Очистка воды от железа из скважины своими руками

Ионный обмен (Умягчение)

Для удаления различных примесей из воды, в том числе растворенных металлов и органических соединений уже более 50 лет используют ионообменные смолы — катиониты и аниониты в различных комбинациях, требующие регенерации поваренной солью NaCl в таблетках.

Процесс удаления солей и металлов на ионообменных смолах называется умягчением. Изначально этот метод применялся и сейчас применяется в основном для удаления солей жесткости (соли кальция, магния). Однако, сейчас есть большой выбор ионообменных смол и для удаления железа, а так же органики.

Ионообменные смолы — это очень обширная тема. Мы говорим здесь исключительно о бытовой водоочистке и я буду сообщать только то, что следует знать о смолах в ключе нашей задачи — очистить воду в частом доме, либо на малом производстве от растворенных металлов.

Что же представляет из себя Смола? Это синтетические шарики, изготовленные из полимерных материалов. Они очень мелкие, их много, они похожи на мелкую икру минтая, щуки или на «тобико» — икру летучей рыбы. Мы, монтажники водоочистки, даже ради забавы называем смолу «икрой» на профессиональном сленге.

Удаление железа ионным путем. Перед умягчителем ставится осадочный фильтр. Впрочем, его может и не быть, если железо и марганец находятся в воде полностью растворенными.

Суть процесса умягчения принципиально отличается от обезжелезивания. Смолы не окисляют и не переводят растворенные вещества в твердую форму для последующего фильтрования, а замещают («впитывают») растворенные вещества в воде на катионы натрия, который не придает воде такого свойства, как жесткость. Общая солевая насыщенность воды при этом остается неизменной или даже возрастает. Это зависит от типа растворенных веществ, которые забирает смола.

Исходя из вышесказанного возникает важный параметр ионообменных смол — ионообменная емкость смолы. Емкость смолы подобна емкости электрической батарейки. Есть запас натрия, который в процессе ионного обмена постепенно расходуется, тем самым снижается способность смолы забирать из воды растворенные вещества. Когда заканчивается натрий — заканчивается и очистка — вода проходит через толщу смолы не изменяя своих свойств.

Мы заранее рассчитываем работу умягчителя таким образом, чтобы сделать регенрацию (промывку) смолы раствором поваренной соли до наступления ощутимого снижения емкости. Этот период называется в водоочистке фильтроциклом. О расчете количества смолы, соли для регенерации, фильтроцикла читайте в статье об умягчении.

Такие мультикомпонентные загрузки, как Экотар, Экомикс, FeroSoft, АПТ-2, Ionofer c различными индексами А, В, С и т.д. предназначены для удаления ионным путем растворенных солей, металлов, органических соединений, а также широкого спектра других веществ: тяжелые металлы, ионы аммония, железоорганические соединения, фосфор, кальций, кремний и многие другие.

Как я уже сказал — смола регенерируется с помощью таблетированной поваренной соли NaCl, соль продается на всех строительных рынках, в магазинах сантехники, стоит примерно 7$ за 30кг мешок. Расход соли определяется в основном количеством удаляемых веществ.

В среднем около 1 мешка соли в месяц уходит на умягчение воды.

Обратный осмос.

Системы обратного осмоса — это принципиально иной метод очистки воды. Здесь мы имеем дело с фильтрованием воды сквозь мембрану. Грубо говоря это сетка, через которую проходят молекулы воды, но не проходят молекулы солей жесткости и растворенных металлов. При этом задержанные молекулы не образуют осадка на поверхности мембраны, а сразу же сливаются в дренаж (канализацию). В процессе фильтрации в обратном осмосе вода разделяется на два потока — пермеат (очищенная)  и концентрат (грязная вода).

В среднем на 1 куб.м. очищенной воды мы получаем полтора куба концентрата, который надо куда-то сливать.

Системы обратного осмоса эффективны при удалении растворенных металлов и солей жесткости. Они не замещают одни вещества другими, как ионообенные смолы, а реально очищают воду от примесей, в этом огромное преимущество обратного осмоса. Но это, пожалуй, самый дорогой процесс очистки воды и по причинам целесообразности его реже всего используют для удаления растворенного железа и марганца.

Однако, при высоких содержаниях растворенного двухвалетного Fe2+ железа и низком pH<7 осмос может быть весьма эффективен для удаления 20 и выше мг, потому что молекулы железа гораздо крупнее пор мембраны — их легко фильтровать.

Домашние способы избавления от примеси

Чтобы полностью ликвидировать вредные примеси, потребуются очистные системы. Но иногда нет возможности установить их сразу после определения состава жидкости. В этом случае помогут домашние методики:

• Замораживание. Набрать в бутыль воду и положить в морозилку. Когда половина жидкости превратится в лед – слить остаток. Замороженную часть растопить и применять для питья либо приготовления пищи.
• Кипячение. Если кипятить воду на слабом огне четверть часа или больше, железистые примеси осядут на дно кастрюли либо бака.
• Применение шунгита либо кремния. Минералы нужно положить на дно емкости с водой. Спустя несколько часов слить две трети воды. Вредные примеси останутся в остатке.

Самый простой способ избавиться от железа – отстаивание. Можно просто отстаивать воду в кастрюле либо баке или подключить к системе водоснабжения дополнительную емкость. Под воздействием кислорода железо трансформируется в нерастворимую форму и осядет на дно.

К плюсам этого метода можно отнести постоянный запас воды в доме, а к минусам – необходимость регулярного очищения бака.

Зачем нужна очистка воды от извести?

Немалые сложности создает  известь (гидрокарбонаты кальция и магния), присутствующая в избыточных количествах в водах многих регионов, и негативно сказывающаяся на таких аспектах:

• на здоровье: нарушается обмен веществ, ухудшается состояние кожи, волос, зубов;
• на функциях внутренних органах: образование нерастворимых кальцинатов, влияющих на работу мочеполовой, желчной и сердечно-сосудистой системы, мышечных и нервных тканей и увеличивающих свертываемость крови;
• на приготовлении пищи (продолжительность процесса увеличивается, а вкусовые качества продуктов изменяются).

Плохое качество известковой воды создает и такие проблемы:

• бытовые сложности: мыло не пенится, образуется налет на стенках посуды, остаются белые разводы на одежде после стирки;
• влияет на механизмы: при нагревании карбонат кальция образует плотный нерастворимый осадок на системах котельного и бойлерного оборудования, бытовых приборов, сантехнических деталях, приводя к поломке и повышению электроснабжения;
• негативно сказывается на двигателях и карбюраторах машин и другой техники, где используется вода;
• жесткая известковая вода губительна для растений, препятствуя усваиванию полезных микроэлементов.

При использовании известковой воды повышается риск развития кожных заболеваний у младенцев на 87%.

Способы очистки питьевой воды

Очисткой воды можно заниматься как на бытовом уровне, так и профессионально. Существует множество способов, как снизить содержание железа, но все они имеют как плюсы, так и минусы. Так как основное требование − это качество фильтрации, то постараемся выбрать наиболее эффективный способ получения чистой воды.

Аэрация воды из скважины

Данный метод является удобным при незначительном превышении нормы Fe. Обезжелезивание воды из скважины производится путём обогащения её кислородом. Двухвалентное железо вступает в реакцию окисления и становится трёхвалентным, которое требуется удалить при помощи фильтров.

Напорная система аэрации считается барьерной и чаще используется в комплексной системе очистки

Сложность процесса заключается лишь в подаче кислорода, однако решить её на бытовом уровне можно. Простая система аэрации представлена на видео:

Очистка воды озоном

Озонирование − безопасный современный метод. Разлагаясь, вещество обогащает воду кислородом, что улучшает её внешний вид и вкусовые качества. Однако следует помнить, что озон − газ токсичный, применяется он с соблюдением всех правил безопасности.

Кроме того, минусом такой очистки считается высокая стоимость. Озонирование воды производят чаще в промышленных масштабах или на малых предприятиях. Установку с озоном располагают на обводной линии трубопровода. Предварительно в лаборатории подбирают схему озонирования и дозу. Не является универсальным методом очистки воды из скважины в загородном доме.

Чистка при помощи реагентов

Внимательный читатель успел заметить, что процесс окисления (выделения кислорода) позволяет получить из двухвалентного железа трёхвалентное, отчего вода становится более вкусной, а взвесь исчезает. Этот же способ используется и при очистке воды с применением реагентов. Химический способ применяется редко, поскольку у него есть ряд серьёзных минусов:

• необходимость постоянно пополнять реагенты;
• сложно подобрать дозировку, ввиду чего существует опасность отравления химическими веществами;
• высокая стоимость.

В качестве окислителей применяют марганцовку (перманганат калия) или гипохлорит натрия.

Марганцовку в большом количестве сегодня приобрести сложно

Безреагентная чистка

Известно несколько способов произвести обезжилезивание питьевой воды. Среди них:

1. Применение мембранного фильтра помогает комплексно очистить водопроводную воду. Этот метод помогает дополнительно избавиться от бактерий и вредных солей. Промышленные фильтры для очистки воды удаляют всё железо без остатка. Установка обратного осмоса − один из примеров мембранного метода. Жидкость, проходя через полунепроницаемую мембрану, переходит в низкоконцентрированное состояние. Полное обеззараживание гарантировано.
2. Очистка с применением электромагнита. Ультразвуковые волны прогоняют жидкость через магнит. В итоге всё железо остаётся внутри фильтра. Метод считается одним из самых экономичных.
3. Дистилляция воды − это способ, при котором вода выпаривается и поступает в виде охлаждённого пара. Метод применяется очень давно и не подходит для домашнего использования. Дело в том, что готовый продукт абсолютно лишается вкуса и полезных качеств. Промышленные дистилляторы воды применяют для лабораторных целей и в производстве.
4. УФ-излучение применяется редко из-за низкой эффективности. Как правило, этот метод применяют в комплексе.

Промышленная установка обратного осмоса, для дома данная система не используется из-за высокой стоимости

Суть безреагентной очистки состоит в использовании катализатора окислительного процесса и впитывания осадка из железа. Катализатором выступает природное вещество, само оно в реакцию не вступает.

Ионообменный метод

Этот способ не основан на окислительном процессе. При помощи ионной технологии можно избавиться от:

• примесей железа;
• примесей магния;
• солей калия.

Для этого применяют ионообменную смолу. Используют метод в промышленности. В бытовых условиях запустить ионообменный процесс возможно, но окислитель всё равно будет воздействовать на двухвалентное железо, образуя осадок из твёрдых частиц. Итог − смола загрязняется, и снижается качество очистки.

Ионообменная смола способствует замещению ионов железа на ионы натрия

Виды и типы приборов первичной очистки

Подбирая фильтры грубой очистки, лучше обращать внимание на довольно простые приборы. Сложность конструкции не нужна, да и простые и функциональные модели прослужат намного дольше. Механические фильтры предварительной очистки воды из скважины подбираются исключительно по количеству твердых взвесей в потоке, а также среднесуточному объему потребления воды: большая интенсивность требует обустройства мощной системы

Механические фильтры предварительной очистки воды из скважины подбираются исключительно по количеству твердых взвесей в потоке, а также среднесуточному объему потребления воды: большая интенсивность требует обустройства мощной системы.

Грязевик

Пример грязевого фильтра грубой очистки воды

Это самый простой и в то же время, один из лучших фильтров грубой очистки воды из скважины. Устанавливается на прямом входе потока и задерживает частицы размером до 300 мкм. Конструктивно грязевики делятся на:

• горизонтальные;
• вертикальные;
• Y-образные.

Достоинствами считается очистка до 90%, работа при температурах до +150 С, функциональность при давлении до 6 мПа и длительный срок службы. Но применение прибора требует надзора за гидравлическим сопротивлением. Корпус грязевика может быть оснащен съемным днищем, иметь боковой люк и приспособления для стравливания воздушных масс и слива водного потока.

По принципу присоединения приборы разделяются на приварные и фланцевые. Пользователей порадует возможность использования грязевиков без регистрации в надзорных органах, а также оснащение приборов (помимо сетки) магнитными уловителями для отбора из потока металлических частиц.

Сетчатые фильтры грубой очистки

Сетчатый фильтр грубой очистки с клапаном регулировки давления

Приборы оснащены сетчатым полотном с небольшими размерами ячеек – до 20-500 мкм

Выбирая конструкцию, будет правильным обратить внимание на фото и разобраться в технологических особенностях. Например, есть приборы с автоматической функцией обратной промывки

Это значит, что пользователю не придется разбирать фильтр для удаления остатков грязи.

Как правило, сетчатые фильтры оснащаются клапаном регулировки давления, располагающимся на выходе. Кроме того, для квартиры устройства выполняются из прозрачного пластика (для холодной воды) или прочного металла (для горячего потока). Достоинствами модели можно назвать функцию защиты внутреннего трубопровода и бытовых приборов от гидравлических ударов, скачков давления и мусора. Совмещение фильтра предварительного очищения с манометром поможет регулированию выходного давления потока жидкости.

Картриджные фильтры грубой очистки

Картриджные модели предельно хорошо улавливают даже мельчайшие пылевые взвеси

Это патронная система, представляющая собой корпус-колбу с наличием нескольких сменных картриджей. Способность задерживать частицы до 30 мкм, разнообразие моделей, подразделение на установку приборов на холодную/горячую воду обусловили популярность моделей. Однако, при всех преимуществах, оборудование для очистки потока из скважины имеет ряд недостатков:

1. Необходимость частой замены картриджей, особенно, если скважина пробита на песок;
2. Обязательные осмотры и регулировку давления;
3. Неприменимость подобных приборов для потоков повышенной мощности.

Но при этом, картриджные модели предельно хорошо улавливают даже мельчайшие пылевые взвеси, а также хлорные соединения (это касается угольных приборов). А вот прибор чулочного типа справится с волокнистыми загрязнениями типа тины, водорослей и даже глинистой жижей.

Мешочные фильтры

Пример установки с мешотчатыми фильтрами очистки воды

Как видно на фото, это разновидность картриджных приборов, где пустая колба заполняется гранулированным материалом. Повышенная эффективность очистки конкурирует с весьма высокой ценой оборудования. Что касается промывки, то мешочные конструкции лучше поручить специалистам.

Высокоскоростные очистные конструкции

Такие фильтры больше применяются для первичной обработки воды в промышленных масштабах. Представляя собой колонну-емкость, наполненную фильтрующим материалом, конструкция обладает огромной пропускной способностью и может задерживать частицы разных фракций, начиная от 30 мкм.

Являясь лучшими конструкциями для предварительной очистки воды из скважины, приборы имеют некоторые недостатки:

1. Серьезные габариты;
2. Располагать прибор следует только в помещениях, где поддерживается теплая температура;
3. Для обеспечения процессов регенерации, фильтрам для воды требуется трубопровод дренажного назначения, его придется установить дополнительно.

Виды железа в воде из скважины

Существует несколько групп железистых соединений, к ним относят коллоидную органику, присутствующую в водяной среде в виде мелких (размер до 0,1 мкм) взвесей железосодержащих частиц. Иногда в природе встречается бактерии, перерабатывающие железо из растворимой формы в водонерастворимую – они образуют на поверхности источника радужную пленку.

Перечисленные виды соединений обычно не встречаются в артезианских скважинах из-за слишком большой глубины нахождения водоносного горизонта – вода из артезианок отличается кристальной чистотой.

Основные виды железа, которые в ней можно обнаружить:

Двухвалентное Fe2+. Присутствует в водной среде в свободном состоянии и полностью в ней растворено, поэтому невозможно на глаз определить его наличие и концентрацию. На предварительном этапе после бурения скважины убедиться в присутствии Fe2+ можно попробовав или понюхав воду.

В скважинной воде встречаются следующие разновидности растворимых железосодержащих соединений двухвалентного железа, к которым относят бикарбонат Fe(НСО3)2, карбонат FеСО3, сульфид FeS и сульфат FeSO4.

Трехвалентное Fе3+. При контактировании воздушных масс с Fе2+, последнее окисляется и образует водонерастворимые соединения Fe3+, от которых избавляются обычным отстаиванием или механической фильтрацией.

Другие разновидности железа. При контакте со стальной арматурой или трубами образуется водонерастворимая ржавчина, включающая в себя трехвалентный оксид железа Fe2O3 и метагидроксид Fe(OH)3, намного реже в воде встречается сульфаты (Fe2(SO4)3. Все эти реагенты могут быть легко отфильтрованы на различных этапах водоочистки.

Рис. 4 Схема реагентной водоочистки

Опасно ли железо в воде

Для начала разберемся, какую роль играет этот металл в процессах жизнедеятельности человека.

Роль железа в нашем организме

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.

Сколько же употреблять железа, чтобы не впасть ни в одну из этих крайностей? Теперь мы плавно подошли к нормам потребления.

Очищение колодца

Для очистки жидкости из колодца можно использовать аэратор, изготовленный своими руками, или шунгит. Аэратор преобразует железосодержащие примеси в нерастворимый осадок, который оседает на дне колодца.

Прибор способен функционировать круглый год, очищая жидкость и защищая её от вредоносных микроорганизмов. Его устанавливают в пластиковый футляр, в качестве которого можно использовать обычную канистру на 10 л, верхушку нужно будет срезать. В дне футляра делают несколько отверстий, через них будет стекать конденсат, а к внутренней стенке крепят сам прибор и переноску.

Теперь необходимо срезанную часть канистры надеть обратно и протянуть шнур через горлышко. Отверстие не закрывать — внутри канистры должен циркулировать воздух. Части футляра скрепляют строительным скотчем, после чего ёмкость опускают в колодец. Отдельно опускают части прибора, которые должны находиться в жидкости и ультразвуковую машинку. Система подключается к сети посредством автомата 6A.

Процесс очищения занимает 5−7 дней. Употреблять такую жидкость можно, когда исчезнет характерный запах, а сама она станет полностью прозрачной.

Чтобы удалить железо из воды, можно воспользоваться механическими, биологическими или химическими способами. Прежде чем выбрать какой-либо из них, следует провести проверку жидкости, обратившись в соответствующую организацию, поскольку эффективность каждого метода зависит от количества и состава содержащихся в воде примесей.

Какую подобрать высоту?

Высота фильтра напрямую зависит от пропускной способности грунта и диаметра эксплуатационной трубы. Чем меньше пропускная способность водоносного грунта, тем выше должен быть фильтр.

Для точного расчета высоты фильтра необходим анализ составляющих водоносного грунта, который будет довольно затратным при бурении индивидуальной скважины.

За основу берут такие показатели:

• Высота фильтра должна быть не менее 1 метра;
• Песочный грунт имеет слабую пропускную способность, поэтому высота фильтра должна быть не менее 2 метров при диаметре трубы 10-15 см;
• Мелкий песочный грунт потребует высоты трубы около 4 метров, пылевидная структура потребует высоты в 5-6 метров.

Очистка воды от железа из скважины своими руками

Вода с высоким содержанием железа непригодна к употреблению

Прежде чем приступать к очищению колодезной воды, убеждаются, что в ее составе содержится большое количество двухвалентного железа.

• Чтобы убедиться в наличии химического вещества, нужно небольшое количество колодезной воды продержать в открытой емкости некоторое время. Сначала оно себя никак не проявляет, но при длительном контакте с воздухом выпадает в осадок бурого окраса.
• Явным признаком высокой концентрации вещества в воде является неприятный специфический запах из колодца.
• «На глаз» вычислить наличие бактериального железа в воде можно, если на поверхности водяного зеркала есть радужные пленки.

Желтый оттенок воды свидетельствует о повышенном содержании в ней органического железа (не бактериального!), но при отстаивании в осадок он не выпадает.

Очистить воду от железа из скважины дедовским способом достаточно просто и финансово не затратно.

Отстаивание

Это наименее затратный и самый простой в реализации способ обезжелезивания колодезной воды. Систему, изготовленную своими руками, дополнительно оснащают резервуаром, объемы которого соответствуют суммарному суточному потреблению всех домочадцев. Метод имеет как преимущества, так и недостатки.

Достоинства:

• Монтаж емкости на мансарде обеспечит самотек, а это избавит жидкость от сероводорода.
• Простой в реализации способ, который не требует больших растрат.
• В запасе всегда есть очищенный объем жидкости.

Аэрация

Аэрация воды

Использование этого метода обеспечивает превосходные результаты очистки. Процесс фильтрации достаточно прост – обогащенная кислородом среда, вступает в реакцию с железом, в результате последний разлагается и выпадает в осадок. На выходе после очистки твердые частицы осадка задерживаются фильтрами механической очистки.

Преимущества:

• Очищение колодезной жидкости от железа и сероводорода.
• Экологичность очистки, поскольку это безреагентный способ.

Из недостатков выделяют всего один – небольшой процент железа все же остается в составе.

Введение катализаторов и реагентов

В промышленности с целью очищения жидкости из скважины использую хлор или озон. Особенность этих веществ заключается в высокой окислительной способности, однако для их продуцирования требуется использовать специальные установки. В домашних условиях химические вещества использовать не рекомендуется из-за высокой отравляющей способности.

В качестве аналога предпочтительнее использовать крупки или гранулы активированной глауконитовой глины, поверхности которых оснащены частицами окисленного марганца.

Народные способы

Кальцит для очистки воды

Самый распространенный, безопасный и бюджетный способ очищения колодезной жидкости – очищение потоков известью и последующее пропускание сквозь толстый слой кальцита природного происхождения. Такой процесс приводит к тому, что железо трансформируется в нерастворимую соль. Вода из-за этого становится более мягкой и уже пригодной к употреблению. Такой способ очищения можно применять и в случаях, когда состав колодезной жидкости полностью удовлетворяет требования к употреблению.

Отменных результатов удается достичь при использовании сухого метода. В этом случае применяется разогретая марганцовка

В резервуар, изготовленный из керамики или огнеупорного стекла, помещается приблизительно 4-5 г активного вещества. Перманганат калия медленно и осторожно прогревается на песчаной бане. Емкость обязательно накрывается крышкой

Данного объема действующего вещества будет достаточно для очищения 5 литров воды.

Озонирование

Этот процесс эффективный, но реализовать его непросто. Самостоятельно в домашних условиях очистить жидкость таким способом практически невозможно. Использование хлора уже не пользуется таким большим спросом, поскольку это вещество частично остается в жидкости и отравляет человеческий организм при употреблении.

Озонирование – самый надежный и качественный способ очищения. Реализуется метод путем воздействия озона на частицы, содержащиеся в жидкости.

Нормы приема железа

Нормативы железа в организме В России установлены следующие нормы потребления железа в день:

• мужчины – 10 мг;
• женщины репродуктивного возраста – 18 мг (в период беременности и лактации значение еще выше);
• дети – 4-18 мг (в зависимости от возраста).

Основная его часть поступает с пищей. Источники – мясо, печень, яйца, цельнозерновые крупы, бобовые, некоторые виды зелени. Интересно, что шпинат, долгое время числившийся в лидерах по содержанию этого элемента, таковым не является. Неверная информация о его пользе появилась из-за ошибки в исследованиях.

Итак, 90% железа мы «съедаем», и лишь 10% употребляем с водой. Вроде бы немного. Однако именно вода с высоким содержанием этого вещества может стать причиной переизбытка железа в нашем рационе.

Методы промышленного и бытового обезжелезивания, формулы техпроцесса

Для обезжелезивания воды в промышленных масштабах применяют следующие методы, которые хотя и не нашли практического применения в быту, но теоретически вполне могут быть использованы в индивидуальной водоочистке.

Реагентный

Так как водорастворимый Fe2+ при контактировании с кислородом из воздушной среды выпадает в водонерастворимый осадок в течение длительного времени, для ускорения процесса вместо воздушных масс используют окислительные реагенты. Если добавить в воду марганцовку KMnO4 или гипохлорит натрия NaOCl, в ней произойдут окислительные реакции с опусканием в осадок водонерастворимого Fe3+. Формулы реакций с окислителями:

• 2Fe(HCO3)2 + NaClO + H2O = 2Fe(ОН)3↓ + 4СО2↑ + NaCl
• 2·Fe2+ + Cl2 + 6·H2O → 2·Fe(ОН)3 + 6·H+ + 2·Cl–
• Fe2+ + ClO2 + 3·H2O → Fe(ОН)3 + ClO2– + 3·H+
• 3·Fe2+ + MnO4– + 2·H2O + 5·OH– → 3·Fe(OH)3 + MnO2

Так как приведенная методика нуждается в точной дозировке химреагентов и сложной системе автоматики, она не нашла широкого хозяйственно-бытового использования.

Рис. 5 Предварительная водоочистка бытовым электролизером

Электролизный

Принцип технологии электролизного обезжелезивания состоит в образовании активного кислорода из содержащихся в водном объеме примесей под действием электротока. Для этого в водяную среду добавляют хлорсодержащее и иные реагенты, которые при прохождении электротока разлагаются на активные окислители: хлор Cl, кислород O2, водород H, озон О3, гидроксиды иона, формула реакции для хлора:

2Fe2+ + Cl2 + 2H2O = 2Fe(OH)3↓ + 2HCl

К недостаткам водоочистки электролитическим методом относят высокое энергопотребление и необходимость добавления расходных материалов. Технология используется при содержании железа в воде не более 2 мл/л.

Рис. 6 Схема водоочистки озонированием

Озонирование

Система очистки воды от железа данным способом основана на более высокой окислительной способности трехвалентного озона О3 в сравнении с атмосферным двухвалентным O2. Установка включает в себя озонатор, производящий озон, который затем направляют в смесительную камеру с обрабатываемой водой. После реакции О3 с двухвалентным Fe2+ образуется нерастворимый осадок, выделяется кислород, водяная среда осветляется, дезинфицируется и в ней уничтожаются болезнетворная микробная и бактериальная флора.

Химическая формула процесса озонирования выглядит следующим образом:

2·Fe2+ + O3 + 5·H2O → 2·Fe(OH)3 + O2 + 4·H+.

Широкому бытовому применению установок озонирования препятствует их взрывоопасность, сложность конструкции и высокая стоимость.

Рис. 7 Техпроцесс коагуляции по этапам и схема установки

Коагуляция

Если воду из скважины с высоким содержанием Fe2+ помещают в открытую емкость для отстаивания, полный процесс занимает довольно много времени, так как образующийся водонерастворимый осадок слишком медленно опускается на дно.

Для ускорения процедуры водоочистки и повышения ее качества отказываются от осаждения Fe3+, добавляя в водный объем коагулянты по технологии пропорционального дозирования насосами дозаторами. В результате осаждаемые частицы укрупняются, после чего раствор со взвесями пропускается через простые песчаные или антрацитовые фильтры для воды, которые задерживают железосодержащий коагулянт и не способны отсеивать более мелкие частицы.

Технология коагулирования широко применяется для очистки сточных вод, к недостаткам техпроцесса относят долгое время формирования крупных частиц и необходимость применения расходных коагулянтов.

В торговле встречаются коагулянты для хозяйственно-бытового применения (Гиацинт, Эко-матрица), которые можно использовать для очистки небольших объемов воды в походных условиях, правда сам процесс водоочистки занимает около 8 часов.