Очищення води від заліза - сучасні та традиційні методи знезалізнення

Від якості питної води безпосередньо залежить здоров'я. Вода як хороший розчинник містить безліч хімічних сполук. Залізо відноситься до тих домішок, які найчастіше зустрічаються у питній воді. Виявити його надлишок у воді нескладно. Така вода виглядає каламутною, набуває специфічного запаху та металевого присмаку. Вона залишає іржаві плями на білизні, забиває труби та виводить з ладу електроприлади. Як очистити воду від заліза? Чи потрібно взагалі позбавлятися заліза і як це зробити?

Дія заліза на організм людини

У помірних дозах залізо навіть потрібне для нормального функціонування людського організму. Входячи до складу гемоглобіну, цей елемент бере участь у перенесенні та доставці кисню до всіх життєво важливих органів та систем, сприяє виведенню вуглекислого газу. Воно входить до складу дихальних ферментів та деяких видів клітин.

Слід зазначити, що засвоєння заліза із води досить важко. Нічого страшного не станеться після одноразового прийому води із перевищенням показників заліза. Тому існує думка, що згубний вплив на здоров'я підвищеної концентрації заліза сильно перебільшено. Однак більшість експертів переконані, що перевищення допустимих показників у питній воді є серйозною проблемою для організму.

• змінюється склад крові;
• проявляються дерматити, сухість шкірних покривів, алергічні реакції;
• порушується робота шлунково-кишкового тракту;
• виникають харчові отруєння;
• порушується робота печінки, нирок, підшлункової залози;
• утрудняються обмінні процеси;
• відзначаються нервові розлади.

Крім того, неприємний присмак погіршує якістьприготовленої їжі.

Концентрація заліза у воді

Нормативами встановлено гранично допустиму кількість заліза у воді до 0,3 мг на 1 літр. Нерідко ця норма перевищується у десятки разів. Іноді ці показники у водопровідній воді становлять 5 мг на літр, а в деяких неблагополучних районах досягають 10 мг/л. Як визначити концентрацію заліза у воді?

Перевищення допустимої норми до 1 мг/л візуально залишається непомітним. Вода на вигляд зберігає прозорість, сторонній запах не відчувається. Однак на випраній білизні, сантехніці, стінках електричних чайників починають з'являтися характерні іржаві плями.

Насамперед страждає побутова техніка. Тверді частинки заліза діють на ущільнювальні прокладки як абразив, виводячи з ладу пральні та посудомийні машини. Іржа осідає на емалі сантехніки та швидко забиває труби.

Форми заліза у воді

Щоб грамотно підібрати систему очищення, необхідно з'ясувати як рівень заліза у питній воді, а й у якій формі присутній цей елемент. Залізо у воді міститься у кількох основних формах:

1. Двухвалентне залізо - розчиняється у воді і на перший погляд непомітно. При взаємодії з киснем окислюється і перетворюється на тривалентне з характерним бурим кольором і «іржавим» присмаком.
2. Тривалентне залізо – присутній у воді у вигляді грубої нерозчинної суспензії. Попадає у воду з іржавих труб чи міських очисних споруд. Має характерний колір та запах.
3. Колоїдне залізо – присутній у воді у вигляді суспензії, яка не осаджується навіть при тривалому зберіганні, залишаючи воду каламутною.
4. Бактеріальне залізо – складається із залізобактерій, які присутні у воді у вигляді в'язких, м'якихслизових утворень. Попадає у воду найчастіше із відходів різних промислових підприємств. Зазвичай ці бактерії нешкідливі, але у разі зростання ведуть до швидкої корозії та зношування водопровідних труб.

Встановити присутність заліза у воді можна самостійно. Якщо прозора вода після відстоювання набуває осаду бурого кольору, це свідчить про наявність двухвалентного заліза. Якщо вода надходить вже жовтувато-коричневого кольору, то в ній є тривалентне залізо. Райдужна масляниста плівка на поверхні видає присутність у воді бактеріального заліза. Слизовий наліт усередині труб також говорить про наявність бактерій.

Проте визначити форму заліза самотужки буває не так просто. У воді може бути кілька форм заліза одночасно. Безперечно, найточнішим методом буде хімічний аналіз води в лабораторії. За результатами дослідження можна найбільш правильно та ефективно підібрати систему очищення води від заліза.

Домашні способи очищення води від заліза

Щоб очистити воду від заліза, теоретично достатньо перевести його з розчиненої форми в тривалентну та відфільтрувати. Для невеликої кількості води підійдуть і домашні методи. Існує кілька нескладних способів самостійного очищення води:

1. Найдоступніший і найпростіший варіант – відстояти воду. Для цього вибирають ємність порівняно великих розмірів, наливають воду та залишають її на деякий час, краще на ніч. Потім переливають дві третини відстояної води до іншої ємності.
2. Довше прокип'ятити. Під впливом високих температур протягом не менше 10 хвилин, зважені частинки заліза випадають в осад.
3. Заморозити. Якщо води небагато, можна її наполовину заморозити. У рідині залишаться всідомішки, її потрібно злити. Крижану частину знову розморозити та використовувати.
4. Воду можна зменшити. Для цього знадобиться кремній та шунгіт. Камені необхідно скласти на дно ємності, налити воду, потім злити до іншої тари дві третини об'єму. Опад залишиться на камінні.

Вищезазначені способи очищення питної води від заліза ефективні лише при невеликому перевищенні нормативів приблизно до 1 мг/л і тільки як тимчасові заходи. Постійне очищення та видалення з води великих концентрацій мікроелемента, процес досить складний, що вимагає серйозного професійного підходу.

Сучасні системи видалення заліза із води

Якісно очистити іржаву воду можна лише за допомогою сучасних фільтрів. Системне видалення заліза з питної води необхідно налагодити у будинках зі старими водопровідними трубами, а також користувачам власних свердловин.

Різні форми і концентрація заліза відповідно вимагають різних технологій його очищення. Домішки заліза в більшості випадків містяться у двовалентному та тривалентному стані, кожне з яких очищається своєрідно.

Методи очищення води від заліза

Існує два основних методи видалення заліза – із застосуванням реагентів та безреагентне.

Безреагентне очищення води від заліза — найпоширеніший спосіб серед сучасних технологій. Ефективний при концентрації заліза 10 мг/л. В основу методу належить властивість двовалентного заліза окислюватися під дією кисню. Вода насичується киснем шляхом примусової аерації з допомогою компресора.

Позитивним моментом є відсутність хімічних реагентів. Системи очищення відносно дешеві, але громіздкі. Зазвичай є початковим етапом у багатоступінчастій системі. Вимагаютьподальшого відстоювання та фільтрації.

Реагентне очищення води від заліза - застосовується при концентрації заліза понад 10 мг/л. Для очищення води використовують сильні хімічні окислювачі. Найчастіше це гіпохлорид натрію чи перманганат калію (марганцівка). Реагентні фільтри є простими у використанні. Однак хімічні речовини небезпечні для здоров'я та потребують ретельного дозування, а концентрація заліза у природній воді може змінюватись. Крім того, реагенти вимагають постійного оновлення та досить дорогі. Спосіб більше підходить для технологічних, а чи не побутових потреб.

Способи очищення води від заліза та види фільтрів

В даний час найбільш популярними способами очищення від заліза є фільтрація та аерування – окиснення води за допомогою кисню.

Іонообмінні фільтри - застосовується при концентрації заліза не вище 5 мг/л. Для очищення використовуються гранульовані іонообмінні смоли. У масі іонообмінника затримуються іони заліза, які заміщуються іонами натрію. Крім заліза, видаляються домішки інших металів та солі твердості.

За такого способу очищення неможливо виключити процес окислення заліза киснем. В результаті грубі частинки тривалентного заліза, що утворився, швидко забивають гранули смол. На поверхні утворюється плівка, яка служить середовищем для розмноження бактерій. Для ефективної роботи потрібна попередня підготовка води та регулярне відновлення смол. Смоли можна відновити лише частково, а ресурс їхнього повного використання не перевищує 2-3 років. Тому у побутових умовах цей спосіб практично не застосовується. Найчастіше використовується для очищення води у технологічних цілях – у роботі ТЕЦ, котелень тощо.

Вода після цього добре очищена, проте майже повністювтрачає свій мінеральний склад. Тому для питної води потрібно додаткове встановлення мінералізатора. Такий спосіб очищення часто використовується в побутових фільтрах невеликої продуктивності, але для великих обсягів недоцільний. Ідеально підходить для квартир та невеликих котеджів. Для використання такого способу необхідна підтримка хорошого тиску води, інакше фільтри не зможуть працювати. Зміст системи зворотного осмосу щодо економічно, але вимагає систематичної заміни мембрани чи промивки з допомогою хімічних речовин.

Електромагнітні фільтри – порівняно новий спосіб, при якому на воду впливають ультразвуком, потім пропускають через спеціальний електромагнітний апарат та завершують очищення води від заліза за допомогою кварцового піску. Електромагнітне поле відокремлює частинки заліза, які потім затримує механічний фільтр.

Механічні картриджні фільтри – застосовуються при очищенні води від нерозчинних великих фракцій тривалентного заліза. Картриджі затримують частинки більше 15 мкм у системах очистки води і до 5 мкм у системі тонкої фільтрації.

Найчастіше такий спосіб очищення води від заліза використовується у квартирах та будинках із централізованим водопостачанням. Воду із свердловини так очистити не вдасться. Механічні фільтри у котеджах можуть використовуватись лише після попередньої аерації.

Каталітичне окислення – досить поширений спосіб очищення від заліза у приватних будинках, котеджах та невеликих промислових виробництвах. За допомогою спеціальних гранул із каталітичними властивостями відбувається реакція окислення заліза. Нерозчинний осад осідає на фільтрі і змивається при черговому промиванні каналізацію. В даний час існує безліч засипок як зсинтетичних, і з природних матеріалів.

Системи каталітичного окиснення продуктивні та компактні. Недоліком промивних фільтрів є чутливість до низьких температур. Якщо температура опуститься нижче 0°, фільтри можуть вийти з ладу. Підходять для застосування тільки в опалюваних приміщеннях, вимагають частого очищення та промивання.

Електрохімічна аерація – найсучасніший та передовий спосіб очищення води від заліза, застосовується при високому вмісті заліза – до 30 мг/л. Аерація передбачає обробку води потоком повітря, в результаті якої розчинне залізо з артезіанської свердловини окислюється і у вигляді пластівців осідає на фільтрі. У цьому способі кисень утворюється безпосередньо з молекул води в ході електрохімічної реакції та не вимагає застосування додаткових хімічних реагентів.

Цей спосіб енергетично вигідний та економічно ефективний, тому що аераційні установки відрізняються компактністю, працюють автономно та не вимагають постійного обслуговування.

Озонування води - передбачає окислення двовалентного заліза в колодязях і свердловинах за допомогою установки озон, що генерує. Озон найефективніший окислювач металів, що очищає воду від неорганічних домішок та хвороботворних бактерій.

Озонування є найдорожчим способом. Через токсичність озону потрібне суворе дотримання заходів безпеки під час експлуатації установки. В результаті очищення вода набуває сильної окислювальної здатності, тому водопровідні труби та ємності для зберігання води повинні бути виконані з матеріалів підвищеної стійкості – нержавіючої сталі або ПВХ.

Біологічні фільтри - у цьому способі використовується здатність очищати воду за допомогою деяких мікроорганізмів.Іноді біофільтр є єдиним способом очищення води від високого вмісту заліза – понад 40 мг/л, а також великого вмісту вуглекислоти та сірководню. Після біологічного очищення продукти життєдіяльності бактерій видаляють за допомогою сорбентів та знезаражують ультрафіолетом.

Вибір фільтра

Універсального способу для повноцінного та якісного очищення води від домішок заліза не існує. Кожен спосіб має свої переваги та недоліки. Необхідно підібрати технологію оптимальну для кожного конкретного випадку з урахуванням концентрації, виду залізистих та інших домішок, економічної ефективності та мінімальних витрат.

Найчастіше застосовуються комплексні установки, що поєднують позитивні якості кількох очисних технологій. Тому довірити підбір необхідного обладнання краще професіоналам, які оцінять доцільність використання того чи іншого методу на основі проведеного аналізу води.

---