Железистая вода

Согласно результатам исследований, проводимых независимыми лабораториями, во многих регионах страны отмечается превышение ПДК по содержанию металлов в водопроводной воде. При этом со слабоминеразированными целебно - питьевыми источниками такая железистая вода схожа только по названию и концентрации этого химического элемента. Постоянное употребление приэльбруского «Нарзана» приводит к непоправимому вреду для здоровья. Использование воды с высоким содержанием железа становится причиной поломки бытовой техники и промышленного оборудования.

Виды железистых загрязнений воды

По уровню содержания в земной коре этот химический элемент занимает четвертое место  - до 4,65% от общей массы, уступая только кислороду, кремнию и алюминию. Положение, при котором вода в скважине железистая в нашей стране скорее норма, чем исключение из правил. Металл содержится в ней виде органических и неорганических соединений:

• Двухвалентное: растворимый гидроксид Fe(OH)2. Обычно присутствует в форме коллоидных частиц  - взвесей.
• Трехвалентное: хлорид (FeCl#), сульфид (Fe(SO4)) и гидроксид (III). Все эти соединения нерастворимые.

В железистой воде на даче или поступающей из центрального водопровода часто наблюдается развитие особого рода бактерий. Эти микроорганизмы способны превращать соединения элемента в нерастворимые, за счет чего на поверхности образуется масляная пленка, а на стенка и на днище сосуда  - рыжий налет. В чистом виде описанные загрязнители встречаются крайне редко, чаще в сочетании друг с другом в разных соотношениях.

Источники загрязнения воды железом и нормативы

В открытых водоемах и в водоносных слоях, находящихся на значительной глубине, этот элемент выявляется в тех или иных формах обязательно. И в городе, и в сельской местности, когда в колодце железистая вода источники загрязнений одни общие:

• Техногенные: сброс неочищенных промышленных отходов в окружающую среду, стоки с полей и коррозия стальных корпусов насосов и трубопроводов в системах водоснабжения.
• Природные: естественное вымывание химического элемента из горных пород при просачивании воды сквозь них во время атмосферных осадков: дождя и снега.

В нашей стране железистая вода из скважины  - явление крайне распространенное. Содержание металла в подавляющем большинстве случаев превышает предельно допустимые значения, которые установлены следующими нормативными документами:

• СанПиН 2.1.4.1074 -01  - для централизованных сетей водоснабжения (не более 0,3 мг/л).
• ГОСТ Р 55682.12 -2013 и ЕН 12952 -12:2013  - для предприятий теплоэнергетики (в пределах 0,05 -0,20 мг/л).
• ГОСТ 232732 -2011  - для промышленных потребителей (до 200 мг/л).

Для обеспечения таких показателей на станциях водоподготовки и в домохозяйствах применяют системы фильтрации разной производительности. Оборудование подбирается с учетом исходных параметров и требуемых результатов.

Влияние железа, содержащегося в воде, на здоровье человека и технику

Этот химический элемент участвует в процессах кроветворения и его недостаток приводит к анемии. Превышение концентрации и регулярно потребление избыточно железистой вода для организма крайне опасно и может привести:

• к функциональным расстройствам печени;
• нарушениям в работе сердечнососудистой системы;
• дисфункции щитовидной железы.

Чтобы сбалансировать пользу и вред железистой воды для человека необходимо учитывать суточную норму потребления. Для ребенка она составляет от 4 до 18 мг, для взрослого мужчины  - порядка 10 мг, для женщины  - до 20 мг. Превышение этих показателей вызывает функциональные расстройства, а при постоянном употреблении становиться причиной патологий.
Избыточная концентрация железа в воде способна вывести из строя бытовую технику и промышленное оборудование. Частицы ржавчины забивают фильтры, на стенках теплообменников образуются нерастворимые наслоения, ускоряются процессы электрохимической коррозии. В результате отказывают кофемашины и выходят из строя котлы на теплоэлектростанциях.

Бытовые и лабораторные способы определения содержания железа

При значительных превышениях ПДК вода имеет характерный запах и очень неприятный вкус. Вместе с тем по органолептическим качествам можно определить только очень жесткую и железистую воду  - при меньших концентрациях наши органы чувств не распознают металл. В быту избыточное содержание гидроксидов, сульфидов и хлоридов железа устанавливается по выпадению рыжего осадка на стенках и образованию маслянистой пленки на поверхности.

Для определения химического состава железистых вод используется метод измерения общей концентрации элемента с сульфосалициловой кислотой. Для этих целей отбирается проба объемом не менее 200 мл, в которую добавляется реагент. При этом происходит образование комплексного соединения, окрашивающего раствор в желтый цвет. Интенсивность окраски определяется специальным оптическим прибором, излучающим свет с длиной волны от 400 до 430 нм.

Методы очистки воды от железистых загрязнителей

Снижение общей концентрации металла в воде в быту и с помощью специального оборудования происходит в два этапа. Сначала для очистки железистой воды растворимые соединения переводятся в нерастворимые, а затем отфильтровываются. В домашних условиях для этих целей используются методы кипячения и отстаивания (естественная аэрация).

Промышленные фильтр для железистой воды основаны на тех же принципах, но обеспечивают более глубокую очистку. В качестве основного и наиболее производительного метода используется аэрация с последующим пропусканием через блоки со специальными засыпками. Для обеспечения хозяйственно -бытовых нужд применяются также ионообменные и мембранные установки (обратный осмос). Они достаточно эффективны, но уступают аэрации по технико -экономическим показателям.

Бытовые

Для того чтобы максимально уменьшить вред от железистой воды при отсутствии профессиональных систем ее необходимо отстаивать, кипятить или вымораживать. В первом случае происходит естественное насыщение воды кислородом с доокислением гидроксида двухвалентного до трехвалентного, который выпадает в осадок.

При кипячении очищение железистой воды начинается активное газовыделение, которые существенно интенсифицирует химическую реакцию. Дополнительно происходит обеззараживание за счет высокотемпературного воздействия. Вымораживание также дает неплохие результаты, но этот способ крайне долгий и неудобный. Сложно отследить момент, когда требуется слить концентрат, содержащий основную часть загрязнителей.

Фильтры обезжелезивания и аэрация

В промышленности применяются различные методы водоочистки, в ходе которых происходит доокисление двухвалентных соединений до трехвалентных (нерастворимых). Аэрационные фильтры от железистой воды бывают пяти различных типов, в зависимости от способа насыщения ее воздухом:

• Барботаж  - вода в закрытой емкости продувается под давлением, что вызывает ее бурление.
• Душирование  - разбрызгивание воды в аэрационной колонне для увеличения площади контакта.
• Напорный  - наддув воздуха в поток воды.
• Фонтанирование  - применение разбрызгивающих установок.
• Инжектирование или эжектирование  - процесс захвата воздуха с помощью специальных насадок или устройств.

Показатели очистки железистой воды фильтрами аэрационного типа определяются окислительно - восстановительным потенциалом. На выходе из установки (колонны) данный показатель должен быть больше 100 мВ. При этом индекс стабильности системы должен превышать 0,05.

Аэрационные фильтры для железистой воды подбираются с учетом исходного содержания элемента. Его параметры должны быть таковы, что концентрация металла должна снижаться с 5 мг/л до требуемых значений после 15 -20 минутной обработки. В ходе аэрации показатели кислотно -щелочного баланса падают, а затем восстанавливаются.

Ионообменные фильтры

Для связывания растворимых соединений в колоннах используют современные катионные засыпки из синтетических смол. Ранее в ионообменных фильтрах на железистую воду применялись природные цеолиты. Последние существенно уступают полимерам в эффективности и не могут обеспечить многократную регенерацию.

Сравнительно небольшой фильтр для дачи от железистой воды с ионообменной смолой эффективно связывает двухвалентные атомы Fe, а также кальция и магния. В таких системах очистка происходит в один этап без предварительного доокисления. Это упрощает процесс, но имеется и ряд ограничений. На предварительной стадии необходимы установки для удаления органики и остатков окислительных реагентов. Если этого не сделать ресурс установки вырабатывается очень быстро.

Обратный осмос

Для эффективной очистки воды из колодца железистой с успехом применяются системы с полупроницаемыми мембранами. Мелкоячеистый материал систем обратного осмоса пропускает только молекулы оксида водорода, а все иные более крупные концентрируются перед ним. Насыщенный раствор примесей автоматически сливается в дренах.

Специалисты часто рекомендуют для фильтрации железистой воды купить обратноосмотическую бытовую установку. Она состоит из предфильтра механической очистки, картриджа с активированным углем, собственно мембраны и минерализатора. Пермеат не содержит микроэлементов и для регулярного употребления нуждается в искусственном насыщении полезными веществами.

Решение

Компания Diasel Engineering предлагает высокоэффективные фильтры для железистой воды купить с установкой и последующим обслуживанием. Мы реализуем аэрационные, ионообменные и обратноосмотические установки промышленного и бытового назначения. Предприятие занимается разработкой и производством компонентов для систем водоподготовки и предлагает лучшие условия для сотрудничества.