Станция обезжелезивания воды принцип работы

Очистка воды из скважины от железа 

Станция обезжелезивания воды принцип работы - фото 67

Случается, что для получения пригодной для использования жидкости приходится проводить обезжелезивание воды из скважины.

Большое содержание железа – последствие процессов природного и техногенного происхождения:

  1. Выветривание, разрушение и растворение горных пород с последующим попаданием в подземные источники.
  2. Стоки промышленных предприятий, попадающие в наземные водоемы.
  3. Смывание с сельскохозяйственных земель остатков неусвоенных растениями минеральных и органических удобрений.
  4. Стоки с животноводческих ферм.
  5. Коррозия частей водопровода.

В воде, добытой из подземных источников, металл содержится в виде химических соединений:

  • Двухвалентного, которое, окисляясь, преобразуется в гидроксид металла, придающий жидкости буроватый оттенок.
  • Трехвалентного, находится в нерастворимом виде.
  • Коллоидного, которое трудно убрать ввиду малых размеров. Такой раствор невозможно очистить методом отстаивания.
  • Бактериального, образующегося в процессе жизни бактерий.

Характерные признаки

Станция обезжелезивания воды принцип работы - изображение 68

Определить, что вода содержит много железа, можно по органолептическим признакам:

  • Металлический привкус.
  • Ржавые трудновыводимые пятна на сантехнике.
  • Рыжий студенистый осадок неприятного запаха.
  • Осадок ржавого цвета при нагревании.
  • Изменение оттенка белья после стирки.

Пробы

Исследование проводят мобильные лаборатории, выезжающие на место забора по заключенным договорам, и СЭС, имеющие сертификацию.

Норма

После анализа выдается протокол испытаний.

Допустимая норма для России – 0,3 мг/л.

Последствия недостатка или превышения показателей

Повышенный уровень металла вызывает:

  • Отложения элемента в тканях и внутренних органах.
  • Головную боль, утомляемость, головокружение.
  • Изменение цвета кожи.
  • Проблемы с желудочно-кишечным трактом – тошноту, рвоту, язву кишечника.
  • Печеночную и почечную недостаточность.
  • Заболевания сердца и сосудов.
  • Риск возникновения злокачественных опухолей.
  • Анемию.

Пониженное содержание химического элемента провоцирует:

  • Уменьшение концентрации гемоглобина, участвующего в транспортировке кислорода к органам, тканям, мозгу.
  • Снижение тонуса мышц.
  • Нарушение психического состояния.
  • Снижение иммунитета.
  • Увеличение массы тела.

Установки обезжелезивания для дачи и дома

Для ускорения химической реакции окисления используют:

  1. Аэрацию.
  2. Озонирование.
  3. Ионный обмен.
  4. Хлорирование.
  5. Обратный осмос.
  6. Использование гипохлорита.
  7. Введение реагентов и катализаторов.

Аэрация

Станция обезжелезивания воды принцип работы - фото 70

Нагнетаемый кислород окисляет двухвалентное железо, удаляя при этом углекислоту, что также ускоряет окислительный процесс.

Для этого используются методы:

  • Фонтанирования брызгальными установками;
  • Разбрызгивания – душинирования;
  • Нагнетания воздуха компрессорами.

Приведенные способы эффективно применяются при наличии железа до 10 мг/дм3.В случаях превышения концентрации для поддержания интенсивности процесса проводят предварительную водоподготовку методом аэрации с введением реагентов (хлора, гипохлорита натрия, перманганата калия).

Озонирование

Станция обезжелезивания воды принцип работы - фото 71

Способ основан на строении молекулы озона. Элемент неустойчив и легко отдает лишний атом кислорода, являющийся активным окислителем. Соединяясь с молекулами других веществ, он их активно окисляет и разрушает.

Кроме железа, озонирование помогает очищать жидкость от нерастворимых соединений магния и кальция, поддающихся устранению механической фильтрацией.

Оно также обеззараживает, обесцвечивает, удаляет посторонние запахи и привкус. Во время озонирования погибает много бактерий, удаляются примеси токсичных веществ.

Ионный обмен

Станция обезжелезивания воды принцип работы - фотография 72

Очистить от железа воду можно ионообменной смолой. В последние годы природные компоненты заменяют синтетическими смолами, обладающими высокой эффективностью.

Главная задача фильтрации по ионообменному способу – избавление от других двухвалентных металлов: кальция и магния.

В лабораторных условиях этот способ уберет металл высокой концентрации, но в промышленных масштабах применение метода затруднено. Наличие кислорода в жидкости, проходящей через ионообменник, вызывает выпадение осадка и быстрое засорение сорбента. Процесс приходится приостанавливать для промывки смолы.

Трехвалентное железо снижает эффективное удаление кальция и марганца. Смола быстро зарастает органической пленкой.

Ионообменный способ применяют при необходимости доочистки воды.

Хлорирование

Станция обезжелезивания воды принцип работы - изображение 73

Хлор – окислитель, ускоряющий процесс превращения элемента из двухвалентной в трехвалентную форму. Хлорирование решает задачу дезинфекции, удаления сероводорода и марганца, органических веществ.

Жидкий хлор – высокотоксичен, – доставка и работа с ним требует соблюдения строгих мер безопасности.

Гипохлорит

Станция обезжелезивания воды принцип работы - изображение 74

Подают его насосами-дозаторами. При этом соблюдаются необходимые пропорции для разной степени загрязненности.

Преимущества гипохлорита натрия:

  • Раствор вещества не образует взвесей и не нуждается в отстаивании.
  • Использование гипохлорита не повышает жесткость воды, по сравнению с растворами хлорной извести.
  • Химикат получают на месте фильтрации методом электролиза поваренной соли – вещества, безопасного при транспортировке.
  • Препарат обладает бактерицидными свойствами – процесс очистки от металла сочетается с дезинфекцией.

Расчет установки дозирования производят на основе данных, полученных при химическом лабораторном анализе состава жидкости. Кроме содержания железа, учитывается наличие тяжелых металлов и сероводорода.

Каталитическое окисление

Метод получил распространение для водоснабжения небольших предприятий, коттеджей и частных домов. Каталитические установки для фильтрации при компактных размерах способны очищать от 0,5 до 20 м3/час жидкости.

Окисление происходит в специальном резервуаре, изготовленном из нержавеющей стали или стекловолокна.

Для засыпки используются синтетические материалы, обладающие высокой эффективностью и низкой стоимостью.

Перед подачей на катализатор вода интенсивно аэрируется, что ускоряет окисление.

Выпавший осадок удаляется обратной промывкой.

Недостатком синтетической засыпки является расход в результате механического разрушения.

Лишена недостатка засыпка, изготовленная из доломита, цеолита и глауконита. Материалы обладают пористостью и стойкостью к высоким температурам.

Обратный осмос

Станция обезжелезивания воды принцип работы - изображение 75

В системах используются мембраны, отверстия которых пропускают только молекулы H20. Примеси солей, тяжелых металлов, микробы и бактерии задерживаются на 80-95%.

Но осмос – не просто фильтр, где весь объем воды проходит через фильтрующий элемент. В обратном осмосе такой процесс невозможен – мембраны очень быстро забиваются примесями.

Конструкция бытовых приборов обратного осмоса предусматривает подачу жидкости под давлением. Фильтр прибора разделяет поток на 2 части. Треть жидкости успевает просочиться и попадает в чистый выход, а около двух третей воды поступает в канализацию.

Таким образом, мембрана-фильтр загрязняется с меньшей интенсивностью и служит от 2 до 4 лет.

Достоинство системы – чистое освобождение воды от примесей.

Недостатки обратного осмоса – большие затраты на приобретение оборудования и периодические – на замену мембраны. Кроме этого большая часть жидкости уходит в отходы, что увеличивает затраты электроэнергии на работу насоса.

Совет! Применять осмос, очищающий воду для принятия ванны, экономически нецелесообразно. Назначение прибора – очищение для питья.

Коагулирование и осветление

Станция обезжелезивания воды принцип работы - фотография 76

Двухвалентное железо в виде взвесей и коллоидно-дисперсных веществ – представляет жидкость, приобретающую беловатый оттенок, который не исчезает после отстаивания. Освобождаются от взвесей введением реагентов-коагулянтов. Они адсорбируют металл на своей поверхности и выпадают в виде осадка, который удаляется фильтрацией.

В качестве коагулянтов применяют сульфаты и хлориды. Их выбор зависит от кислотности исходной жидкости.

Электрохимический метод очищения

Станция обезжелезивания воды принцип работы - изображение 77

Электрохимические способы очистки просты технологически, не предусматривают использование реагентов. Недостаток, снижающий распространённость способа, – затраты на электроэнергию.

Сущность метода заключается в прохождении жидкости сквозь межэлектродное пространство, где происходят электролиз, электрофорез и удаление растворенных веществ.

Существуют разновидности электрохимического метода:

  1. Электролиз.
  2. Электрофлотация.
  3. Электродиализ.
  4. Электрокоагуляция.

Система фильтрации

Описанные способы технологически сложно реализовать своими руками без применения оборудования, изготовленного промышленным методом.

Эффективным и технологичным для частного дома является каталитический метод окисления железа. Данные обезжелезивающие установки выделяются производительностью и компактностью. Стоимость расходных материалов сравнительно невелика. Выбор окислителя и его дозирование осуществляется на основании результатов лабораторного анализа. Это позволяет снизить расход реагента при получении качественной воды на выходе устройства.

Фильтрующую загрузку выпускают под марками: МЖФ, BIRM, GREEN SAND, МФО, MTM, AMDX. Выбор конкретного образца основывается на составе исходной жидкости.

Фильтрующие установки оборудованы блоками автоматической регенерации, позволяющей заменять реагент один раз в 5-7 лет.

Народные способы обезжелезивания

Народные, или дедовские, способы очистки применяют в случае, когда получение чистой воды требуется время от времени и покупка дорогостоящего оборудования нецелесообразна.

Отстаивание

Станция обезжелезивания воды принцип работы - фото 78

Это простой, наименее затратный способ обезжелезивания.

Для реализации домашнего метода понадобится резервуар, равный суточному расходу жидкости. Используют емкость, изготовленную из нейтральных материалов – пищевого пластика, нержавеющего металла.

Процесс изготовления несложен, в конструкции используются дешевые комплектующие.

Для предотвращения замерзания зимой емкость располагают в помещении с плюсовой температурой.

На входе устанавливают запорный клапан для предотвращения перелива. Ускорение процесса окисления производит компрессор. Вода подается в емкость через пищевой шланг с распылителем на конце трубки.

В нижней части резервуара предусматривают два отверстия:

  • Первое, на уровне дна, будет использоваться для слива грязной воды с хлопьями.
  • Второе отверстие изготавливают на уровне 20-30 см выше дна, – через него осуществляют отбор осветленной жидкости.

Важно! Отбор чистой воды производят не ранее чем через 10-15 минут после последней подачи воздуха. В противном случае в дом попадет размешенная муть. Для улучшения очистки устанавливают магниты, притягивающие остатки железа.

Достоинства метода:

  • Простота и возможность самостоятельного изготовления отстойника.
  • Создается запас воды на случай отключения электричества.
  • Из нее удаляется сероводород, присутствующий в артезианских скважинах.

Недостатки:

  • Неполное удаление железа.
  • Трудоемкое обслуживание. Необходимо регулярно сливать осадок и периодически производить отмывание стенок емкости от осадка. Частота зависит от степени загрязненности воды.
  • Необходимо следить за уровнем жидкости в резервуаре.

Аэрация

Станция обезжелезивания воды принцип работы - фото 79

Данный метод и принцип его воздействия на воду описывался выше. Способ можно применить в домашних условиях. Для этого изготавливают специальную установку. Принцип работы можно понять из рисунка.

Кипячение, заморозка

Станция обезжелезивания воды принцип работы - фотография 80

Очистка воды от железа требует внимательного и ответственного подхода. Самостоятельное очищение – метод, применимый для получения небольших объемов жидкости для разового использования. Лучшим вариантом станет обращение в специализированные организации с целью покупки и правильного размещения фильтрующей системы. Это позволит избежать ошибок при выборе оборудования, его установке, позволит получить гарантию.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 764)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты