Очистка воды от железа

Очистка воды от железа — это процесс, который приобретает всё большую актуальность в современных условиях ухудшения качества водных ресурсов. Железо является одним из наиболее распространённых загрязнителей, которое негативно сказывается как на здоровье человека, так и на состоянии оборудования, связанного с водоснабжением. Проблема проявляется в виде ржавых отложений, неприятного привкуса и запаха, а также возможного изменения цвета воды.

Основные методы обезжелезивания воды:

— Окислительный метод;
— Метод каталитического окисления;
— Ионообменный метод;
— Биологический метод;
— Электромагнитный метод;
— Мембранный метод;

Пути попадания соединений железа в воду

Соединения железа в питьевую воду могут попадать тремя путями: естественным (из размываемых горных или почвообразующих пород), промышленным (из стоков металлургических и других предприятий) и вторичным (когда на станциях очистки воды применяют железосодержащие коагулянты, либо из-за коррозии металлических водопроводных труб).

Влияние избытка железа в воде на здоровье человека и ее вкусовые качества

Постулат о вредном влиянии повышенного содержание солей железа в питьевой воде на здоровье человека является, на самом деле, весьма спорным. Медики не пришли пока к единому мнению по этому вопросу. Одни доказывают, что железо в воде находится в формах, которые практически не усваиваются организмом, да и количество железа, получаемое с пищей, обычно не дотягивает до оптимальных норм. Другие же выводят прямую связь между повышенным содержанием железа в воде и аллергическими реакциями, нарушениями обмена веществ, заболеваниями кожи и волос. Кстати, Всемирная организация здравоохранения склонна к первому мнению, во всяком случае ПДК по содержанию железа в питьевой воде она не устанавливает. Российские санитарные нормы определяют допустимый уровень железа в питьевой воде в 0,3 мг/л.

Как бы то ни было, вода с содержанием железа от 0,5 мг/л выглядит неаппетитно, имеет ржавый или желтый цвет, в ней выпадает рыхлый осадок. Вкус такая вода имеет неприятный, металлический, кипячение вкусовые качества не улучшает.

Отрицательные свойства воды с избытком железа при ее использовании в хозяйственных целях

Вода с повышенным содержанием соединений железа непригодна для стирки — бельё желтеет, стиральные порошки и отбеливатели образуют хлопья. Плоха такая вода и для уборки или использования в технических нуждах — портится кафель, напольные покрытия; на эмали и фаянсе сантехнических изделий появляются коричневые натеки.

Повышенная концентрация железа в воде губительна для системы горячего водоснабжения, в которой вызывает интенсивное появление рыхлого шлама. Шлам забивает радиаторы и трубы, сужает их проходное сечение. Он попадает в смесители и краны, быстро выводя их из строя. Часто шлам затвердевает в виде осадка.

В железистых отложениях быстро размножаются бактерии, питающиеся этими соединениями. Эти микроорганизмы образуют колонии грязно-бурого цвета, обрастания различных форм, из-за чего теряется напор воды, а сама вода содержит токсичные продукты жизнедеятельности железобактерий.

Основные методы обезжелезивания воды

В современных технологиях водоочистки применяется несколько методов обезжелезивания воды. Каждый метод имеет свои плюсы и минусы.

Окислительный метод

основан на окислении железа либо кислородом воздуха (аэрацией), либо сильными реагентами (перманганат калия, перекись водорода, хлор, озон) до образования нерастворимого гидроксида железа. Впоследствии гидроксид железа удаляется отстаиванием или фильтрацией. Этот метод применим в основном на больших станциях водоочистки.

Метод каталитического окисления

Часто применяется для небольших объемов очищаемой воды (например, в частном коттедже). Для этого используются компактные установки — фильтры. Реакция окисления железа происходит внутри резервуара установки на гранулах засыпки – специальной фильтрующей среды с каталитическими свойствами. В качестве каталитической засыпки применяют синтетические материалы (Birm, синтетический цеолит) и природные минералы (натуральный цеолит, глауконитовый песок, доломит).

Ионообменный метод

предполагает использование специальных ионообменных смол — катионитов. Этот метод применяется в системе водоочистки крупных предприятий, в отопительных котельных, но обычно нецелесообразен для очистки воды , используемой в бытовых нуждах.

Биологический метод

Основан на использовании железобактерий, обычно выступающих в качестве врага водопроводных систем. Бактерии поедают соединения железа и, таким образом снижают его концентрацию в воде. В конструкции фильтров биологического обезжелезивания колонии бактерий заселяются на песчано-гравийную засыпку, фильтрация идет очень медленно, а коллоиды и бактериальные пленки с фильтров и отстойников регулярно удаляют. В ряде случаях биоочистка является единственно возможным способом обезжелезивания.

Электромагнитный метод

Является многоступенчатым — вода, содержащая избыток железа, вначале обрабатывается ультразвуком, затем поступает в зону действия электромагнитного поля, далее — на механический песчаный или угольный фильтр, который и улавливает соединения железа, выделившиеся в результате физических воздействий.

Мембранный метод

Самый распространенный в бытовых условиях. Конечно, этот метод относительно затратен и не предназначен только для обезжелезивания. Оно происходит в процессе обеззараживания воды с помощью микрофильтрационных мембран, при глубокой ее очистке ультрафильтрационными мембранами или обессоливании (обратный осмос). Однако мембранный метод позволяет удалить до 98% растворенных в воде соединений железа. Этот метод также с успехом используется для обезжелезивания воды в медицинской и пищевой отраслях.

При выборе того или иного метода, а следовательно и фильтра обезжелезивания воды, необходимо учитывать технические характеристики фильтра, стоимость, дизайн, а главное — уровень железа в очищаемой воде и необходимые объемы водоочистки.