Содержание:
- Как определить содержание железа в воде
- 2.3 Обезжелезивание методом ионного обмена (железо до 20 мг/л и в сочетании с марганцем, жесткостью и органикой)
- Железо в воде: кому это может навредить
- Польза и вред
- Как правильно сделать забор пробы воды для анализа в санстанции ↑
- Роль железа в здоровье человека
- Народные рецепты очищения воды
- Признаки наличия соединений железа
- Как произвести очистку воды
- Самые распространенные способы очистки воды из скважины от железа ↑
Как определить содержание железа в воде
Как проверить наличие железа в воде, если она абсолютно прозрачна? Ведь отсутствие цветности не гарантирует норму общего железа. Определение содержания металла возможно несколькими способами:
- Лабораторный анализ выявит, если в питьевой воде много железа с указанием точного количества. Метод стоит денег и занимает некоторое время, но зато гарантирует 100% результат.
- Собственные наблюдения. Несмотря на очевидную погрешность, способ востребован при условии понимания вопроса. Признаки избытка:
- железистая вода отличается цветностью,
- вода пахнет железом и имеет характерный вкус,
- вода прозрачна, но желтеет по мере нахождения на открытом воздухе, после чего ржавчина выпадает в осадок и оседает на дно емкости.
- раковины, ванны и другие поверхности, имеющие частый контакт с водой, постепенно желтеют.
2.3 Обезжелезивание методом ионного обмена (железо до 20 мг/л и в сочетании с марганцем, жесткостью и органикой)
Технология ионного обмена для обезжелезивания обладает рядом существенных преимуществ, по сравнению с другими методами:
— Простая конструкция обуславливает легкость эксплуатации, нет необходимости в трудоемком обслуживании, необходимо всего лишь регулярно производить смену картриджей с ионообменной смолой в установке.
— Универсальность – применяется для обезжелезивания не только скважинной воды, но кроме того, успешно осуществляет очистку сточных вод в промышленных масштабах. Установки для обезжелезивания в бытовых условиях, а также для производственных объектов одинаковы по принципу действия и конструкционному устройству и рознятся только размерами рабочих баков и составом активных реагентов.
— Высокая эффективность – максимальный уровень очистки воды от железа, а также других вредных примесей, обладающих способностью к обмену ионами.
Как правило, к методу ионного обмена прибегают в случае одновременной необходимости снизить жесткость и содержание железа в воде. Данная технология особенно эффективна при высоком показателе минеральных солей (100-200 мг/л).
В ионообменных фильтрах используется способность ионитов (ионообменных материалов) замещать отрицательно или положительно заряженные ионы в воде на такое же количество ионов ионита. Иониты – это почти нерастворимые в воде соединения органического либо неорганического происхождения, имеющие в составе активный анион или катион. Катионы замещают положительно заряженные частицы солей, а анионы – отрицательно заряженные. Для удаления железа и умягчения воды в качестве ионитов применяют синтетические ионообменные смолы.
Катиониты устраняют из воды почти все находящиеся в ней двухвалентные металлы, заменяя их анионами натрия.
Конструкция ионообменного фильтра для обезжелезивания воды из скважины состоит из:
— баллона с фильтрующей загрузкой (ионообменной смолой),
— клапана подачи воды с электронным управлением,
— емкости для регенерирующего раствора.
Схема работы ионообменного фильтра: вода поступает из источника и протекает сквозь ионообменную смолу, наполняющую фильтр, в процессе чего ионы тяжелых металлов и солей жесткости заменяются на ионы фильтрующего материала. После чего дегазатор устраняет из воды кислород и диоксид углерода. Очищенная вода уходит в потребительский канал.
Одним из преимуществ метода является то, что это обратимый процесс и предусмотрен механизм регенерации фильтрующей загрузки. Обычно это выполняется щелочными или кислотными растворами, продлевая таким образом срок эксплуатации установки.
Несмотря на высокую эффективность технологии ионного обмена для удаления железа, существует несколько моментов, ограничивающих ее применение:
— Нельзя использовать для очистки воды, содержащей железо в трехвалентной форме, так как фильтрующая смола быстро загрязняется и приходит в негодность.
— Наличие в воде кислорода и прочих окисляющих веществ также недопустимо, так как ведет к образованию железа в твердой форме.
— Показатель pH должен быть не более 6,5 в виду вышеуказанных моментов.
— Рекомендуется ионообменный фильтр использовать там, где повышенная концентрация железа наблюдается в совокупности с избыточной жесткостью, иначе это будет нерационально.
Рис. 4 Ионообменный фильтр
Ионообменные установки могут использоваться в любой сфере. Для бытового использования существую компактные фильтры, которые также работают на основе ионной смолы. Для промышленного производства оборудование более масштабно. Для увеличения производительности можно установить несколько ионных колонн. Чаще всего такое предусмотрено в промышленном производстве. Суть в том, что устанавливают две или три колонны с ионной загрузкой. Они могут работать как одновременно, так и по очереди. При переменной фильтрации устройств, регенерация также начинается по очереди. То есть сначала вырабатывается запас ионной смолы в первой колонне, она уходит на регенерацию и включается вторая. Когда у второй подходит время промывки, снова активируется первая. При монтаже трех и более ионных установок они могут также работать по несколько штук одновременно. Объединяются они блоком управления. Устанавливается на каждую колонну по отдельности или объединяет все сразу. Именно этот элемент следит за очередностью работы оборудования и начале режима регенерации.
Ионный метод позволяет не только удалять примеси железа, но и одновременно умягчать воду. Ионная смола позволяет удалять примеси железа без предварительного окисления. При этом расходы на эксплуатацию системы останутся прежними. Ионная смола требует только регенерации солевым раствором. И желательно автоматизировать систему.
Железо в воде: кому это может навредить
Вопрос о возможном вреде железа в воде сегодня окончательно не решен. С одной стороны, этот металл – один из наиболее важных элементов для живых организмов, в т. ч. и для человека. Согласно данным ВОЗ, суточная норма его потребления – до 30 мг железистых солей. Негативные последствия будут ощущаться скорее из-за недостатка микроэлемента в организме, чем от его переизбытка. Предельно допустимая концентрация, согласно СанПиН 2.1.4.1074-01, составляет 0,3 (1,0) мг/л, а ее превышение отнесено к низшему, 3-му классу опасности.
С другой стороны, если идет речь о превышении нормы в разы, а то и в десятки раз, то постоянное использование такой воды вряд ли сможет остаться без последствий (как минимум, аллергических реакций, расстройства пищеварительной системы и др.).
Полив железистой водой культурных растений не вызывает у специалистов принципиальных возражений. В большинстве районов мира альтернативы просто не существует, а в подзолистых почвах и дерне всегда присутствует трехвалентное железо. Химические процессы в почве порождают кислоты и другие активные вещества, которые успешно усваиваются растениями. Вместе с тем злоупотреблять такой водой и активно поливать ржавчиной растения тоже не стоит.
Кроме того, повышенное содержание железа в воде может выводить из строя водные насосы и вредить трубам, т. е. наносить серьезный материальный ущерб дачнику.
Это не только приведет к закупорке труб, но и повысит опасность развития там колоний кишечной палочки и других патогенных микроорганизмов. Если не избавиться от железа в воде из скважины, то при ее использовании в быту с большой долей вероятности могут пострадать бытовые приборы – проточные электронагреватели, стиральные машины-автомат, электрочайники и др. Они быстро покроются ржавчиной и выйдут из строя. Вещи, которые стираются в такой воде, приобретут рыжий оттенок.
Польза и вред
Для полноценного функционирования человеческому организму необходим этот микроэлемент. Оптимальное количество в сутки колеблется от 15 до 22 мг. Но не стоит полагать, что ценное вещество можно просто получать из-под крана, не беспокоясь больше об уровне гемоглобина. Неспроста СанПин установил строгие нормы для потребляемой жидкости с избыточным содержанием металлопримесей. Составив свой рацион надлежащим образом, человек из пищи получает все необходимое. Переизбыток веществ может в лучшем случае не усвоиться, в худшем — сильно навредить.
Уровень содержания металла в воде может быть разным. Если при 0,4 мг/л почувствовать его на вкус невозможно, то при десятикратном увеличении — запросто. Чем вредно превышение содержания общего железа в воде в 10 раз, говорить не требуется. И это далеко не предел. В пригородных районах встречается и стократное. В таких ситуациях приходится монтировать целые очистные комплексы и даже осваивать новые скважины. Нельзя недооценивать пагубное воздействие переизбытка данного микроэлемента. Ведь в первую очередь от него страдает здоровье.
Влияние на организм
Количество Fe в воде для питья, существенно превышающее допустимые нормы, не лучшим образом сказывается на состоянии человека. Излишки вещества не усваиваются, но и не выводятся полностью. Постепенно происходит его накапливание в тканях и внутренних органах, которые из-за этого начинают разрушаться.
Чем грозит превышение железа в воде, чем вредно для человека
Переизбыток элемента способен нанести непоправимый вред и привести к множеству тяжелых заболеваний, среди них:
- гемохроматоз (поражение тканей);
- патологии печени, почек, ЖКТ;
- ослабление иммунитета, общая слабость;
- разрушение структуры волос, аллергические проявления.
Также не стоит забывать о вреде воды с высоким содержанием железа для кожи.
Не только люди могут пострадать от чрезмерно концентрации железной составляющей. Навредить она может и коммуникациям:
- Интенсивное скопление ржавчины может привести к возникновению засоров, удалить которые впоследствии будет непросто. Если засорение все-таки произошло, но было успешно устранено, какое-то время из крана будет идти ржавая жидкость. Пользоваться ею ни в коем случае нельзя! Нужно подождать, пока она стечет.
- Металлические примеси портят сантехнику. Кирпично-коричневый налет на ванне, раковине, унитазе портит внешний вид. Удалить такие пятна достаточно сложно.
- При концентрации железобактерий в системе водоснабжения возникает вероятность капитальной поломки. Одновременно могут забиться и прийти в негодность коммуникации на обширной территории.
Можно ли пить воду с избытком железа
Диспенсер напольный AquaPro 6207CH (охлаждение/нагрев/комн.темп)
Диспенсер настенный AquaPro 3207CH (охлаждение/нагрев)
Колонна аэрации AS-0844 VO-90
Можно, если его уровень соответствует установленным нормам. При превышении — нельзя. Употребление несоответствующего качественным стандартам питья способно привести к тяжелейшим последствиям: возникновению заболеваний различного характера и другим осложнениям. Железистая жидкость причиняет огромный вред здоровью
И это, если не брать во внимание отвратительные вкусовые и ароматические качества. Пить такую, порой, просто невозможно
Влияние на оборудование и технику
Обилие ржавчины в системе способствует выведению из строя любых бытовых приборов, которые используют воду. Газовые нагреватели, стиральные машины, посудомойки — все эти незаменимые помощники находятся под угрозой. Сбои и поломки связаны с возникающими закупорками и засорами, провоцирующими неправильную работу техники. К тому же, металлический налет имеет свойство накапливаться на поверхностях, что в итоге приводит к неисправностям.
Очищающие средства (фильтры), которыми фильтруют жидкость для питья или технических устройств, очень быстро придут в негодность из-за переизбытка металла. Особенно опасны в этом отношении железобактерии. Сетчатая структура фильтрующих элементов моментально забивается. Если не заметить этого и своевременно не принять меры, бытовые приборы могут сломаться.
Как правильно сделать забор пробы воды для анализа в санстанции ↑
Если скважину пробурили недавно, анализ воды делают сразу же. Также потребность в анализе возникает при резком изменении вкуса или внешнего вида жидкости. Существует определенный алгоритм взятия проб. Его нельзя нарушать, иначе результаты будут необъективными. Основные правила забора:
- В качестве емкости используют стеклянную или пластиковую посуду объемом не более 1,5 л. Нельзя использовать бутылки из-под напитков с красителями и ароматизаторами, но можно набирать пробу в тару из-под минералки.
- Бутылку или банку несколько раз промывают горячей водой, потом холодной – той же, которую возьмут на анализ. Бытовую химию использовать нельзя.
- Перед забором открывают кран на 15-20 минут и дают воде стечь, чтобы примеси, осевшие на трубах, не сказались на результатах анализа.
- Воду набирают, открыв кран на минимум. Она не должна перенасыщаться кислородом, чтобы предотвратить возможные химические реакции.
- Когда емкость наполнится до краев, ее плотно закрывают. Это поможет перекрыть доступ воздуха. После этого бутылку ставят в непрозрачный пакет или сумку, чтобы избежать воздействия солнечных лучей.
- Пробу доставляют в санстанцию в течение ближайших трех часов. Если нет такой возможности, то хотя бы в тот же день.
Хранить воду нежелательно, но если приходится, то ее заворачивают в темный непрозрачный пакет и ставят в холодильник. Вода, простоявшая в холодильнике более 2 суток, непригодна для анализа, нужно повторить забор.
Анализ воды проводят с помощью специальных тестов и химических реагентов
Роль железа в здоровье человека
Для начала разберемся, какую роль играет этот металл в процессах жизнедеятельности человека.
Мы все содержим от 2,5 до 4,5 мг железа. Этот микроэлемент необходим для нормального дыхания. Он входит в состав гемоглобина, транспортирующего кислород к нашим органам и тканям. Железосодержащие соединения участвуют и в других процессах, например:
- синтез ДНК;
- переработка токсинов;
- энергетический обмен;
- поддержка иммунитета;
Если в организме данного вещества не хватает, это сказывается на самочувствии и даже внешнем виде человека. Вот некоторые симптомы недостатка железа:
- Потеря аппетита или странные вкусовые пристрастия (например, желание есть мел, муку, сырые крупы или несъедобные вещества).
- Вялость, сонливость, упадок сил, быстрая утомляемость, в том числе при физических нагрузках. И не удивительно – органы плохо снабжаются кислородом.
- Частые простуды из-за сниженного иммунитета.
- Бледная сухая кожа, ломкие волосы и ногти, трещины в уголках губ.
Болезнь недостатка железа в организме – железодефицитная анемия. Существуют и другие типы анемий, но этот самый распространенный.
Избыток этого минерального вещества возникает реже, чем недостаток, но он не менее опасен. Ведь даже лекарство в большой дозе – яд.
Если металла слишком много, он начинает накапливаться в органах и тканях – печени, почках, поджелудочной, сердце и других отделах организма. Возникают такие симптомы:
- Слабость, быстрая утомляемость.
- Потеря веса, падение кровяного давления.
- Боли в суставах.
- Длительное потребление железа в чрезмерном количестве может привести к развитию сердечной недостаточности, сахарного диабета, цирроза печени.
Есть предположение, что избыток данного вещества может стать косвенной причиной онкологического заболевания.
Народные рецепты очищения воды
В целом, железо отсекается от воды теми же средствами, что и прочие примеси.
Помимо специальных приспособлений, эффективны будут и народные способы, проверенные временем.
Как эффективно очистить воду в домашних условиях:
- Отстаивание — самый простой, но и наиболее долгий метод. Наполните ведро и оставьте на ночь, а утром слейте две трети (желательно, через несколько слоев марли), находящиеся в верхней части.
При отстаивании воды, взятой из скважины, в оставшейся трети будет песок, глина, известь и железо. Если вода водопроводная, из-под крана, то за ночь хлор удалится.
Отстаиванием нельзя убрать соли тяжелых металлов и патогенные микроорганизмы, являющиеся возбудителями заболеваний кишечника.
Замораживание также требует минимум усилий, при этом вода получается максимально полезной и чистой.
Налейте воду в глубокий поддон и поместите в морозильник либо наберите в кастрюлю и вынесите на балкон (в морозы). Примерно через полчаса, когда верхний слой схватится, удалите корку с мусором. Оставшейся воде дайте застыть примерно на 3/4 — этот лед и будет самым чистым. Остаток жидкости вылейте, в нем сконцентрированы все примеси.
Лед пусть растает при комнатной температуре либо в холодильнике. Полученная вода содержит до 3 градусов минеральных веществ. Чтобы этот показатель повысить, добавьте на каждый литр талой воды 100 мл минералки.
Кипячение достаточно эффективно, однако потребует внимательности.
Его преимущество в 100%м уничтожении патогенных микроорганизмов. Наберите чайник, доведите до кипения, убавьте нагрев и оставьте на нем посуду на 50 минут.
Соединения магния, кальция и железа выпадут в виде осадка на дно емкости и осядут на стенках. Большой недостаток такой воды — крайне низкое содержание кислорода
Применяя метод, важно не забыть о чайнике на плите и предусмотреть достаточный объем, чтобы вода не выкипела без остатка
Активированный уголь. Средство обеспечивает удаление неприятного запаха и адсорбирует множество примесей.
Одна таблетка эффективно очищает один литр воды. Возьмите пять таблеток, заверните в чистую марлю или бинт и опустите в емкость с пятью литрами воды на ночь, утром вода будет чистой.
Подобным способом великолепно очищается вода из скважины — убирается известь и железо.
Кремний удаляет патогенные бактерии и соли тяжелых металлов. Купите кремний, хорошенько вымойте его, положите на дно посуды с водой.
Сверху емкость накройте марлей и поставьте в темное место на 3—7 суток. Верхние слои отстоявшейся воды перелейте в чистую тару, ее можно использовать для питья и приготовления еды. Нижний слой, толщиной приблизительно 3 см, вылейте, в нем содержатся соли тяжелых металлов, известь, железо. На камешках кремния сформируется белая пленка, которую необходимо очень тщательно смыть (потрите камни старой зубной щеткой).
Интересный факт Предельное содержание железа в питьевой воде — 0,3 мг на литр.
Большее количество значительно ухудшает вкус воды.
Признаки наличия соединений железа
Точно установить наличие железосодержащих примесей может лишь анализ состава воды, проведенный в специализированной лаборатории. Однако существует ряд косвенных признаков, которые позволяют судить об избытке этого металла в водопроводе, скважине или колодце:
- наличие у воды специфического металлического привкуса;
- появление ржавого налета на посуде, сантехнике, кафеле и других поверхностях, которые контактируют с жидкостью из-под крана;
- окрашивание белого белья в рыжеватый оттенок при стирке;
- появление осадка при отстаивании даже прозрачной воды;
- рыжий цвет воды, присутствие в ней взвеси.
Признаки наличия соединений железа в воде.
Как произвести очистку воды
Понизить концентрацию железных соединений можно самостоятельно несколькими вариантами. Метод очистки зависит от объема потребляемой жидкости и сколько примесей в ней содержится.
Отстаивание
Самый простой способ очистки ресурса добытого из скважины. Сооружается дополнительный водорезервуар, рассчитанный на объем, предполагаемого потребления жидкости в сутки, в нем и происходит отстой.
Плюсы
- Простой способ, не требующий больших затрат
- Всегда есть запас чистой воды.
- Установка резервуара на мансарде, создаст самотек. И избавит воду от сероводорода.
Минусы
- Очистка происходит не полностью
- Емкость необходимо периодически чистить, что не очень удобно, так как требуется отключение от системы.
- Внимательно следить за количеством потребляемой жидкости.
Аэрация
Выпавший осадок на выходе после очистки улавливается механическими фильтрами.
- Безнапорная – Вода контактирует с кислородом по максимуму, происходит это из-за распыления. Распылители перемещают жидкость в резервуар. Для более продуктивной очистки в емкость, при необходимости, производится монтаж компрессора.
- Напорный вид очистки — предполагает поступление жидкости в систему под большим давлением. Работая параллельно, напор и компрессор, создают бурление и вспенивание, что дает возможность жидкости, как можно больше, контактировать с воздухом.
Помимо очистки от железа, метод аэрации избавляет от сероводорода.
- Главное достоинство данной очистки — экологичность. Процесс исключает применение реагентов.
- Недостатки. В воде все же остается некая доля железа. Работа системы зависит от наличия электричества. Периодически надо чистить емкость и фильтры.
Озонирование
Процесс эффективный, но трудоемкий.
Использование хлора уходит в прошлое. После очистки с использованием данного реагента, он частично остается в жидкости и наносит вред человеку и окружающей среде.
Озонирование принято считать наиболее надежным методом, результативность которого создается путем воздействия озона и его производных на содержащиеся в воде примеси.
Органическое железо удаляется из жидкости путем совокупного воздействия. Процесс очистки, добытой жидкости из скважины путем озонирования, довольно сложный. Требуется монтаж дорогого оборудования. Необходим точный расчет для продуктивной работы, самостоятельно сделать его очень трудно (нужно вычислить сколько надо озона и время его воздействия на воду в соответствии с количеством и типом содержащихся в ней примесей).
Ионообменный
Такая очистка осуществляется фильтрами содержащими смолу и свободные ионы. Когда вода проходит фильтр, ионы натрия меняются местами с ионами железа. Поэтому метод называют – ионообменным.
Когда фильтр израсходовал все свои ресурсы, они подлежат восстановлению.
Обратный осмос
Очистка воды от железа и примесей делается фильтром с содержанием мембраны, именно она осуществляет фильтрацию на молекулярном уровне. Обратноосмотический метод обезжелезивания считается наиболее продуктивным. Происходит удаление растворенных частиц. Для улучшения качества фильтрации и купирования выхода из строя мембраны, необходимо производить предварительную очистку воды механическими фильтрами.
Обратный осмос полностью очищает воду от всех видов загрязнения. Метод самый эффективный, но очень дорогостоящий.
Работа микрофильтрационных, нано- и ультра- мембран происходит аналогично обратному осмосу.
Введение реагентов и катализаторов
Применение химических реагентов, для обезжелезивания жидкости, в основном используется в промышленности. Необходима доочистка жидкости. Требуется удалить химические соединения. Принцип аналогичен для всех систем очистки — между железом и реагентом происходит химическая реакция, в результате которой образуется осадок.
Катализаторы используются вместе с водой прошедшей аэрацию или с применением реагентов для окисления железа.
Каталитический способ обезжелезивания воды, происходит при помощи фильтров, содержащих материал, обладающий каталитическими свойствами. Вода проходит через пористые наполнители, которые обеспечивают качественную очистку.
Самые распространенные способы очистки воды из скважины от железа ↑
Выбор способа очистки зависит от формы, в которой находится элемент в воде. Чаще всего это двухвалентное железо. Оно придает воде металлический привкус, но не меняет цвета. Для очистки используют такие способы:
- ионообменный;
- обратный осмос;
- народные методы.
Ионообменный метод обезжелезивания. Для очистки придется поставить фильтр с ионообменным картриджем. Специалисты рекомендуют отдать предпочтение картриджам Fe-10sl, Fe-20BB фирмы Гейзер, подойдет также и БА, работающий по другому принципу, но достаточно эффективный.
Обратный осмос. Более надежный способ снижения концентрации железа. Мембраны фильтра обратного осмоса хорошо очищают воду от многих примесей, но могут возникнуть проблемы, если жидкость содержит слишком большое количество трехвалентного железа – оно забивает поры фильтра.
Обезжелезивающий механический фильтр
Наши соотечественники привыкли все проблемы решать самостоятельно, не полагаясь на высокие технологии, и без лишних затрат. Их советы бывают очень уместными и действительно полезными. Бывалые дачники рекомендуют просто отстаивать воду и обогащать кислородом, дожидаться, пока железо выпадет в осадок, и аккуратно набирать чистую прозрачную жидкость. Это можно сделать так:
В ведре. Самый незамысловатый способ: поставьте воду на несколько часов и аккуратно набирайте ее сверху.
Открытый резервуар. Принцип тот же, но воду ставят в корыте. Чтобы ускорить химические реакции, в емкость опускают обычный аквариумный компрессор.
Хранение воды в специальном баке. Воду из скважины хранят в баке, набирают по мере надобности, а когда слой осадка становится слишком заметным, бак просто очищают.
Хотя советы «самородков» выглядят слишком простыми, они вполне применимы и опираются на объективные химические процессы. Если железо трехвалентное, то оно выпадет в осадок, и набранная вода будет в разы чище. Двухвалентное железо под воздействием кислорода становится трехвалентным, поэтому открытый резервуар и компрессор – хорошие варианты очистки своими руками.
Схема простейшего самодельного фильтра
Лучше отдать предпочтение фильтрам известных производителей и максимально очистить воду от всех ненужных примесей. Но пока не приобретете нужное оборудование, в качестве временной меры пригодятся «народные методы». Они просты и не требуют серьезных затрат. Для дачи, где нет большого расхода воды, достаточно купить объемный бак и компрессор. А вот для дома с постоянным проживанием, фильтр – жизненно необходимая вещь.