Методы обезжелезивания воды

Реагентные методы обезжелезивания воды

Метод реагентного обезжелезивания используется в тех случаях, когда аэрационный метод не принес необходимого результата. Чаще всего это происходит, когда вода слишком сильно насыщена железом, и оно находится в сложно окисляемых формах.

Что же представляет собой реагентный метод обезжелезивания воды? Реагент вводится в жидкость для увеличения ее pH и ускорения процесса гидролиза железа, образования хлопьев, их коагуляции и окисления закиси металла.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Чаще всего перед добавлением реагентов, для экономии их расхода при подщелачивании и окислении, проводится аэрация. Для подщелачивания лучше всего подходит известь, для окисления железа – хлор или озон. Из-за того, что, используя реагентные методы фильтрации, образуется большое количество взвешенных форм железа, в этих системах предусмотрена двухступенчатая осветительная процедура, через отстойник-фильтр или осветлитель-фильтр.

Рисунок ниже отражает традиционную схему обезжелезивания жидкости с применением реагентов. Для начала воду аэрируют на вентиляторной градирне (1), тут же удаляется большая масса свободной двуокиси углерода. После этого перед отправкой в отстойник в воду вводят известковое молоко. Получившаяся смесь очищается в отстойнике (9) и фильтре (8). Если это необходимо, в известь могут ввести коагулянт.

Коагуляция и осветление, известкование

Из поверхностных вод зачастую необходимо удалять известь и коллоидно-дисперсные вещества, в составе которых есть железо. Чтобы очистить жидкость от извести и коллоидных веществ, необходимо ввести специальные реагенты-коагулянты. Такой метод фильтрации воды называется коагуляцией.

Коагулянты образуют в воде элементы, которые адсорбируют коллоиды и выпадают в осадок. Для удаления более сложных соединений железа, например, коллоида гидроксида железа Fe(OH)₃ или гумата железа, используется коагулирование с помощью сульфата алюминия или железного купороса с хлором или гипохлоритным натрием.

Режим работы и необходимое оборудование выбирают в зависимости от уровня и характера загрязнения воды. В случаях, когда необходимо повысить уровень щелочи и снизить содержание соли в воде, также используют известкование.

Коагуляция – сложный процесс, так как трудно рассчитать четкое соотношение коагулянта с количеством загрязняющих веществ. В таких случаях пропорции рассчитывают с помощью пробных коагулирований.

Как коагулянты применяют следующие вещества:

• глинозем – сульфат алюминия Al₂(S0₄)₃ x 18Н₂0 при pH воды 6,5–7,5;

• железный купорос – сульфат железа FeSCF х 7Н₂0 при pH воды 4–10;

• хлорное железо FeCl₃ х 6Н₂0 для воды с pH 4–10.

Для того чтобы сделать процесс более интенсивным, в воду также добавляют флокулянты, чаще всего, полиакриламид. Данные вещества укрупняют осадок и увеличивают скорость слипания коллоидов и взвешенных частиц.

Читайте материал по теме: Обеззараживание питьевой воды

Система водоподготовки для дома

Подготовкой воды называют процесс приведения воды из колодца, артезианской скважины, трубы центрального водоснабжения или другого источника к состоянию, соответствующему всем нормам и санитарным правилам. Такая водоподготовка используется для частных домов в городе и для загородных коттеджей или дач. Некоторые люди считают, что наличие артезианской скважины на участке – залог того, что вода чистая и безопасная. Гарантировать это на 100% невозможно в текущих экологических условиях.

Процесс подготовки воды состоит из трех этапов. Этапы подготовки воды:

1. Механический этап. Он состоит из очищения воды от илистых отложений, ржавчины, песка и другого мусора.
2. Удаление из воды вредных соединений химических веществ. Сюда относятся жесткие соли, мышьяк, барий, марганец, уран, радий, селен и прочие.
3. Завершение очистки подразумевает удаление неприятного запаха и привкуса.

Железо в воде убивает оборудование

Проблема повышенного содержания железа в воде характерна для всех российских регионов. От железистой воды страдает не только здоровье человека, но и качество производимой продукции, а также оборудование. Вода с высоким содержанием железа выводит из строя за 1 год даже новую технику и трубопроводы. Поэтому обезжелезивание воды – это залог долгой работы любого предприятия.

В разных типах водоисточников железо содержится в различных химических формах.

В поверхностных водах содержится железо органоминерального, бактериального и коллоидного типов. Эти соединения провоцируют обрастание металлических трубопроводов отложениями и накипью. Как показывает практика, до 50% новых металлических трубопроводов теряют из-за этого пропускную способность на 60% в течение первых 4-6 лет.

В воде из скважины железо находится в трехвалентной или двухвалентной форме. 

Трехвалентное железо – ржавые крупные частицы. Как правило, они удаляются из воды с помощью осадочных фильтров. «Ржавая» вода провоцирует появление коррозии на стальных деталях.

Двухвалентное железо грозит оборудованию накипью и коррозией, повышает мутность воды. Удаление из исходной воды железа такого типа происходит в 1 или 2 этапа. Это зависит от количества железа в воде.

• Если железа в воде менее 3 мг/л, то мы используем фильтры-обезжелезиватели (Гидрос-D). В корпус фильтра загружается сорбент, который сначала окисляет, а затем осаждает железо.
• Если железа в воде больше 3 мг/л, то сначала окисляем железо до трехвалентной формы. Для этого используем аэрационные комплекты Гидрос-АR. Вторым этапом осаждаем железо фильтром Гидрос-D.

Знания о форме соединений железа и его количестве в воде влияют на выбор системы очистки. При этом решение о необходимости обезжелезивания воды принимается  из учета концентрации Fe в исходной воде. 0,3 мг/литр – это допустимое содержание железа в воде согласно Нормам СанПин (пункт 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода»).Такая концентрация считается безвредной для здоровья человека. 

Что касается, промышленного оборудования — нужно смотреть паспорт на конкретное изделие. Например, паровой котел с температурой греющего газа выше 1200°С  и рабочем давлении пара от 4 до 5 МПа требует не более 0,05 мг/л железа (см. РД 24.032.01-91 Методические указания. Нормы качества питательной воды и пара, организация водно-химического режима и химического контроля паровых стационарных котлов-утилизаторов и энерготехнологических котлов).

Подбор системы фильтрации железа производится на основании развернутого химического анализа воды из аккредитованной лаборатории.

В зависимости от концентрации железа в исходной воде и требуемого значения в подготовленной воде мы проектируем станцию водоподготовки.

В каталоге Гидрос представлены фильтры для обезжелезивания  реагентными и безреагентными методами.

Когда пить -вредно!

Столько, сколько содержит эта вода железа, организм  человека просто не усвоит, возможно даже отравление!  Если из вашего крана течет вода с железом, вред, который она приносит организму, может быть достаточно серьезным.

До 90% питьевого водоснабжения в окрестностях  Москвы обеспечивают подземные воды, и почти по всей области они, по данным МНПЦ «Геоцентр-Москва», имеют переизбыток  содержания железа и марганца. По мнению ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), повышенное железо в воде недопустимо, безопасный для здоровья уровень – если содержание железа в воде не превышает 2-3 мг/литр.

Valexs:

– Для того чтобы очистить воду с таким составом, с меня запросили 150 тыс. руб. (за фирменную очистную станцию).

Как обезжелезить воду своими руками

Для обезжелезивания воды в домашних условиях нужно:

• использовать циркуляционный насос в системе подачи воды;
• установить фильтр в теплом месте;
• для нормальной работы фильтра он должен очищать как минимум 200 литров в неделю;
• обезжелезить воду можно, отстаивая ее в стеклянных емкостях.

Для частных домов на приусадебных участках устанавливают колодцы или скважины. В таких случаях можно самостоятельно сконструировать систему для накопления воды, ее обезжелезивания и уничтожения бактерий (смотрите фото ниже).

Но подобные фильтры бесполезно использовать при водопроводных системах, состоящих из металлических труб, сгонов, муфт и т. д. Трубопровод должен быть металлопластиковым с фурнитурой из латуни или нержавеющей стали.

Главная часть системы – это столитровая емкость из дюралюминия. Посредством насоса вода поступает на распылитель А4. С помощью элемента А1 происходит концентрация озона внутри емкости. Вода из О1 сначала подвергается процессу фильтрации, после чего насосом поднимается на О2. После чего через патрубок О3 поступает кислород или воздух. Патрубки О4 и О5 (соединенные силиконовым шлангом), служат для контроля уровня воды в емкости. А2 – это обратный клапан. Насос А3 доставляет воду из бака.

Помните, что от качества потребляемой жидкости напрямую зависит ваше здоровье и жизнь в целом. Поэтому стоит задуматься об очистке воды и ее обезжелезивании. Помочь в организации этого процесса вам могут только профессионалы.

Компрессорные (напорные) обезжелезиватели

Помогают удалить из воды частицы железа высокой концентрации – 5-10 мг/л.

В комплект входят уже не одна, а две колонны. Первая – аэрационная, а вторая – с обезжелезивателем.

Сначала с помощью встроенного компрессора в первую колонну попадает воздух. Аэрация помогает процессу окисления железа. Затем во второй колонне начинается фильтрация с участием каталитических веществ. После окончания работы система проходит очистку водой.

Помимо удаления железа фильтр отлично справляется с марганцем или сероводородом.

Компрессорные системы не могут эффективно работать при повышенном уровне органических загрязнений.

Обезжелезиватели стоят выше среднего, цена начинается от 45 тыс. руб.

Способы обезжелезивания воды

В воде железо может находиться в нескольких формах:

• соединениях с другими химическими веществами, в осадок не выпадает;
• двухвалентной, водорастворима, выпадает в осадок при реакции с кислородом;
• трехвалентной, не растворима в воде, придает ей желтоватый цвет, при реакции с кислородом образует осадок в форме хлопьев.

Виды железа в воде и его отличительные признаки

В зависимости от преобладающего типа железа и его концентрации действенными будут разные методы водоочистки. Определяют валентность и количество железа в воде с помощью лабораторных исследований, в домашних условиях точных результатов получить нельзя.

Способы фильтрации от двухвалентного железа

Против этой формы металла действенны следующие способы очистки:

1. Ионный. Суть метода заключается в том, что специальные ионообменные вещества в картридже фильтра вступают в реакции с содержащимися в воде примесями. Для водоочистки используют обычно натриевые системы. Метод эффективен при количестве железа в воде до 3 мг/л, при более высокой концентрации практически не действенен.
2. Обратно-осмотический. Суть технологии обратного осмоса – прохождение воды под давлением через частично проницаемую мембрану из раствора большей концентрации в раствор с меньшей. Диаметр пор мембраны меньше, чем размер атомов железа, поэтому они через нее пройти не могут, и смываются в канализацию. Такой способ эффективен при концентрации железа до 15 мг/л. Однако фильтры обратного осмоса удаляют не только Fe, но и другие вещества, часть из которых полезна и необходима организму. Поэтому отфильтрованную воду рекомендуется подвергать дополнительной минерализации.
3. Аэрационный. Собственно, этот вариант нельзя даже назвать очисткой. Взаимодействуя с кислородом, двухвалентное железо просто превращается в трехвалентное, которое уже легче удалить. Частным случаем аэрации будет обычное отстаивание воды в открытой емкости. Помимо такого способа применяют также разделение воды на множество мелких струй фонтанированием или похожими на душ устройствами; используют инжекторы или эжекторы для водно-газовой дисперсии; пропускают через воду под давлением поток воздуха. Но как самостоятельный метод обезжелезивания воды аэрацию применяют редко, обычно это лишь один из этапов многоступенчатой очистки.

Очистка воды от двухвалентного железа

Способы удаления трехвалентного железа

Упомянутые выше методы очистки воды эффективны для трехвалентной формы металла только при ее небольшой концентрации. При высоком уровне содержания используют механические фильтры, задерживающие примеси просто за счет небольшого размера ячеек.

Механическая очистка воды от железа

Очищаем воду без специальных приспособлений

Если никакой системы очистки под рукой нет, а вода приемлемого качества необходима, то остается воспользоваться несколькими простыми, но не на 100% эффективными способами.

Самодельный фильтр

Для этого у большой бутыли объемом от 4-5 литров срезают дно, а в крышке проделывают небольшое отверстие. Далее слоями снизу вверх размещают:

• ткань, марлю, вату;
• древесный уголь;
• промытый речной песок.

Скорость фильтрации будет небольшой, воду все равно придется кипятить, но в отсутствие более совершенных устройств и такая самодельная конструкция окажется полезной.

Очистка воды своими руками

Длительное кипячение

С этим способом все просто – воду кипятят в течение минимум 10-15 минут. При высоких температурах соединения железа выпадают в осадок. Но хотя вода и очищается, но быстро образуется накипь на стенках емкости для кипячения.

Замораживание

Воду замораживают в любой подходящей емкости примерно наполовину, после чего незамерзший остаток вылить, а лед разморозить и использовать для питья или приготовления пищи.

Отстаивание

Воду оставляют в емкости с открытой крышкой примерно на сутки, после чего аккуратно, чтобы не взболтать осадок, сливают для использования примерно 70% воды, остаток используют для хозяйственных нужд

Почему необходима очистка воды

Примеси делают жидкость непригодной для питья. Она становится мутной, неприятно пахнет. Ее употребление приводит к проблемам со здоровьем. Развиваются болезни почек, сердца, печени, увеличивается риск возникновения онкологии. Примеси негативно воздействуют на кожу, провоцируя аллергию и сухость. Металлические отложения, появляющиеся на деталях бытовых приборов, провоцируют их поломку. Налет ржавчины покрывает поверхность раковины, ванны, унитаза. Приходится тратить деньги и силы на их очищение.

Нормой считается содержание железа 0,3 мг/л. В некоторых скважинах показатель доходит до 1-5 мг/л. В этом случае жидкость имеет выраженный металлический привкус, буроватую окраску. Фильтр для железистой воды из скважины уберет примеси, сделает ее пригодной для питья. Для очистки жидкости существует несколько способов, которые подбираются в зависимости от степени загрязнения и финансовых возможностей.

Получите профессиональный подход к выбору фильтра с гарантией результата.

Первый шаг это анализ воды. Инженер нашей компании выезжает к вам для отбора проб и осмотра места установки фильтра. После, пробы доставляются в лабораторию в тот же день.

Второй шаг. Инженер технолог, по показателям исследования, проектирует схему очистки и готовит коммерческое предложение с описанием и стоимостью оборудования.

Третий шаг. Мастер монтирует фильтры, запускает в рабочий режим, дает инструктаж по использованию и сервису фильтрационного оборудования.

Как понять что в воде железо?

Если вода содержит железо, это очень легко заметить. «Железная вода» легко окрашивает водопроводную арматуру, керамику и кухонные принадлежности. При использовании такой воды для стирки, она будет оставлять на вещах красновато-коричневые пятна. Железо также оставляет свои красноречивые отметины на стенах и полах при уборке помещений.

Почему необходимо делать анализ?

Перед покупкой фильтра для удаления железа, воду стоит проверить в лаборатории, подбирать очистку наугад не правильно

Важно понимать, какое количество железа и какое у него химическое состояние: Fe2+ или Fe3+. Так же, важен водородный показатель ph, его уровень влияет на скорость окисления железа

Позвоните нам что бы задать вопросы +38 (098) 19-20-724

Как помогают различные методы обезжелезивания воды

Железо как твердый металл не растворяется в воде. Оно окисляется, ржавеет, а ржавчина, в качестве нерастворимого осадка, оседает на дне. Наличие двухвалентного железа, которое чаще всего растворяется, неощутимо, оно никак не влияет на внешний вид воды, которая по-прежнему остается прозрачной и бесцветной.

Избыток железа, попадающий с питьем в человеческий организм, опасен для здоровья. Процесс его окисления можно наблюдать в отстоявшейся воде, когда оно выпадает в осадок. Это значит, что двухвалентное железо стало трехвалентным.

Помните, что, попав в ваш организм, двухвалентное железо начнет окисляться, нарушая при этом нормальную работу большого количества органов. Суть обезжелезивания заключается в том, чтобы искусственно окислить и превратить двухвалентное железо в твердую взвесь, затем удалить его из воды, тем самым обезопасив воду.

Читайте материал по теме: Можно ли пить воду из-под крана

Методы обезжелезивания воды: плюсы и минусы наиболее эффективных способов очистки

Удаление железа из воды чаще всего необходимо владельцам частных домов и загородных дач, а все потому, что вода, которую люди получают из местных источников и центрального водопровода, содержит много этого металла. Каковы же причины его высокого содержания в жидкости, которую мы ежедневно используем для разных целей, и как решить эту проблему? Разработанные методы обезжелезивания воды используют только в отдельных случаях. Причем применение того или иного способа выявляет как его плюсы, так и минусы.

Из этой статьи вы узнаете:

• Что дают методы обезжелезивания воды
• Какие основные методы обезжелезивания воды существуют
• Как действуют реагентные методы обезжелезивания воды
• Как обезжелезить воду своими руками

Как подобрать систему обезжелезивания?

Назначение фильтров для очистки от железа – удалять элементы Fe в двух и трехвалентной форме, а также часто сопутствующего ему марганца. Различают два основных типа обезжелезивателей: реагентные (для регенерации которых необходимы специальные реагенты – таблетированная соль, перманганата калия и т.д.) и безреагентные.

Сориентироваться на современном рынке водоочистки человеку несведущему не так-то просто. Зачастую цены на установки обезжелезивания могут отличаться в несколько раз, при этом задачу они выполняют одинаковую – очищают от избыточного содержания железа.

Как же выбрать систему очистки от железа?

Во-первых, для выбора метода обезжелезивания необходимо сделать полный анализ воды. Он наиболее точно отразит картину содержания Fe2+ (концентрация, валентность, другие показатели, которые прямо или косвенно оказывают влияние на процесс очистки). Например, достаточно важным параметром является показатель кислотности pH, низкое значения которого (менее 6) напрямую влияет на скорость протекания процесса окисления каталитической загрузкой.

Во-вторых, важно правильно выбрать производительность фильтра, для чего потребуются приблизительные значения среднесуточного и максимального потребления воды. Как показывает практика, в сутки человек потребляет около 300 литров, значит, семье из 4 членов необходимо: 300л/сут х 4 = 1200 л/сут

Что касается максимального или пикового значения расхода, то оно рассчитывается исходя из количества открытых точек раз бора, допуская что каждая точка потребляет 0,3 м3/час. Таким образом пять точек разбора – санузел, кран в ванной, стиральная машинка, посудомоечная машинка, кран на кухне – определяют максимальное потребление 5 х 0,3 м3/час=1,5 м3/час

Исходя из двух первых условий выбираем фильтр обезжелезивания, имеющий производительность 1,5 м3/час и фильтроцикл 2,4 м3/сутки (двойное значение суточного потребления).

На третьем этапе нужно определить способ удаления загрязнений, исходя из данных анализа. В этом поможет приведенная ниже таблица. И наконец, зная суточный и максимальный расход, а также требуемый метод выбираем фильтр желаемого типоразмера в соответствующем разделе.

Безреагентные методы

Механическая очистка. С помощью этого метода отсеиваются загрязняющие частицы разных размеров. Фильтры механической очистки должны стоять вначале любой системы водоочистки.

Аэрация. Насыщение исходной воды кислородом. Кислород окисляет двухвалентное железо, после чего остается только убрать осадок.

Озонирование. Озон как мощный природный окислитель быстро окисляет железо, переводит его из растворенного состояния в осадок, который легко задерживается сорбционным фильтром. Очистка воды методом озонирования обладает рядом преимуществ, о которых мы можете прочитать здесь

Виды примесей железа

Железо существует в природе в трех различных формах, определенных его валентностью (Fe, Fe2+, Fe3+), и в виде различных соединений и комплексов

Чтобы выбрать наиболее эффективный метод очистки воды от примесей железа, важно знать в какой форме содержится железо в обрабатываемой воде.

1. Элементарное железо Fe

Элементарное железо, естественно, нерастворимо в воде. В присутствии влаги и воздуха оно окисляется до трехвалентного состояния Fe3+, превращаясь в окись железа Fe₂O₃ (происходит процесс образования ржавчины).

1. Двухвалентное железо Fe2+

Двухвалентное железо почти всегда растворимо в воде. Хотя при некоторых условиях гидроокись двухвалентного железа образует нерастворимый осадок, однако это происходит при значениях pH, которые обычно не используются в повседневной жизни.

1. Трехвалентное железо Fe3+

Гидроокись трехвалентного железа Fe(OH)₃ практически нерастворима в воде (растворима только при очень низких значениях pH). Хлорид железа FeCl₂и сульфат железа Fe₂(SO₄)₃ растворимы и могут образовываться в слабокислых водах.

1. Органическое железо

Органическое железо может присутствовать в воде в различных формах и соединениях. Эти соединения могут быть как растворимыми, так и нерастворимыми в виде мелкодисперсных взвесей, которые ввиду малых размеров плохо поддаются фильтрованию. Ниже приводятся три формы соединений органического железа:

• Бактериальное железо. Некоторые виды бактерий могут использовать энергию, выделяемую при окислении ими двухвалентного железа, которое становится частью слизистой оболочки клетки.

• Коллоидное железо. Коллоиды — это нерастворимые частицы, которые так малы (десятые и сотые доли микрона), что не могут быть задержаны обычным фильтрующим материалом. Коллоидные частицы из-за своих маленьких размеров и наличия поверхностного заряда образуют в воде суспензию и не выпадают в осадок. Танины и лигнины, представляющие собой большие органические молекулы, также попадают под эту категорию.

• Растворимое органическое железо. Как и некоторые полифосфаты, органические молекулы могут связывать железо, кальций и другие металлы, удерживая их в растворе. Органические соединения являются комплексообразующими веществами и удерживают железо в растворимых комплексных соединениях, называемых хелатами.

Железо присутствует как в поверхностных, так и в подземных водах, но формы их существования различны. В поверхностных водах это органические и минеральные комплексные соединения, либо коллоидные и мелкодисперсные взвеси. В подземных водах это бикарбонат железа Fe(HCO)₂, сульфид железа FeS и сульфат железа FeSO₄.

Существование различных форм соединений железа в воде представлено на рис. 1.

Рис. 1. Различные формы существования железа в воде

Для быстрого визуального определения форм железа в воде следует иметь в виду:

1. Вода, содержащая двухвалентное железо Fe2+, бесцветна и прозрачна при наливании, но при стоянии образует красно-коричневый осадок.
2. Вода, содержащая трехвалентное железо Fe3+, окрашена при наливании и при стоянии образует красно-коричневый осадок.
3. Вода, содержащая коллоидное железо, окрашена при наливании, но при стоянии не образует осадка.
4. Вода, содержащая бактериальное железо, может иметь радужную пленку на поверхности и образовывать желеобразные отложения в водопроводной системе.