Способы очистки воды от железа

Высокое содержание железа в питьевой воде оказывает негативное воздействие на функционирование организма. В таких случаях требуется очистка воды от железа. Заметить его избыток нетрудно по характерному запаху и металлическому привкусу жидкости. Железная вода оставляет ржавые пятна на сантехнике, забивает водопроводные трубы, оседает в электроприборах, выводя их из строя. Допустимое количество железа в воде — 0,3 мг на 1 л. Однако во многих случаях эта норма превышается в несколько раз. Особенно часто с такой проблемой сталкиваются владельцы коттеджей. Как снизить концентрацию железа в воде?

Разновидности железных примесей

Чтобы успешно очистить воду, необходимо знать, с какой формой железа предстоит бороться. Для этого воду нужно отвезти на экспертизу в лабораторию, которая специализируется на таких анализах.

В подземных водоемах железо обычно содержится в растворенной двухвалентной форме (закисной). Такая жидкость выглядит сначала прозрачной. Однако после пребывания на открытом воздухе она становится мутной и приобретает рыжеватую окраску.

Изменения происходят после контакта растворенного железа с воздухом, в результате чего элемент трансформируется в трехвалентную (окисную) форму. После отстаивания воды с окисной формой железа выпадает краснокирпичный осадок.

Жидкость из поверхностных источников сразу содержит трехвалентную форму и имеет рыжеватый оттенок. После отстаивания в ней появляется красно-бурый осадок.

В воде также может находиться органическая форма железа в разных видах. Бактериальная форма образуется с помощью железобактерий. Они используют энергию растворенного элемента для своей жизнедеятельности и преобразуют его в трехвалентную форму. Она сохраняется в их слизеподобной оболочке. О наличии железобактерий свидетельствует переливающаяся пленка на поверхности жидкости и желеобразные образования кирпичного оттенка.

Коллоидная форма представляет собой очень мелкие частицы с одноименным поверхностным зарядом, препятствующим их объединению. Частицы окрашивают замутненную воду в желто-кирпичный цвет.

Органическая растворенная форма является соединением железа с органическими веществами. Может придавать воде желтый оттенок.

Все органические формы не выпадают в осадок.

В воде может быть обнаружено одновременно несколько форм железа. Подбирать способ очистки воды рекомендуется в зависимости от результатов проведенного исследования.

Отстаивание жидкости

Самый простой способ удалить из воды закисную и окисную форму железа заключается в ее отстаивании. Необходимо включить в водопроводную систему дополнительный резервуар, в который мог бы поместиться суточный объем потребляемой воды. Пока жидкость отстаивается, железо вступает в реакцию с кислородом и образует осадок.

Чтобы ускорить процесс выпадения осадка, подавать воду в резервуар нужно через водный распылитель (аналог распылителя на душе или на лейке). Он поможет увеличить площадь контактирующей с воздухом жидкости.

Этот способ очистки воды от железа самый простой и дешевый, однако он не позволяет полностью очистить воду. Резервуар нужно регулярно очищать от осадка, пятен ржавчины и колоний бактерий.

Аэрация в помощь

Окисление воды воздухом можно осуществить с помощью устройства, обеспечивающего дополнительную его подачу в резервуар с водой. Это позволяет увеличить скорость выпадения осадка.

При безнапорном методе аэрации воздух в емкость с водой подает компрессор. Он помогает очистить большее количество воды за меньшее время.

При напорном методе используется аэрационная колонна. Она представляет собой баллон, в котором находится система трубок. По ним поступает накачиваемый компрессором воздух и вода. В баллоне создается пенящаяся жидкость, в которой элемент интенсивно вступает в реакцию с кислородом и переходит в окисную форму. Нерастворенное железо удаляет фильтр для очистки воды от железа с марганцевым зеленым песком или обычный песчаный фильтр для воды. Аэрационная колонна позволяет избавиться от газов, часто содержащихся в глубинных водах. Например, от сероводорода.

Очищение с помощью химических окислителей

Для очистки применяются химические вещества (гипохлорит натрия, перекись водорода, озон), вызывающие реакцию окисления железа и переход его в нерастворимое состояние. Трехвалентный элемент отделяется в процессе обычного отстаивания и с добавлением коагулянтов (увеличивают скорость оседания частиц) и флоккулянтов (увеличивают размер образующихся в осадке хлопьев). Такая система очистки воды чаще используется на крупных очистных сооружениях или на промышленных предприятиях.

Для бытовой очистки воды от железа применяют каталитический метод окисления. Фильтр содержит слой гранул, обработанных окислителем. Основой окислителя являются оксиды марганца. Железо оседает на гранулах, когда вода проходит через фильтр. Извлечение примесей и закрепление их на гранулах происходит в результате воздействия сил адгезии (межмолекулярного притяжения).

Осадок, накапливающийся в фильтре, имеет нестойкую связь и может разрушаться под напором жидкости. Его вымывают в дренаж в процессе обратной промывки.

Чтобы ускорить реакцию окисления, в жидкость могут добавлять перманганат калия (обычную марганцовку). Он помогает восстанавливать фильтрующий слой.

Метод не будет эффективным, если в воде есть марганец и органическое железо, а также в случаях, когда содержание железа превышает 10-15 мг на 1 л.

Биологический способ

Очистка воды от железа осуществляется с помощью железобактерий.

Они буквально «поедают» железо, приводя его в нерастворимое состояние. Подходящие условия для развития микроорганизмов складываются при концентрации железа в воде от 10 до 30 мг на 1 л. Главным условием для их деятельности является низкая кислотность воды и доступ кислорода. Воду пропускают через фильтры с песчано-гравийной загрузкой, заселенной колонией железобактерий.

Недостатком метода являются вредные продукты жизнедеятельности железобактерий. Поэтому на заключительном этапе осуществляется сорбционная очистка жидкости и ее обеззараживание бактерицидными лучами. Недостатком метода является низкая скорость процесса.

Способ ионного обмена

Система ионного обмена позволяет избавиться от растворенной формы железа. Она очистит воду, содержащую марганец. При таком методе не понадобится использовать средства против ржавчины.

Ионные фильтры не требуют постоянного дозирования реагентов, поэтому их эксплуатировать проще. Они имеют большую эффективность и меньшие размеры по сравнению с окислительными фильтрами.

Принцип действия системы ионного обмена основан на способности некоторых материалов изменять ионный состав воды. Их называют ионообменными материалами. К ним относятся природные иониты (цеолиты, сульфоугли) и синтетические ионообменные смолы. Иониты извлекают растворимую форму железа из воды, поэтому необходимость в его преобразовании в трехвалентную форму отпадает. Такой фильтр для воды поможет смягчить жесткую воду.

При наличии трехвалентной формы железа синтетические смолы быстро засоряются, а их промывка вызывает затруднения. В жидкости также не должно быть окислителей, вызывающих трансформацию растворенного железа в нерастворенную форму. Фильтр не может справиться с чрезмерно высокими концентрациями железа. Органическая форма железа формирует на поверхности фильтра пленку. В нем создается благоприятная среда для размножения бактерий. При этом срок службы устройства сокращается.