Устранение железа в скважинной воде: эффективные методы и приемы

Устранение железа в скважинной воде: эффективные методы и приемы

Наиболее надежный способ узнать содержание железа в воде — сделать анализ образца из скважины в лаборатории. Но косвенно о превышении ПДК металла свидетельствуют такие признаки:

• Привкус металла при употреблении в неочищенном виде;
• Появление рыжеватого цвета при длительном отстаивании воды в открытой емкости;
• Снижение прозрачности воды из-за выпадения железа в коллоидную форму.

Некоторые потребители прибегают к самостоятельной очистке воды подручными средствами. Используются несколько способов:

• Отстаивание. При длительном контакте воды в открытой емкости с воздухом кислород из него окислит железо. Оно перейдет в твердую форму и выпадет в осадок. Необходимо слить около 70% воды с верхней части емкости, чтобы не захватить железо из осадка. Этот способ не позволяет очищать воду для водопровода.
• Кипячение. Для выпадения железа в осадок в виде взвеси вместе с другими растворенными минеральными компонентами нужно кипятить воду не менее 15 минут. Этот способ очистки энергозатратный, не позволяет очистить много воды и изменяет ее химический состав. Из-за испарения части жидкости повышается концентрация других ядовитых веществ.
• Заморозка. При отрицательной температуре сначала происходит кристаллизация чистой воды. Для удаления железа нужно замораживать ее маленькими порциями. После замерзания половины выбранного объема нужно забрать лед, растопить его и употреблять для питья. В нем концентрация железа будет минимальной.

Очевидно, что все перечисленные методы не позволяют очищать воду постоянно для домашнего водопровода. Если скважина используется для водоснабжения коттеджа, дачи или коммерческого объекта, необходимо использовать промышленные способы обезжелезивания.

О них и поговорим в следующем разделе.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое железо в воде

Наличие железа в воде – это практически обязательное условие проточной воды. Вопрос только в его количестве и том, нужны ли фильтры для воды , и какие именно.

Причины присутствия железосодержащих соединений в воде:

• Железо содержится в грунте из растворения горных пород. При взаимодействии с водой, образуются железосодержащие соединения, которые остаются в воде виде взвесей или растворенными.
• Железо попадает в питьевую воду через сточные воды промышленных и сельскохозяйственных предприятий.
• Железо накапливается в воде, проходя через подверженные коррозии , водопроводные трубы или очистительные железосодержащие реагенты.

Различные способы попадания металла в воду обуславливают и то, что железосодержащие соединения имеют совершенно разную природу, отличается их растворимость, взаимодействие с организмом человека и способы очистки.

Элементарное железо (Fe0) – это нерастворимый в воде элемент. Быстро преобразуется в трехвалентное железо благодаря воде и кислороду. Процесс окисления называется ржавлением.

Железо, содержащееся в воде в форме ионов:

• Двухвалентное железо (Fe+2) – это железо, которое находится в воде в растворенном состоянии. Сложный вид загрязнения, так как изначально не заметен глазу. Вода с содержанием двухвалентного железа прозрачная, но при отстаивании воды на воздухе, образуется осадок красно-бурого цвета – процесс перехода в трехвалентное железо.
• Трехвалентное железо (Fe+3) – это гидроксид железа, который находится в состоянии взвеси. Вода с содержанием такого железа уже имеет различные оттенки рыже-бурых цветов. При отстаивании появляется осадок насыщенного цвета.

Железо, содержащееся в воде в связанных формах:

• Органическое железо – это наиболее сложное в удаление железо, которое встречается в различных формах и, как правило, растворимо. Оно образовывается вследствие соединения с органическими веществами, например, с танинами или гумусовой кислотой. Такое железо в большей степени усваивается организмом человека.
• Бактериальное железо образовывается посредством некоторых видов бактерий, которые в процессе своей жизнедеятельности, а точнее метаболических процессов, преобразуют двухвалентное железо в трехвалентное и удерживают в желеобразной оболочке вокруг себя. Такое железо иногда образовывает пленку на поверхности.

Коллоидное железо.
Получило свое название из-за очень маленьких размеров своих частиц - не более 0,1 мкм. Встречается редко, находится в состоянии суспензии и очень сложно удаляется из воды из-за своих малых размеров.

В реальности же в воде встречается сразу несколько видов железа, все они разные и поэтому нет универсального способа удаления этого металла из питьевой воды.

Как определить, что в воде содержится железо:

• Использовать химический анализ воды. Наиболее эффективный способ.
• Вода изначально обладает желтыми, рыжими или даже бурыми оттенками. Это показатель присутствия трехвалентного железа.
• Ржавый налет на сантехнике: у основания кранов, ванна с желтоватыми подтеками.
• При стирке цветные ткани быстро обесцвечиваются.
• Ощутимый металлический привкус у воды.
• При отстаивании воды появляется красно-бурый осадок.

В вопросах вреда железа, источники расходятся. В детстве мы нередко слышали, что нужно кушать яблоки и печень чаще, ведь там есть много железа так полезного для нашего организма. Так почему же нам нужно очищать воду от такого нужного микроэлемента, но при этом употреблять его с продуктами питания. Начнем с того, что в теле взрослого человека находится около 4г. железа. Этот элемент является необходимым для организации кровеносной системы. Так благодаря железу образовывается гемоглобин, который доставляет кислород из легких в ткани. Железо, связываясь с белком образует миоглобин сохраняющий кислород в мышечной ткани. Также без железа невозможно усвоение витаминов группы В. Необходимая польза железа очевидна – она выражается в здоровом росте человека, укреплении мышечной ткани и сопротивляемости иммунитета болезням. В случае, если организм получает металла выше нормы, то начинает накапливать его в печени и почках, что может вызвать сбои работы в органах. Но на самом деле, такая ситуация скорее исключительная, если вы получаете железо только с продуктами питания, ведь организм может усвоить максимум 10% элемента.

Какие проблемы может вызвать железо в скважинной воде

Повышенное содержание в воде железа и его влияние на гидросистемы - проблема многих регионов. Как правило, в подобных случаях устанавливают станции обезжелезивания . С их помощью можно максимально полно очистить воду без предварительного отстаивания.

Железо может содержаться в воде в трех формах:

• растворенные соли Fe (II);
• взвешенный осадок Fe (III);
• в коллоидной форме (железистые бактерии).

Железистые соединения попадают в воду из глубинных слоев при прохождении ее через каменистые породы. Как правило, это растворимые соли двухвалентного железа, реже - трехвалентного (сульфаты или иные соли в составе растворимых органических комплексов). Влияние железа на воду зависит от состава его соединений.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) железа - 0,3 мг/л, при этом речь идет о его суммарном содержании. Если степень его присутствия выше, вода приобретает характерный неприятный металлический привкус. Пить такую жидкость и готовить на ней не представляется возможным.

Если возникли подозрения, что внешне прозрачная водный раствор содержит много железа, влияющего на воду, можно провести простой тест - налить жидкость в прозрачный стеклянный стакан и оставить его на воздухе на 2-3 часа. Через некоторое время появится характерный бурый осадок - так растворенное железо взаимодействует с кислородом воздуха и переходит в нерастворимую форму. Это и есть так называемая ржавчина Fe(OH)₃.

О повышенном содержании железа в воде, опасного для здоровья, "скажут" и желтоватый цвет воды, и радужная пленка на ее поверхности. В этом случае Fe содержится в составе органических комплексов. Чтобы от них избавиться, нужно использовать специальные фильтры или ионообменные смолы . Простое отстаивание не поможет. Также избыток железа можно определить по появившимся желто-коричневым разводам на поверхности сантехники.

Какие методы очистки воды от железа существуют

Из-за своих габаритов накопительная емкость занимает немало места, которое не всегда имеется, и потому не в каждом помещении её можно установить. К счастью, существуют конструкции, не полагающиеся на бак для очистки воды от железа. Они более эргономичны по площади, а также обладают дополнительным преимуществом: тихая работа. Дело в том, что они не используют насосные станции.

Ключевой фактор проектирования станций очистки воды данного типа – выбор фильтрующей загрузки. Их существует весьма большое число разновидностей, каждая со своими преимуществами и недостатками. Это усложняет их подбор.

Также важным нюансом можно назвать управлением погружным насосом, осуществляемое системой из реле давления и гидроаккумулятора. Она нужна, если вода берется из своей скважины, чтобы поддерживать давление в системе на необходимом для работы уровне.

Эта система также располагает и определенными недостатками:

• специфичность загрузок. Они обладают очень разными характеристиками и не всегда подходят для конкретной ситуации. Например, некоторые пригодны только для воды без сероводорода, другие же чувствительны к кислотности воды, а третьи работают только если в воде растворен кислород;
• высокое давление. Для корректной работы требуется поддерживать давление от 2 атмосфер и выше на входе в систему. Это иногда бывает трудно достичь, особенно в теплое время года, когда напор снижается из-за полива огородов.

Какие преимущества и недостатки имеют различные методы очистки воды от железа

Методики существуют как несложные и малозатратные, так и достаточно технологичные. Один из подходов – установить фильтрующие элементы: с углем, обратного осмоса, смягчающие, осадочные. Они могут и комбинироваться, так как жесткая питьевая вода способна усиливать действие железистых компонентов. Если ее смягчить, качество повысится.

Есть и специальные фильтры – обезжелезиватели. Их действующее вещество – двуокись марганца. После реакции образуется нерастворимый осадок. Эксплуатация фильтров-смягчителей основана на том, что засыпки, входящие в состав, удаляют множество веществ, в том числе сульфаты, сульфиты, нитраты, тяжелые металлы.

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

Самый простой и вместе с тем, экологичный способ – отстаивание в течение суток в большой емкости, покрывающей суточные потребности. Железо окислится до трехвалентного, осевшие частицы можно будет слить из верхней части бочки. Преимущества методики – простота, дешевизна, независимость от наличия электричества.

Представленная информация пригодится для общего ознакомления. Для правильного функционирования аппаратуры необходимо проведение анализа и выполнение точных инженерных расчетов. Нанять команду специалистов можно в компании «Вода Отечества». Фирма специализируется на водоочистке на протяжении 25 лет, опытные консультанты с удовольствием помогут вам подобрать подходящее оборудование.

Аэрационный метод

Основан на насыщении жидкости воздухом. А поскольку кислород – достаточно активный элемент, легко вступающий в химические реакции, он превращает двухвалентное железо в трехвалентное. Далее образовавшиеся соединения выпадают в осадок. Упрощенная аэрация может применяться, если показатели воды не сильно выбиваются из нормы:

Феррум – не более 10 мг/литр.

Кислотность – больше 6,8.

Сероводород – 2 мг/л.

Щелочность не слишком низкая.

Если показатели не подходят под эти ограничения, следует добавить реагенты. Используется хлор, гипохлорид натрия, марганец. При упрощенной методике возможно использование фильтров, обычно их берут не меньше четырех, если производительность превышает 1600 кубометров в сутки.

Очистка может выполняться и на специальных устройствах. Методика эффективна, когда концентрация загрязнителя превышает 0,01 гр/литр. Для операции используют вентиляторные или контактные градирни. На каждый кубический метр подается не менее 15 кубов воздуха. Единственный минус – когда в водных массах содержится сульфат железа, аэрационный способ результата не дает.

Процесс озонирования

Озон – это неустойчивое соединение кислорода, состоящее из трех атомов. В таком состоянии от молекулы отщепляется активный атом, легко вступающий в реакцию окисления, а оставшиеся два образуют устойчивую молекулу. Отщепившаяся доля реагирует практически со всеми элементами, в том числе и с феррумом, превращая его из двухвалентного в трехвалентное. В результате образовавшиеся вещества осаждаются, а все, что выше осадка, можно использовать.

Ионообменный способ

Вода насыщается свободными ионами натрия, которые замещаются на электрически заряженные частицы железосодержащих примесей. Для этого устанавливают специальный фильтр, который имеет небольшие размеры. Возможен даже монтаж под раковиной. В качестве заправки применяются анионные и катионные смолы, отвечающие за смягчение. При этом не используют вредные химикаты, содержащие канцерогены.

Метод обратного осмоса

При очистке жидкость проходит через полупроницаемую мембрану. Такие фильтрующие приспособления удаляют частицы от 0,001 до 0,0001 микрометров. Удаляется жесткость, нитраты, сульфаты, красители, тяжелые металлы. Но при этом и важные минералы отфильтровываются. Для питья желательно установить минерализатор, который будет насыщать очищенную массу ценными веществами – калием, магнием, кальцием.

Применение реагентов

Эти методики необходимы, чтобы увеличить эффект от аэрации. Обычно такая проблема наблюдается, если содержание железа сильно превышено, и оно находится в состоянии, трудно поддающимся соединению с кислородом. В данном случае реактив добавляют с целью повысить кислотность, ускорить разложение железистых отложений. Окисление выполняется путем добавления хлора, для подщелачивания добавляется известка. Поскольку при использовании химикатов формируются взвешенные формы, требуется двухэтапное воздействие осветлителями – сульфатами.

Как определить содержание железа в воде из скважины

В настоящее время установлены четкие нормативы содержания различных микроэлементов в употребляемой для питья воде, которые обеспечивают ее безопасность.

Когда вода из скважины содержит избыток определенных веществ, это несет негативные последствия, которые сложно устранить. Если в воде из придомовой скважины много железа, она способна нанести ущерб человеку, растениям, бытовой технике и трубопроводам.

Отрицательное воздействие чрезмерной концентрации Fe заключается в следующих факторах:

1. 1. Ускоренная коррозия. От этого страдают трубы, нагревательные элементы, отопительная система. Постепенно появляются и разрастаются колиформные бактерии, которые служат причиной агрессивного роста внутренних повреждений металла, возникновения трещин, протечек, роста плесени.

Когда вода из скважины проходит через такой трубопровод, она может насытиться опасными бактериями, способными вызвать интоксикацию.

1. 2. Нарушения здоровья. Боли в суставах, сбитый метаболизм, гемохроматоз. Если долго употреблять в пищу перенасыщенную металлом воду, микроэлемент постепенно отравляет организм, вызывая мутирование некоторых клеток. Могут появиться проблемы с сердечно-сосудистой системой, развиться опухоли (в том числе злокачественные).

Содержащая много железа вода становится фактором риска развития сахарного диабета, в связи с увеличенной нагрузкой на печень.

1. 3. Поломки бытовой техники. Появляющийся на нагревательных приборах и внутренностях бытовых приборов и агрегатов плотный, плохо удаляющийся осадок часто становится причиной поломок, значительно снижает работоспособность и срок эксплуатации техники.
2. 4. Появление пятен на текстиле после стирки, потеки и разводы на сантехнике.

Как часто нужно проводить очистку воды от железа

1. Обратный осмос . Мембрана с мельчайшими порами задерживает все примеси, крупнее молекул H₂O, в том числе, двухвалентное железо.
2. Ультрафильтрация. Использование мембраны с более крупными порами, чем в случае с обратным осмосом. Эффективно понижает концентрацию растворенного железа.
3. Цеолит. Некоторые производители изготавливают из данного материала картриджи для проточных фильтров. Материал окисляет Fe²⁺, переводит его в нерастворимую форму, и задерживает получившийся осадок.
4. Арагон. Данный материал используется российским производителем «Гейзер». Предназначен для очистки влаги от многих примесей, в том числе, уменьшает концентрацию железа.

Отметим, что проточные фильтры и обратный осмос лучше всего использовать для очистки воды, которая уже прошла либо очистку на муниципальной станции водоподготовки, либо была обработана на станции полупромышленного типа для коттеджей.

Не все проточные фильтры готовы очистить воду именно от железа. Есть, к примеру, варианты для умягчения воды, для улучшения ее вкуса и устранения запахов, для нейтрализации бактерий и вирусов. Среди всего многообразия устройств вам нужно отыскать те, в которых предусмотрены специальные обезжелезивающие картриджи.

Производители предлагают разные варианты обезжелезивающих картриджей. Некоторые делают фильтрующие элементы на основе синтетического цеолита. Он выступает в качестве катализатора окисления железа. Оно становится нерастворимым в воде и задерживается другими составляющими картриджа. Другие производители предлагают элементы очистки на основе кальцита. Очистка воды от железа в таком случае производится методом щелочного высаживания.

Отметим, что вы можете купить картридж для обезжелезивания воды для своего фильтра, даже если он изначально не предусмотрен. Главное - предварительно проконсультируйтесь у специалистов.

Можно ли устранить железо в скважинной воде самостоятельно

Подземные и открытые источники водоснабжения сильно загрязнены. В действующих российских санитарных нормативах введено понятие суммарного содержания железа, которое присутствует в воде в четырех формах:

1. Двухвалентное - находится в виде растворимых соединений и может окисляться при контакте с воздухом.
2. Трехвалентное - присутствует в форме нерастворимых солей и гидроксидов.
3. Коллоидное - это мелкодисперсные частицы чистого металла или его соединений, не оседающие под действием сил тяжести.
4. Бактериальное - имеет вид полупрозрачной слизи или волокон, которые являются продуктом жизнедеятельности бактерий особого типа.

Чтобы убрать железо из воды своими руками, для точного определения содержания Fe необходим лабораторный анализ, но это не всегда возможно.

Как в домашних условиях определить железо в воде? Высокую концентрацию вредного химического элемента можно установить без специального оборудования по следующим признакам:

• Неприятный железистый привкус воды и приготовленной на ней пищи.
• Неопрятные рыжие пятна на фаянсовой сантехнике и других поверхностях.
• Появление студенистого осадка бурого цвета, который на воздухе обретает крайне неприятный запах.
• Ржавый налет на днище чайника и появление бурого осадка при нагревании жидкости.
• После стирки в такой воде белые ткани приобретают неравномерный желтоватый оттенок.

Перечисленные методы не работают при сравнительно небольших превышениях ПДК. Так, 0,4 мг железа на литр воды практически не изменяют ее органолептических качеств. Металлический привкус становится выраженным минимум при несколько кратном превышении предельно допустимого показателя.

Какие факторы могут повлиять на эффективность очистки воды от железа

Несмотря на обширность общего перечня вредных примесей, можно выделить характерные проблемы. Они обозначены в заголовке этого раздела. Для борьбы с ними применяются типовые технологические процессы.

Польза и вред железа в воде из скважины и колодца

Против железа и сероводорода используется контакт жидкости с кислородом. Эта обработка провоцирует развитие процессов окисления. Часть примесей преобразуется в осадок и удаляется впоследствии механическими способами очистки. Газообразные примеси – выводятся в атмосферу.

Для воспроизведения технологии применяют:

· длительное отстаивание;

· подачу воздуха через эжектор или под сильным давлением через компрессор;

· распыление жидкости либо ее обработку в слое каталитического материала;

· добавление хлора;

· озонирование.

Перечисленные методики действуют с разным уровнем эффективности. Для выбора оптимального варианта надо учесть реальную концентрацию контрольных примесей и других окисляющихся загрязнений. Для загородного дома основу системы очистки воды от железа и от сероводорода из скважины специалисты традиционно предлагают организовать с применением аэрации.

Указанная технология при корректной настройке работает эффективно и не вызывает существенных затруднений при обслуживании. Однако для борьбы с жесткостью она не подходит. Соли кальция и магния, определяющие соответствующий уровень этого показателя, не реагируют на контакт с кислородом. Они преобразуются в твердые частицы (накипь) при нагреве с заметной активизацией соответствующего процесса температурой от +55±5°C.

Железо в воде и фильтры для борьбы с ним

Отмеченную особенность применяют для устранения проблемы с помощью подручных средств – длительным кипячением. Однако этот простой способ отличается увеличением затрат на потребление энергетических ресурсов, длительным рабочим циклом, другими недостатками.

Гораздо удобнее и дешевле применять специализированные технологии (виды оборудования):

· ионный обмен;

· пропускание жидкости через мембрану с мелкими порами;

· электромагнитную обработку.

Для комплексной водоподготовки объединяют возможности нескольких методик. Это позволяет устранить примеси либо блокировать их вредные способности за несколько этапов.