Железо – это элемент, встречающийся в различных слоях почвы. Оно образуется там естественным не техногенным путем. И из своей локации легко попадает в грунтовые воды, а потом в скважины, откуда поступает в водопровод для различных домов. В допустимом количестве железо необходимо для нормального течения жизни, здоровья человека и других организмов. Но если его концентрация превышает норму, то появляются различные негативные последствия, поэтому бывает необходимо использовать фильтры для очистки воды от железа. Разберемся, как происходит обезжелезивание воды, что для этого нужно, что будет, если этого не делать.
Зачем нужно использовать фильтр для воды от железа
Нормальное количество железа в воде – 0,3 мг/л. При такой концентрации оно не наносит вред ни технике, ни человеку при употреблении. Если же эта концентрация увеличивается, то необходимо использовать фильтры комплексной очистки воды. Спутником железа является марганец и другие загрязнения, которые также оказывают негативное воздействия, поэтому нужен многонаправленный подход. Если не проводить деферризацию (обезжелезивание), то возникают такие последствия для человека:
- чаще всего железо в воде ухудшает работу желудочно-кишечного тракта, вызывая различные расстройства, обостряя хронические заболевания, если они есть;
- употребление воды с высоким содержимым железа ухудшает также обмен веществ, что взывает предрасположенность к различным заболеваниям;
- у людей, склонных к болезням опорно-двигательного аппарата, высокое содержание железа приводит к обострению этих патологий;
- от этого также страдает сердечно-сосудистая система.
Как железо в воде может негативно сказаться на организме
При систематичном употреблении такой загрязненной воды увеличивается риск развития сахарного диабета. Также накопление этого металла в организме в течение длительного периода повышает вероятность образования онкологических заболеваний.
Если воду, обогащенную железом, использовать для умывания или купания, то на коже может появиться раздражение, сухость, шелушение. Особенно эти явления будут яркими у людей, склонных к таким симптомам. Поэтому при наличии этого загрязнения, важно уделить внимание на водоподготовку и водоочистку.
На домашнюю технику железо также оказывает негативное влияние. Если не установлен фильтр обезжелезивания, то при вступлении этого металла в реакцию с кислородом, он окисляется и образует ржавчину, что способствует коррозии металлических частей водопровода, котлов, водонагревателей, электрочайников, кофеварок и другой техники. Коррозия значительно сокращает срок эксплуатации техники, понижает ее эффективность, повышает энергопотребление. Скопление ржавчины в трубах водопровода или отопления препятствуют нормальному протеканию воды.
Очистка колодезной воды от железа необходима для чистоты сантехники. На ванной, умывальнике, мойке, унитазах, биде и другой сантехнике от железа образуются характерные коричневые, ржавые следы. Обычно их невозможно эффективно удалить. Они портят эстетический вид сантехники, а также разрушают ее поверхностную защитную оболочку, уменьшая срок эксплуатации. При наличии таких явлений стоит подумать о том, как очистить воду от железа.
Одежда после стирки в воде с высоким содержанием железа также накапливает в тканях ржавчину (окисленное железо). Она остается в волокнах и портит внешний вид вещи. Отстирать ржавчину не получится.
Как узнать, нужны ли обезжелезиватели воды
Самый эффективный способ определить наличие железа – это сделать лабораторный анализ пробы воды. Это даст точный результат о концентрации и типе загрязнения. Благодаря полученным данным, можно подобрать фильтр для очистки воды от железа. Есть и другие методы, признаки, которые указывают на высокое содержание этого загрязнителя:
- Наличие ржавых подтеков на сантехнике.
- Отстоявшаяся вода образует красно-бурый осадок, при этом проточная может быть как чистой, так и желто-бурой.
- При нагреве воды на стенках и дне посуды оседает ржавчина.
- Можно приобрести набор аквариумиста – реагенты, с помощью которых определяется количество железа в воде. Набор используется для организации нормальной среды обитая рыб.
Обнаружить железо в воде в домашних условиях можно, но определить его тип (валентность) затруднительно. В зависимости от того на какой глубине и в какой породе находятся скважные насосы, валентность металла может отличаться. От валентности зависит то, какие фильтра для очистки воды от железа будут использованы. Есть такие виды:
- элементарное железо Fe – не растворяется в воде при окислении образуется оксид железа – Fe2O3 или ржавчина;
- Fe2+ – двухвалентное железо, чаще всего растворяется в воде, но при определенном уровне pH среды может выпадать в осадок в виде гидроксида Fe(OH)2;
- трехвалентное железо Fe3+ – при нормальной pH воды не растворяется в ней и выпадает в осадок в виде ржавчины, при низком pH – растворяется;
- органическое железо (коллоидное, бактериальное) – встречается в составе различных органических соединений, обычно не растворимо в воде, проявляется в виде образования пленки.
В отличие от многих других загрязнений, железо имеет несколько распространенных вариаций. Они отличаются по своим химическим и физическим свойствам. Поэтому перед тем, как убрать железо из воды, следует разобраться в валентности элемента. Это позволит подобрать подходящие очистительные водяные фильтры из рейтинга лучших.
Система обезжелезивания воды: виды
Существует несколько способов, чтобы удалить из воды железо. Планируемая установка водоочистительного оборудования побирается относительно типа загрязнения, его концентрации и объема воды, который необходимо очистить.
Каталические окислительные фильтры для скважины от железа
Такое обезжелезивание воды – это соединение его с кислородом (окисление), выпадение в осадок и фильтрация осадка. Окисление – это процесс образования оксида железа (Fe2O3, ржавчины), который тяжелее воды и поэтому оседает. После выпадения оксида железа в осадок, его можно отфильтровать и получить чистую воду.
По нашему опыту удаление железа из воды методом аэрации, то есть путем обработки с помощью поступления воздуха под давлением, достаточно долго приводит к окислению железа, хоть и иногда применимо. Для ускорения этого процесса часто используют катализаторы:
- Озон – очень мощный окислитель, который значительно повышает скорость образования оксида железа. Однако фильтры от железа в воде его применяют редко из-за дороговизны оборудования, генерирующего озон, больших расходов на электроэнергию при его работе. Также применение озона (да и вообще любых окислителей), требует внимания, так как при превышении его концентрации, они загрязняют воду еще больше и делают ее непригодной для употребления вовсе.
- Хлор – классический обеззараживатель, который также ускоряет процесс окисления железа. Это также отличный способ удалить из воды болезнетворные бактерии, уничтожив их на уровне ДНК, аммоний, аммиак и другие загрязнения. Но после обработки такую воду нужно пропустить через фильтры от хлора, чтобы она была пригодна для употребления, иначе будет неприятный вкус и запах.
- Также в качестве катализаторов для окисления железа применяются диоксид марганца (MnO2), перманганат калия (KMnO4, марганцовка) и другие окислители.
Оксид железа тяжелее воды, но разница между массами молекул не велика, поэтому выпадает в осадок он долго. Чтобы ускорить этот процесс, фильтр от железа в воде использует коагулянты. Они увеличивают частицы оксида железа и ускоряют их осаждение, а также облегчают их фильтрацию. Также могут применяться гранулированные сорбенты (в том числе некоторые катализаторы могут быть в виде гранул), на которых оседает оксид железа (он впоследствии вымывается), что происходит быстрее, чем выпадение осадка на дно.
К недостаткам такого способа фильтрации относится то, что он не способен удалить коллоидное и бактериальное железо, но за исключением озона, который в некоторой степени может повлиять на такие виды металлов. Также окисление не удаляет в значительной степени марганец, который почти всегда присутствует с железом вместе. Потому нужна дополнительная очистка от марганца.
Обезжелезивание воды из скважины с помощью ионного обмена
Такие способы обезжелезивания воды, как применение ионообменной смолы для очистки воды, используется уже достаточно давно. Однако за прошедшее десятилетие метод обрел значительное усовершенствование. Ранее в качестве сорбента применялись сульфоуголь и цеолит – добываемые в природе иониты. Теперь на рынке есть синтетические иониты, которые более эффективны.
Сорбент отбирает из воды ионы железа и нейтрализует их, таким образом образуется чистая вода. Иониты применяются в колонных и кабинетных фильтрах. Очистка обезжелезивание воды таким способом имеет ряд преимуществ, которые сделали его одним из самых применяемых для частного сектора:
- одно из главных преимуществ – иониты удаляют не только железо, это также и фильтры от солей жесткости (для умягчения воды), поэтому они также спасают технику от накипи;
- такие фильтры стоят относительно недорого, а также за счет автоматизации просты в эксплуатации, не требуют привлечения специалистов для обслуживания или наличия какого-то опыта;
- ионообменные фильтры регенерируются с помощью поваренной соли, поэтому заменять сорбент в них не нужно часто, что также положительно сказывается на простоте эксплуатации;
- в отличие от многих других способов деферризации, иониты способы удалить марганец, поэтому увеличивать систему водоочистки дополнительными фильтрами не нужно;
- очистка воды от двухвалентного железа, которое растворено в воде, может быть организованно этим способом, также он удаляет другие виды двухвалентных металлов;
- ионообменные смолы эффективны при большой концентрации железа в воде.
Бытовая очистка воды от железа обратным осмосом
Изучая современные методы очистки воды от железа, стоит обратить внимание на обратный осмос – технологию фильтрации с помощью мембран, которые задерживают многие загрязнения воды, пропущенной через них под давлением. Наши исследования показали, что такая фильтрация удаляет до 99 % загрязнений. К ним относятся и различные виды железа, в том числе растворенное двухвалентное и органическое.
Так как фильтр обратного осмоса представляет собой комплекс водоочистки, который устраняет целый ряд загрязнений, он часто применим в домах, квартирах также для фильтрации в производственных масштабах. Одно устройство справляется со всем загрязнениями.
Как убрать железо из воды в домашних условиях
Описанные методы обезжелезивания воды требуют подготовки, анализа воды, подбора, покупки и монтажа водоочистного оборудования. Но если чистая вода нужна срочно, то можно воспользоваться более простыми способами. Они менее эффективны, но позволяет удалить значительную часть железа. К таким методам относятся:
- Установка магистральных фильтров для воды поможет удалить нерастворенное элементарное (Fe) или трехвалентное (Fe3+) железо.
- Отстаивание воды в емкостях даже без катализаторов (ускорителей реакции) и коагуляции (утяжелителей оксида) поможет элементарному (Fe), двух- (Fe2+) и трехвалентному (Fe3+) железу окислиться и выпасть в осадок, но только за более длительный период. Отстаивать рекомендуется не менее суток в емкостях из пищевого пластика при комнатной температуре или даже немного выше. Чистая вода образуется в верхней части емкости, осадок – небольшим слоем на дне.
- При кипячении воды в течение 10 минут двухвалентное железо Fe2+ вступает в реакцию с кислородом атмосферы и окисляется. В результате выпадает в виде осадка на дне посуды. После кипячения воду нужно перелить в неметаллическую емкость, оставив осадок. Кипячение также помогает уничтожить загрязнение бактериального характера, очистить воду от запаха болота и сероводорода и других загрязнений.
- При заморозке воды ее чистая часть превращается в лед быстрее, чем загрязненная. Поэтому если положить посуду с водой в морозильник, и достать, когда она не полностью замерзнет, можно получить чистую воду в виде льда. Оставшуюся жидкую воду можно вылить, а лед растопить, чтобы употребить.
Такое обезжелезивание воды – способы, которые не стоит использовать как постоянные. Их можно применить в качестве временных мер, так как они недостаточно эффективны.
Теперь вы знаете, как выполняется очистка воды от железа, какие фильтры для скважины или централизованного водопровода использовать, как распознать этот загрязнитель, и что будет, если не удалить его. Следите за чистотой своей воды, чтобы всегда оставаться здоровым и не тратить деньги на ремонт домашней техники.
