Залізо – це елемент, що зустрічається в різних шарах ґрунту. Воно утворюється там природним не техногенним шляхом. І зі своєї локації легко потрапляє в ґрунтові води, а потім у свердловини, звідки надходить у водопровід для різних будинків. У допустимій кількості залізо необхідне для нормального перебігу життя, здоров'я людини та інших організмів. Але якщо його концентрація перевищує норму, то з'являються різні негативні наслідки, тому буває необхідно використовувати фільтри для очищення води від заліза. Розберемося, як відбувається знезалізнення води, що для цього потрібно, що буде, якщо цього не робити.
Навіщо потрібно використовувати фільтр для води від заліза
Нормальна кількість заліза у воді – 0,3 мг/л. За такої концентрації воно не завдає шкоди ні техніці, ні людині під час вживання. Якщо ж ця концентрація збільшується, то необхідно використовувати фільтри комплексного очищення води. Супутником заліза є марганець та інші забруднення, які також чинять негативний вплив, тому потрібен багатоспрямований підхід. Якщо не проводити деферризацію (знезалізнення), то виникають такі наслідки для людини:
- найчастіше залізо у воді погіршує роботу шлунково-кишкового тракту, спричиняючи різні розлади, загострюючи хронічні захворювання, якщо вони є;
- вживання води з високим вмістом заліза погіршує також обмін речовин, що спричиняє схильність до різних захворювань;
- у людей, схильних до хвороб опорно-рухового апарату, високий вміст заліза призводить до загострення цих патологій;
- від цього також страждає серцево-судинна система.
Як залізо у воді може негативно позначитися на організмі
У разі систематичного вживання такої забрудненої води збільшується ризик розвитку цукрового діабету. Також накопичення цього металу в організмі протягом тривалого періоду підвищує ймовірність утворення онкологічних захворювань.
Якщо воду, збагачену залізом, використовувати для вмивання або купання, то на шкірі може з'явитися подразнення, сухість, лущення. Особливо ці явища будуть яскравими у людей, схильних до таких симптомів. Тому за наявності цього забруднення, важливо приділити увагу на водопідготовку та водоочищення.
На домашню техніку залізо також чинить негативний вплив. Якщо не встановлений фільтр знезалізнення, то під час вступу цього металу в реакцію з киснем, він окислюється та утворює іржу, що сприяє корозії металевих частин водопроводу, котлів, водонагрівачів, електрочайників, кавоварок та іншої техніки. Корозія значно скорочує термін експлуатації техніки, знижує її ефективність, підвищує енергоспоживання. Скупчення іржі у трубах водопроводу або опалення перешкоджають нормальному протіканню води.
Очищення колодязної води від заліза необхідне для чистоти сантехніки. На ванній, умивальнику, мийці, унітазах, біде та іншій сантехніці від заліза утворюються характерні коричневі, іржаві сліди. Зазвичай їх неможливо ефективно видалити. Вони псують естетичний вигляд сантехніки, а також руйнують її поверхневу захисну оболонку, зменшуючи термін експлуатації. За наявності таких явищ, варто подумати про те, як очистити воду від заліза.
Одяг після прання у воді з високим вмістом заліза також накопичує в тканинах іржу (окислене залізо). Вона залишається у волокнах і псує зовнішній вигляд речі. Відіпрати іржу не вийде.
Як дізнатися, чи потрібні знезалізнювачі води
Найефективніший спосіб визначити наявність заліза – це зробити лабораторний аналіз проби води. Це дасть точний результат про концентрацію і тип забруднення. Завдяки отриманим даним, можна підібрати фільтр для очищення води від заліза. Є й інші методи та ознаки, які вказують на високий вміст цього забруднювача:
- Наявність іржавих підтікань на сантехніці.
- Відстояна вода утворює червоно-бурий осад, при цьому проточна може бути як чистою, так і жовто-бурою.
- Під час нагрівання води на стінках і дні посуду осідає іржа.
- Можна придбати набір акваріуміста – реагенти, за допомогою яких визначається кількість заліза у воді. Набір використовується для організації нормального середовища проживання риб.
Виявити залізо у воді в домашніх умовах можна, але визначити його тип (валентність) важко. Залежно від того, на якій глибині та в якій породі розташовані свердловинні насоси, валентність металу може відрізнятися. Від валентності залежить те, які фільтри для очищення води від заліза будуть використані. Є такі види:
- елементарне залізо Fe – не розчиняється у воді під час окислення утворюється оксид заліза – Fe2O3 або іржа;
- Fe2+ – двовалентне залізо, найчастіше розчиняється у воді, але за певного рівня pH середовища може випадати в осад у вигляді гідроксиду Fe(OH)2;
- тривалентне залізо Fe3+ – за нормального pH води не розчиняється в ній і випадає в осад у вигляді іржі, за низького pH – розчиняється;
- органічне залізо (колоїдне, бактеріальне) – зустрічається у складі різних органічних сполук, зазвичай не розчинне у воді, проявляється у вигляді утворення плівки.
На відміну від багатьох інших забруднень, залізо має кілька поширених варіацій. Вони відрізняються за своїми хімічними та фізичними властивостями. Тому перед тим, як прибрати залізо з води, слід розібратися у валентності елемента. Це дасть змогу підібрати відповідні очисні водяні фільтри із рейтингу найкращих.
Система знезалізнення води: види
Існує кілька способів, щоб видалити з води залізо. Заплановане встановлення водоочисного обладнання обирається щодо типу забруднення, його концентрації та обсягу води, який необхідно очистити.
Каталітичні окислювальні фільтри для свердловини від заліза
Таке знезалізнення води – це з'єднання його з киснем (окислення), випадання в осад і фільтрація осаду. Окислення – це процес утворення оксиду заліза (Fe2O3, іржі), який важчий за воду й тому осідає. Після випадання оксиду заліза в осад, його можна відфільтрувати й отримати чисту воду.
З нашого досвіду видалення заліза з води методом аерації, тобто шляхом обробки за допомогою надходження повітря під тиском, досить довго призводить до окислення заліза, хоч іноді й застосовується. Для прискорення цього процесу часто використовують каталізатори:
- Озон – дуже потужний окислювач, який значно підвищує швидкість утворення оксиду заліза. Однак фільтри від заліза у воді його застосовують рідко через дорожнечу обладнання, що генерує озон, великі витрати на електроенергію під час його роботи. Також застосування озону (та й узагалі будь-яких окиснювачів) потребує уваги, оскільки в разі перевищення його концентрації, вони забруднюють воду ще більше і роблять її непридатною для вживання зовсім.
- Хлор – класичний знезаражувач, який також прискорює процес окислення заліза. Це також чудовий спосіб видалити з води хвороботворні бактерії, знищивши їх на рівні ДНК, амоній, аміак та інші забруднення. Але після обробки таку воду потрібно пропустити через фільтри від хлору, щоб вона була придатна для вживання, інакше буде неприємний смак і запах.
- Також як каталізатори для окислення заліза застосовують діоксид марганцю (MnO2), перманганат калію (KMnO4, марганцівка) та інші окислювачі.
Оксид заліза важчий за воду, але різниця між масами молекул не велика, тому випадає в осад він довго. Щоб прискорити цей процес, фільтр від заліза у воді використовує коагулянти. Вони збільшують частинки оксиду заліза та прискорюють їхнє осадження, а також полегшують їхню фільтрацію. Також можуть застосовуватися гранульовані сорбенти (зокрема деякі каталізатори можуть бути у вигляді гранул), на яких осідає оксид заліза (він згодом вимивається), що відбувається швидше, ніж випадання осаду на дно.
До недоліків такого способу фільтрації належить те, що він не здатний видалити колоїдне і бактеріальне залізо, але за винятком озону, який деякою мірою може вплинути на такі види металів. Також окислення не видаляє значною мірою марганець, який майже завжди присутній із залізом разом. Тому потрібне додаткове очищення від марганцю.
Знезалізнення води зі свердловини за допомогою іонного обміну
Такі способи знезалізнення води, як застосування іонообмінної смоли для очищення води, використовуються вже досить давно. Однак за минуле десятиліття метод набув значного вдосконалення. Раніше як сорбент застосовували сульфовугілля і цеоліт – видобуті в природі іоніти. Тепер на ринку є синтетичні іоніти, які більш ефективні.
Сорбент відбирає з води іони заліза і нейтралізує їх, таким чином, утворюється чиста вода. Іоніти застосовуються в колонних і кабінетних фільтрах. Очищення знезалізнення води таким способом має низку переваг, які зробили його одним із найбільш вживаних для приватного сектору:
- одна з головних переваг – іоніти видаляють не тільки залізо, це також і фільтри від солей жорсткості (для пом'якшення води), тому вони також рятують техніку від накипу;
- такі фільтри коштують відносно недорого, а також завдяки автоматизації прості в експлуатації, не потребують залучення фахівців для обслуговування або наявності якогось досвіду;
- іонообмінні фільтри регенеруються за допомогою кухонної солі, тому замінювати сорбент у них не потрібно часто, що також позитивно позначається на простоті експлуатації;
- на відміну від багатьох інших способів деферризації, іоніти здатні видалити марганець, тому збільшувати систему водоочищення додатковими фільтрами не потрібно;
- очищення води від двовалентного заліза, яке розчинено у воді, може бути організовано цим способом, також він видаляє інші види двовалентних металів;
- іонообмінні смоли ефективні за великої концентрації заліза у воді.
Побутове очищення води від заліза зворотним осмосом
Вивчаючи сучасні методи очищення води від заліза, варто звернути увагу на зворотний осмос – технологію фільтрації за допомогою мембран, які затримують багато забруднень води, пропущеної через них під тиском. Наші дослідження показали, що така фільтрація видаляє до 99 % забруднень. До них належать і різні види заліза, зокрема розчинене двовалентне й органічне.
Оскільки фільтр зворотного осмосу є комплексом водоочищення, який усуває цілу низку забруднень, він часто застосовується в будинках, квартирах, а також для фільтрації у виробничих масштабах. Один пристрій справляється з усіма забрудненнями.
Як прибрати залізо з води в домашніх умовах
Описані методи знезалізнення води вимагають підготовки, аналізу води, підбору, купівлі та монтажу водоочисного обладнання. Але якщо чиста вода потрібна терміново, то можна скористатися простішими способами. Вони менш ефективні, але дозволяють видалити значну частину заліза. До таких методів належать:
- Встановлення магістральних фільтрів для води допоможе видалити нерозчинене елементарне (Fe) або тривалентне (Fe(3+)) залізо.
- Відстоювання води в місткостях навіть без каталізаторів (прискорювачів реакції) і коагуляції (обважнювачів оксиду) допоможе елементарному (Fe), дво- (Fe (2+)) і тривалентному (Fe (3+)) залізу окислюватися і випадати в осад, але тільки за більш тривалий період. Відстоювати рекомендується щонайменше добу в місткостях із харчового пластику за кімнатної температури або навіть трохи вище. Чиста вода утворюється у верхній частині місткості, осад – невеликим шаром на дні.
- Під час кип'ятіння води протягом 10 хвилин двовалентне залізо Fe2+ вступає в реакцію з киснем атмосфери й окислюється. У результаті випадає у вигляді осаду на дні посуду. Після кип'ятіння воду потрібно перелити в неметалеву місткість, залишивши осад. Кип'ятіння також допомагає знищити забруднення бактеріального характеру, очистити воду від запаху болота й сірководню та інших забруднень.
- Під час заморожування води її чиста частина перетворюється на лід швидше, ніж забруднена. Тому якщо покласти посуд із водою в морозильник, і дістати, коли вона не повністю замерзне, можна отримати чисту воду у вигляді льоду. Рідку воду, що залишилася, можна вилити, а лід розтопити, щоб вжити.
Таке знезалізнення води – способи, які не варто використовувати як постійні. Їх можна застосувати як тимчасові заходи, оскільки вони недостатньо ефективні.
Тепер ви знаєте, як виконується очищення води від заліза, які фільтри для свердловини або централізованого водопроводу використовувати, як розпізнати цей забруднювач, і що буде, якщо не видалити його. Слідкуйте за чистотою своєї води, щоб завжди залишатися здоровим і не витрачати гроші на ремонт домашньої техніки.
