Очистка воды от железа из скважины: химические и механические способы

Как произвести очистку воды

Понизить концентрацию железных соединений можно самостоятельно несколькими вариантами. Метод очистки зависит от объема потребляемой жидкости и сколько примесей в ней содержится.

Отстаивание

Самый простой способ очистки ресурса добытого из скважины. Сооружается дополнительный водорезервуар, рассчитанный на объем, предполагаемого потребления жидкости в сутки, в нем и происходит отстой.

Плюсы

• Простой способ, не требующий больших затрат
• Всегда есть запас чистой воды.
• Установка резервуара на мансарде, создаст самотек. И избавит воду от сероводорода.

Минусы

• Очистка происходит не полностью
• Емкость необходимо периодически чистить, что не очень удобно, так как требуется отключение от системы.
• Внимательно следить за количеством потребляемой жидкости.

Аэрация

Выпавший осадок на выходе после очистки улавливается механическими фильтрами.

• Безнапорная – Вода контактирует с кислородом по максимуму, происходит это из-за распыления. Распылители перемещают жидкость в резервуар.  Для более продуктивной очистки в емкость, при необходимости, производится монтаж компрессора.
• Напорный вид очистки — предполагает поступление жидкости в систему под большим давлением. Работая параллельно, напор и компрессор, создают бурление и вспенивание, что дает возможность жидкости, как можно больше, контактировать с воздухом.

Помимо очистки от железа, метод аэрации избавляет от сероводорода.

• Главное достоинство данной очистки — экологичность. Процесс исключает применение реагентов.
• Недостатки. В воде все же остается некая доля железа. Работа системы зависит от наличия электричества. Периодически надо чистить емкость и фильтры.

Озонирование

Процесс эффективный, но трудоемкий.

Использование хлора уходит в прошлое. После очистки с использованием данного реагента, он частично остается в жидкости и наносит вред человеку и окружающей среде.

Озонирование принято считать наиболее надежным методом, результативность которого создается путем воздействия озона и его производных на содержащиеся в воде примеси.

Органическое железо удаляется из жидкости путем совокупного воздействия. Процесс очистки, добытой жидкости из скважины путем озонирования, довольно сложный. Требуется монтаж дорогого оборудования. Необходим точный расчет для продуктивной работы, самостоятельно сделать его очень трудно (нужно вычислить сколько надо озона и время его воздействия на воду в соответствии с количеством и типом содержащихся в ней примесей).

Ионообменный

Такая очистка осуществляется фильтрами содержащими смолу и свободные ионы. Когда вода проходит фильтр, ионы натрия меняются местами с ионами железа. Поэтому метод называют – ионообменным.

Когда фильтр израсходовал все свои ресурсы, они подлежат восстановлению.

Обратный осмос

Очистка воды от железа и примесей делается фильтром с содержанием мембраны, именно она осуществляет фильтрацию на молекулярном уровне.  Обратноосмотический метод обезжелезивания считается наиболее продуктивным. Происходит удаление растворенных частиц. Для улучшения качества фильтрации и купирования выхода из строя мембраны, необходимо производить предварительную очистку воды механическими фильтрами.

Обратный осмос полностью очищает воду от всех видов загрязнения. Метод самый эффективный, но очень дорогостоящий.

Работа микрофильтрационных, нано- и ультра- мембран происходит аналогично обратному осмосу.

Введение реагентов и катализаторов

Применение химических реагентов, для обезжелезивания жидкости, в основном используется в промышленности. Необходима доочистка жидкости. Требуется удалить химические соединения. Принцип аналогичен для всех систем очистки — между железом и реагентом происходит химическая реакция, в результате которой образуется осадок.

Катализаторы используются вместе с водой прошедшей аэрацию или с применением реагентов для окисления железа.

Каталитический способ обезжелезивания воды, происходит при помощи фильтров, содержащих материал, обладающий каталитическими свойствами. Вода проходит через пористые наполнители, которые обеспечивают качественную очистку.

Установка системы водоочистки

Правильно спроектированная и качественно собранная схема фильтра для очистки от железа обеспечит вас и вашу семью чистой водой и сохранит здоровье.

При проектировании и строительстве системы водоочистки необходимо:

• определить объем воды, который нужно очистить в единицу времени;
• сделать вертикальный разрез грунта в месте расположения скважины;
• оформить разрешительные документы на проведение гидрогеологических работ;
• составить калькуляцию стоимости работ и оборудования;
• закупить необходимое оборудование для системы водоочистки и необходимое количество пластиковых труб с учетом глубины скважины;
• обеспечить удобный подъезд автомобилей к месту работ.

После того как скважина достигнет водоносного горизонта, необходимо определить дебит скважины и сделать химический анализ воды. При малейших сомнениях дополнительно произвести ультразвуковой каротаж скважины – аналог УЗИ для человека. Это позволит избежать досадных ошибок и просчетов, допущенных в ходе буровых работ, а также поможет принять взвешенное решение о переносе скважины в другое место в случае неудачи.

Для того чтобы система смогла очистить воду, необходима качественная сборка своими руками, наличие комплектующих без брака, что даст возможность гарантировать качественную и долговечную работу. Необходимо контролировать отсутствие протекания воды в местах соединений и надежную изоляцию токоведущих частей насоса. Нужно внимательно следить, чтобы места соединения пластиковых труб были герметичными с установленными резиновыми прокладками или залиты силиконовой герметизирующей смазкой.

После первого запуска установки ее необходимо промыть водой в количестве 40-60 литров. При наличии в системе активированного угля промывать систему нужно до исчезновения мелкого черного порошка в воде. В процессе эксплуатации рекомендуется придерживать графика замены фильтрующих элементов. Помните – от качества работы системы очистки зависит здоровье людей.

Способы очистки воды от железа

Поскольку железосодержащие примеси в воде являются распространенной проблемой, против них придумано большое количество эффективных способов очистки. Есть и промышленные очистные методы, и устройства для квартир и частных домов.

Обратный осмос

Самый эффективный метод удаления железосодержащих примесей. Может удалять двух- и трехвалентное железо.

Поток воды проходит через мелкоячеистую мембрану. Отверстия мембраны такого размера, что пропускают только молекулы воды. Примеси железа из-за большего размера не могут пройти через поры и остаются на сетке, после чего сливаются через дренаж (сетка не закупоривается).

Ионный способ

Способ фильтрации, удаляющий железо, марганец, кальций. В фильтре используется ионообменная смола, которая замещает железо натрием и умягчает воду.

Недостатки и особенности:

• фильтр может применяться только при концентрации металла до 2 мг/л;
• фильтр может использоваться, если жесткость воды выше нормы;
• фильтр можно использовать только для воды, чистой от органических веществ.

Химический метод (окислительный)

Метод применяется обычно только на промышленных водоочистительных установках.

Для очистки используется хлор, кислород, озон и перманганат калия. Эти окислители переводят железо в трехвалентное, которое затем выводится в осадок и удаляется.

Для квартир и домов есть упрощенная система фильтрации — каталитическая. В качестве нейтрализатора используется диоксид магния, который окисляет железосодержащие примеси и ускоряет их выпадение в осадок.

Удаление трехвалентного железа

Большинство систем рассчитаны на очистку жидкости от двухвалентного железа.

Против трехвалентных примесей применяются ультрафильтрационные мембраны с размером ячеек в 0.05 мк (микрон). Мембрана задерживает примеси, которые затем удаляются в дренаж обратной промывкой.

Биологический способ обезжелезивания

Предназначен для удаления железобактерий. Обычно они находятся в воде при концентрации железа в диапазоне 10-30 мг/л, но могут появляться и при меньших показателях.

Для их удаления вода обрабатывается:

• хлором либо хелатными агентами;
• бактерицидными лучами.

Безреагентная очистка

Принцип основан на взаимодействии MnO2 с железом: в ходе реакции образуется нерастворимое соединение, выпадающее в осадок. Для очистки применяются фильтры с мембранами, содержащими оксид марганца. Мембраны периодически необходимо чистить. Также в фильтрах есть функция автопромывки, которая смывает накопившиеся частицы в канализацию.

Очистка озоном

Для фильтрации применяется генераторная установка. Внутри нее кислород охлаждается до +60º, осушается, и поступает в озоногенератор. Затем полученный газ проходит через поток воды, очищая ее от железа и обогащая кислородом.

Аэрация

Метод основан на воздействии кислорода. В резервуар с водой из скважины подается воздух под напором.

Кислород окисляет двухвалентное железо, выводя его в осадок, который затем смывается в дренаж.

Аэрационные системы актуальны при небольшой концентрации железа (до 10 мг/л).

Домашняя очистка без фильтров и установок

Если надо очистить от железа небольшое количество воды (бутылку, к примеру), можно действовать по такой схеме:

1. Дать воде отстояться, хотя бы 1 ночь. Примеси осядут на дно, после чего воду нужно будет процедить через мелкоячеистую сетку.
2. Прокипятить процеженную воду.
3. Заморозить емкость с кипяченой водой.

После этого вода избавится от большинства примесей и станет более пригодной для питья, даже если до этого в ней содержалась высокая концентрация железа.

Если нужна дополнительная очистка, можно использовать активированный уголь. Его нужно завернуть в вату и использовать в качестве фильтра: пропустить через него воду.

Как очистить воду от извести

Выбор способа смягчения зависит от места забора жидкости и целевого использования. Очищая воду из колодца, применяют:

• Отстаивание. Заполненные емкости выдерживаются несколько суток, за это время известковые частицы опускаются на дно, и в результате жидкость очищена и готова к употреблению (минус — остается угроза получения инфекции и наличие тяжелых металлов).
• Кипячение. При высокой температуре структура молекулы изменяется, переходя в твердое состояние (так и образуется накипь). Недостаток этого способа — длительность процесса и возможность попадания в организм твердых частиц известкового налета.

Хлор при кипячении образует опасное соединение — хлороформ, который при длительном воздействии на организм способствует активации раковых клеток.

Бытовые кувшины с фильтром «для жесткой» воды. Жидкость, стекая, проходит через устройство, состоящее из активированного угля, освобождаясь от примесей.

Если имеется водопровод, эффективно использование:

• Механического метода. Проточная вода проходит через насыпной фильтр (в качестве наполнителей применяются кварцевый песок, уголь, шунгит, кремний). К минусам относится громоздкость конструкции (1,5 м) и удаление только крупных, более 20 мкм, частиц вредных примесей.
• Дисковых фильтров со сменным картриджем. Действуют устройства автоматически (в качестве фильтрующего материала служит вспененный полистирол). Недостатки такой очистки стоимость метода (картриджи меняют по мере загрязнения), а также и то, что обязателен большой напор.

Вода из колодца имеет много примесей, берущихся из грунтовых вод, но очистить ее проще, чем из скважины.

Химическое обеззараживание

Методы химического обеззараживания.

Химические методы обеспечивают наиболее полную дегазацию.

Они основаны:

• на окислении сероводородных соединений;
• на связывании молекул серы с другими молекулами и преобразовании их в менее токсичные для человека элементы.

Химическое обеззараживание требует точных дозировок реагентов, постоянного контроля процесса и поэтому считается сложным. Но в некоторых случаях не требуется специальное оборудование, достаточно использовать фильтры.

Очищение хлором

Для дегазации 1 мг молекулярного сероводорода добавляют 2,1 мл хлора. В качестве реагента чаще всего применяют гипохлорит натрия. Раствор подается специальной системой дозирования. В результате реакции образуется коллоидная (взвешенная) сера.

Для ее удаления установлены осадочные фильтры, которые работают по принципу коагуляции (укрупнения частиц осадка). Вода, очищаемая хлором, должна иметь минимальную жесткость, поэтому ей требуется дополнительная деминерализиция.

Очищение озоном и водородной перекисью

Озоновое очищение воды.

Озон полностью очищает воду от плохо пахнущего газа, от вредных бактерий, ионов металлов, дезодорирует и придает ей свежий вкус. Пузырьки воздуха, насыщенного озоном, проходят через жидкость, окисляют ее и лопаются на поверхности.

На очистку от 1 мг сероводорода расходуется 1,5-3 мг озона. На выработку 2 г озона необходимо 0,1-1,4 кВт электроэнергии. Неиспользованный озон разлагается на выходе фильтром с активированным углем.

Действие озона быстрее, сильнее и безопаснее хлора, но метод имеет такие недостатки:

• вода становится коррозионно-активной, особенно при повышении температуры или снижении давления в системе;
• оборудование должно размещаться в отдельном вентилируемом помещении.

Озонирование стоит дороже хлорирования, хотя благодаря использованию полупроводников стоимость систем озоновой очистки постепенно снижается.

Преимуществ использования пероксида водорода:

• возможность использования при разной концентрации, температуре и кислотности;
• хорошая растворимость;
• небольшая коррозийная активность.

Воду обрабатывают 30%-ным раствором пероксида водорода. Для обезвреживания 1 мг сероводорода необходимо 3,09 см³ раствора. Окисление пероксидом происходит быстро, в результате образуются крупные ассоциаты желтого цвета. Воду фильтруют через активированный уголь, при этом полностью исчезает запах, увеличивается количество растворенного кислорода, а при помощи суспензии гидроксида железа образуется сульфид железа, который выделяют отстаиванием.

Очищение марганцовкой

Воды очищение марганцовкой.

Для окисления 1 мг сульфидных соединений необходимо 6,2 мг марганцовки. При этом образуется смесь тонкодисперсного диоксида марганца, которую также нужно удалять.

Если перенасытить воду солями марганца, потребуется длительная очистка уже от них, поэтому используют установки с фильтрами с мелким марганцево-глауконитовым песком. В них добавляется в постоянном объеме 1-4%-ный раствор перманганата калия и накапливается отработанный марганец.

В ходе окисления он переходит в нерастворимый гидроксид, который действует как коагулянт и адсорбент. Взвешенные частицы задерживаются фильтром двойного действия.

Сорбционное обеззараживание

Из натуральных чаще всего применяют активированный древесный уголь, т.к. он обладает высокой способностью к поглощению и удержанию молекул H2S, выраженными каталитическими свойствами и прост в обслуживании.

Поры сорбента поглощают сероводород, а находящееся в воде железо выпадает в осадок в виде ржавчины.

На качество очистки влияют:

• пористость материала;
• концентрация соединений серы;
• структура окислов, появляющихся на поверхности угля в процессе реакции.

Сорбционное обеззараживание применяют при подаче воды из скважины, но при высоком уровне сероводорода его сочетают с установкой напорного дегазатора.

Как очистить воду из скважины от сероводорода

Очищение воды от сероводорода

В последнее время при использовании особенно артезианских скважин наблюдаются неприятные запахи сероводорода. Причиной является активность сероводородных бактерий.

Рассмотрим подробнее:

• Если запах стойкий, то понадобится оснастить очистительную систему дополнительной аэрозольной системой.
• Еще одной причиной появления запаха может быть месторождение сульфидных руд, содержащие сульфид железа.
• Запах сероводорода может возникнуть после трех лет эксплуатационного периода скважины. Это связано с нарушением герметичности труб. В этом случае, могут проникнуть воды, которые имеют органические добавки. Они разлагаются со временем и выделяют сероводород.

Также эффективным будет:

• Применить химический способ, где серное соединение окисляют более сильным элементом.
• Каталитический и биохимический метод.
• Метод, где очищенную воду окисляют, после чего производится аэрация.

Часто в качестве дополнительного фильтра выступает щебень, его укладывают на дно скважины. Перед тем, как произвести полную очистку воды, рекомендуется провести качественный анализ воды, и посмотреть учебное видео в этой статье.

Система очистки воды для загородного дома и квартиры: особенности и отличия

Для загородного дома важно не только обеспечить наличие бесперебойной подачи воды из скважины, колодца или иного источника, но и гарантировать ей необходимую очистку. Устоявшееся мнение о том, что вода из скважины, особенно артезианской, пригодна для использования в качестве питьевой, не соответствует истине, так как даже при относительно биологической чистоте ее химический состав не всегда позволяет ее использование без предварительной водоподготовки

Устоявшееся мнение о том, что вода из скважины, особенно артезианской, пригодна для использования в качестве питьевой, не соответствует истине, так как даже при относительно биологической чистоте ее химический состав не всегда позволяет ее использование без предварительной водоподготовки.

Например, очистка воды от железа из скважины является практически штатной ситуацией, так как содержание этого металла в воде, поднятой из самых глубоких источников, достаточно велико.

Как правило, система водоочистки в загородных домах (за исключением дач с временным проживанием в летний период) отличается многоступенчатостью и состоит из нескольких видов установок, выбор которых определяется данными анализа исходного состояния воды, а также объемом потребления в доме.

Еще одной особенностью водоочистки в загородном доме является ее стационарность: как правило, для этого используются подсобные помещения, в которых, кроме того, обеспечивается поддержание температуры воздуха выше 0 °C, что гарантирует бесперебойную работу системы круглый год.

Примерная схема очистительной установки в загородном доме может выглядеть следующим образом:

• на входе в систему водоснабжения дома устанавливаются фильтры грубой очистки, которые позволяют избавиться от различных механических примесей, чаще всего глины и песка;
• следующая ступень – аэрационная установка, с помощью которой можно избавиться от сероводорода, а также некоторых органических соединений. Кроме того, на этом этапе происходит активный процесс окисления железа;
• на следующем этапе происходит процесс обезжелезивания воды из колодца или скважины, а также процесс устранения примесей других металлов и химических соединений;
• далее можно использовать умягчители, основная функция которых – снизить содержание ионов кальция и марганца в воде;
• последний этап – использование дополнительных фильтрующих элементов, в которых для очистки воды может применяться угольный фильтр или технология обеззараживания ультрафиолетом. Кроме того, на этом этапе нередко проводится и озонирование воды.

Как правило, система водоочистки в загородном доме, несмотря на сложность и громоздкость конструкции, работает в автономном режиме, и ее обслуживание сводится к своевременной замене соответствующих картриджей, реагентов или специальных засыпок и других фильтрующих элементов.

Особенности системы очистки воды в городской квартире

Снабжение в городских квартирах, как правило, относится к централизованному типу, а, следовательно, текущая из крана вода уже прошла необходимую подготовку и очистку, но, как показывает практика, ее качество не всегда отвечает требованиям потребителей, кроме того, она элементарно может не соответствовать даже санитарным нормам. Поэтому использование фильтров становится нормой.

При выборе очистительной установки для квартиры также важно принимать во внимание химический состав воды – в зависимости от этого подбираются фильтры, количество которых может быть различным. Наиболее часто используются изделия магистрального типа, которых вполне может быть достаточно для технической воды, используемой для стирки, купания и т. д

д.

Питьевая вода, для того чтобы она соответствовала своему названию, должна очищаться более тщательно, тем более что для этого промышленность предлагает большое количество фильтрующих устройств, одним из важных отличий которых является компактность.

Поэтому найти место для их монтажа не является проблемой даже в небольшой кухне как месте, наиболее часто используемом для их установки.

Способ самостоятельного устранения излишков железа из воды

Знания физики и химии окажутся не лишними при установке агрегата для снижения концентрации Fe своими руками.

Рассеивание

Цель установки — достичь аэрации жидкости для последующего формирования осадка. Основные комплектующие конструкции:

• бак емкостью более 1м3, который послужит отстойником;
• рассеиватель воды, в качестве которого можно использовать душевую лейку.

В бак подводится труба с рассеивателем на конце. Агрегат заполняется водой под напором, вследствие чего жидкость обогащается кислородом. После окисления Н2О должна отстояться. Вниз выпадет осадок рыжего цвета, и вода станет готова к употреблению. Такую конструкцию можно использовать даже в квартире.

Отстаивание

Альтернативный способ очистки — отстоять воду в открытом резервуаре. Взаимодействуя с кислородом, железо будет оседать. Дно необходимо чистить раз в 1-2 недели. Для упрощения подачи воды к резервуару можно подключить компрессор.

Приступая к очистке воды от железа «народными» методами необходимо удостовериться, что в ней нет прочих вредных примесей, способных нанести вред здоровью.

Причины увеличения нормы Fe (железа) в воде

Повышение нормы железа опасно для человеческого организма и бытовой техники. Эта проблема считается одной из наиболее распространённых сегодня. Причины могут быть следующими:

• трубопровод обветшал и требует замены;
• вблизи скважины расположены предприятия, осуществляющие выброс вредных веществ;
• переизбыток железа в почве ввиду химических реакций или остатков металлических изделий вблизи точки забора воды.

Если переизбыток металла обнаружен, со временем ситуация будет только ухудшаться. Владельцу скважины потребуется принять меры, чтобы обезопасить свою семью от отравления, а технику − от поломки. Санитарные правила и нормы гласят, что содержание данного вещества в питьевой воде не должно превышать показатель в 0,3 мг/л. Данная цифра была выведена на основании вкусовых качеств жидкости и не имеет отношения к здоровью человека. Тем не менее, борьба за качество пищи и воды должна вестись самостоятельно.

Химический анализ

Усилия по очистке воды из скважины могут оказаться неэффективными, если перед ее установкой не провести химический анализ получаемой жидкости. Для владельца загородного дома, который хочет пить чистую воду, эта процедура является обязательной, поскольку позволяет правильно выбрать фильтры водоочистки.

В соответствии с санитарно-эпидемиологическими требованиями процедуру химического анализа воды необходимо повторять ежегодно. Скважина, вода в которой год назад была безопасной и пригодной для питья, может превратиться в источник, загрязненный опасными химическими соединениями, на которые не рассчитана существующая в доме система водоочистки.

Как железо попадает в воду

Проходя различные грунтовые пласты, вода насыщается разными видами соединений железа

Над водоносными горизонтами располагается несколько пластов почвы. Влага, проходя через них, растворяет и захватывает частицы минералов, пород, руды. Кроме природных примесей концентрацию железа повышают сбросы сточных вод химических предприятий, остатки удобрений с полей.

Металл находится в жидкости в различных формах, в зависимости от валентности меняется органолептическое восприятие. Железо бывает:

1. Двухвалентное – растворяется в воде, не влияет на прозрачность.
2. Трехвалентное – нерастворимый гидроксид дает рыжеватую окраску.
3. Коллоидное – мелкие взвеси, неподдающиеся фильтрации.
4. Бактериальное – симбиоз с бактериями проявляется в виде пленки или желеобразной субстанции.
5. Органическое – металл связывается с органическими молекулами, образует хелаты. Придает жидкости желто-бурый цвет.

Как очистить скважинную воду от железа своими руками

Избыток элементов металла негативно сказывается на качестве воды. Снизить массовую долю железа можно бытовыми способами. Рассмотрим популярные технологии очистки от вредных примесей.

Очистка воды от железа из скважины методом аэрации основывается на точечном поступлении в воду воздушных потоков. При контакте с воздухом металл окисляется. Самым доступным способом считается безнапорный тип аэрации — жидкость разбрызгивается вверху аэрационной емкости.

Аэрация

Вода падает вниз, по дороге насыщается кислородом, который запускает процессы окисления. В результате двухвалентное железо трансформируется в трехвалентное. В таком состоянии элементы металла становятся тяжелее и оседают на дне бака.

Напор воды перенаправляет осадок в фильтр. Там и скапливается железо.

Принцип действия напорной аэрации — нагнетание кислорода в жидкость под давлением.

Заключение

Как-то так, мои дорогие читатели. Попытался подробно описать свою дачную систему очистки воды от железа и сероводорода. Считаю, что для дачи вышло «дешево и сердито». Надеюсь кому-то это будет полезно. Пишите, задавайте вопросы, обязательно отвечу.

Профессионалы водоочистки возможно посмеются, но не судите строго. Собирал все впервые «на коленке» без опыта. Писал для таких летних дачников, как я, которые хотят получить чистую воду в доме без серьезных затрат. 

Всем дачникам советую сделать полноценное водоснабжение в своем дачном доме (раковина, кран, душ, стиральная машина). Это прямо разная жизнь «до и после» — новый уровень комфорта!

У кого в скважине или колодце вода чистая, это вообще относительно просто реализовать. Грех не сделать. У кого железо в воде, чистим и радуемся тоже.

А тем кто строит полноценный загородный дом советую ставить профессиональную систему очистки воды, где все автоматизировано, и качество воды питьевое. Сам тоже сделаю именно так, если соберусь перебираться за город окончательно.