Очистка воды из скважины от железа — методы обезжелезивания

Очистка воды из скважины от железа не только повышает безопасность при использовании жидкости для кулинарии и питья, но и позволяет продлить срок службы бытовой техники, а также сохранить чистоту ванны и раковин. Метод обезжелезивания воды, как правило, выбирается в зависимости от исходного качества воды (процентного содержания и типа железистых примесей), технических и финансовых возможностей, объема потребления.

Типы железа и его соединений в различных источниках

Условно все залегающие в грунте воды, использующиеся для водоснабжения, можно разделить на три типа:

• «верховодка» или поверхностные грунтовые воды, которые обычно поступают в колодцы,
• вода песчаного слоя, которую добывают при помощи неглубоких скважин (их обычно так и называют – скважины на песок),
• глубоко залегающие воды известкового слоя (артезианская вода и одноименные скважины

Железо в поверхностных водах

Поверхностные воды отличаются присутствием органического железа:

• гуматов (соединений с гуминовыми солями),
• коллоидных взвешенных частиц (лигнины и танины),
• бактериального вещества (результата жизнедеятельности особых железобактерий, которые способны изменять валентность железа, превращая двухвалентные частицы в трехвалентные).

Общее содержание железа в поверхностных водах обычно не слишком велико, однако он вполне может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК). Особенностью очистки поверхностных вод является сложность удаления гуминовых соединений железа из-за их высокой стойкости.

Скважины на песок

Вода из скважин на песок так же, как и содержащаяся в поверхностных водах, в большинстве случаев содержит железо в небольших количествах. Из-за присутствия кислорода в этих слоях почвы оно обычно имеет трехвалентную форму. В то же время все чаще вода из песчаных слоев становится близка по составу к поверхностным водам, а значит, велика вероятность наличия в ней трудноудаляемого органического железа в виде гуматов.

Артезианские источники

Вода артезианских скважин экологически более безопасна, чем та, которая добывается из верхних слоев, благодаря минимальному влиянию на ее состав человеческой жизнедеятельности (на глубину порядка 100 м) не проникают токсины, попадающие на поверхность почвы, болезнетворные бактерии со свалок, химикаты из вносимых удобрений и пр.

В то же время из-за контакта с определенными породами грунта артезианская вода содержит большее количество солей, в том числе, и солей железа. На большой глубине отсутствует в больших количествах кислород, а в отсутствие окислителя железо в большинстве случаев бывает двухвалентным. Чаще всего в артезианской воде встречаются следующие соединения: Fe(HCO3)2 (бикарбонат железа), FeCO3 (карбонат), FeSO4 (сульфат), FeS (сульфид). В небольших количествах и в редких случаях может также присутствовать органическое трехвалентное железо и трехвалентный сульфат Fe2(SO4)3. При использовании артезианского слоя вам, скорее всего, придется решать вопрос, как очистить воду от железа из скважины.

Подробнее про артезианские скважины мы рассказали в отдельной статье нашего сайта. Как ее оформить, какие конструкции используются и примерная стоимость работ.

О том, как сделать фильтр для скважины своими руками, который будет препятствовать попаданию в водопровод песка и других механических примесей, у нас тоже есть отдельная статья.

Характерные признаки присутствия железа

• Для обнаружения двухвалентного железа воду потребуется подержать в открытой емкости некоторое время. Будучи растворенным в воде, этот элемент вначале не дает никаких внешних признаков, однако, при контакте с кислородом воздуха происходит окисление, в результате чего выпадает осадок бурого цвета.
• Распространенное в городских квартирах и довольно часто встречающееся в системах индивидуального водоснабжения явление – желтоватый или буроватый цвет воды – признак присутствия нерастворимого трехвалентного железа. При отстаивании вода светлеет, а на дно выпадает осадок.

  

• Желтый оттенок характерен и для органического (кроме бактериального) железа, однако в этом случае при отстаивании осадок не появляется.
• Визуально определить наличие бактериального железа можно по наличию характерной радужной пленки на поверхности воды.
• Иногда вода из скважины пахнет железом, что также может являться признаком его повышенной концентрации.

Методы очистки

Обезжелезивание воды из скважины своими руками можно осуществлять различными способами. Выбор зависит не только от количества примесей, но и от объема потребления.

Отстаивание

Отстаивание – наименее затратный и простой в реализации метод обезжелезивания скважинной воды. На даче и жилом доме для этих целей в систему водоснабжения включают дополнительный резервуар, объем которого должен соответствовать суммарному суточному водопотреблению.

• К преимуществам такого метода очистки воды из скважины от железа кроме простоты и дешевизны следует отнести возможность использования запасов очищенной воды при отключении электричества (если резервуар разместить на чердаке, жидкость сможет поступать в краны самотеком) и параллельное удаление сероводорода, который нередко встречается в артезианских водах и придает воде неприятный запах.
• Недостатки: неполное удаление содержащегося в воде железа, достаточно трудоемкое обслуживание (емкость придется довольно часто отключать от системы и тщательно промывать от осадка), необходимость контроля водопотребления (уровень воды в резервуаре можно определять при помощи поплавка).

Совет: Чтобы окисление воды и удаление из нее железа проходило быстрее, подачу жидкости в резервуар можно осуществлять через распылитель или/и использовать небольшой компрессор для дополнительной ее аэрации.

Аэрация

Обезжелезивание воды своими руками по методу аэрации может быть выполнено в частном доме для более полного и эффективного удаления примесей. Метод заключается в обеспечении контакта воды с воздухом, содержащим кислород, благодаря чему растворенные частицы окисляются до трехвалентного нерастворимого железа и выпадают в осадок. На выходе из очистительного резервуара обычно устанавливают механические фильтры для того, чтобы задержать частицы осадка.

Различают два типа аэрационного обезжелезивания воды:

• Безнапорный метод обеспечивает максимальный контакт объема воды с воздухом путем применения распылителей. Через них жидкость поступает в резервуар. Для повышения эффективности системы часто в самой емкости устанавливают компрессор, который дополнительно подает воздух.

  

• Напорный метод предусматривает подачу воды под давлением в аэрационную колонну. Напор струи в сочетании с подающимся через компрессор воздухом обеспечивают вспенивание жидкости, благодаря чему максимальное количество жидкости контактирует с воздухом.

  

Кроме устранения железа аэрация позволяет удалить летучие примеси, сероводород.

• Одним из важнейших преимуществ технологии является экологичность процесса, отсутствие необходимости применять какие-либо реагенты.
• К недостаткам относятся неполное (хотя и более эффективное по сравнению с отстаиванием) удаление железа, энергозависимость процесса, необходимость периодической чистки фильтров и резервуаров.

Озонирование

Выбирая, как выполнить обезжелезивание воды, методы введения в жидкость активных окислителей (озона или хлора) следует рассматривать не только с точки зрения эффективности, но и относительно трудоемкости и других особенностей процесса.

Хлорирование в последнее время перестает быть популярным из-за использования не самого полезного для здоровья реагента, частицы которого после завершения процесса могут оставаться в воде.

Озонирование же более приемлемо как безопасный способ, эффективность которого обуславливается воздействие на примеси не только чистого озона, но и его производных. Некоторые виды примесей (том числе, частицы органического железа) могут быть удалены только при комплексном воздействии. Очистка воды от железа своими руками методом озонирования достаточно сложна не только из-за необходимости установки дорогостоящего оборудования, но и из-за того, что эффективность метода во многом определяется точностью расчетов, которые сложно провести самостоятельно (количество подаваемого озона и время его взаимодействия с водой должно соответствовать типу и количеству примесей).

Ионообменный метод

Очистка воды от железа из скважины своими руками при помощью ионообмена осуществляется при помощи специальных фильтров, которые могут быть, например, одним из блоков очистного комплекса, устанавливаемого под раковину. Материал такого фильтра представляет собой мелкогранулированную искусственную смолу со свободными ионами (в большинстве случаев – натрия). При прохождении через материал потока воды происходит своеобразная реакция замещения, благодаря чему ионы натрия замещаются на ионы железа. Для восстановления работоспособности фильтра при выработке ресурса материал подвергают регенерации.

Обратный осмос

Обезжелезивание воды в частном доме методом обратного осмоса можно отнести к наиболее эффективным методам. Мембрана таких фильтров способна задерживать примеси на молекулярном уровне, благодаря чему удаление железа осуществляется более полно, чем при использовании других способов. При этом удаляются даже растворенные вещества. Для повышения эффективности очистки и предотвращения быстрого засорения мембраны требуется устанавливать предварительно очищающие от осадка механические фильтры. Для оптимизации состава воды (обратноосмотические установки полностью обессоливают жидкость) ставятся блоки-минерализаторы.

Надо отметить, что основной функцией мембраны обратного является не обезжилезивание воды, а глубокая ее очистка от солей и бактерий. И хотя очистить воду из скважины от избытка железа она может на высоком уровне, но процедура будет достаточно затратной.

Кроме обратноосмотических мембран существуют микро-, ультра- и нанофильтрационные мембраны, которые работают по аналогичному принципу.

Узнайте больше о том, что из себя представляют готовые фильтры для очистки воды от железа. Их типы и цены.

Сделать самостоятельно кессон для скважины не так сложно, при наличии определенных навыков. А у нас есть инструкция по монтажу нескольких вариантов.

А информацию о металлических водостоках и их монтаже вы можете найти тут.

Введение реагентов и катализаторов

Использование реагентов для очистки воды от железа более характерно для промышленных процессов. В большинстве случаев такие способы требуют доочистки и фильтрации для удаления химических соединений. В промышленных установках осветление воды может производиться при помощи введения гашеной извести, или марганцовокислого калия, а применение гипохлорита натрия также возможно и в частных домах и коттеджах. Принцип очистки во всех случаях заключается в том, что реагенты вступают в реакцию с растворенным железом, образуя выпадающий осадок.

Использование катализаторов (фильтрующих засыпок) позволяет ускорить и повысить эффективность процесса и применяется совместно, например, с предварительной аэрацией либо с окислением реагентами. Каталитический метод обезжелезивания может быть реализован путем проведения потока воды через фильтры, наполненные материалом, который обладает каталитическими свойствами. Пористость таких наполнителей обеспечивает эффективность очистки. К подобным наполнителям фильтров относится, например, синтетические материалы Birm, Greensand, МЖК, МФО.