аспекты проблемы, вам удастся потратить деньги рационально, вложив их в заботу о здоровье, а также в долговечную эксплуатацию технологического и бытового оборудования.

Мнение эксперта: о «жесткой» и «железной» воде

С вопросом о решении проблемы жесткой и железистой воды мы обратились к эксперту компании Profwater и получили такой комментарий:

«Надо понимать, что в составе воды присутствует не железо в чистом виде, а его химические соединения, образующиеся благодаря взаимодействию с кислородом, кислотами и органикой. В итоге вода оказывается носителем оксида железа (Fe2O3 — хорошо всем знакомой ржавчины), или трехвалентного железа, или растворенного гидроксида (Fe+2 — двухвалентного железа), или железа в виде коллоидных, бактериальных и органических соединений — гуматов, хелатов и т.п.

Наибольшее количество железа сконцентрировано в подземных водах, причем, в связи с тем, что доступа кислорода к таким водам нет, оно находится в растворенном состоянии и при извлечении воды из скважины первоначально почти ничем не проявляет себя, хотя вкус такой воды достаточно специфичен. Однако по истечении времени железо вступает в реакцию с кислородом, находящимся в воздухе, в результате чего превращается в трехвалентное железо и выпадает в виде ржавых хлопьев осадка. При этом часто проблема усугубляется наличием повышенной жесткости воды.

В связи с «многоликостью» проблемы наша компания предлагает индивидуальный подход к ее решению. Основываясь на результатах лабораторного анализа проб, полученных из водозабора заказчика, наши консультанты предлагают один или несколько вариантов:

  • Фильтры для обезжелезивания — безреагентный метод.
  • Фильтры «2-в-1» для обезжелезивания и умягчения воды — универсальный метод, на сегодняшний день является одним из самых востребованных способов удаления железа и жесткости.
  • Фильтры «5-в-1» — комплексная очистка, состоящая из 3-х колонн: для удаления растворенного железа, марганца, солей жесткости и тяжелых металлов, сероводорода (сульфидов).

Компания Profwater разрабатывает и внедряет новые технологии очистки воды. Одной из самых востребованных моделей водоочистительного оборудования на сегодняшний день является Profwater PWX. Преимущества этой серии фильтров:

  1. Компактность — не нужно устанавливать целую гирлянду фильтров, чтобы почистить воду.
  2. Удаляет высокие концентрации железа — до 30 мг/л.
  3. Хорошо справляется с растворенным, органическим и коллоидным железом.
  4. Удаляет соли жесткости и тяжелых металлов.

Данная серия фильтров хорошо зарекомендовала себя как на частных объектах (на дачах, в коттеджах, загородных домах), так и на производствах».

Р. S. Подробно ознакомиться с модельным рядом продукции марки Profwater, наличием сертификатов, а также посмотреть фотоотчет о выполненных работах можно на сайте компании.

Источники:

Типы железных примесей в воде

Существует сразу четыре основных типа соединений железа в воде, каждый из которых имеет свои характерные признаки и отличия:

  • Элементарное Fe0. При его попадании в жидкую среду оно превращается в трехвалентное железо, а значит, начинается процесс образования ржавчины. Именно из-за этого типа железа вода часто имеет коричневый, мутный цвет в отстоявшемся состоянии.
  • Двухвалентное Fe2. Данный тип в воде фактически всегда сразу растворяется, и никаких видимых признаков его содержания увидеть не удастся.
  • Трехвалентное Fe3. Такая форма железа чаще всего встречается в виде разнообразных соединений, и поэтому выпадает в осадок.
  • Органические железные примеси. Обычно присутствуют в воде в виде различных составных химических элементов, в том числе коллоидных и бактериальных.

Полезная информация! Как правило, в воде встречается сразу несколько типов железа, что обязательно нужно принять во внимание при очистке воды из скважины от его примесей.

Обратите внимание на то, что в воде могут быть сразу несколько разных видов примесей

Признаки наличия соединений железа

Несомненно, пить насыщенную железом воду небезопасно для здоровья. Однако кроме вреда организму, ржавая вода приносит неприятности и сантехнике: насосы, краны и прочие детали работают значительно меньше, а белоснежные ванны и раковины скоро обретают несмываемый желтый налет. Так как же узнать, имеется ли железо в вашей системе водоснабжения?


Неочищенная вода способна нанести вред здоровью и технике

Для того, чтобы определить содержание данного элемента в воде, вам необходимо обратить внимание на несколько признаков:

  • Как уже было сказано раннее, двухвалентное железо растворяется в воде, и поэтому увидеть его в потоке воды невозможно. Однако если набрать воду из-под крана в емкость, и дать ей постоять какое-то время, на дне будет отчетливо виден осадок неприятного бурого цвета.

Самый простой и надежный способ выявить двухвалентное железо – поставить жидкость отстояться

  • Трехвалентное железо дает о себе знать в виде неприятно пахнущей воды темно-желтого цвета. Если такую воду оставить в емкости, она посветлеет, а содержащееся в ней железо выпадет в осадок. Данное явление наиболее сильно распространено в городских квартирах в системах централизованного водообеспечения.
  • Наличие в воде бактериальных соединений железа можно по тонкой маслянистой пленке на поверхности.

Пленка, переливающаяся цветами радуги, указывает на содержание органического железа

Таким образом, на наличие в воде железа указывает желтый или бурый цвет, осадок, неприятный резкий металлический запах, а также радужная пленка.

Ниже представлены различные варианты очистки воды от железа из скважины в загородном доме до питьевой.

Виды различаются между собой по многим критериям, включая сложность установки и стоимость

Очистка воды из скважины от железа: различные способы и технологии

Существует целый ряд разнообразных методов очистки, каждый из которых по-своему хорош и эффективен.

Очистка воды из скважины в загородном доме до состояния питьевой методом отстаивания

Данный метод наиболее прост в условиях загородного участка, где есть возможность размещения дополнительного резервуара, объем которого должен соответствовать объему суточного потребления воды жильцами дома. Оптимальная очистка воды из скважины в загородном доме до питьевой возможна лишь при соблюдении всех требований установки и эксплуатации.

Подобное решение имеет ряд преимуществ, например, довольно маленькие затраты и простоту исполнения, а также возможность использования очищенной воды даже в случае отключения электроэнергии, и дополнительную очистку от сероводорода.

Минусами является неполное удаление железа, а также необходимость постоянной очистки от скопившегося на дне емкости осадка, и контроль над уровнем воды в нем.

Полезный совет! Чтобы очищение жидкости происходило быстрее, подавать ее в резервуар можно при помощи специального распылителя – так происходит дополнительный процесс аэрации.

Отстаивание является самым простым, но далеко не самым эффективным способ очистки

Фильтр для воды с керамической мембраной. Это устройство способно сделать вашу воду идеально чистой. Но сколько придется заплатить за такое качество? Давайте вместе изучим это технологическое новшество.

Аэрационный метод

Данный метод обеспечивает более полное очищение воды из скважины, чем предыдущий способ. Принцип его действия довольно прост: обеспечивается контакт воды с воздухом, где примеси железа вступают в реакцию с кислородом. Таким образом, элемент окисляется и переходит в трехвалентное состояние, выпадая при этом в осадок. Именно для этого на выходе из емкости устанавливается специальный фильтр, который задерживает частицы и не дает им пройти по водопроводу дальше. Аэрационная система очистки воды от железа – отличный и недорогой выбор для дачи.

Существует две разновидности подобного решения:

  • Безнапорный вариант, который предполагает установку распылителей, и, по желанию для увеличения эффективности конструкции в саму емкость монтируется компрессор, дополнительно обогащающий воду кислородом.
  • Напорный способ подразумевает поступление воды под высоким давлением в специальную колонну, где сам напор струи и действие компрессора обеспечивает максимально эффективное очищение.

Пример напорной аэрационной установки

Плюсами данного метода является, в первую очередь, его экологичность.

Недостатками является необходимость частого очищения емкости и фильтра от скопившихся загрязнений, все равно не полное устранение железа и зависимость технологии от наличия электроэнергии, что в условиях плохого электроснабжения загородных участков является довольно существенным минусом.

Процесс озонирования

Данный процесс представляет собой обезжелезивание при помощи введения специальных окислителей. От хлора в качестве подобного элемента стали постепенно отказываться, поскольку та или иная его часть все равно остается на выходе, и оказывает негативное влияние на здоровье человека.

Озонирование – более полезный способ в отличие от добавления хлорки

Данный метод не очень подходит для самостоятельной установки, поскольку специальное оборудование имеет довольно большую стоимость, а также необходимы довольно сложные расчеты, которые без надлежащих знаний выполнить очень сложно.

Ионообменный способ

Подобное решение предполагает установку специального фильтра со свободными ионами натрия, которые, вступая в реакцию с водой, заменяются на ионы примесей железа. Данный способ довольно прост, и кроме того, удобен, ведь такой фильтр можно установить даже в пространстве под раковиной.

Ионнообменный метод

Метод обратного осмоса

Данный способ по праву считается самым эффективным среди всех методов очищения от примесей. Подобная фильтрационная установка способна задерживать железо на молекулярном уровне даже в растворенном виде.

Принцип работы установки обратного осмоса

Откуда берется железо в воде из скважины: пошаговый разбор

Для того чтобы понять, каким образом можно эффективно очистить воду от загрязнений, необходимо проанализировать сам процесс формирования осадка в жидкости. Условно он делится на несколько категорий. К первой относится естественное содержание металла в болотных водах или источниках воды, расположенных вблизи заболоченных местностей. На дне расположен многослойный пирог, включающий метан, соли и гуминовые кислоты.

Достаточно сделать несложный физико-химический анализ, чтобы обнаружить органическое железо. Часто подобное наблюдается на территориях, под которыми расположены Юрские глины.

Благодаря повышенному содержанию пирита, растворенное вещество быстро переходит в питьевую воду. Убрать его можно только путем многоступенчатой фильтрации.

Помимо этого, есть еще несколько источников появления железистой пленки в воде:

  1. Наличие кислых почв – само название говорит о том, что грунт подвергается постоянному окислению.
  2. Нарушение естественного pH баланса – распространенная проблема, возникающая на фоне повышенного содержания О2.
  3. Сточные воды – промышленные и бытовые потребители активно способствуют увеличению опасных веществ в стоках. В большей степени это актуально для загородных домиков. Владельцы дачи не спешат установить систему фильтрации, что увеличивает вероятность проникновения Fe в жидкость.

Вне зависимости от источника появления Fe в воде, любая его концентрация опасна. Чем дольше человек употребляет загрязненную воду, тем выше риск развития патологических изменений в организме. Прежде чем отправиться в магазин за фильтром для удаления примесей Fe, необходимо правильно определить источник их появления.

Промышленный фильтр для воды из скважины от железа

Обнаружить двухвалентное железо достаточно сложно, поэтому владельцы скважины должны позаботиться о наличии комплексной системы фильтрации. Снизить содержание опасных веществ в жидкости поможет каталитическое окисление.

В большинстве установок применяется окислитель с добавлением доломита или глауконита. Реже речь идет о включении в состав цеолита.

Правильно выбрать агрегат поможет предварительная оценка содержания опасных примесей в жидкости. На бытовом уровне можно использовать pH индикатор. Достаточно опустить его в воду, чтобы получить желаемый результат. Чем больше уровень содержания железа в воде, тем больше доломита стоит применить.

Если речь идет о более серьезном виде загрязнения, то в этом случае ставка делается на более сложный агрегат:

  1. Процедура обезжелезивания выполняется большим количеством окислителя. Помимо удаления не нужных примесей, химические вещества могут убрать сероводородный аромат. Для того чтобы характерная сероватая пленка не появилась, необходимо пропустить воду несколько раз через фильтр.
  2. Доступной формой окислителя является хлор, благодаря которому очистка занимает несколько минут. С одной стороны, удается избавить живительную влагу от ненужных примесей, а, с другой – Н2О плохо пахнет хлором. Превышение его содержания в Н2О грозит более серьезными, нежели употребление избыточного количества железа последствиями.
  3. Если финансовые возможности позволяют, то лучше установить систему озонирования. Экологически безопасная система фильтрации питьевой воды позволяет щадящим методом избавиться от растворимых солей Fe.

Для установки на скважину хорошо брать промышленные фильтрационные комплексы. На рынке представлены две разновидности – на основе озона и хлора. Если первая отличается высокой стоимостью и экологической безопасностью, то вторая – высоким КПД и потребностью в проведении дополнительной очистки.

Методы очистки воды

Существует несколько способов очистить воду из скважины от железа. Чаще всего для этих целей используются разнообразные фильтры: смягчители, угольные, осадочные, обратного осмоса. Применяется также озонирование.

Фильтры-смягчители содержат специальные засыпки, позволяющие удалить из жидкости железо, марганец, соли тяжелых металлов, нитраты и нитриты, примеси органики, сульфаты. Периодически картридж нуждается в восстановлении с помощью солевого раствора, потому такие фильтры оснащены солевым баком.

Фильтры-обезжелезиватели действуют на основе двуокиси марганца. Вещество вступает в реакцию с марганцем и железом, содержащимися в воде, так что примеси выпадают нерастворимым осадком.

Такие фильтры эффективно удаляют механические частички (например, песок, ржавчину). Их главный недостаток в том, что при больших объемах очищаемой воды огни очень быстро забиваются, потому нуждаются в частой промывке.

Обратноосмотические фильтры считаются лучшими. Это объясняется тем, что обратный осмос обеспечивает разделение воды и содержащихся в ней примесей на молекулярном уровне. Таким образом, на выходе получается превосходно очищенная питьевая вода.

Угольные фильтры. Активированный уголь превосходно удаляет из воды растворенные газы, хлор и органические соединения. В современных фильтрах используется уголь из кокосовой скорлупы, считается, что его адсорбирующая способность примерно в 4 раза выше, чем у активированного угля, произведенного из обыкновенной древесины.
Магнитные фильтры. Они чаще используются на котельных, однако сейчас выпускаются и компактные варианты, для квартиры. С помощью сильного магнитного поля эти фильтры изменяют структуру солей марганца и железа, заставляя выпасть в нерастворимый осадок, который задерживается постфильтровой вставкой.

Важно! Такие методы, как озонирование и УФ-дезинфекция, неплохо справляются с бактериальным железом, однако не воздействуют на ржавчину.

Народные рецепты очищения воды

В целом, железо отсекается от воды теми же средствами, что и прочие примеси. Помимо специальных приспособлений, эффективны будут и народные способы, проверенные временем.

Как эффективно очистить воду в домашних условиях:

  1. Отстаивание — самый простой, но и наиболее долгий метод. Наполните ведро и оставьте на ночь, а утром слейте две трети (желательно, через несколько слоев марли), находящиеся в верхней части. При отстаивании воды, взятой из скважины, в оставшейся трети будет песок, глина, известь и железо. Если вода водопроводная, из-под крана, то за ночь хлор удалится. Отстаиванием нельзя убрать соли тяжелых металлов и патогенные микроорганизмы, являющиеся возбудителями заболеваний кишечника.
  2. Замораживание также требует минимум усилий, при этом вода получается максимально полезной и чистой. Налейте воду в глубокий поддон и поместите в морозильник либо наберите в кастрюлю и вынесите на балкон (в морозы). Примерно через полчаса, когда верхний слой схватится, удалите корку с мусором. Оставшейся воде дайте застыть примерно на 3/4 — этот лед и будет самым чистым. Остаток жидкости вылейте, в нем сконцентрированы все примеси. Лед пусть растает при комнатной температуре либо в холодильнике. Полученная вода содержит до 3 градусов минеральных веществ. Чтобы этот показатель повысить, добавьте на каждый литр талой воды 100 мл минералки.
  3. Кипячение достаточно эффективно, однако потребует внимательности. Его преимущество в 100%м уничтожении патогенных микроорганизмов. Наберите чайник, доведите до кипения, убавьте нагрев и оставьте на нем посуду на 50 минут. Соединения магния, кальция и железа выпадут в виде осадка на дно емкости и осядут на стенках. Большой недостаток такой воды — крайне низкое содержание кислорода. Применяя метод, важно не забыть о чайнике на плите и предусмотреть достаточный объем, чтобы вода не выкипела без остатка.
  4. Активированный уголь. Средство обеспечивает удаление неприятного запаха и адсорбирует множество примесей. Одна таблетка эффективно очищает один литр воды. Возьмите пять таблеток, заверните в чистую марлю или бинт и опустите в емкость с пятью литрами воды на ночь, утром вода будет чистой. Подобным способом великолепно очищается вода из скважины — убирается известь и железо.
  5. Кремний удаляет патогенные бактерии и соли тяжелых металлов. Купите кремний, хорошенько вымойте его, положите на дно посуды с водой. Сверху емкость накройте марлей и поставьте в темное место на 3—7 суток. Верхние слои отстоявшейся воды перелейте в чистую тару, ее можно использовать для питья и приготовления еды. Нижний слой, толщиной приблизительно 3 см, вылейте, в нем содержатся соли тяжелых металлов, известь, железо. На камешках кремния сформируется белая пленка, которую необходимо очень тщательно смыть (потрите камни старой зубной щеткой).

Интересный факт
Предельное содержание железа в питьевой воде — 0,3 мг на литр. Большее количество значительно ухудшает вкус воды.

Полезные советы

Следование рекомендациям позволит сделать очищение воды более результативным:

  1. Один вид фильтра не сделает воду идеальной для питья. В современных очистных и смягчающих системах применяется комплект взаимодополняющих слоев. Так же следует действовать и народными средствами. Например, удалите известь и железо активированным углем, затем в воду положите серебряный предмет, чтобы уничтожить патогенные бактерии.
  2. Оптимальный вариант — выяснить, какие конкретно примеси содержатся в воде и подобрать наиболее подходящие для очищения фильтры или народные методы. Попробуйте сделать анализ на химический состав воды.
  3. Даже идеальный промышленный фильтр не будет служить вечно. Ознакомьтесь с инструкцией и своевременно чистите (если устройство допускает) и заменяйте картриджи и кассеты. Иначе упадет не только производительность, но и качество фильтрации.

Чистая вода — залог превосходного внешнего вида и здоровья, поэтому так важно удалять примеси. Железо — один из важнейших минералов в организме человека, на его основе формируется гемоглобин. Однако передозировка чревата тяжелыми последствиями, а бактериальное или окисленное железо ни в каких количествах не будут полезны организму.

Суточная норма потребления нормального, двухвалентного железа, в зависимости от возраста и пола, варьируется от 6 до 18 мг. Кишечник выводит за сутки максимум 10 мг избыточно поступившего железа. Если этот предел не соблюдать, минерал начнет накапливаться и приведет к проблемам со здоровьем.

Обезжелезивание и деманганация воды. Как убрать железо из воды?

Обезжелезивание — удаление железа и марганца из воды — это сложная задача для быта и производства. Нет универсального метода на все случаи, который был бы при этом экономически оправдан на всех объектах. Если бы он был — мы бы все о нем знали. Однако, методов много и каждый из них применим в определенных пределах и, конечно, имеет свои недостатки. Большинство людей пишут мне: «Павел, железо в воде. Фирмы предлагают разные методы от 30 до 150 тысяч рублей. Кому верить? Что делать?»

Ну, тут есть два путя, либо платить солидной фирме сколько скажут, скорее всего сумма будет очень большая. Либо решать вопрос с умом — самообразовываться. Теоретически подготовиться к решению своих задач.

Читать учебники по водоочистке трудно — их много и они почти все написаны в 60-х годах прошлого века в то время, когда индивидуальных систем очистки воды еще не было, а были крупные районные и поселковые станции. Штудировать форумы тоже тяжело — слишком много флуда, ругани, информация очень противоречива.

Меня зовут Павел Куркин. Я занимаюсь водоочисткой больше 5 лет, работал в фирмах, сейчас работаю на себя, веду блог ochistkavodi.ru и видеоблог youtube/Samopalych о водоочистке. За консультацией обращайтесь, это бесплатно, контакты даны в соответствующем разделе. Я создаю информационный ресурс по водоочистке, чтобы пролить, так сказать, свет на все темные углы этой нехарактерной для повседневной жизни сферы бытовых вопросов.

Итак, давайте разбираться… что же такое обезжелезивание воды и… Как убрать железо в современных российских реалиях 2016г?

Для начала определимся с понятиями. Железо в воде. Есть железо общее (по нему делают анализ обычно), есть железо растворенное (двухвалентное), есть железо нерастворенное (трехвалентное), т.е. как бы в виде частиц. Мы видим эти частицы как цветность и мутность воды, так же, как хлопья или слизь оранжевых и красных оттенков. Это гидролизованная ржавчина, гидроксид или гидроокись. Называют по-разному. Иногда «железо» в воде может быть черным — это уже продукты метаболизма бактерий. Так называемое органическое железо.

Признаки железа в воде:

  • Запах. Конечно! Мы все знаем запах железа с детства, когда на руках оставался запах металла после турника и качелей.
  • Вкус. Вкус железа трудно спутать с чем-то еще. Попробуйте воду на вкус и вы поймете есть в ней железо или нет.
  • Мутность. Вода бывает мутной от окислившегося железа. Обычно эта мутность довольно стабильна и не хочет осаждаться.
  • Цвет. Красноватые, рыжеватые оттенки — признак окисления железа в воде.
  • Осадок. Когда реакция окисления железа завершится — железо выпадет в осадок на дно емкости, вода снова станет прозрачной.

Рыжие несмываемые следы на сантехнике — самый верный признак необходимости удаления железа из воды.

Железо, как и другие металлы, например марганец, в бытовой водоподготовке удаляются несколькими различными методами. Перечислим их в порядке актуальности:

  1. Окисление и последующая фильтрация «твердых» фракций
  2. Окисление и фильтрация пиролюзитом (MnO2)
  3. Ионный обмен (умягчение)
  4. Обратный осмос (опреснение, обессоливание)

Я подготовил для Вас коротенькую таблицу для сравнительного анализа методов, применяемых в бытовой водоподготовке.

Метод удаления железа Стоимость

оборудования

Стоимость эксплуатации Скорость фильтрации
Окисление + Фильтрация $$ $ ХХХ
Окисление пиролюзитом $ $ XX
Умягчение $$ $$ ХХ
Обратный осмос $$$ $$ Х

Выбор метода обезжелезивания зависит от множества различных факторов, таких, например как:

  • требуемый объем чистой воды в час и в сутки,
  • содержание железа, марганца, сероводорода в исходной воде
  • pH (водородный показатель) — чрезвычайно важный параметр
  • перманганатная окисляемость
  • другие загрязнения воды

Основополагающий фактор, конечно — это экономическая целесообразность, а в случае частного загородного жилья — кошелек хозяина. В таблице выше я сравниваю начальную стоимость метода обезжелезивания и стоимость последующей эксплуатации по отношению к получаемому объему чистой воды.

Так, например, окисление (промежуточная емкость, аэрация или дозация гипохлорита) с последующей фильтрацией — это способ требующий вложений. Оборудование аэрации стоит от 650$, обезжелезиватель от 250-400$, но мы получаем МНОГО воды 1-2 и более кубов в час, десятки кубов в сутки, количество ограничено в основном объемом загрузки (диаметром и толщиной слоя).

ПРИМЕР: для сорбентов АС/МС допустимая скорость фильтрации до 20м/ч при диаметре колонны в 13 дюймов (площадь круга = 0,08м получаем не менее 1,6 м3 воды в час и примерно 37 кубов воды в сутки (час кладу на пару промывок). Среднее потребление большого дома 1,5-2 м3/сутки.

Итак, рассмотрим различные методы удаления железа:

Окисление и последующая фильтрация.

В зависимости от количества кислорода, растворенного в воде железо может находиться в:

  • двухвалентном Fe(OH)2 растворенном и
  • трехвалентном Fe(OH)3 нерастворенном состоянии…

Которое в свою очередь можно разделить на коллоидную форму — золь трехвалентного железа (выглядит, как мутная вода) и крупные хлопья, способные выпадать в осадок.

Суть метода ОКИСЛЕНИЯ заключается в том, чтобы перевести железо из растворенного (двухвалентного Fe(OH)2) состояния в «твердое» нерастворенное трехвалентное Fe(OH)3 за счет присоединения к молекуле железа еще одного иона OH. В этом случае железо, а так же многие другие вещества (марганец, сероводород, органика) не может больше оставаться в растворенном виде и образует относительно крупные образования молекул — коллоиды и более крупные частицы, которые могут быть удалены механически — отфильтрованы.

Поскольку в глубинных скважинах кислорода в воде практически нет, то вода, содержащая большую концентрацию растворенных металлов выходит на поверхность абсолютно прозрачная и, поимев контакт с воздухом, мутнеет, либо окрашивается в оттенки рыжего через некоторое время (от получаса до суток). А еще через какое-то время (1-3 суток) может снова стать прозрачной и безвкусной, на дне образуется осадок.

Мутность измеряют специальным прибором, используя единицу измерения ЕМФ для определения мутности воды

Из колодцев, поселковых водопроводов и открытых источников вода часто идет мутная, что говорит о содержании в воде различных взвесей (окисленных до трехвалентного состояния металлов, органических веществ, песка, глины) в виде коллоидных частиц — слишком мелкие, чтобы видеть глазом, но достаточно крупные, чтобы мешать прохождению светового потока. Это происходит из-за повышенного содержания кислорода в такой воде. Вода растворяет в себе газы при определенных физико-химических условиях. Если поместить воду в открытую емкость, со временем количество растворенного кислорода, в такой воде установится в зависимости от температуры, и парциального давления. Тоже самое касается и цветности воды. Кислород обладает способностью к диффузии — проникновению сквозь стенку трубы в воду. Поэтому длинный водопровод часто несет в себе мутную воду, если вода изначально железистая.

Методы окисления, используемые в быту и на мелких производствах:

  • Открытая емкость. Суть процесса — разбрызгать (аэрировать) воду над емкостью, в которой она накапливается в количестве достаточном для прохождения процесса окисления металлов и выхода сероводорода, либо остаточного хлора. Далее следует насос второго подъема, который забирает воду с поверхности воды в емкости и заталкивает ее снова в трубу, по которой вода подается на фильтр, например обезжелезиватель. Почитать больше…
  • Напорная аэрация. Воздух подается в водопроводную трубу с помощью компрессора под напором, превышающим напор воды. Далее, для разделения воды насыщенной кислородом от пузырьков (нерастворенного воздуха) используется колонна аэрации. Это пустой баллон с системой трубок внутри. Вода забирается на обезжелезиватель со дна емкости. В верхней части баллона есть воздухоотводная трубка длинной в четверт высоты баллона. На ее длину формируется воздушный пузырь. Чтобы вода не выбрасывалась из колонны используется воздухоотводный клапан с поплавковым механизмом, выпускающий наружу только воздух. Компрессор приводится в действие реле протока, установленным после системы водоочистки. Почитать больше…
  • Дозация гипохлорита. Гипохлорит NaClO — активное вещество, охотно отдающее кислород для окисления всего, что может быть окислено. Рабочий раствор подается в водопровод с помощью насоса-дозации. Далее возможно наличие контактной (пустой) емкости, в которой жидкость задерживается для продления реакции окисления. В любом случае затем вода подается на фильтр (обезжелезиватель). После обезжелезивателя как правило устанавливают угольный фильтр, который может так же выполнен в виде колонны загруженной активированным углем. Почитать больше…
  • Озонирование воды. Озон — очень активный окислитель. Он производится генератором озона и подается в водопровод. Реакции окисления с озоном происходят быстрее, но стоимость оборудования делает не актуальной установку такого оборудования для бытовой водоочистки.

Вне зависимости от того каким именно методом были окислены металлы и сероводород, растворенные в воде следующей ступенью водоочистки идет фильтрация. Отфильтровать частицы можно и с помощью очень мелкой сетки (мембраны) и с помощью нетканых полипропиленовых картриджей. Но эти методы не эффективны, потому что частицы окисленных металлов слишком малы — пол мкм, в том время, как сетка самого мелкого полипропиленового фильтр имеет ячейку 1 мкм.

В современной бытовой водоочистке фильтрация происходит с помощью напольных засыпных фильтров колонного типа с механизмом промывки загрузки, установленном сверху на баллоне.

Загрузкой называют все зернистые компоненты, которые засыпаются в колонну фильтра через верхнее отверстие (единственное в баллоне). Загрузка имеет свой срок службы, который может быть от 3-х до 10 и более лет.

Механизм промывки может быть автоматическим, либо ручным. Загрузка (кварцевый песок, сорбент, различные гранулы) промывается периодически, раз в несколько дней. На промывку загрузки в среднем уходит 200-500л воды (для бытовой системы на дом). Все стоки с обезжелезивателя вне зависимости от метода окисления воды могут быть направлены в септик или станцию аэрации типа «Топас». Да, это совершенно безопасно для септиков и станций аэрации.

В качестве корпуса фильтра используются композитные легкие баллоны (они же колонны, емкости) стандартных типоразмеров от 08 до 18 дюймов в диаметре. Они так же различаются по высоте от 35 до 65 дюймов. Есть баллоны и других размеров, но для наших целей они не актуальны. Под конкретные задачи водоочистки подбирается подходящая колонна — нужных диаметра и высоты.

Таблица типоразмеров баллонов, используемых в бытовых системах водоочистки:

Размер баллона Высота/диаметр, мм Вес пустого баллона, кг Объем корпуса, л Объем загрузки, л
0844 горловина 2,5″ 1122/215 5 32 25
1035 горловина 2,5″ 903/257 8,63 39 26
1044 горловина 2,5″ 1130/257 9,10 51 34
1054 горловина 2,5″ 1390/257 9,30 63 42
1252 горловина 2,5″ 1342/308 10,00 97 65
1344 горловина 2,5″ 1142/334 9,50 86 57
1354 горловина 2,5″ 1400/334 10,40 104 70
1465 горловина 2,5″ 1679/360 15,25 150 100

Фильтрация воды в колонных фильтрах обезжелезивания происходит при прохождении воды сквозь загрузку сверху вниз. Основные загрязнения (крупные частицы) осаждаются на поверхности фильтрующего слоя, более мелкие фракции, в том числе коллоиды сорбируются в средних и нижних слоях. Кроме того многие загрузки обладают каталитическими свойствами, то есть ускоряют и усиливают реакцию окисления и выпадения в осадок загрязнений воды, в таком случае все, что было выделено из раствора в твердую фракцию задерживается в толще загрузки. Есть еще более интересные загрузи, обладающие АВТОкаталитическими свойствами, т.е. они самостоятельно без участия внешнего окислителя удаляют растворенные вещества, но об этом поговорим позже.

Более продробно устройство фильтра описано в этой статье…

Клапан управления обезжелезивателем PENTAIR 363

Сверху на фильтре устанавливают клапан управления.

Клапан управления представляет собой систему каналов, по которым движется вода, запорный механизм, направляющий воду по нужному на данном этапе цикла каналу и блок управления с электроприводом для автоматического клапана, либо ручку для ручного переключения режимов для ручного клапана управления.

Фильтры бывают трехцикловые для безреагентных обезжелезивателей, либо пятицикловые для реагентной промывки. Реагентная промывка — это не просто взрыхление загрузки, а пропускание через загрузку реагента (например, раствора перманганата калия) для более глубокой очистки загрузки и восстановления ее каталитических свойств.

Переключая режимы с помощью ручки, либо автоматически за счет электронного блока управления мы организуем промывку фильтра.

Во время промывки фильтра вода не поступает к потребителю, а выбрасывается в дренаж (канализацию).

Промывка происходит в несколько этапов, там есть свои важные нюансы. Рекомендую изучить данный материал.

После завершения очередной промывки фильтр снова готов к работе. Загрузка фильтра при правильной эксплуатации обычно «живет» (работает) от 3-5 лет.

Окисление и фильтрация пиролюзитом (MnO2).

Этот метод прекрасно подходит для удаления небольшого количества двухвалентного железа Fe(OH)3 в простых условиях и для небольшого расхода воды. Высокий pH, отсутствие органики и сероводорода в воде — обязательные условия. Суть метода в том, чтo мы окисляем железо с помощью волшебного компонента загрузки фильтра без аэрации, без дозации, без озона, без реагентов — только обезжелезиватель с загрузкой: сорбент + пиролюзит.

Пиролюзит — это природный минерал. Диоксид марганца. Его применяют для производства батареек. Из него делают марганцовку (KMnO4) и вообще он довольно широко применяется в химической промышленности. В водоподготовке пиролюзит MnO2 используется, как каталитический материал удаления железа, марганца, органический соединений, сероводорода, потому что пиролюзит является неплохим окислителем.

Пиролюзит в водоподготовке — материал уникальный. Почти все каталитические материалы сделаны с использованием пиролюзита:

BIRM — это легкий сложнопористый алюмосиликат с нанесением пиролюзита в качестве наружнего каталитического слоя. Идея — супер, но живет не долго и боится органики.

Greensand Plus — кварцевый песок с нанесением пиролюзита на поверхность крупиц. Работает только при постоянной дозации гипохлорита или промывке марганцовкой.

МЖФ, МСК, Pyrolox, Сорбент МС и множество других материалов — все это сделано с применением пиролюзита.

Обезжелезиватель на пиролюзите. Умягчитель — опция. Его может и не быть.

При этом пиролюзит — это минерал, содержащий 75-95% MnO2, он поставляется гранулированным, подходящей фракции. Дешевый, но очень тяжелый. Для его промывки требуется быстрый поток воды. Чем больше диаметр колонны, тем больше требуется давление в системе для создания потока нужной скорости для ожижения загрузки.

Однако, пиролюзит можно использовать, как реагентную добавку к сорбенту МС для удаления без окисления небольшого количества железа и марганца. У Вас одна колонна — обезжелезиватель с загрузкой — сорбент + пиролюзит. Без реагентов. Без аэрации или другого вида окислителя. Эта система в некоторой степени уникальна. Никакой другой материал, кроме пиролюзита не способен годами окислять металлы растворенные в воде без активного окисления или реагентной регенерации. Потому что мы используем не продукты, содержащие пиролюзит (BIRM, Greensand, МЖФ и т.п.), а собственно, сам пиролюзит. В процессе эксплуатации он практически не расходуется, может немного «пылить» — давать серую воду — истираясь вымываться в водопровод в режиме фильтрации, но это касается не только пиролюзита, а всех вообще загрузок. Можно поставить угольный фильтр с картриджем на выходе, чтобы избежать попадания частиц пиролюзита в водопровод и я рекомендую устанавливать систему обратного осмоса для получения питьевой воды на кухне, т.к. при некоторых дополнительных условиях пиролюзит может отдавать марганец потребителю, возможно незначительное превышение ПДК.

Условия использования ПИРОЛЮЗИТА в качестве окислителя железа:

  • Железо Fe(OH)2 <3мг/л
  • Марганец Mn2+ <0,2мг/л
  • pH >6,8
  • Перманганатная окисляемость <2
  • Сероводород < 0,005

Если данные условия соблюдаются — я рекомендую использовать колонну 1354 для получения до 1,5 куб м чистой воды в час. Промывку фильтра следует делать раз в несколько дней. В случае с ручным клапаном допустимо растянуть цикл для промывки раз в неделю.

Стоимость обезжелезивателя на пиролюзите здесь…

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.

Рассказать друзьям

Водоподготовка от А до Я

Железо (лат. Ferrum) – химический элемент VIII группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 26, атомная масса 55,847. Блестящий серебристо-белый пластичный металл, плотностью 7,874 г/см3 , tплав. =1535 °С.

Железо – один из семи металлов, известных человечеству с глубокой древности. По распространенности в литосфере железо находится на 4-м месте среди всех элементов и на 2-м месте после алюминия среди металлов. Его кларк (процентное содержание по массе) в земной коре составляет 4,65%. Железо входит в состав более 300-х минералов, но промышленное значение имеют только руды с содержанием не менее 16% железа: магнетит (магнитный железняк) – Fe3O4 (72,4% Fe), гематит (железный блеск или красный железняк) — Fe2O3 (70% Fe), бурые железняки (гётит, лимонит и т.п.) с содержанием железа до 66,1% Fe, но чаще 30-55%.

Железо давно и повсеместно применяется в технике, причем не столько в силу своего широкого распространения в природе, сколько в силу своих свойств: оно пластично, легко поддается горячей и холодной ковке, штамповке и волочению. Однако чистое железо обладает низкой прочностью и химической стойкостью (на воздухе в присутствии влаги окисляется, покрываясь нерастворимой рыхлой ржавчиной бурого цвета). В силу этого в чистом виде железо практически не применяется. То, что мы в быту привыкли называть «железом» и «железными» изделиями на самом деле изготовлено из чугуна и стали – сплавов железа с углеродом, иногда с добавлением других так называемых легирующих элементов, придающих этим сплавам особые свойства.

Типы железа

Железо существует в природе в различных формах (в зависимости от валентности: Fe0, Fe2+, Fe3+), а также в виде различных сложных химических соединений.

I. Элементарное железо (Fe0). Элементарное или металлическое железо безусловно нерастворимо в воде. В присутствии влаги и кислорода окисляется до трехвалентного, образуя нерастворимый оксид Fe2O3 (процесс, известный в быту как «появление ржавчины»).

II. Двухвалентное железо (Fe2+). Почти всегда находится в воде в растворенном состоянии, хотя возможны случаи (при определенных и редко встречающихся в природной воде уровнях рН), когда гидроксид железа Fe(OH)2 способен выпадать в осадок.

III. Трехвалентное железо (Fe3+). Гидроксид железа Fe(OH)3 нерастворим в воде (кроме случая очень низкого рН). Хлорид FeCl3 и сульфат Fe2(SO4)3 трехвалентного железа – растворимы и могут образовываться даже в слабощелочных водах.

IV. Органическое железо. Органическое железо встречается в воде в разных формах и в составе различных комплексов. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру и очень трудно поддаются удалению. Различают следующие виды органического железа:

1) Бактериальное железо. Некоторые виды бактерий способны использовать энергию растворенного железа в процессе своей жизнедеятельности. При этом происходит преобразование двухвалентного железа в трехвалентное, которое сохраняется в желеобразной оболочке вокруг бактерии.

2) Коллоидное железо. Коллоиды – это нерастворимые частицы очень малого размера (менее 1 микрона), в силу чего они трудно поддаются фильтрации на гранулированных фильтрующих материалах. Крупные органические молекулы (такие как танины и лигнины) также попадают в эту категорию. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда (отталкивающего частицы друг от друга, препятствуя их укрупнению) создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии.

3) Растворимое органическое железо. Также как, например, полифосфаты способны связывать и удерживать в растворе кальций и другие металлы, некоторые органические молекулы способны связывать железо в сложные растворимые комплексы, называемые хелатами. Примером такого связывания может служить удерживающая железопорфириновая группа гемоглобина крови или удерживающий магний хлорофилл растений. Так, прекрасным хелатообразующим агентом является гуминовая кислота, играющая важную роль в почвенном ионообмене.

Все вышеперечисленные виды железа «ведут» себя в воде по-разному. Так, если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время в процессе отстаивания образуется красно-бурый осадок, то это признак наличия в воде двухвалентного железа. В случае если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании – надо «винить» трехвалентное железо. Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Бактериальное железо проявляет себя радужной опалесцирующей пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб. Основные отличительные признаки приведены в таблице.

Необходимо только отметить, что «беда никогда не ходит одна» и на практике почти всегда встречается сочетание нескольких или даже всех видов железа. Учитывая, что нет единых утвержденных методик определения органического, коллоидного и бактериального железа, то в деле подбора эффективного метода (скорее комплекса методов) очистки воды от железа очень много зависит от практического опыта фирмы, занимающейся водоочисткой. К сожалению, очень часто достаточно очевидные стандартные методы не работают в, казалось бы, простой ситуации.

Источники

Главными источниками соединений железа в природных водах являются процессы химического выветривания и растворения горных пород. Железо реагирует с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами, образуя сложный комплекс соединений, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. В питьевой воде железо может присутствовать также вследствие применения на муниципальных станциях очистки воды железо-содержащих коагулянтов, либо из-за коррозии «черных» (изготовленных из чугуна или стали) водопроводных труб.

Содержание железа в пресных поверхностных водах составляет десятые доли миллиграмма. Основной его формой в поверхностных водах являются комплексные соединения трехвалентных ионов железа с растворенными неорганическими и органическими соединениями, главным образом с солями гуминовых кислот – гуматами. Поэтому повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах (единицы миллиграммов), где концентрация гумусовых веществ достаточно велика. При рН = 8,0 основной формой железа в воде является гидрат оксида железа Fe(OH)3 , находящийся во взвешенной коллоидной форме. Наибольшие же концентрации железа (до нескольких десятков миллиграмм в 1 дм3 ) наблюдаются в подземных водах с низкими значениями рН и с низким содержанием растворенного кислорода, а в районах залегания сульфатных руд и зонах молодого вулканизма концентрации железа могут достигать даже сотен миллиграммов в 1 литре воды. В подземных водах железо присутствует в основном в растворенном двухвалентном виде. Трехвалентное железо при определенных условиях также может присутствовать в воде в растворенном виде как в форме неорганических солей (например, сульфатов), так и в составе растворимых органических комплексов.

Влияние на качество воды

Содержащая железо вода (особенно подземная) сперва прозрачна и чиста на вид. Однако даже при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску. Уже при концентрациях железа выше 0,3 мг/л такая вода способна вызвать появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. При содержании железа выше 1 мг/л вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду практически неприемлемой как для технического, так и для питьевого применения. По органолептическим признакам предел содержания железа в воде практически повсеместно установлен на уровне 0,3 мг/л (а по нормам ЕС даже 0,2 мг/л). Здесь необходимо подчеркнуть, что это ограничение именно по органолептическим соображениям. По показаниям вредности для здоровья такойпараметр не установлен.

Пути поступления в организм

Основной путь поступления железа в организм человека – с пищей. По оценкам ВОЗ доля воды в общем объеме естественного поступления железа в организм среднестатистического человека не превышает 10 %.

У людей определенных профессий (шахтеров, занятых на разработках железных руд и в меньшей степени у сварщиков) возможно попадание соединений железа с пылью при дыхании, что может вызывать профессиональные заболевания.

Из продуктов питания наиболее богаты железом печень, мясо и почки животных, яичный желток, рыба, а также сушеные белые грибы, бобовые (горох, фасоль, соя), гречка, зелень шпината и петрушки, айва, чернослив, абрикосы, другие овощи и фрукты. При этом надо отметить, что железо – трудно усваиваемый элемент и с точки зрения его поступления в организм усвояемость железа становится даже более важным показателем, чем его абсолютное содержание в том или ином продукте. Так, из продуктов животного происхождения, где железо содержится в так называемой гемовой (дословно – «относящийся к крови») форме, усваивается от 10% (рыба) до 20-30% (телятина) железа. Из продуктов же растительного происхождения (где железо содержится в негемовой двухвалентной форме) этот показатель ниже – от 1% (рис, шпинат) до 6% (соевые бобы). Железо же в трехвалентной форме практически не усваивается. Таким образом, средняя усвояемость железа из продуктов питания составляет около 10% (порядка 6% у мужчин и 14% – у женщин).

Всасыванию железа способствует витамин С — аскорбиновая кислота (восстанавливающая нерастворимое трехвалентное железо до растворимого двухвалентного), витамины группы В, микроэлементы медь и кобальт.

Препятствуют усвоению железа высокое содержание в пище (и, можно предполагать, воде) кальция и фосфатов, с которыми железо образует нерастворимые соединения; фосфатин и фитин, содержащиеся в зерновых продуктах (например, в хлебе и дрожжевом тесте); чай (железо образует трудно растворимые комплексы с дубильными веществами); избыток жиров; молоко и т.п.

Потенциальная опасность для здоровья

Как уже упоминалось выше, при систематическом вдыхании воздуха, содержащего железосодержащую пыль (например, оксид железа), возможно возникновение профессиональных заболеваний. Так, в легких шахтеров, занятых на разработках красного железняка, может накапливаться до 45 грамм железа. Это приводит к возникновению такого профессионального заболевания из разряда пневмокониозов (от греческих pneumon — легкие и konia — пыль), обусловленного длительным вдыханием производственной пыли, как сидероз (от греческого sideros — железо), чреватого развитием пневмосклероза.

Что же касается вредного воздействия железа при его поступлении в организм с пищей и водой, то Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины по показания здоровья, так как нет достаточных данных о негативном воздействии железа на организм человека. При уровне установленного ВОЗ переносимого суточного потребления (ПСП) железа, равном 0.8 мг/кг массы тела человека, безопасное для здоровья суммарное содержание железа в воде составляет 2 мг/л. Это означает, что употребляя ежедневно на протяжении всей жизни такую воду, можно не опасаться за последствия для здоровья (другое дело, что вода с 2 мг/л железа будет иметь весьма «неаппетитный» вид).

В российской прессе регулярно проскакивают упоминания о вредном воздействии железа на организм, причем в концентрациях уже выше 0,3 мг/л. В качестве последствий упоминаются неприятности со здоровьем, начиная от аллергических реакций, что, вполне не исключено – хронических профессиональных заболеваний легких, обусловленных длительным вдыханием производственной пыли, аллергия может быть на что угодно, до «увеличения риска инфарктов и негативного влияния на репродуктивную функцию организма… сухости и зуда». Безусловно, в больших количествах железо, как и любое другое химическое вещество, способно вызвать в организме человека нарушения и даже патологии. Учитывая, однако, что железо очень трудно усваиваемый элемент, особенно в неорганической форме (в которой оно в основном и содержится в воде), представляется, что «перебрать» его достаточно трудно. Так что, гораздо более близкой к истине нам кажется точка зрения ВОЗ.

Физиологическое значение

Железо относится к числу эссенциальных (жизненно важных) для человека микроэлементов, участвуя в процессах кроветворения, внутриклеточного обмена и регулирования окислительно-восстановительных процессов.

Организм взрослого человека содержит 4-5 г железа, которое входит в состав важнейшего дыхательного пигмента гемоглобина (55-70% от общего содержания), вырабатываемого костным мозгом и ответственного за перенос кислорода от легких к тканям, белка миоглобина (10-25%), необходимого для накопления кислорода в мышечной ткани, а также в состав различных дыхательных ферментов (около 1% общего содержания), например, цитохромов, катализирующих процесс дыхания в клетках и тканях. Кроме того, 20-25% железа хранится в организме как резерв, сосредоточенный в печени и селезенке в виде ферритина – железо-белкового комплекса, служащего «сырьем» для получения всех вышеперечисленных многообразных соединений железа. В плазме крови содержится не более 0,1% от общего содержания железа.

Выделяется железо из организма в основном через стенки толстого кишечника и незначительно через почки. За сутки выводится примерно 6-10 мг железа. Отсюда и суточная потребность человека в железе (в усредненных цифрах). У женщин, например, потребность в железе выше, чем у мужчин – 15-18 мг. Однако, учитывая низкую усвояемость железа, с пищевым рационом человек должен получать в норме 60-100 мг железа в сутки.

В целом, обмен железа в организме зависит от функционирования печени. При нарушениях в ее работе, а также при бедном железом рационе (например, при искусственном вскармливании детей, особенно чрезвычайно бедными железом коровьим и козьим молоком) возможно развитие железодефицитной анемии или, по-простому говоря, «малокровия». Это заболевание характеризуется бледностью кожи и слизистых, одутловатостью лица и сопровождается общей слабостью, быстрой физической и психической утомляемостью, отдышкой, головокружениями, шумом в ушах.

При нарушении клеточного метаболизма может развиваться и обратное явление – избыточное накопление железа в организме. При этом содержание железа в печени может достигать 20-30 г, а также наблюдаться повышенная его концентрация в поджелудочной железе, почках, миокарде, иногда в щитовидной железе, мышцах и эпителии языка.

Технологии удаления железа из воды

Удаление из воды железа – без преувеличения одна из самых сложных задач в водоочистке. Даже беглый обзор существующих способов борьбы с железом позволяет сделать обоснованный вывод о том, что на данный момент не существует универсального экономически оправданного метода, применимого во всех случаях жизни. Каждый из существующих методов применим только в определенных пределах, и имеет как достоинства, так и существенные недостатки. Выбор конкретного метода удаления железа (или их комбинации) в большей степени зависит от опыта водоочистной компании. Не без гордости можем сообщить, что нам в своей практике неоднократно приходилось сталкиваться с содержанием железа в 20-35 мг/л и успешно удалять его.

Итак, к существующим методам удаления железа можно отнести:

1. Окисление

Окисление кислородом воздуха или аэрацией, хлором, перманганатом калия, перекисью водорода, озоном с последующим осаждением (с коагуляцией или без нее) и фильтрацией.

Традиционный метод, применяемый уже много десятилетий. Так как реакция окисления железа требует довольно длительного времени, то использование для окисления только воздуха требует больших резервуаров, в которых можно обеспечить нужное время контакта. Это наиболее старый способ и используется только на крупных муниципальных системах. Добавление же специальных окислителей ускоряет процесс.

Наиболее широко применяется хлорирование, так как параллельно позволяет решать проблему с дезинфекцией. Наиболее передовым и сильным окислителем на сегодняшний день является озон. Однако установки для его производства довольно сложны, дороги и требуют значительных затрат электроэнергии, что ограничивает его применение. Необходимо отметить также, что в концентрированном виде (например, на точке ввода в воду) озон является ядом (как, собственно говоря, и многие другие окислители) и требует очень внимательного к себе отношения.

Частицы окисленного железа имеют малый размер (1-3 мкм) и осаждаются достаточно долго, поэтому применяют специальные химические вещества – коагулянты, способствующие укрупнению частиц и их ускоренному осаждению. Применение коагулянтов необходимо также потому, что фильтрация на муниципальных очистных сооружениях осуществляется в основном на устаревших песчаных или антрацитовых осветлительных фильтрах (не способных задерживать мелкие частицы). Однако даже применение более современных фильтрующих засыпок (например, алюмосиликатов) не позволяет фильтровать частицы размером менее 20 микрон. Проблему могло бы решить применение специальной керамики, но она достаточно дорого стоит (так как не производится в России). У всех перечисленных способов окисления есть ряд недостатков.

Во-первых, если не применять коагулянты, то процесс осаждения окисленного железа занимает долгое время, в противном же случае фильтрация некоагулированных частиц сильно затрудняется из-за их малого размера.

Во-вторых, эти методы окисления (в меньшей степени это относится к озону) слабо помогают в борьбе с органическим железом.

В-третьих, наличие в воде железа часто (а практически всегда) сопровождается наличием марганца. Марганец окисляется гораздо труднее, чем железо и, кроме того, при значительно более высоких уровнях рН.

Все вышеперечисленные недостатки сделали невозможным применение этого метода в сравнительно небольших бытовых и коммерческо-промышленных системах, работающих на больших скоростях.

2. Каталитическое окисление с последующей фильтрацией

Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в высокопроизводительных компактных системах. Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Наибольшее распространение в современной водоподготовке нашли фильтрующие среды на основе диоксида марганца (MnO2): Birm, Greensand, Pyroloxи др. Эти фильтрующие засыпки отличаются между собой как своими физическими характеристиками, так и содержанием диоксида марганца, и поэтому эффективно работают в разных диапазонах значений характеризующих воду параметров. Однако принцип их работы одинаков. Железо (и в меньшей степени марганец) в присутствии диоксида марганца быстро окисляются и оседают на поверхности гранул фильтрующей среды.

Впоследствии большая часть окисленного железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Таким образом, слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой. Для улучшения процесса окисления в воду могут добавляться дополнительные химические окислители. Наиболее распространенным является перманганат калия KMnO4 , так как его применение не только активизирует реакцию окисления, но и компенсирует «вымывание» марганца с поверхности гранул фильтрующей среды, то есть регенерирует ее. Используют как периодическую, так и непрерывную регенерацию. Все системы на основе каталитического окисления с помощью диоксида марганца, кроме специфических (не все из них работают по марганцу, почти все они имеют большой удельный вес и требуют больших расходов воды при обратной промывке) имеют и ряд общих недостатков.

Во-первых, они неэффективны в отношении органического железа. Более того, при наличии в воде любой из форм органического железа, на поверхности гранул фильтрующего материала со временем образуется органическая пленка, изолирующая катализатор – диоксид марганца от воды. Таким образом, вся каталитическая способность фильтрующей засыпки сводится к нулю. Практически «на нет» сводится и способность фильтрующей среды удалять железо, так как в фильтрах этого типа просто не хватает времени для естественного протекания реакции окисления.

Во-вторых, системы этого типа все равно не могут справиться со случаями, когда содержание железа в воде превышает 10-15 мг/л, что совсем не редкость. Присутствие в воде марганца только усугубляет ситуацию.

3. Ионный обмен

Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применялся (да и теперь применяется) в основном для умягчения воды. Раньше для реализации этого метода использовались природные иониты (сульфоугли, цеолиты). Однако с появлением синтетических ионообменных смол эффективность использования ионного обмена для целей водоочистки резко возросла.

С точки зрения удаления из воды железа важен тот факт, что катиониты способны удалять из воды не только ионы кальция и магния, но и другие двухвалентные металлы, а значит и растворенное двухвалентное железо. Причем теоретически, концентрации железа, с которыми могут справиться ионообменные смолы, очень велики. Достоинством ионного обмена является также и то, что он «не боится» верного спутника железа – марганца, сильно осложняющего работу систем, основанных на использовании методов окисления. Главное же преимущество ионного обмена в том, что из воды могут быть удалены железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии. То есть совсем отпадает необходимость в такой капризной и «грязной» (из-за необходимости вымывать ржавчину) стадии, как окисление.

Однако на практике, возможность применения катионообменных смол по железу сильно затруднена. Объясняется это следующими причинами:

Во-первых, применение катионитов целесообразно там, где существует также и проблема с жесткостью воды, так как железо удаляется из воды вместе с жесткостью. Там, где ситуация с жесткостью достаточно благополучная, применение катионообменных смол нерационально.

Во-вторых, ионообменные смолы очень критичны к наличию в воде трехвалентного железа, которое «забивает» смолу и очень плохо из нее вымывается. Именно поэтому нежелательно наличие в воде не только уже окисленного железа, но и растворенного кислорода и других окислителей, наличие которых может привести к его образованию. Этот фактор накладывает также ограничение и на диапазон рН, в котором работа смол эффективна.

В-третьих, при высокой концентрации в воде железа, с одной стороны возрастает вероятность образования нерастворимого трехвалентного железа (со всеми вытекающими отрицательными последствиями – см. выше) и, с другой стороны, гораздо быстрее истощается ионообменная ёмкость смолы. Оба этих фактора требуют более частой регенерации, что приводит к увеличению расхода соли.

В-четвертых, наличие в воде органических веществ (в том числе и органического железа) может привести к быстрому «зарастанию» смолы органической пленкой, которая одновременно служит питательной средой для бактерий. Тем не менее, именно применение ионообменных смол представляется наиболее перспективным направлением в деле борьбы с железом и марганцем в воде. Задача заключается в том, чтобы подобрать такую комбинацию ионообменных смол (подчас весьма сложную и многокомпонентную), которая была бы эффективна в достаточно широких пределах параметров качества воды.

4. Мембранные технологии

Мембранные технологии достаточно широко используются в водоподготовке, однако удаление железа отнюдь не главное их предназначение, скорее побочный эффект. Этим и объясняется тот факт, что применение мембран пока не входит в число стандартных методов борьбы с присутствием в воде железа. Основное назначение мембранных систем – удаление бактерий, простейших и вирусов («холодная стерилизация»), частичное или глубокое обессоливание, подготовка высококачественной питьевой воды. То есть они предназначены для глубокой доочистки воды.

Тем не менее, микрофильтрационные мембраны пригодны для удаления уже окисленного трехвалентного железа, ультрафильтрационные и нанофильтрационные мембраны также способны удалять коллоидное и бактериальное железо, а обратноосмотические мембраны удаляют даже растворенное органическое и неорганическое железо. Практическое же применение мембран для работы по железу ограничено следующими факторами:

Во-первых, мембраны даже в большей степени, чем гранулированные фильтрующие среды и ионообменные смолы, критичны к «зарастанию» органикой и забиванию поверхности нерастворимыми частицами (в данном случае ржавчиной). Это означает, что мембранные системы требуют достаточно тщательной предварительной подготовки воды, в частности – удаления взвесей и органики. То есть мембранные системы применимы либо там, где нет органического, коллоидного, бактериального и трехвалентного железа, либо проблема с этими загрязнениями должна быть предварительно решена другими методами.

Во-вторых, стоимость. Мембранные системы пока недешевы и их применение рентабельно только там, где требуется очень высокое качество воды (например, в пищевой промышленности).

5. Дистилляция

Дистилляция является давно известным и проверенным способом глубокой очистки воды. Принцип дистилляции фактически повторяет круговорот воды в природе. Вода, испаряясь, освобождается практически ото всех растворенных и нерастворенных примесей. В дистилляторах для ускорения естественного процесса испарения воды применяется нагревание (в подавляющем большинстве случаев с помощью электричества) воды до температуры кипения, что приводит к интенсивному образованию пара. При этом механические частицы, содержащиеся в воде (включая бактерии, вирусы и прочую «живность», а также коллоиды и взвешенные частицы) оказываются слишком тяжелыми, чтобы быть подхваченными паром. Одновременно почти все растворенные в воде химические вещества (включая соли железа, других тяжелых металлов, соли жесткости и т.д.) достигают предела своей растворимости (за счет повышенной температуры и особенно увеличения концентрации – вода-то постоянно улетучивается) и выпадают в осадок. Таким образом, вместе с паром могут «вознестись» только летучие органические соединения (среди которых, правда и такие опасные, как тригалометан – потенциальный канцероген – и другие). Именно поэтому в дистилляторах часто устанавливают фильтр доочистки на основе активированного угля из скорлупы кокоса.

В дальнейшем пар, охлаждаясь (в природе в верхних слоях атмосферы, в дистилляторах – в специальных конденсаторах, простейшим из которых является змеевик), конденсируется, опять превращаясь в воду. Этот конденсат и является той высокоочищенной водой, которую называют дистиллятом. Иногда дистиллированную воду «прогоняют» через дистиллятор еще раз и получают так называемый би-дистиллят.

Дистиллированную воду достаточно широко используют в промышленности, медицине, в химических лабораториях. Хорошо всем известный пример использования дистиллированной воды – заливка в аккумуляторы автомобиля. В быту же дистилляторы не нашли широкого применения. И дело здесь совсем не в непригодности дистиллированной воды для питья. Вредность такой воды из-за отсутствия в ней «полезных» минеральных веществ – это скорее укоренившийся предрассудок. Дистиллированная вода действительно имеет невысокие вкусовые качества, часто ее вкус характеризуют как «затхлый». Связано это с тем, что такая вода — это действительно жидкость без вкуса (!) и запаха (см. любой учебник по химии). То есть вкус дистиллированной воды не затхлый – он никакой. Мы же привыкли, что вода имеет вкус (пусть даже едва уловимый), который определяется ее минеральным составом и наличием растворенных газов. Однако с точки зрения влияния на здоровья нет никаких свидетельств того, что дистиллированная вода непригодна для питья. Ограниченность же применения дистилляторов в настоящее время объясняется следующими причинами.

Во-первых, бытовые дистилляторы имеют малую производительность – что-то около 1 литра в час.

Во-вторых, в бойлере дистиллятора постоянно образуются осадок, накипь и т.п., которые надо вычищать.

В-третьих, дистилляторы излучают тепло и в довольно значительных количествах.

В-четвертых, дистилляторы потребляют значительное количество электроэнергии, что для многих применений делает их использование менее рентабельным, чем обратный осмос или деминерализация на ионообменных смолах.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *