Железо в воде, его соединения, методы очистки

Железо составляет около 5% нашей земной коры. Поэтому этот металл входит в состав воды почти всех источников, в том числе и в скважинах.

В природном виде находится в качестве ионов Fe2+ и Fe3+. Бывает как в неорганических и так и органических соединениях (взвеси, коллоиды, и пр.).

Основным признаком наличие железа в воде является красно-коричневый осадок на стенках ёмкости, либо в виде хлопьев на поверхности воды. Явно выявляется железо при кипячении воды.

Признаки присутствия железа в воде:

Наличие «металлического» привкуса
Образование осадка «рыхлый шлам» на сантехприборах, забивание внутренних поверхностей труб
Выпадение в виде хлопьев на поверхности воды
Тоже происходит в процессе приготовления пищи (при нагреве воды) выпадает рыжий осадок

Согласно ГОСТ, уровень железа в питьевой воде не должен превышать 0.3 мг/л. При наличии в воде железа более 0,3 мг/л происходит образование рыжего осадка.

Вода может содержать несколько типов железа (несколько форм). Суммарное железо – это сумма концентраций всех типов железа, содержащихся в воде.

Двухвалентное железо

Двухвалентное железо (Fe2+ или Fe++) в составе воды прозрачное. Но на открытом воздухе вода начинает приобретать желтоватый оттенок, что свидетельствует о реакции окисления. Наиболее часто встречается в подземных водах.

Трехвалентное железо

В трехвалентное железо (Fe3+ или Fe+++) превращается Fe2+ после окисления. В данном случае железо имеет вид не оседающего осадка, такое железо легче всего удалять. Присутствует в старых трубопроводах, в виде ржавчины.

Коллоидное железо

Коллоидное железо-это маленькие частицы железа, которые имеют размер менее 0.1 мкм и поэтому они не отфильтровываются механическими фильтрами. Это железо образует суспензию, но встречается крайне редко и удаляется окислением или переводом в другую форму, а затем фильтрацией.

Органическое железо

Органическое железо-это железо, соединенное с органическими веществами, такими как гумусовая кислота или татина. Из-за своей органической природы оно является наиболее сложно удаляемым.

Бактериальное железо

Встречается довольно редко. Железистые бактерии используют железо в метаболических процессах. Бывает Студенистым или волокнистым. Возможно образование пленки на поверхности воды.

Последствия при длительном воздействии и потреблении

Образование накипи приводит к выходу из строя нагревательных элементов (стиральные и посудомоечные машинки, котлы), перерасходу электроэнергии.

Белое бельё при стирке может потемнеть.

Избыточное употребление приводит к возрастанию риска инфаркта, поражается печень, возможны аллергические реакции, болезни крови.

Достоинством наличия избыточного железа в воде является благоприятное воздействие на рост растений. Вода, обогащенная железом, способствует росту растений.

Основные используемые способы очистки воды

Каталитическое окисление (использование катализаторов)

Ионный обмен (полимерные материалы)

Окисление (кислородом воздуха или аэрацией, хлором, перманганатом калия, перекисью водорода, озоном)

Фильтр обезжелезиватель:

С обезжелезиванием воды, не всё так однозначно, как с умягчением. Именно при неграмотном подборе обезжелезивателя, впоследствии может возникнуть наибольшее число проблем, связанных с эксплуатацией оборудования и его неэффективной работой. Поэтому к выбору обезжелезивателя нужно подойти наиболее ответственно.

Изначально железо находится в воде в растворённом состоянии. Задача любого фильтра обезжелезивателя сводится к тому, чтобы перевести растворённое железо в осадок и задержать его в толще фильтрующей загрузки. Чтобы перевести растворённое железо в осадок, его необходимо окислить. Достигается это с помощью применения различных технологий, которые в целом делятся на два типа: реагентные и безреагентные. Реагентные фильтры используют для окисления растворённого железа различные, сильные окислители, такие как, хлор, озон, но чаще всего перманганат калия "марганцовку". Безреагентные фильтры используют для окисления железа кислород воздуха.

Стоимость реагентных обезжелезивателей является самой низкой, но расходы при их эксплуатации очень высокие. Это связано с необходимостью ежемесячного приобретения реагентных материалов и частой замены фильтрующей загрузки. Фильтр по удалению железа из воды, превращается в фильтр по удалению денег из Вашего кармана!

Стоимость безреагентных обезжелезивателей изначально является более высокой. К стоимости основного оборудования добавляется стоимость аэрационной колонны, воздушного компрессора для подачи воздуха в систему и датчика потока. Но эксплуатационные расходы сведены к нулю. За воздух у нас пока денег не берут и его не надо ежемесячно приобретать, как "марганцовку".

Кроме того, безреагентные обезжелезиватели имеют более высокую эффективность, чем реагентные. Для достижения стабильной работы реагентных систем, требуется постоянное наличие свежего раствора окислителя в определённой концентрации, а это не всегда выполнимоБезреагентная технология напорной аэрации: Аэрация осуществляется нагнетанием воздуха в аэрационную колонну (1), расположенную перед фильтром обезжелезивателем (2) при помощи воздушного компрессора (3). Малошумный компрессор способен подавать до 500 л воздуха в час, при противодавлении 6,0 кг/см2. Включение / выключение компрессора происходит по сигналу с датчика потока (4), который установлен после фильтра обезжелезивателя. Внутри корпуса фильтра находятся фильтрующий материал AMDX и BIRM. Кислород, находящийся в воздухе, окисляет растворённое железо, которое выпадает в осадок и задерживается в толще фильтрующей загрузки. Избыток воздуха и растворённые газы (сероводород, углекислота и т. д.) удаляется с помощью воздухо-отделительного клапана в верхней части аэрационной колонны. Промывка и восстановление работоспособности фильтра осуществляется без применения каких-либо химических веществ обратным током исходной воды. Работа фильтра полностью автоматизирована..