Во многих областях России содержание металлов в централизованных и автономных системах водоснабжения существенно превышает установленные нормы. Применение фильтров от железа в воде позволяет повысить ее качество и сделать пригодной для питья и использования в технологических процессах. Существуют различные методы обезжелезивания воды подручными средствами, а также с помощью сложного оборудования.

Эффективные фильтры от железа в воде необходимы по ряду причин, и прежде всего, из-за негативного влияния этого металла на здоровье человека. Для взрослого мужчины суточная доза этого элемента составляет 10 мг, для женщины - 20 мг, для детей - от 4 до 18 мг. Превышение этих норм приводит к функциональным нарушениям в работе печени, нарушениям сердечного ритма и дисфункции щитовидной железы. Однократное употребление железистой воды никак не скажется на вашем самочувствии, но если ее пить или готовить на ней регулярно, возможны патологические изменения внутренних органов.

Источники и нормы содержания железа в воде

В земной коре и соответственно в водоемах и водоносных горизонтах этот металл присутствует в значительных количествах. Установка фильтров для воды для удаления избыточного железа оправдана и позволяет улучшить ее органолептические и вкусовые качества, делает безопасной. Основные факторы, способствующие поступлению этого элемента в открытые и закрытые источники водоснабжения, делятся на две группы: 

• Природные. Вымывание железа из грунта дождевыми осадками или в процессе таяния снегов. Влияние естественных факторов особенно высоко в регионах, где находятся крупные месторождения этого металла, например, в Курской области.
• Техногенные. Коррозия стальных водопроводных труб и оборудования на насосных и фильтрующих станциях. Загрязнение почв промышленными отходами металлообрабатывающих предприятий.

Использование фильтров для очистки воды с железом в бытовых условиях и на предприятиях позволяет довести его содержание до нормативных показателей. Предельно допустимые значения содержания этого металла регламентируются следующими документами:

• Вода питьевая и для хозяйственно-бытовых нужд - не более 0,3 мг/дм³ (СанПиН 2.1.4.1074-01).
• Вода для теплотехнического оборудования - от 0,05 до 0,2 мг/дм³ ( ГОСТ Р 55682.12-2013/ЕН 12952-12:2003).
• Вода промышленная - не более 200 мг/дм³ (ГОСТ 23732-2011).

Добиться таких показателей можно только с помощью высокопроизводительных фильтров для очистки воды от железа, которые устанавливаются в жилых домах и на предприятиях. Подбор необходимо оборудования производится с учетом результатов анализов исходной жидкости и технических требований заказчика.

Бытовые и лабораторные методы определения количества железа в воде

Содержание этого химического элемента определяется путем исследования пробы, которая отбирается из источника водоснабжения в чистую неметаллическую емкость. Это необходимо для того, чтобы понять требуется ли фильтр очистки воды от железа в системе водоподготовки. Установить наличие металла в жидкости можно и без сложного оборудования. Наличие ржавых разводов на стенках сосуда указывает на то, что концентрация Fe превышает допустимые 0,3 мг/дм³.

Для того, чтобы точно определить, какой фильтр для воды с очисткой от железа требуется в каждом конкретном случае проводится лабораторный анализ. Для этих целей используется методика, утвержденная ГОСТ 4011-72. В ходе исследования проводится окисление всех форм железа до трехвалентного состояния с последующим вычислением количественных показателей с применением сульфосалициловой кислоты.

Упомянутый метод отличается достаточной точностью, и полученные результаты могут использоваться для проектирования систем водоподготовки. Данные исследований применяются для проведения расчетов необходимых параметров оборудования для очистки воды от железа и определения, какие фильтры будут наиболее эффективными. От точности исходной информации в значительной мере зависят первоначальные вложения и эксплуатационные затраты.

Способы и оборудование для очистки воды от избыточного железа

Для очистки исходной жидкости, поступающей из водопровода, скважины или колодца, применяются разные методы. Условно их можно разделить на две категории: бытовые и профессиональные. Первые предполагают использование подручных средств, и к ним прибегают, если нет качественных фильтров воды, очищающих ее от избыточного железа. Эффективность таких способов очень ограниченная и пользуются ими в самых крайних случаях.

Промышленные методы предусматривают применение лучших фильтров воды от железа разных типов и разной производительности. Подбирать компоненты для таких систем оптимально, если исходить из содержания металла в исходной среде и на основании расчетов. Последние проводятся в ходе проектирования системы по техническому заданию, разработанному заказчиком.

Способы обезжелезивания воды в быту

В домашних условиях довести жидкость с большим содержанием данного химического элемента до состояния пригодности питья крайне сложно. Без применения технологичных фильтров для очистки воды от железа добиться нужных кондиций не получится, можно лишь уменьшить содержание металла на какой-то процент. Для этого применяются следующие методы: 

• Кипячение. Обезжелезивание воды происходит за счет доокисления двухвалентного железа в процессе активного выделения растворенного воздуха. Попутно уничтожается микрофлора и уменьшается жесткость.
• Отстаивание. Вода выставляется в открытой емкости желательно, чтобы поверхность зеркала была по возможности наибольшей. Нерастворимые соединения железа образуют ржавый осадок, а двухвалентные доокисляются до состояния трехвалентного.
• Вымораживание. Пластиковая емкость заполняется водой примерно на две трети, когда треть содержимого замерзнет - остаток сливаем, а лед плавим и используем для питья и приготовления пищи.

Описанные методы не могут сравниться по эффективности с современными фильтрами для воды для железа, но позволяют несколько снизить его содержание. Описанные способы действенны для сравнительно небольших объемов и не слишком удобны для повседневного использования. Установка даже простого и недорогого фильтра для удаления железа из воды позволяет сильно улучшить ее качество. Важно правильно подобрать, установить оборудование и не забывать о его обслуживании.

Профессиональная очистка воды от избыточного железа

Конечные показатели процесса обезжелезивания исходной рабочей среды определяются ее целевым назначением. При всем разнообразии номенклатуры фильтров для очистки воды от железа универсального метода не изобретено. В каждом конкретном случае разрабатывается наиболее оптимальная схема для бытового или промышленного использования.

Компоненты для таких систем - фильтры для очистки воды и железа и вспомогательное оборудование и для жилого дома и для предприятия работают по одному и тому же принципу. В основу их функционирования положены три метода:

• Окисление двухвалентного железа атмосферным кислородом (аэрация).
• Применение сильных окислителей (реагентов).
• Использование ионообменных процессов.

Существуют также мембранные технологии, но они достаточно дороги. Различаются бытовые и промышленные установки лишь по основным техническим параметрам: производительности и эффективности.

Системы обезжелезивания воды для бытового использования

Жилые дома и квартиры подключаются к централизованным системам водоснабжения или используются подземные источники (колодцы и скважины). Бытовые фильтры для воды от железа обычно являются частью многоступенчатой системы и бывают следующих видов:

• аэрационные колонны;
• ионообменные;
• обратного осмоса.

Выбор типа фильтра для очистки воды на железо определяется с учетом конкретных условий и исходя из финансовых возможностей домовладельца. При этом учитываются габариты оборудования и возможности его размещения, а также технические ограничения по применению.

Установки обезжелезивания и аэрации

Использовать фильтр для воды на железо аэрационного типа, если источником водоснабжения является водопровод не получится из-за особенностей его конструкции и функционирования. Метод доокисления растворимого двухвалентного элемента Fe реализуется в установках водоподготовки следующими способами:

• Фонтанирование - брызгальные системы.
• Душирование - разбрызгивание внутри закрытой вентилируемой емкости.
• Барботаж - продувание объема воды сжатым воздухом.
• Эжектирование или инжектирование - захват воздуха производится движущимся потоком воды.
• Напорный - наддув воздуха компрессором.

Производительность каждого из перечисленных фильтров для воды от железа зависит от ее окислительно-восстановительного потенциала (Eh или Red -Ox). После процесса аэрации этот показатель должен превышать 100 мВ. В тоже время индекс стабильности (Ланжелье) должен быть не менее 0,05.

В ходе подбора фильтра для воды по железу аэрационного типа принимают во внимание исходные параметры жидкости. В частности при содержании элемента в пределах 5 мг/дм³ обработка должна проводиться в течение 15-20 мин. При этом снижается уровень pH, который восстанавливается после завершения гидролиза.

Ионообменные фильтры

Для обезжелезивания исходной жидкости в таких установках применяется засыпка из катионитов. В современных фильтрах на очистку воды от железа все чаще вместо природных цеолитов и иных наполнителей используются ионообменные смолы синтетические. Последние отличаются повышенной эффективностью и способностью к неоднократной регенерации.

Ионообменные фильтра для очистки воды удаляют железо и другие двухвалентные металлы: магний и кальций. Такие системы более универсальны и не требуют предварительного доокисления растворимых соединений и образования нерастворимых гидроксидов. Но существуют и ограничения на применение этого метода.

Синтетические ионообменные смолы в фильтрах для воды быстро забиваются трехвалентным железом, которое из гранул плохо удаляется. Перед пропуском жидкости через установку нужно озаботиться снижением содержания растворенного кислорода, других реагентов-окислителей и органики. Применение ионообменных систем приводит к общей деминерализации воды. Последняя может использоваться в качестве теплоносителя в отопительных системах и водогрейных котлах.

Обратный осмос и другие технологии водоочистки

Многоступенчатые установки на основе мелкоячеистых мембранных фильтров железа в воде обеспечивают высочайший уровень очистки. Размеры пор настолько малы, что через них проникают только молекулы H₂0. Все более крупные частицы концентрируются перед мембраной и сливаются в дренаж. Получаемый при этом пермеат практически не содержит никаких микроэлементов и нуждается в искусственной минерализации.

Другие виды фильтров воды с удалением железа предполагают использование сильных реагентов-окислителей: хлоратов, перманганата калия и озона. Эти методы очень эффективны и применяются при большом содержании химического элемента, когда аэрация и ионообмен неэффективны. Для осаживания коллоидных взвесей гидроксида железа применяется метод коагуляции. Добавляемые в воду специальные вещества связывают мельчайшие частицы (1-3 мкм), а затем задерживаются осадочными модулями.

Промышленные установки обезжелезивания воды

На предприятиях применяются исключительно высокопроизводительные системы водоподготовки. Преимущественно используются многоступенчатые модульные установки с фильтрами на воду от железа, которые и обеспечивают необходимые технико-экономические параметры. Для таких систем используются компоненты, работа которых аналогична тем, что применяются в быту: обезжелезивание и аэрация; ионообменные и реагентные станции.

Наиболее эффективными фильтрами для воды от железа и марганца, а также от других видов загрязнений являются полупроницаемые мембраны. Системы обратного осмоса позволяют получить чистый пермеат, который применяется во многих технологических процессах. Применение таких установок для получения воды для технических нужд крайне нерационально.

Промышленные фильтры обезжелезивания и аэрация

Высокопроизводительные станции водоподготовки получили широкое распространение во многих отраслях. Методы аэрации в системах фильтров для воды, если содержание железа общее не превышает 10 мг/дм³, показывают исключительно высокую эффективность. Технология водоочистки реализуется одним из двух способов:

• Безнапорный. Душирование и фонтанирование предусматривает разбрызгивание жидкости в вентилируемом закрытом сосуде; инжектирование или эжектирование засасывание воздуха потоком жидкости за счет образующейся разницы давления.
• Напорный. Барботаж - продувание слоя вода сжатым воздухом в специальной камере; введение воздуха в поток жидкости при помощи компрессорного агрегата.

В случае если содержание металла превышает 10 мг/дм³, используются комбинированные двухступенчатые фильтры для воды от железа с добавлением химических реагентов. Дозирование окислителей осуществляется специальными автоматизированными электронными системами. Растворы вводятся в поток или закрытую емкость и тщательно перемешиваются с обрабатываемой рабочей средой.

Аэрационные и реагентные методы очистки воды от железа с дополнительными фильтрами обеспечивают необходимые показатели качества. Данный способ по технико-экономическим характеристикам является наиболее оптимальным и доступным для большинства предприятий с разными объемами производства.

Ионообменные фильтры

Конструктивно модуль представляет собой емкость, в которой находится катионная засыпка, и через нее прокачивается жидкость. В ионообменных фильтрах по очистке воды от железа используются заполнители двух видов:

• Природные: цеолиты и другие.
• Синтетические: специальные смолы.

Ионообменные фильтры для удаления железа из воды имеют значительный ресурс и легко регенерируются. Сквозь засыпку пропускается концентрированный раствор хлорида натрия и происходит обратное замещение металлов в матрице синтетических смол.

Купить фильтр для очистки воды от железа

Для улучшения качества и достижения необходимых показателей применяются специальные фильтры для воды для удаления железа, цена которых зависит от производительности. Они используются в качестве компонентов многоступенчатых систем бытового и промышленного назначения. Наибольшую эффективность демонстрируют аэрационные и реагентные системы обезжелезивания, несколько уступают им ионообменные установки.

Воспользуйтесь возможностью купить фильтры для воды для очистки от железа и марганца на выгодных условиях. Компания «Diasel Engineering» предлагает обширную номенклатуру высокопроизводительного оборудования и выполняет полный комплекс работ от проектирования до запуска систем в эксплуатацию. Наши специалисты также обеспечивают квалифицированное регламентное обслуживание бытовых установок и промышленных станций водоподготовки.