Очистить от нежелательных элементов, произвести обезжелезивание воды из скважины помогут специальные технологии и фильтрующее оборудование.
Обезжелезивание воды из скважины
Для обустройства системы водоснабжения владельцы частных домов заказывают услуги по бурению скважины. Вода, поступающая из недр земли является достаточно чистой. Однако в ней может быть большое содержание железа. Если концентрация Fe превышает допустимые нормы (0,3 мг/л), то возникают риски поломки оборудования, а также может быть нанесен вред здоровью.
Поэтому обезжелезивание воды из скважины имеет важное значение в жизни человека. Подобная проблема решается с помощью специальных методов, фильтрующих установок, улавливающих частицы металла.
Водоносный горизонт артезианки залегает на большой глубине. Вода очищается от опасных микроорганизмов природными фильтрами. Однако в таком водном ресурсе концентрация железа бывает нередко довольно высокой. Обычно Fe в артезианке присутствует в двухвалентном виде. Наличие растворимого железа не ощущается, поскольку цвет жидкости не меняется.
В процессе окисления железо переходит в состояние трехвалентного. Ржавчина в виде осадка оседает.
Избыток Fe в негативно сказывается на бытовых приборах, а также на здоровье.
Опасность концентрированных железистых примесей
Превышенное содержание Fe в используемой воде вызывает негативные последствия:
- вред здоровью. В небольших дозах минерал полезен. При большой же концентрации железо нарушает обменные процессы, является токсичным химическим элементом. При этом страдает эндокринная система, печень, другие органы. В результате меняется состав крови. Человек становится уязвимым к аллергическим реакциям на раздражители, которые ранее были безвредны;
- ржавые подтеки на сантехнике;
- ускоряется износ уплотнителей сантехнических устройств, бытовой техники. Происходит это из-за абразивного действия железистых взвешенных частиц;
- засоряются трубы из-за нерастворимых наростов на внутренней стороне.
Обезжелезивание является обязательной процедурой для сохранения здоровья, обеспечения комфортных условий проживания. Причем не стоит доверять внешним признакам. Отдельные формы Fe зачастую незаметны. Следует систематически выполнять лабораторный анализ скважинной жидкости. Профессиональное заключение предоставит необходимую информацию о составе воды, требующей или не требующей очистки.
Обезжелезивание воды из скважины: способы
Чтобы очистить жидкость, применяются технологии искусственного окисления химического элемента, превращения двухвалентного Fe в твердое вещество для его удаления. Требуемый уровень обезжелезивания воды из скважины устанавливается с учетом планируемой цели ее использования. Применение той или другой схемы водоочистки позволяет достичь желаемого результата.
Процесс окисления двухвалентного элемента кислородом, содержащимся в жидкости, проходит довольно медленно. Скорость реакции зависит от рН среды. Например, в открытой системе двухвалентное железо окисляется за 6 часов, а в системе без доступа воздуха – за сутки.
Для ускорения окисления используют подщелачивание, аэрацию воды, обработку ее окислителем. Подобный процесс является предварительной стадией водоподготовки.
Процесс обезжелезивания в идеальном виде должен быть таким:
- предварительный этап водоподготовки;
- каталитическая фильтрация;
- использование глубинных картриджей.
Существует множество различных методов, способствующих удалению железа из жидкости. Наиболее популярными являются такие:
• простая аэрация;
• коагуляция, осветление;
• аэрация посредством специального устройства;
• применение реагентов. К ним относится, например, перманганат калия.
Реагентные технологии используют обычно для поверхностных вод. Затем производится фильтрование.
Концентрация Fe в скважинном водном ресурсе бывает различной. Для удаления железистого элемента:
- вода обогащается кислородом. Проводится озонирование, добавление щелочи. В результате реакции окисления двухвалентный металл становится трехвалентным. Очистка воды производится путем фильтрации;
- применяется каталитический способ, ускоряющий окислительные процессы. Процедура выполняется в емкости с насыпными фильтрами, которыми являются высокопористые материалы. В резервуаре происходит окисление Fe, которое оседает в фильтрах. Данный способ удобен для избавления от крупных частиц. Избавление от мелких фракций выполняется по другим технологиям;
- примеряется аэрация. Она проводится при внедрении в воду воздуха компрессором;
- вводятся окислители для ускорения химических реакций. Fe становится трехвалентным значительно скорее, чем с использованием метода аэрации;
- возможно озонирование воды. Преимущества данной процедуры состоят в том, что в жидкости не остается побочных элементов. Озон получается из атмосферного воздуха и технического кислорода. Некоторые образующиеся пузыри в процессе озонирования всплывают, остальные растворяются, окисляя воду;
- используется фильтрация с ионообменными смолами, которые способны избавить воду от большой концентрации Fe. Однако их приходится часто менять из-за быстрого засорения.
Аэрация
Зачастую после аэрации, отстаивания, фильтрации артезианский водный ресурс становится пригодным к употреблению в пищу. Если концентрация Fe меньше 10 мг/л, то подобная упрощенная схема обезжелезивания является эффективной.
В процессе аэрации рН временно снижается. После окончания гидролиза рН повышается. Схема упрощенной аэрации применяется в зависимости от параметров воды.
Если же концентрация Fe в литре больше 10мг и требуется увеличение pH до величины 6.8 и выше, то применяют двухступенчатую схему обезжелезивания. Для запуска процесса используют вентиляторные дегазаторы, естественную вентиляцию в контактных градирнях.
В процессе аэрации вода направляется в градирню. Навстречу водному потоку подается воздух. В результате водный ресурс обогащается кислородом, а углекислота удаляется. Затем жидкость наполняет специальный резервуар. Оттуда она насосом качается в фильтр. Образующиеся хлопья железистого вещества остаются в наполнителе
Фильтры
Для конкретных характеристик воды и условий ее применения подбираются наиболее подходящие фильтры, позволяющие выполнить обезжелезивание воды из скважины. Существует множество различных вариантов систем обратного осмоса, прочих видов фильтрующего оборудования, которое поможет довести питьевую воду до безопасного состояния.
Организуя надежную водоподготовку, следует:
- правильно выбрать фильтр;
- подключить фильтрующую систему;
- приобрести сменные материалы;
- поддерживать фильтр в работоспособном состоянии.
Выбирать фильтрующее оборудование для удаления Fe необходимо по определенным критериям, важными из которых являются:
- концентрация железа. При высоком содержании минерала удобными считаются аэрационные фильтры;
- расход скважинного ресурса. Производительность оборудования подбирается с учетом объемов потребления жидкости. Например, пропускная способность фильтра для семьи, состоящей из пяти членов, должна быть 3 куба в час;
- давление водопровода. Необходимо учитывать возможные скачки рабочего давления;
- автономность. Удобными для высокого потребления воды являются фильтры, промывка которых осуществляется автоматически. Если же расход водного ресурса невысокий, то зачастую выгоднее иметь бюджетные варианты с ручной очисткой.
Безреагентное обезжелезивание воды из скважины
Способ безреагентной очистки жидкости заключается в использовании мембранного фильтра из диоксида марганца. Железо окисляется и оседает на мембране. Данная технология основана на работе химических процессов. В системе с автоматической очисткой фильтра осадок сливается в канализацию. Свойства фильтра полностью восстанавливаются после очистки скважинной жидкости.
С помощью каталитической засыпки удается избежать недостатков при обработке с применением окислителей. Фильтрующие засыпки не оказывают негативного влияния на химический состав водного ресурса. Они служат катализаторами, которые активизируют окислительный процесс железа кислородом, а также являются задерживающим фильтрующим элементом для твердых фракций. Для каталитической засыпки используют доломит, цеолит — минеральные материалы.
Реагентный метод
Значительно ускорить превращение Fe в твердое состояние, поддающееся фильтрации, помогут реагенты, обладающие хорошими окислительными свойствами. Например, перманганат калия, оксид алюминия. В реагентах вполне хватает атомов кислорода для процедуры окисления без выполнения аэрации. Введение реагента способствует ускорению гидролиза, повышению pH среды, получению хлопьев, взвешенных форм вещества. В подобных системах осветление жидкости производится двухступенчатым способом.
Но реагентный способ имеет много недостатков для бытового применения. Окислители являются небезвредными для человеческих органов. Для очистки воды необходима тщательная дозировка, соответствующая точной концентрации железа в жидкости. Недостатком является также быстрое загрязнение фильтров, которые приходится часто промывать.
Обезжелезивание с воздушной подушкой
Жидкость с высокой концентрацией растворенного железа может быть очищена без аэрации, а с применением технологии с воздушной подушкой. Вода очищается, проходя через фильтрующие загрузки. Хорошая окисляемость происходит благодаря воздушной подушке, находящейся вверху.
Ионообменная технология
Задачей данной технологии является удаление солей жесткости, смягчение воды. При этом решается вопрос и с корректировкой большой концентрации железа.
Суть подобной методики в применении катионовых смол, заменяющих атомы металлов при прохождении жидкости на натрий. При этом соли, являющиеся труднорастворимыми, удаляются. Очищенная вода становится мягкой, не создает отложений, наростов. Со временем свойства смолы утрачиваются. Однако она регенерируется при подаче хлорида натрия в необходимых дозах.
Чтобы взвесь трехвалентного Fe не забивала ионообменную установку, нужно, например, предварительно провести аэрацию.
Процесс очистки жидкости от железа является сложной процедурой, требующей обычно применения нескольких технологий для получения чистого водного ресурса