Железо трехвалентное в воде: Виды железа в воде | Об очистке воды

Апр 27, 1976 Разное

Железо трехвалентное в воде: Виды железа в воде | Об очистке воды

Содержание

Виды железа в воде | Об очистке воды

Железо попадает в природные воды (поверхностные или подземные) вследствие процессов выветривания и растворения горных пород и минералов, содержащих данный элемент. Помимо этого, значительная часть соединений железа поступает в поверхностные воды вместе с бытовыми и промышленными стоками. В результате сброса неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в водоемы, в воде обнаруживаются различные соединения железа, присутствующие в растворенной или коллоидной (взвешенной) форме. Кроме того, концентрация железа в воде может в значительной степени зависеть от сезонных изменений качества воды в каждом конкретном регионе. 

Содержащееся в воде железо классифицируется по следующим признакам. 

По валентности. Железо в основном присутствует в воде в двух- и трехвалентном состоянии. Двухвалентное железо (Fe2+) находится в растворенной форме и для его удаления используются такие методы очистки воды, как ионный обмен и обратный осмос. Трехвалентное железо (Fe3+) чаще всего образуется в результате взаимодействия двухвалентного железа с растворенным в воде кислородом, и присутствует в воде в коллоидной форме – в виде нерастворимых взвешенных частиц размером менее 1 мкм. Для удаления трехвалентного железа применяется метод ультрафильтрации. Так как природная вода, как правило, содержит смесь растворенного (двухвалентного) и коллоидного (трехвалентного) железа, то для более эффективной очистки может дополнительно применяться способ каталитического окисления, т. е. принудительного окисления остатков двухвалентного железа в трехвалентное. В этом случае все содержащееся в воде железо переходит в коллоидную форму и может быть удалено из воды механическим способом – мембранной фильтрацией. 

По происхождению. Железо, обнаруживаемое в воде, может иметь неорганическое происхождение, т. е. присутствовать в форме оксидов, гидроксидов и различных солей, быть связано с остатками органических соединений (органическое железо) и являться продуктом метаболизма железобактерий, потребляющих энергию при окислении двухвалентного железа в трехвалентное (бактериальное железо). Органические соединения железа чаще всего присутствуют в смеси в растворенном или коллоидном состоянии и, как правило, не образуют конгломераты (более крупные частицы). В силу своего незначительного размера и высокого поверхностного заряда они находятся в растворе во взвешенном состоянии, чем обуславливают его мутность. Железо бактериального происхождения присутствует в исходном растворе в виде мягкого желеобразного осадка или радужной пленки на поверхности воды и образуется в результате жизнедеятельности бактерий, преобразующих двухвалентные соединения железа в трехвалентные. Для очистки воды от органического железа могут применяться методы сорбции, коагуляции и ультрафильтрации.

Очистка воды от железа: двухвалентное железо, трехвалентное железо, железобактерии (бактериальное железо). Обезжелезивание.

Появляются ржавые подтеки на раковине?
На воздухе прозрачная вода из крана стала мутной, и выпал рыжий осадок?
Как бороться с избыточным железом и на что обратить внимание при выборе систем очистки воды от железа?
Ответы на все эти вопросы в нашей статье.

Определение типа железа в воде

Прежде чем приступить к выбору оборудования для очистки воды от железа, следует понять, какой тип железа присутствует в воде.

  • Двухвалентное железо (Fe+2) содержится в воде в растворенном состоянии и невидимо невооруженным глазом. Как правило, растворенное железо присутствует в воде из подземных источников (скважин). В присутствии двухвалентного железа вода выглядит прозрачной, но когда некоторое время находится в контакте с воздухом, приобретает рыжий цвет, и выпадает осадок. Это явление происходит вследствие окисления железа кислородом воздуха до трехвалентного состояния.
  • Трехвалентное железо (Fe+3), окисленное — присутствует в воде в коллоидной форме (образует очень мелкие частицы рыжего цвета). Осаждение коллоидного железа может сопровождаться образованием и ростом железобактерий. Присутствие окисленного железа характерно для воды из поверхностных источников (колодцы, водоемы) и для воды из централизованного водопровода.
  • Бактериальное железо (железобактерии) часто сопутствует минеральным отложениям Fe3+ и состоит из живых и мертвых бактерий, их оболочек и продуктов жизнедеятельности. Бактериальное железо достаточно легко отличить от минерального железа — это мягкие вязкие слизистые отложения. В некоторых случаях они безвредны, в других — наносят огромный ущерб. В трубопроводе и водоочистном оборудовании железобактерии часто становятся причиной язвенной коррозии железа и стали и сильно ускоряют образование железистых отложений.

Оборудование для очистки воды от железа

  • Каталитическое удаление железа (фильтры-обезжелезиватели)

На рынке есть большое многообразие систем обезжелезивания, работающих по принципу каталитического окисления железа, в процессе которого двухвалентное железо (растворенное) переходит в форму трехвалентного железа (нерастворенного), оседающего на фильтрующей загрузке. Такие системы получили название «фильтры-обезжелезиватели».
Принципиально данные фильтры отличаются по принципу окисления железа, которое может производиться безреагентным способом (кислородом воздуха) или же использованием сильных окислителей.

Безреагентные способы являются безопасными для использования в быту, но менее эффективны и стабильны по качеству очистки. Такие фильтры плохо работают в условиях высокой концентрации железа в исходной воде и требовательны к сопутствующим показателям (необходим высокий рН, низкое содержание органических веществ).

Реагентные способы менее чувствительны к составу исходной воды, но сопряжены с работой с сильными окислителями (гипохлорит натрия, перекись водорода, перманганат калия), что небезопасно для использования в домашних условиях, так как в случае аварийной ситуации с оборудованием или изменения состава исходной воды, реагент может попасть в очищенную воду.

После введения окислителя вода попадает на каталитическую загрузку, обеспечивающую последующее окисление и фильтрацию железа.

Если Вы остановили свой выбор на системах каталитического обезжелезивания, то при выборе оборудования необходимо учитывать температуру воды, рН, щелочность, содержание растворенного кислорода и другие параметры, которые могут значительно повлиять на эффективность очистки. При эксплуатации необходимо строго следовать рекомендациям производителя, устанавливая скорость прямого потока воды, скорость потока при обратной промывке, учитывать максимальное содержание входного железа и другие ограничения, которые влияют на рабочие параметры процесса очистки для эффективной работы всего оборудования и фильтрующего материала в частности.

Самые распространенные причины плохой работы фильтра-обезжелезивателя — неполное окисление железа вследствие колебаний в составе исходной воды, низкой скорости потока при обратной промывке, недостаточно частого проведения регенерации фильтрующего материала или подачи на фильтрацию большого потока воды.

Все эти факторы могут стать причиной некачественной работы фильтров-обезжелезивателей. Для обеспечения стабильного результата при обезжелезивании целесообразно предпочесть системы обратного осмоса.

  • Обратный осмос

Системы обратного осмоса наиболее эффективны для удаления растворенного железа и по многим параметрам превосходят альтернативные методы обезжелезивания. Поскольку ионы железа намного крупнее пор обратноосмотических мембран, они эффективно задерживаются на мембранах. При этом железо не накапливается в мембране, а сливается в дренаж с концентратом, что предотвращает проблему закупоривания пор. Системы обратного осмоса могут очищать воду с содержанием растворенного железа до 10-20 мг/л. Рекомендуется избегать контакта с воздухом (промежуточных накопительных емкостей) перед подачей на установку обратного осмоса для предотвращения окисления железа.

Обратный осмос может использоваться и для удаления трехвалентного железа в невысоких концентрациях.
Системы обратного осмоса эффективны для очистки воды от распространенного спутника железа — марганца.

Для удаления двухвалентного железа в невысоких концентрациях (незначительно превышающих норму) может использоваться катионообменная смола. Этот метод может быть целесообразен при очистке воды с повышенной жесткостью и невысоких концентрациях растворенного железа. Ионообменная смола замещает ионы железа и солей жесткости на натрий, однако, эффективно работает лишь при низком содержании двухвалентного железа (до 1 мг/л).
Серьезным осложнением работы смолы является возможное окисление железа и переход в форму трехвалентного. При этом на поверхности ионообменного материала появляется непроницаемая окисная пленка, что резко уменьшает обменную емкость катионита за счет снижения реакционной поверхности материала. Этот эффект может быт снижен путем введения подкислителя, поскольку в кислых растворах процесс окисления железа сильно замедляется — необходимо, чтобы рН воды был ниже 7. Следует учитывать, что загрязнение смолы железом рано или поздно все равно происходит, и в этом случае требуется производить замену фильтрующей среды.

Ионообменные системы не очень удобны в эксплуатации, так как требуют постоянного контроля за присутствием соли, необходимой для регенерации смолы (хлорид натрия в таблетированной форме) и ее пополнением.

  • Ультрафильтрация

Ультрафильтрационные мембраны с размером пор около 0,02 микрон прекрасно задерживают коллоидное железо. Установки ультрафильтрации с режимами периодического сброса концентрата и обратной промывки мембран обеспечивают эффективное удаление трехвалентного железа. Для эффективности очистки с помощью ультрафильтрации все железо должно быть переведено в окисленное состояние. Рекомендуется предварительное введение коагулянта и обеспечения необходимого времени его контакта с водой.

Удаление бактериального железа

При наличии в исходной воде большого количества железа пользователь может столкнуться еще с одной проблемой — появлением бактериальных загрязнений — активным развитием железобактерий.
Если проблема железобактерий выявлена на ранней стадии, регулярное хлорирование или обработка хелатными агентами (органические вещества, образующие растворимые комплексы с железными отложениями), а также постоянное наблюдение за состоянием оборудования помогут минимизировать её последствия.

На ранней стадии появления железобактерий может помочь ударное хлорирование — необходимо создать избыточную концентрацию хлора 50 мг/л. Перед применением хлорирования нужно выяснить, насколько устойчиво к хлору установленное водоочистное оборудование.

Проблему с бактериальным железом может решить среда redox, однако, в подводящих трубопроводах при этом железобактерии будут продолжать развиваться и образовывать слизистые отложения. 

Выводы

Несмотря на большое количество методов удаления железа, наиболее оптимальным методом очистки от двухвалентного железа, обычно присутствующего в подземных источниках, и трехвалентного железа в невысоких концентрациях, является применение систем обратного осмоса.

При содержании в воде большого количества трехвалентного железа рекомендуется применять системы ультрафильтрации.

 

По всем вопросам очистки воды обращайтесь к нам — опытные специалисты по водоподготовке проконсультируют Вас по любой проблеме, связанной с водой для Вашего дома.
Для консультации с нашими специалистами позвоните нам или отправьте заявку:

 

Отправить заявку

 

Скачать опросный лист для частных лиц

 

С оборудованием для очистки воды для дома Вы можете ознакомиться в разделе Системы очистки воды

Мы предлагаем Вам записаться на демонстрацию работы мембранной системы водоочистки, и наши специалисты подъедут к Вам в любое удобное для Вас время. Вы сможете увидеть, какой будет вода в Вашем доме, если ее очистить с помощью нашего оборудования.
Выезд специалистов и демонстрация работы оборудования бесплатны.

 

Пейте чистую воду и будьте здоровы!

 

Рекомендуем прочитать:

Чистая ли вода в скважине? Способы очистки воды из скважины

Соленая вода в скважине – проблема и решения

Нитраты в воде. Опасность и методы очистки воды от нитратов

Очистка воды для коттеджей и квартир или О голубой воде и мембранной технологии

Пир во время цинги или Полезно ли пить обратноосмотическую воду

Глоссарий по очистке воды и водоподготовке

Основы мембранной технологии

Обратный осмос и нанофильтрация в водоочистке

 

 

 

Двухвалентное железо в воде

В земной коре присутствует значительное количество металлов в чистом виде и в различных соединениях. Наличие двухвалентного железа в воде определить практически невозможно, оно находится в растворенном состоянии и никак не влияет на прозрачность. Вместе с тем в подземных источниках водоснабжения в большинстве регионов России содержание этого химического элемента существенно превышает допустимые нормы.

Избыток растворенного железа в воде — это серьезная угроза здоровью человека. Организм способен усваивать только определенное количество этого металла, необходимое для обеспечения его жизнедеятельности. Вместе с тем излишки этого элемента полностью не выводятся и накапливаются в тканях, вытесняя или заменяя другие микроэлементы: медь, кальций, цинк и другие. Это приводит к различным заболеваниям, таким как сахарный диабет и функциональные расстройства центральной нервной системы.

Соединения двухвалентного железа в воде

В подземных источниках водоснабжение этот металл присутствует в растворимой и нерастворимой формах. В воде двухвалентное железо содержится преимущественно в виде бикарбоната закиси — Fe(HCO

3)2, другое название двууглекислое железо. Это соединение не отличается высокой стойкостью и в результате реакции гидролиза разрушается и с потерей кислоты превращается в гидрат закиси Fe(OH)2.

Повышенное содержание растворенного в воде железа (двухвалентного) характерно, прежде всего, для подземных водоносных горизонтов. Объясняется это низкой концентрацией кислорода в жидкости и отсутствием контакта с атмосферой. Закиси крайне неустойчивы и при контакте с воздухом доокисляются переходя в другие нерастворимые формы, это их свойство используется в некоторых методах очистки воды.

Отличие двухвалентного железа от трехвалентного

Этот химический элемент имеет одну очень интересную особенность — оно имеет несколько степеней окисления, а точнее две. Это свойство металла очень важно для геохимических процессов. Двухвалентное железо и трехвалентное железо в воде присутствуют одновременно в виде соединений и имеют ряд различий:

  • Закиси обладают высокой растворимостью, и их наличие не определяется визуально.
  • Трехвалентное железо — окислы могут находиться в виде раствора, взвеси или коллоидных частиц.
  • Двухвалентное железо может переходить в трехвалентное, окисляясь при контакте с кислородом. Обратный процесс в нормальных условиях невозможен.

Большое количество двухвалентного железа в воде из скважины обычной или артезианской, а также в колодезной — явление широко распространенное. В тоже время в открытых источниках в основном этот металл присутствует в трехвалентном состоянии. Этот элемент кроме того обладает способностью изменять степень окисления в ходе химических реакций.

Причины появления железа в воде и действующие нормативы

Содержание тех или иных микроэлементов в земной коре определяется сложными геохимическими процессами. От чего в воде двухвалентное железо находится в значительных количествах — вопрос, требующий внимательного рассмотрения. К числу основных причин появления растворимых соединений этого металла в подземных и поверхностных источниках можно отнести следующие:

  • Разрушение и растворение горных пород в воде при просачивании ее в глубинные водоносные пласты.
  • Образование органических соединений с участием преимущественно гуминовых кислот.
  • Стоки промышленных предприятий особенно металлургических и химических.
  • Коррозионные процессы в стальных трубопроводах систем централизованного и автономного водоснабжения.

Первые два фактора загрязнения воды относят к естественным и они обусловлены природными явлениями. Остальные причины являются антропогенными и являются результатом хозяйственной деятельности человека.

Содержание в воде двухвалентного железа отдельно не регламентируется, действующими санитарными нормативами устанавливается суммарный показатель. Качество жидкости, поступающей из централизованных систем водоснабжения, определяется требованиями СанПиН 1.4.1074-01. Согласно этому документу предельно допустимая концентрация этого элемента составляет 0,3 мг/л.

Основные методы определения количества железа в воде

При значительном превышении содержания этого металла в поверхностных и подземных водах этот факт можно установить и без специального оборудования. Железо двухвалентное в воде находится в растворенном состоянии и придает жидкости очень неприятный железистый привкус и специфический запах. При концентрациях этого элемента более 1 мг/л его присутствие будет ощутимо даже в крепком чае или кофе.

Точное определение содержания двухвалентного железа в воде описанным выше органолептическим способом невозможно. Он используется только для очень приблизительной оценки. Установить концентрацию металла в жидкости с достаточной точностью позволяет фотометрический метод, применяемый в специализированных лабораториях. Он основан на зависимости цвета проб от содержания комплексного соединения.

Способы очистки воды от растворенного железа

Большое количество данного микроэлемента опасно для здоровья человека и разрушительно для техники. Очистка воды от двухвалентного железа из скважины возможна различными способами как бытовыми, так и с применением профессионального оборудования. Рассмотрим подробнее те и другие способы и оценим их эффективность.

Бытовые методы очистки воды

В домашних условиях вполне возможно снизить содержание этого металла до требуемых значений. Качественно очистить воду от растворенного железа можно без особых затрат используя следующие способы:

Отстаивание в открытой емкости. По пришествие суток двухвалентное железо при контакте с воздухом перейдет в трехвалентное состояние и образует бурый осадок на дне. Ускорить процесс позволяет аэрация — нагнетание воздуха в воду при помощи аквариумного компрессора.

Кипячение в течении не менее чем 10 минут. Растворенное железо оседает на стенках посуды в виде ржавого налета. Побочным эффектом данного метода является уменьшение жесткости воды.

Получив ответ на вопрос, как очистить воду от растворенного в ней железа не спешим радоваться. Эти методы эффективных лишь при сравнительно небольших содержаниях металла не более 0,5 мг/л. Кроме того они очень неудобны, ждать сутки и сливать относительно чистую воду из отстойника — не лучшее решение.

Профессиональные методы фильтрации воды

Современные технологии применимы как для централизованных, так и для автономных источников водоснабжения. Подбирая фильтр для воды с растворенным железом, следует учитывать не только его количественное содержание, но и показатели pH. Для этих целей применяют следующие методы очистки:

  1. Обезжелезивание с аэрацией;
  2. Ионообменные смолы;
  3. Обратный осмос.

Способы очистки воды от двухвалентного железа, упомянутые в перечне приведены в порядке убывания их эффективности. При оценке действенности этих методов принимаются во внимание не только качественные показатели получаемой жидкости, но и финансовые затраты.

Фильтры обезжелезивания и аэрации

Быстрое удаление растворенного железа из воды и снижение его содержания до требуемого уровня достигается за счет использования реагентных и безреагентных технологий. Первые обычно используются на промышленных предприятиях и для их реализации необходимо качественное дозирующее оборудование.

В основу безреагентных методов положен принцип окисления железа в воде воздухом, который подается в нее напорным или безнапорным способом. В первом варианте применяется компрессор высокого давления, а излишки газа стравливаются в атмосферы через специальный клапан. Во втором случае в фильтроустановках используются эжекция (подсос воздуха потоком жидкости) или душирование (распыление для увеличения площади контакта).

Данный метод в сочетании с аэрацией позволяет снизить содержание железа двухвалентного в процессе очистки воды до нормативных требований. Описанные способы обезжелезивания получили наибольшее распространение в промышленности и в быту благодаря высокой эффективности при сравнительно небольших начальных и эксплуатационных затратах.

Ионообменные фильтры

Качественная очистка воды от растворенного железа возможно за счет использования инновационных физико-химических методов. Ионообменные смолы Экотар обеспечивают замещение ионов Fe2+ ионами Na+, при этом первые связываются и удерживаются в пористых гранулах катионитов. По мере накопления железа в рабочей среде эффективность процесса снижается и производится ее регенерация промывкой насыщенным раствором поваренной соли.

Ионообменные фильтры для очистки воды от растворенного железа используются при концентрациях последнего не более 5 мг Fe/л. При этом жидкость требует предварительной обработки, из нее необходимо удалить трехвалентное железо, марганец и сероводород. Наличие этих элементов и соединений приводит к быстрой деградации засыпки. Невзирая на недостатки, данный метод является вторым по популярности, уступая пальму первенства обезжелезиванию с аэрацией.

Установки обратного осмоса

Эффективно удалить двухвалентное железо из воды позволяет фильтр с полупроницаемой мембраной. Установки обратного осмоса обеспечивают полную очистку жидкости от всех видов примесей, концентрат которых сливается в дренаж. Получаемый при этом пермеат не содержит минералов и микроэлементов и нуждается в дополнительной обработке.

Технология обратного осмоса довольно затратная, для работы установки необходимо высокое давление, которое обеспечивается входящим в комплект насосом. Система кроме того имеет несколько элементов предфильтрации для очистки воды от механических примесей для сохранения ресурса картриджей.

Очистка воды от валентного железа

Компания Diasel Engineering предлагает высокотехнологичные фильтры для удаления растворенного железа из воды и выполняет необходимые монтажные и регламентные работы. Осуществляем подбор оборудования для обезжелезивания с аэрацией, ионообменных смол или установок обратного осмоса исходя из технических требований заказчика. Применение предлагаемых систем водоподготовки позволит вам сохранить здоровье и предотвратит преждевременный выход из строя бытовой техники.

Обезжелезивание — МФМК

Подземные воды многих регионов России характеризуются повышенным содержанием железа. Около 25% подземных источников водоснабжения в Российской Федерации содержат от 1 до 5 мг/л железа и подчас, что в особенности характерно для водоснабжения малых городов, подаются населению на хозяйственно-бытовые нужды и для промышленного водоснабжения без всякой очистки. При этом по отечественному стандарту на качество питьевой воды содержание железа регламентируется величиной не более 0,3 мг/л, а для многих отраслей промышленности содержание железа регламентируется ещё более малыми величинами (не редко менее 0,05 мг/л), так как является причиной брака конечной продукции (особенно это касается бумажной, пищевой, текстильной, химической и некоторых других отраслей промышленности. В активно развивающейся теплоэнергетике в котлах как паровых, так и водогрейных железо может образовывать железонакипные отложения на поверхностях нагрева.

Многие процессы водоподготовки, особенно ионный обмен и процессы мембранного разделения с использованием спиральных мембранных обратноосмотических и нанофильтрационных элементов чувствительны к наличию железа в исходной воде, что обуславливает необходимость обезжелезивания перед данными методами водоочистки. Например, многие производители мембранных элементов для обратного осмоса и нанофильтрации регламентируют содержание железа на уровне не более 0,1 мг/л.

Повышенное содержание железа в воде придаёт ей буроватую окраску с последующим выпадением гидроокиси железа в виде хлопьев, ухудшает органолептические свойства воды придавая ей неприятный привкус. Постоянное присутствие повышенных концентраций железа в питьевой воде вредно для здоровья человека. Например, железо, в виде оксида железа накапливается в коллоидной форме в печени вызывая разрушение клеток печени.

Всё это обуславливает необходимость проведения процессов удаления железа из воды с использованием различных методов.

Мы в данной статье сосредоточимся на методах удаления железа именно из подземных артезианских вод.

Формы существования железа в артезианской воде.

Если в поверхностной воде рек и озёр железо присутствует в виде коллоидных соединений и тонкодисперсных взвесей, а также в виде комплексных соединений с различными органическими соединениями, то в артезианской воде, лишенной кислорода и не содержащей такого значительного количества органических соединений как поверхностная вода, железо обычно находится в форме раствора бикарбоната железа Fe(HCO3)2, частично гидролизованного. Вода в этом случае бесцветна. При попадании в данную воду кислорода двухвалентное железо окисляется, и вода приобретает бурый оттенок, с последующим выпадением хлопьев гидроокиси железа (III). Кроме гидрокарбонатов в воде встречаются соединения сульфата железа (часто это характерно и для поверхностной воды загрязнённой кислотными стоками), а при наличии сульфидов железо находится в форме тонкодисперсной кинетически устойчивой и плохо удаляющейся простой фильтрацией взвеси сульфида железа. Некоторую проблему в процессе обезжелезивания представляют комплексные соединения двухвалентного железа, которые образуются также при наличии в воде гуминовых кислот и некоторых других органических соединений. При наличии гуминовых кислот атом железа вытесняет в молекуле кислоты атом водорода и образуется комплексное растворимое соединение. Удаление подобных комплексов железа, например, только аэрацией может представлять значительные трудности.

В случае обогащения воды растворенным кислородом двухвалентное железо окисляется до трехвалентного, гидролизуется и образует малорастворимый осадок гидроокиси железа (III), который находится в воде и виде коллоидного раствора. Трехвалентное железо находится в воде в виде ионов Fe3+ и продуктов их гидролиза.

Формы существования железа в воде можно определять по диаграмме Пурбе, отражающий зависимость состояние железо-вода в координатах: окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) – значение рН. Эта же диаграмма определяет возможные пути очистки подземной воды от двухвалентного железа.

Методы перевода железа (II) в железо (III) в процессе водоподготовки.

1. Наиболее распространённый способ очистки от железа, это аэрация. Подземная артезианская вода, не имеющая контакта с воздухом может содержать довольно значительные концентрации двухвалентного железа и быть абсолютно прозрачной. Однако при контакте с кислородом воздуха, который как известно является окислителем, происходит переход двухвалентного железа в трёхвалентное состояние. Данный переход хорошо заметен, вода начинает мутнеть, приобретает красно-коричневый оттенок и в итоге образуются хлопья гидроксида железа (III), которые затем выпадают в осадок.

Собственно, реакция окисления двухвалентного железа следующая:

4Fe(HCO3)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3¯+8CO2­

По стехиометрическому соотношению на окисление 1 мг двухвалентного железа расходуется 0,143 мг кислорода. В установках обезжелезивания для обеспечения достаточно высоком скорости химической реакции, соответствующей оптимальным параметрам фильтрующей загрузки, содержание кислорода, растворенного в воде, должно составлять 0,5—0,9 мг на 1 мг двухвалентного железа.

Для обогащения воды кислородом могут применяться различные способы: упрощенная аэрация, вакуумно-эжекционная аэрация, аэрация на специальных устройствах и некоторые другие. Однако наибольшее распространение получил способ с подачей воздуха компрессором непосредственно в трубопровод исходной воды. Далее располагается устройство, смешивающее потоки исходной воды и воздуха, а затем оборудование для удаления излишков воздуха непосредственно перед фильтрами (аэрационные колонны с воздухоотделительными клапанами). Данную схему возможно реализовать на установках обезжелезивания различной производительности, в том числе и так называемые коттеджные варианты для использования в частных индивидуальных домах.

Метод применим при рН не менее 6.7, щёлочности – не менее 1 мг-экв/л, перманганатной окисляемости – не более 7 мгО2/л. При содержании железа до 10 мг/л используют одноступенчатое фильтрование, а при более высоких концентрациях (как правило до 20 мг/л) – двухступенчатое фильтрование, при более высоких концентрациях железа необходимо применять предварительное отстаивание в тонкослойных отстойниках.

2. Способ с введением сильных окислителей.

В практике водоподготовки не редко встречаются ситуации, когда аэрация кислородом воздуха неэффективна, это ситуации с низким значением рН исходной воды, высокой перманганатной окисляемости и цветности, когда железо присутствует в виде комплексных соединений с органическими веществами, в частности гуминовыми кислотами.

a.       Наиболее распространённым и дешёвым окислителем является активный хлор. Хлор может применяться практически во всех случаях обезжелезивания, при этом его использование гарантирует достижение нормативных показателей по содержанию железа в очищенной воде. Хлор эффективно разрушает органические растворимые комплексы железа и его переход в форму неорганического гидроксида железа (III).

Реакция окисления железа (II) хлором может быть представлена в следующем виде:

4Fe(HCO3)2+2Cl2+4H2O=4Fe(OH)3¯+8CO2­+4HCl

Продолжительность реакции для природных вод в интервале рН = 6…8 составляет всего несколько минут. Скорость реакции увеличивается при повышении рН. На окисление 1 мг двухвалентного железа расходуется 0,64 мг Cl2, при этом щелочность воды снижается на

0,018 мг-экв/л, то есть происходит подкисление воды. На практике, учитывая различные побочные реакции (особенно в присутствии органических загрязнений и аммиака) доза хлора увеличивается до 1.0-1.5 мг активного хлора на 1 мг Fe (II).

Сейчас всё более широкое распространение в качестве хлорсодержащего реагента приобретает гипохлорит натрия NaOCl, так как его наиболее просто и безопасно использовать. Для дозирования NaOCl требуется минимальный набор оборудования: растворно-расходная ёмкость, насос-дозатор и по большому счёту всё, для контроля содержания хлора можно применять специальные датчики хлора, но они достаточно дороги и применяются редко. Также в качестве хлорсодержащих реагентов возможно использование собственно газообразного хлора и хлорной извести.

Из перспективных реагентов стоит выделить применение диоксида хлора ClO2. Данный реагент обладает целым рядом преимуществ:

  • быстрее чем хлор реагирует с железом и марганцем, не реагирует с бромидами и аммиаком, что позволяет снизить его дозировку на окисление железа, так как он участвует в меньшем количестве побочных реакций;

  • имеет меньший спектр воздействия на органику чем хлор;

Доза оксида хлора при окислении Fe (II) в гидроокись Fe (III) составляет 1,2 мг ClО2на 1 мг Fe, оптимальная среда – рН 8-9.

b.      Всё большее применение для обезжелезивания находит метод озонирования.

Озон один из самых сильных окислителей, одновременно с процессом обезжелезивания идут процессы обеззараживания и деманганации, обесцвечивание воды и её дезодорация с насыщением воды кислородом и улучшением органолептических характеристик воды.

Железо быстро окисляется озоном до гидроокиси Fe (III), доза 0,43 мг О3 на 1 мг железа.

Наиболее существенное ограничение при использовании озона, это стоимость собственно оборудования озонирования, сложность аппаратурного оформления и токсичность озона. При этом озонирование можно применять только для обезжелезивания в промышленных масштабах, для применения в частных домах данный метод не применим.

Кроме хлора и озона в качестве окислителя возможно применение перманганата калия, но данный метод находит всё меньшее и меньшее применение, однако в сочетании с деманганацией применение перманганата калия подчас незаменимо.

Удаление окисленных форм железа.

На данный момент как в процессе промышленного обезжелезивания, так и в бытовых установках для индивидуального водоснабжения наиболее распространённым способом удаления окисленных форм железа, в основном гидроокиси железа (III) является фильтрование на насыпных фильтрах. Причём наибольшее распространение получил метод фильтрования на модифицированных каталитических загрузках. Наибольшее применение получили каталитические материалы на основе диоксида марганца.

Каталитические фильтрующие материалы – природные материалы, содержащие диоксид марганца или загрузки, в которые диоксид марганца вводится принудительно: МЖФ, АПТ-1 кера-про, Сорбент АС и некоторые другие отечественные загрузки; Manganese Green Sand, Birm, МТМ и огромное количество других загрузок зарубежного производства.

Эти фильтрующие загрузки отличаются друг от друга процентным содержанием диоксида марганца, физическими характеристиками (плотность истинная и насыпная, порозность слоя), а соответственно отличается и скорость фильтрования и обратной промывки, грязеёмкость фильтра, рабочий диапазон рН и входные концентрации железа и марганца и т.п. Однако принцип их работы одинаков. Механизм действия основан на способности соединений марганца сравнительно легко изменять валентное состояние и выступать катализатором процессов окисления.

Обращаем ваше внимание, что процесс окисления на подобных загрузках всё равно требует наличия окислителя в исходной воде, будь то кислород воздуха, хлор, озон или перманганат калия, так как сама загрузка окислительными свойствами не обладает.

Преимущество данных загрузок ещё и в том, что кроме катализа процесса окисления двухвалентного железа, они являются и собственно фильтрующими загрузками, в толще которых задерживаются взвеси Fe(OH)3. Соответственно загрузке требуется периодическая обратноточная промывка в результате которой большая часть окисленного и задержанного на фильтрующем материале железа вымывается в дренаж.

 

Технологический процесс фильтрования. Конструкция фильтров.

Технологический процесс фильтрования главным образом реализуется методом объёмного фильтрования в вертикальных насыпных фильтрах из стали диаметром от 1000 мм до 3400 мм или фильтры из полиэтилена армированного стекловолоконной нитью с эпоксидной смолой диаметров от 200 до 1600 мм.

Фильтр состоит из цилиндрического корпуса с эллиптическими днищами, установленного вертикально на опоры. Корпус изнутри может быть обработан различными типами антикоррозионных покрытий, для увеличения срока службы фильтра или в случае полимерных фильтров сам материал корпуса является антикоррозионным.

Корпуса фильтров большого диаметра, выполненные как правило из металла, оборудованы боковыми люками-лазами для обслуживания внутренних распределительных устройств, пробоотборными устройствами, обвязкой трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой. Дренажно-распределительные системы могут быть различных типов, наиболее распространённые из которых: ложное дно, копирующего типа. Ложное дно снабжено щелевыми колпачками с прозором 0,2-0,4 мм для предотвращения выноса фильтрующего материала, в системе копирующего типа щели аналогичной ширины размещаются на боковых отводах-трубопроводах. Задача дренажно-распределительной системы – равномерное распределение и сбор воды по площади поперечного сечения фильтра.

Стеклопластиковые фильтрующие корпуса, как правило импортного производства (Pentair Structural, Wave Cyber, Canature Environmental Products и некоторых других). По сути устройство данных фильтров аналогично устройству металлических фильтров: цилиндрическая часть с верхним и нижним эллиптическим днищем, с верхним или верхним и нижним закладными устройствами диаметром 2.5, 4.0 дюйма (резьбовое соединение) или 6.0 дюймов (фланец), отдельно устанавливаются распределительные устройства различного конструктива. Типоразмерный ряд существенно шире и включает фильтры от 155 до 1600 мм, что позволяет гибко проектировать системы водоподготовки и водоочистки различных производительностей. Дополнительными преимуществами является малая масса фильтров, простота конструкции и обслуживания, широкий диапазон давлений (до 10 bar) и огромное количество блоков управления для автоматизации процесса фильтрации.

Цикл работы фильтра состоит из следующих операций:

  • Фильтрование (собственно обезжелезивание), основной рабочий цикл продолжительностью от 8 до 72 часов и в некоторых случаях более.

  • Обратноточная промывка,продолжительность от 6 до 30 минут.

  • Прямая промывка (сброс первого фильтрата), в некоторых случаях может отсутствовать, типичная продолжительность 3-15 минут.

Рабочий цикл процесса обезжелезивания заканчивается при достижении одного из условий: ухудшение качества фильтрата на выходе фильтра, достижение предельного перепада давления в фильтре (разница давлений на входе и выходе), как правило 1-3 bar. Достижение данных условий связано в данном случае с одним фактором – накоплением загрязнений в толще фильтрующей загрузки.

По окончании цикла фильтрования необходимо провести восстановление фильтрующей способности загрузки, для чего проводится операция обратноточной промывки. Промывка фильтров производится подачей ранее осветлённой воды или в некоторых случаях, например, для систем малой производительности допускается использование исходной воды в качестве промывной. В процессе промывки меняется направление движения воды в фильтре, для фильтров с тяжёлой фильтрующей загрузкой, промывка осуществляется в направлении снизу-вверх. Промывная вода должна в процессе промывки проходить со скоростью в 4-7 раз больше скорости фильтрования, например, для фильтров с загрузкой кварцевым песком скорость фильтрации составит 7-12 м/час, а в процессе обратной промывки скорость составит 45-50 м/час. Двигаясь со столь большой скоростью промывная вода поднимает и взвешивает загрузку, зёрна расширившийся загрузки, хаотично двигаясь и соударяясь друг с другом оттирают со своей поверхности налипшие загрязнения, которые попадают в промывную воду и через верхнюю распределительную систему вымываются в дренаж.

Некоторые каталитические загрузки требуют периодической регенерации и их использование усложняется необходимостью её проведения.

Другие каталитические загрузки требуют предварительной активации перед применением, которая как правило, заключается в обработке загрузки сильным окислителем.

В процессе прямой промывки поток воды двигается так же, как и в рабочем режиме: сверху вниз через фильтрующую среду, затем сбрасывается в дренаж через нижнюю распределительную систему. Этот режим служит для формирования структуры фильтрующего слоя и удаления загрязнений из нижней части фильтра. Таким образом, происходит подготовка фильтра к началу следующего рабочего цикла.

После промывки фильтр вновь переходит в режим фильтрации.

Всеми режимами работы фильтров можно управлять вручную с помощью своевременного переключения запорно-регулирующей арматуры, возможна также полностью автоматическая работа фильтров. Для систем небольшой производительности целый ряд компаний производит различные блоки управления, которые полностью автоматизируют процесс работы фильтра, наиболее широко применяются системы управления торговых марок Clack, Flack, Autotrol и некоторых других.

13 июня 2018

Очистка воды от железа. Методы удаления железа из воды ➣ Первая вода


Ржавая вода? Вы правы — это железо!

Часто бывает так, что из скважины идет прозрачная и чистая вода, однако, немного отстоявшись, она становится мутной и ржавой. Это показатель того, что в жидкости содержится много растворенного железа (Fe2). Исправить ситуацию можно, используя фильтры очистки воды от железа.

 Железо — один из самых распространенных природных элементов. Железо присутствует в большинстве вулканических пород, оно также  входит в  состав пород, цементирующих песчаники. Железо в значительных количествах содержится в различных глинах, а в осадочных  карбонатных  породах (например, известняк) встречается только в виде незначительных примесей.

Неудивительно, что проблема присутствия в природной воде железа является одной из самых распространенных. C такой водой возникает целый ряд проблем, как быту, так и при коммерческо-промышленных операциях. Уже при концентрациях железа свыше 0,3 мг/л такая вода при бытовом использовании в коттеджах и квартирах вызывает образование ржавых потеков, способна изменить цвет тканей при их стирке и т. п. При больших концентрациях у воды возникает характерный металлический привкус, что отрицательно сказывается на качестве напитков (чай, кофе и т. п.). В некоторых случаях может пострадать даже качество еды, приготовленной на воде с высоким содержанием железа. Все это делает задачу по удалению железа очень актуальной как для питьевого и хозяйственно-бытового применения, так и для промышленного использования.

Железо существует в природе в различных формах (в зависимости от валентности): Fe°, Fe+2, Fe+3, а также в виде различных сложных химических соединений.

1. Элементарное железо (Fe°). Элементарное, или металлическое железо, безусловно, нерастворимо в воде. В присутствии влаги и кислорода воздуха окисляется до трехвалентного, образуя нерастворимый оксид Fe2O3(процесс, известный в быту как «ржавление»).

2. Двухвалентное железо (Fe+2). Почти всегда находится в воде в растворенном состоянии, хотя возможны случаи (при определенных редко встречающихся в природной воде уровнях рН), когда гидроксид железа Fe(OH)2 способен выпадать в осадок.

3. Трехвалентное железо (Fe+3). Гидроксид железа Fe(OH)3 нерастворим в воде (кроме случая очень низкого рН). Хлорид FeCl3 и сульфат Fe2(SO4)3 трехвалентного железа растворимы и могут образовываться даже в слабощелочных водах.

4. Органическое железо. Органическое железо встречается в воде в разных формах и в составе различных комплексов. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру и очень трудно поддаются удалению.


Различают следующие виды органического железа:

Бактериальное железо. Некоторые виды бактерий способны использовать энергию растворенного железа в процессе своей жизнедеятельности. При этом происходит преобразование двухвалентного железа в трехвалентное, которое сохраняется в желеобразной оболочке вокруг бактерии.

Коллоидное железо. Коллоиды — это нерастворимые частицы очень малого размера (менее 1 микрона), в силу чего они трудно поддаются фильтрации на гранулированных фильтрующих материалах. Крупные органические молекулы (такие, как танины и лигнины) также попадают в эту категорию. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда (отталкивающего частицы друг от друга, препятствуя их укрупнению) создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии.

Растворимое органическое железо. Так же, как, например, полифосфаты, способны связывать и удерживать в растворе кальций и другие металлы, некоторые органические молекулы способны связывать железо в сложные растворимые комплексы, называемые хелатами. Примером такого связывания может служить удерживающая железопорфириновая группа гемоглобина крови или удерживающий магний хлорофилл растений. Так, прекрасным хелатообразующим агентом является гуминовая кислота, играющая важную роль в почвенном ионообмене. Все вышеперечисленные виды железа «ведут» себя в воде по-разному. Основные отличительные признаки приведены в таблице.

Тип железаВода из-под кранаВода после отстаивания
ДвухвалентноеЧистаяКрасно-бурый осадок
ТрехвалентноеОкрашенаКрасно-бурый осадок
КоллоидноеЖелто-бураяНе образует осадка, не фильтруется
Растворенное органическоеЖелто-бурая 
БактериальноеОпалесцирующая пленка, желеобразные образования вводопроводной системе 


Необходимо только отметить, что «беда никогда не ходит одна» и на практике почти всегда встречается сочетание нескольких или даже всех видов железа. Учитывая, что нет единых утвержденных методик определения органического, коллоидного и бактериального железа, то в деле подбора эффективного метода (скорее, комплекса методов) обезжелезивания многое зависит от практического опыта специалиста, занимающегося обеспечением систем фильтров для очистки воды.

Очистка воды от железа, удаление его из воды — без преувеличения одна из самых сложных задач в фильтрах для очистки воды. Даже беглый обзор существующих способов обезжелезивания позволяет сделать обоснованный вывод о том, что на данный момент не существует универсального экономически оправданного метода, применимого во всех случаях жизни. Одни методы и фильтры для воды достаточно эффективны в быту в городской среде, однако они могут быть бессильны в процессе очистки воды от железа в коттеджах или производстве — многое зависит от качества фильтруемой воды. Каждый из существующих методов применим только в определенных пределах, и имеет как достоинства, так и существенные недостатки.

Итак, к существующим методам удаления железа можно отнести:

1. Окисление (кислородом воздуха или аэрацией, хлором, перманганатом калия, перекисью водорода, озоном) с последующим осаждением (с коагуляцией или без нее) и фильтрацией.

Традиционный метод, применяемый уже много десятилетий. Так как реакция окисления железа требует довольно длительного времени, то использование для окисления только воздуха требует больших резервуаров, в которых можно обеспечить нужное время контакта. Это наиболее старый способ и используется только на крупных муниципальных системах. Добавление же специальных окислителей ускоряет процесс. Наиболее широко применяется хлорирование, так как параллельно позволяет решать проблему с дезинфекцией. Наиболее передовым и сильным окислителем на сегодняшний день является озон. Однако установки для его производства довольно сложны, дороги и требуют значительных затрат электроэнергии, что ограничивает его применение. Необходимо отметить также, что в концентрированном виде (например, на точке ввода в воду) озон является ядом (как, собственно говоря, и многие другие окислители) и требует очень внимательного к себе отношения.

Частицы окисленного железа имеют достаточно малый размер (1-3 мкм) и поэтому осаждаются достаточно долго, поэтому применяют специальные химические вещества-коагулянты, способствующие укрупнению частиц и их ускоренному осаждению. Применение коагулянтов необходимо также потому, что фильтрация на муниципальных очистных сооружениях осуществляется в основном на устаревших песчаных или антрацитовых осветлительных фильтрах (не способных задерживать мелкие частицы). Однако даже применение более современных фильтрующих засыпок (например, алюмосиликатов) не позволяет фильтровать частицы размером менее 20 микрон. Проблему очистки воды от железа могло бы решить применение специальной керамики, но она достаточно дорого стоит (так как не производится в России).

У всех перечисленных способов окисления есть ряд недостатков.

Во-первых, если не применять коагулянты, то процесс осаждения окисленного железа занимает долгое время, в противном же случае фильтрация некоагулированных частиц сильно затрудняется из-за их малого размера.

Во-вторых, эти методы окисления (в меньшей степени это относится к озону) слабо помогают в борьбе с органическим железом.

В-третьих, наличие в воде железа часто (практически всегда) сопровождается наличием марганца. Марганец окисляется гораздо труднее, чем железо, и, кроме того, при значительно более высоких уровнях рН, что естественным образом затрудняет очистку воды от железа

Все вышеперечисленные недостатки сделали невозможным применение этого метода в сравнительно небольших бытовых и коммерческо-промышленных системах, работающих на больших скоростях.


2. Каталитическое окисление с последующей фильтрацией — наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в высокопроизводительных компактных системах.

Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Наибольшее распространение в современной водоподготовке нашли фильтрующие среды на основе диоксида марганца MnO2: Birm, Filox, Pyrolox, МЖФ, Bremix. и др. Эти фильтрующие «засыпки» отличаются между собой как своими физическими характеристиками, так и содержанием диоксида марганца, и поэтому эффективно работают в разных диапазонах значений параметров, характеризующих воду.

 Однако принцип их работы одинаков. Железо (и в меньшей степени марганец) в присутствии диоксида марганца быстро окисляется и оседает на поверхности гранул фильтрующей среды. Впоследствии большая часть окисленного железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Таким образом, слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой. Для улучшения процесса окисления в воду могут добавляться дополнительные химические окислители. Наиболее распространенным является перманганат калия KMnO4 («марганцовка»), так как его применение не только активизирует реакцию окисления, но и компенсирует «вымывание» марганца с поверхности гранул фильтрующей среды, то есть регенерирует ее. Используют как периодическую, так и непрерывную регенерацию.

Все системы на основе каталитического окисления с помощью диоксида марганца кроме специфических (не все из них работают по марганцу, почти все они имеют большой удельный вес и требуют больших расходов воды при обратной промывке) имеют и ряд общих недостатков.

Во-первых, они неэффективны в отношении органического железа. Более того, при наличии в воде любой из форм органического железа на поверхности гранул фильтрующего материала со временем образуется органическая пленка, изолирующая катализатор — диоксид марганца от воды. Таким образом, вся каталитическая способность фильтрующей засыпки сводится к нулю. Практически «на нет» сводится и способность фильтрующей среды удалять железо, так как в фильтрах этого типа просто не хватает времени для естественного протекания реакции окисления.

Во-вторых, системы этого типа все равно не могут справиться со случаями, когда содержание железа в воде превышает 10-15 мг/л, что совсем не редкость. Присутствие в воде марганца только усугубляет ситуацию.

Для обезжелизивания воды методом окисления Компания «Первая вода» предлагает фильтры с загрузками Birm и МЖФ. Данные фильтрующие среды не требуют применения химических окислителей (марганцовки). Восстановление свойств фильтрующей среды происходит при помощи взрыхления обратным потоком воды. Удаленные соединения железа и марганца смываются в канализацию.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ


3. Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применяется в основном для умягчения воды. Раньше для реализации этого метода использовались природные иониты (сульфоугли, цеолиты). Однако с появлением синтетических ионообменных смол эффективность использования ионного обмена для целей водоочистки резко возросла.

С точки зрения удаления железа из воды важен тот факт, что катиониты способны удалять из воды не только ионы кальция и магния, но и другие двухвалентные металлы, а значит и растворенное двухвалентное железо. Причем теоретически концентрации железа, с которыми могут справиться ионообменные смолы, очень велики. Еще основным достоинством ионного обмена является возможность умягчения воды одновременно с обезжелезивание и удалеением марганца.

Восстановление рабочих свойств фильтрующего материала (регенерация) – автоматизированный процесс при помощи раствора соли и воды. Раствор соли пропускается через фильтрующий материал, а удаленные загрязнения смываются в канализацию.

Достоинством ионного обмена является также и то, что он «не боится» верного спутника железа — марганца, сильно осложняющего работу систем, основанных на использовании методов окисления. Главное же преимущество ионного обмена в том, что из воды могут быть удалены железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии. То есть совсем отпадает необходимость в такой капризной и «грязной» (из-за необходимости вымывать ржавчину) стадии, как окисление.

КОМПЛЕКСНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ И УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ

 

Специалисты компании «Первая вода» выполняют грамотный подбор оборудования по обезжелезиванию воды и удалению марганца. Обращайтесь к нам и вы получите качественную исчерпывающую консультацию по вопросам водоочистки.

Железо в воде из скважины

В воде из скважин и колодцев может содержать несколько типов железа (несколько форм). Суммарное железо ( или общее ) — это сумма концентраций всех типов железа, содержащихся в воде.

 

Двухвалентное железо

Двухвалентное железо (Fe2+ или Fe++) растворено в воде, и вода кажется прозрачной. По мере окисления (на открытом воздухе) вода приобретает желтоватый или рыжеватый оттенок.

Трехвалентное железо

Трехвалентное железо (Fe3+ или Fe+++). В эту форму превращается двухвалентное железо после окисления. Такое железо имеет вид суспензии — нерастворимого и не оседающего осадка.  

Органическое железо

Органическое железо — это связанное железо, образовавшее соединение с органическими веществами, такими как: танины или гумусовой кислотой. Такое железо может быть бесцветным, желтоватым или рыжим. Такое железо называют: органическим или сложным.

Коллоидное железо

Коллоидное железо — это железо, частицы которого имеют очень маленькие размеры (менее 0.1 мкм) и поэтому не могут быть отфильтрованы механическими фильтрами. Такое железо также образует суспензию. Встречается довольно редко. 

Бактериальное железо

Некоторые бактерии (железистые бактерии) используют железо в метаболических процессах. Бактериальное железо может быть студенистым или волокнистым. Иногда такое железо образует поверхностную пленку. Встречается редко. 

 

Разные типы железа по разному проявляют свои свойства и в большинстве случаев можно по внешнему виду определить какое железо преобладает в воде. Чистая вода по истечению времени образовывает красно-бурый осадок. Это присутствие двухвалентного железа. Если вода имеет желто-бурый окрас и при отстаивании образуется осадок, то это трехвалентное железо. Радужная пленка на поверхности воды и желеобразная масса внутри труб – бактериальное железо. А если же вода окрашена, но осадок не образуется, то это коллоидное железо.

 Чаще всего в воде присутствует сочетание нескольких или всех типов железа. Анализ воды на железо необходим для самых разных типов воды — поверхностных природных вод, приповерхностных и глубинных подземных вод. Однако, из-за отсутствия утвержденных методов определения количества органического, коллоидного или бактериального железа в воде затрудняется выбор метода или комплекса методов водоочистки.

Способы очистки воды от железа

Железо — один из часто встречаемых минералов и в воде оно может присутствовать в больших количествах. Накапливаясь в организме человека, железо разрушает печень, имунную систему.
В питьевую воду железо может попадать различными путями:
— из-за природных процессов выветривания и эрозии почв
— сточных вод промышленных предприятий
— коррозии трубопроводов
— из-за использования очистными станциями железосодержащих веществ, используемых для осветления воды.
Признаки содержания железа в воде:
— металлический запах
— металлическим привкус
— мутность желтоватого оттенка
— радужная пленка на поверхности
— после отстаивании в ней образуется красновато-бурый осадок.
Согласно санитарным нормам содержание железа в питьевой воде не должно быть более 0,3 миллиграмма на литр. Если этот показатель превышает норму, то необходимо искать способ обезжелезивания воды.


Способы очистки воды от железа


Окислительное обезжелезивание. Способ основан на окислении двухвалентного железа кислородом воздуха (аэрация) с применением сильных окислителей (хлор, перманганат калия, перекись водорода, озон) до трехвалентного состояния, с образованием нерастворимого гидроксида железа (III). Этот гидроксид железа потом удаляется посредством отстаивания или фильтрацией.

Аэрация. В зависимости от количества железа в воде проводится несколькими способами: барботацией (продувание воздуха через воду), фонтанирование (с помощью брызгательных установок), душирование (инжектор, компрессор, ). Во многих случаях вода, прошедшая обезжелезивание аэрацией с последующим остаиванием и фильтрацией, уже оказывается пригодной к употреблению в качестве питьевой.

Окисление двухвалентного железа с добавлением сильных окислителей. В данном способе применяется либо хлорирование либо озонирование. Хлорирование решает еще и проблему дезинфекции воды, но избыток хлора в организме в 80% случаев приводит к заболеваниям имунной системы. Озонирование является и наиболее дорогостоящим методом, требующим больших затрат электроэнергии.

Очистка воды осаждением коллоидного железа . Данный способ является промышленным и имеет недостатки, а именно большое количество времени требуется для отстаивания, использование коагулянтов и невозможность в связи с этим использовать для очистки воды небольших автономных системах, работающих с высокой производительностью.

Ионообменный способ. В данном случае используются ионнобменные смолы — катиониты. Данный способ хорошо справляется в двухвалентным железом, кальцием и магнием (накипь), но трехвалентное железо остается в смоле и плохо оттуда вымывается. Причем данный способ еще ограничен и диапазоном значений pH, в которых смола эффективна.

Биологическое обезжелезивание. В очистке принимают участие железобактерии, окисляющие двухвалентное растворенное железо до трехвалентного с последующим отстаиванием и фильтрацией.

Каталитическое окисление с фильтрацией. Для очистки используюется каталитический материал с высокой пористостью и способностью к абсорбции. Несмотря на компактность, по сравнению с промышленными установками, использовать установку для каталитического окисления можно в коттеджах и загородных домах, но в квартирах данная установка скорее всего будет громоздкой.

Мембранный метод. Мембраны присутствуют в системах обратного осмоса и позволяют удалить из воды 98% загрязнений, в том числе и железо. Сами системы обратного осмоса компактны и помещаются под мойку любой квартиры.

Почти все вышеперечисленные способы очистки применяются в промышленных масштабах и подразумевают использование больших объемов воды, затрат энергии и времени. Для квартир, дач, коттеджей и загородных домов рекомендуем устанавливать магистральные фильтры с ионообменными или обезжелезивающими картриджами. Для квартир рекомендуем магистральные фильтры, питьевые системы и системы обратного осмоса.

железа в воде вашего дома | Типы и решения для лечения

Вернуться к ресурсам

Ржавая оранжевая вода, вытекающая из вашего крана, обычно является признаком того, что вы имеете дело с высоким уровнем железа в вашей воде. Однако у вас также может быть железо, которое практически невидимо или выглядит как крошечные хлопья в вашем стакане. Даже небольшое количество «чистой воды» железа может оставить пятна ржавчины на раковине и сантехнике после высыхания воды.

Хотя железо не считается загрязняющим веществом, вызывающим какие-либо вредные побочные эффекты для здоровья, оно, безусловно, может иметь отрицательные последствия для качества воды.Помимо непривлекательного внешнего вида воды в вашем доме, железо может вызывать и другие головные боли в доме.

Высокое содержание железа делает вкус питьевой воды, кофе и чая металлическим. Пища, приготовленная в воде с добавлением железа, может обесцветиться и иметь странный вкус. Утюг может оставлять неприглядные пятна на тканях и деталях, таких как раковины и туалеты. Кроме того, это может привести к проблемам с водопроводом, поскольку он накапливается внутри ваших труб, и даже оборудование для очистки воды может быть забито остатками железа.

Когда дело доходит до нашего организма, железо является важным питательным веществом, но большинство людей получают 95 процентов необходимого железа с пищей.Обычная водопроводная вода в Соединенных Штатах обеспечивает только 5 процентов рекомендуемой суточной нормы FDA.

Итак, если железо вызывает больше проблем, чем пользы, почему бы не удалить его из воды дома?

Вопреки распространенному мнению, стандартного смягчителя воды недостаточно для устранения проблем с железом. Железо присутствует в воде в различных формах, и существует множество способов улучшить ее качество с помощью уникальных решений для очистки воды в домашних условиях. Рассмотрим подробнее…

Нерастворимое трехвалентное железо в воде (Fe + 3)

Иногда железо (Fe +3 ) видно невооруженным глазом.Этот тип железа нерастворим или не растворяется в воде, потому что он окислен. Итак, если вы наблюдаете обесцвечивание из-за того, что часто называют «красно-водным железом», то это трехвалентное железо.

Трехвалентное железо также называют осажденным или коллоидным, потому что в воде плавают крошечные частицы «железной пыли». Трехвалентное железо, скорее всего, вызовет окрашивание и другие проблемы, но специалист по очистке воды может удалить железо, содержащее красную воду, с помощью фильтрующего материала правильного типа.

Greensand Plus ™ — это обычная среда, используемая для фильтрации железа. Однако этот носитель необходимо заряжать перманганатом калия, которого некоторые домовладельцы предпочитают избегать из соображений безопасности, поскольку он является едким химическим веществом.

Другой вариант фильтрации железа — это среда для очистки воды, сделанная из синтетического цеолита, известного как Crystal-Right ® , который очень сильно удаляет как железо, так и марганец. Crystal-Right ® может быть идеальным средством для дома, получающего воду из колодца.

Двухвалентное железо растворимое в воде (Fe

+2 )

Двухвалентное железо (Fe +2 ) — это второй тип, растворенный в воде, и его нельзя увидеть — по крайней мере, сначала.

Оставьте на время стакан с тем, что часто называют «чистым утюгом», и посмотрите, что произойдет. Вы заметите, что крошечные красноватые частицы оседают на дне стакана. Это потому, что двухвалентное железо подвергается воздействию кислорода воздуха и превращается в трехвалентное железо.

Окисление является необходимым этапом при обработке воды растворенным железом, чтобы в среде содержалась осязаемая частица, которую она могла отфильтровать. Хотя такие среды, как Greensand Plus, содержат кислород, который помогает в этом процессе, во многих случаях требуется система фильтрации железа со специальной воздушной камерой. Это оборудование нагнетает воздух в верхнюю часть резервуара, чтобы преобразовать двухвалентное железо в частицы для удаления.

Water-Right предлагает железные фильтры серии Impression ® Plus. Также существует система фильтрации железа EVFE, которую можно приобрести у дилеров Evolve, и железный фильтр Ion Pro ® у дилеров WaterCare.Все эти системы также могут удалять марганец и небольшие количества серы, последняя из которых вызывает запах тухлых яиц в бытовой воде.

Пока железо остается растворенным и никогда не окисляется, оно не вызывает окрашивания. Тем не менее, вы все равно можете попробовать ее на вкус, как если бы вы попробовали поваренную соль, растворенную в воде.

Но, как объяснялось ранее, двухвалентное железо становится трехвалентным при воздействии кислорода. Вот почему утюг с чистой водой, который стоит в ванной или туалете, в конечном итоге оставляет оранжевое кольцо.Уровень железа всего 0,3 части на миллион может вызвать появление пятен. Другими словами, если в 0,00003 процента воды в вашем стакане с водой содержится железо, вы можете ожидать появления пятен ржавчины по всему дому! Это не очень много!

Вы можете подумать, что просто добавите отбеливатель в белье, чтобы оно оставалось белым, но отбеливатель — это окислитель, который также превращает растворенное железо в частицы. Вот почему некоторые люди замечают, что вода в стиральной машине становится коричневой при добавлении отбеливателя.То же самое может произойти при добавлении хлора в бассейн, и никто не хочет плавать в ржавой воде.

Органически связанное железо

Иногда железо соединяется с другими материалами в грунтовых водах, вызывая еще больше проблем. Органически связанное железо образуется, когда железо присоединяется к так называемым танинам в воде.

Танины — это разложившиеся органические вещества, поступающие из листьев, корней деревьев и других растений, которые растворяются и ферментируются в грунтовых водах — почти как чай.Подобно железу, дубильные вещества не представляют опасности для здоровья, только эстетические проблемы, такие как обесцвечивание воды, окрашивание и затхлый вкус.

Положительно заряженные ионы железа притягиваются к отрицательно заряженным органическим веществам и могут связываться с некоторыми дубильными веществами. Это затрудняет эффективное удаление растворенного железа без дополнительной фильтрации.

Для решения этой проблемы Water-Right предлагает таниновые фильтры, такие как таниновый фильтр Impression ® Plus, танинный фильтр EVT от Evolve и танинный фильтр CareSoft Pro ® от WaterCare.

Железные бактерии

Эта несколько отвратительная проблема качества воды связана не столько с железом, сколько с железом в воде вашего дома.

Некоторые формы бактерий питаются растворенным железом для получения энергии. Железные бактерии не вредны для здоровья человека, но побочным продуктом их употребления является коричневая студенистая слизь, образующаяся при окислении железа в чистой воде.

Вы можете заметить, что этот мусор растет в задней части бачка унитаза, где он может оставлять пятна и вызывать неприятный запах.Железные бактерии также могут накапливаться на экране вашего колодца, в ваших приборах и сантехнике.

Слизь, выделяемая этими микроорганизмами, может даже вызвать проблемы в вашем устройстве для смягчения воды. Это одна из причин, по которой компания Water-Right разработала пару инноваций, которые помогают дезинфицировать системы очистки воды. Наш запатентованный генератор хлора может предотвратить накопление бактерий в вашем устройстве для смягчения воды или оборудовании Crystal-Right, а наш генератор озона — это не содержащий химикатов вариант, который окисляет и очищает системы фильтрации с нагнетанием воздуха.

Взять и достать железо с помощью местного эксперта

Железо является самым распространенным элементом на планете, и его можно найти в земной коре, а это означает, что домовладельцы, у которых есть колодцы, часто имеют проблемы с качеством грунтовых вод, связанные с железом. Но он также может выщелачиваться из металлических труб в доме.

В большинстве случаев ремонт воды с высоким содержанием железа — это не проект «сделай сам», в котором вы можете просто установить смягчитель воды, купленный в большом магазине. Вам нужен местный эксперт, который разбирается в качестве воды в вашем регионе и может порекомендовать правильные методы фильтрации на основе официального анализа.

Когда вы будете готовы перестать вытирать пятна от железа и получить воду того качества, которого заслуживает ваша семья, обратитесь к надежным специалистам, обладающим знаниями и оборудованием, чтобы найти решение.

Связанные

Позвольте нам объединить вас с местным экспертом по водным ресурсам

Удаление трехвалентного и двухвалентного железа в колодезной воде

Не содержащий химикатов железный фильтр для колодезной воды

Вода из колодцев, в отличие от воды, поставляемой муниципалитетами, не очищается и не регулируется.Поэтому перед домовладельцами стоит задача проверить и очистить воду из частных колодцев. Вода, закачиваемая прямо из колодца, будет иметь некоторые свойства земли, из которой она забирается. Эти элементы включают, но не ограничиваются ими, железо, марганец, твердость и сероводород.

Железо — четвертый по распространенности элемент земной коры. Преобладание железа в почве — вот почему его так часто можно найти в колодезной воде. Железо и другие загрязнители могут быть обнаружены с помощью тестовых наборов, которые предназначены для обнаружения определенных элементов, обнаруженных в колодезной воде.Они могут присутствовать в различных концентрациях, которые можно точно определить только путем тестирования.

Определение того, что находится в воде, — это первый шаг к очистке и обеспечению безопасной чистой водой. Не содержащий химикатов железный фильтр, такой как система Katalox, безопасно и эффективно удаляет железо, марганец и сероводород. Железные фильтры предназначены для удаления этих загрязнений из воды и их смывания.

Железо в воде

Когда в воде присутствует трехвалентное или двухвалентное железо, эффекты можно увидеть, понюхать, попробовать и почувствовать.Утюг в воде окрашивает белье, питьевую посуду, посуду, туалеты, ванны, раковины и сантехнику, оставляя желтые, красные и коричневые пятна. Вода, напитки и еда приобретают металлический привкус или запах, что портит впечатление. Эффект можно ощутить через затраты на ремонт и замену насосов, труб, приборов, арматуры и спринклеров.

В воде оранжево-коричневого цвета присутствует трехвалентное железо. Он не растворяется и присутствует в воде в виде твердого вещества. Двухвалентное железо растворено в воде, и его нельзя увидеть, пока оно не окислится.Оба типа требуют тестирования для определения концентрации, которая измеряется в частях на миллион (ppm). Железо в воде с концентрацией более 3–4 частей на миллион потребует системы удаления железа в дополнение к смягчителю воды, чтобы смягчить проблему.

Марганец в воде

Вода с высоким содержанием марганца может также испачкать ткани и фурнитуру. Марганец обычно имеет черный цвет. Было показано, что высокие концентрации марганца, попадающие в организм в течение длительного времени, вызывают токсичность для нервной системы у людей.

Беременные женщины, дети и пожилые люди подвергаются наибольшему риску употребления марганца в больших количествах. Железный фильтр удаляет марганец, окисляя элементы.

Сероводород в воде

Присутствие сероводорода в воде не определяется визуально, но определяется его уникальным резким запахом. Запах тухлых яиц и сероводорода легко узнаваем, но его не любят. Сероводород в колодезной воде будет присутствовать как в горячей, так и в холодной воде.Присутствие в горячей воде указывает только на наличие в воде сульфатов, которые вступают в реакцию с магниевым стержнем в водонагревателе.

Железные фильтры для колодезной воды удаляют сероводород в процессе окисления. Для сульфатов, вызывающих сероводород, проблему можно решить, заменив магниевый анодный стержень или уже оборудованный водонагреватель на алюминиевый или цинковый анодный стержень. В крайних случаях может потребоваться система удаления сульфат-ионного обмена.

Как железный фильтр для воды предотвращает окрашивание без замены фильтров в течение 8-10 лет

Железные фильтры способны надежно и стабильно удалять марганец, сероводород, а также двухвалентное и трехвалентное железо. Окрашивание из-за более высокой концентрации железа происходит в процессе окисления. Когда вода может замедляться или находиться в состоянии покоя, железо окисляется. Система удаления железа использует окисление для удаления железа, марганца и сероводорода, а затем смывает эти загрязнения.

Как удалить железо из колодезной воды

Единственный безопасный и эффективный способ удалить железо из воды — использовать железный фильтр. Система фильтрации Katolox способна удалять обе формы железа, магния и сероводорода, присутствующие в колодезной воде. Система Katalox обрабатывает воду, обеспечивая правильное время контакта, необходимое для возникновения окисления.

Система предназначена для обратной промывки каждые три дня, чтобы смыть все удаленные загрязнения.Промывка удаленных твердых частиц гарантирует, что любые бактерии, питающиеся железом, не смогут выжить или размножаться внутри фильтра. Постоянная обратная промывка важна для обеспечения системы безопасной чистой водой.

Жесткая правда о железе в колодезной воде

Немногое в жизни более освежает и полезнее, чем ледяной стакан ржавого апельсина вода с металлическим привкусом… Железо нужно в вашем рационе, но не совсем так.Вот некоторая полезная информация о том, как железо попадает в вашу воду. опасность его присутствия и способы его проверки.

Как железо может попасть в ваш колодец Воды?

Железо может проникнуть внутрь двумя способами. вода из вашего колодца…

Утечка: Вода сверху поверхность в виде дождя или талого снега проходит через грунт в водопровод колодца. По водной тропе железо в почве может раствориться в воде и последовать за ней в колодец.

Коррозия: Вспомните, как в детстве вы случайно оставили велосипед на улице под дождем и проснулись найти ржавый беспорядок? Что-то подобное может произойти в вашем колодце заставляя железо попадать в воду. Кожухи и трубы, ведущие к и от ну скорее всего железные. Когда они подвергаются воздействию воды и кислорода, железо может начать портиться, вызывая окисление железа и образование естественная побочная ржавчина. Когда вода течет по трубам, ржавчина отслаивается. в водопровод, а затем в ваш кран и бытовую технику.

Какие бывают разные формы Железо?

Железо обычно появляется в колодезной воде в двух общих образует…

Железное железо « Красноводное железо »: Эта прекрасная оранжево-красная вода Упомянутое в начале статьи — это трехвалентное железо. Трехвалентное железо прозрачная колодезная вода, подвергшаяся воздействию кислорода, окисленная с образованием видимой ржавчины, придавая воде красноватый цвет.

Черный чугун « Чистая вода »: Эту форму железа нельзя увидеть в вода, потому что она растворима или может растворяться в воде.Черное железо часто поступает из более глубоких колодцев или источников воды.

Железо и черное железо легко запутаться, поэтому лучший способ запомнить разницу — это их концовки. Феррик заканчивается на «I-C», потому что это железо, которое вы можете видеть.

Есть ли опасность для здоровья, вызванная В моей воде есть железо?

Если у вас есть проблемы о железе в водопроводе, которое может повредить вашу систему водоснабжения и бытовой техникой, серьезное воздействие на ваше здоровье маловероятно.Железо — это важный компонент рациона человека для правильного функционирования, и это маловероятно что вы потребляете токсичное количество только с питьевой водой.

Однако чрезмерно железо в воде может оказать негативное воздействие на волосы и кожу. Хорошо вода часто содержит большое количество железа и других минералов. Однажды поглощенный ваши волосы, эти загрязнители сделают ваши волосы более темными. обесцвечиваются, становятся сухими, ломкими и имеют ужасный металлический запах.Тяжелый количество железа окрашивает светлые волосы в оранжевый цвет и заставляет темные волосы становятся темнее с красными бликами. Кроме того, окисленное железо на самом деле действует аналогично тому, как мягкая перекись действует на волосы. Это может вызвать ощущение чрезмерной сухости в волосах и может даже изменить их внешний вид текстура. В Что касается вашей кожи, железо может повредить клетки кожи, что может привести к появлению морщин. В Кроме того, растворенные минералы, такие как железо и магний, вызывают чрезмерное остатки мыльной пены, забивающие поры и оставляющие некрасивую кожу такие проблемы, как прыщи или экзема.

Более серьезное состояние здоровья последствия могут быть вызваны железобактериями, которые являются микроскопическими организмами которые питаются железом. Эти существа могут оставлять после себя железные отходы. слизь, которая может прилипать к трубам и создавать среду, в которой обитают другие вредные бактерии и организмы. EPA не включило железобактерии в список загрязнитель. Тем не менее, EPA перечисляет железо как Загрязнение вторичной питьевой воды из-за патогенных организмов, которым требуется железо расти, увеличивает риск заболевания или инфекции при переваривании люди.

Повреждающее действие железо в колодезной воде?

Никаких последствий для ваше здоровье от железа, присутствующего в вашей колодезной воде, но от ваших приборов, посуда, стирка и еда обязательно заплатят цену.

Пятна и слизь: Одно из раздражающих последствий попадания железа в колодезную воду — пятна он оставляет после себя белье, посуду, раковины и ванны, которые почти невозможно удалить.Пятно будет красного, желтого или коричневого цвета. заставляя все эти предметы выглядеть отвратительно и антисанитарно, как бы вы ни старались очистить их.

Засоренные трубы: Иногда, когда частицы ржавчины и фрагменты железа проходят через подачу воды они прекращают на длительное время. После застоя железо может накапливаться в трубах вашей системы водоснабжения, а также в ваших Техника. Это может привести к необходимости дорогостоящего ремонта в вашем доме. посудомоечные, стиральные машины, спринклеры и другие приборы, связанные с водой.

Неприятный привкус и запах: Если вы пытаетесь произвести впечатление на свидание или супругу своим кулинарные таланты убедятся, что вы в первую очередь решите железную проблему. Железо в воде придаст отвратительный металлический привкус даже вашим лучшим блюдам и напиткам и отталкивающий темно-черный цвет. Эта проблема особенно распространена с овощи и другие продукты, приготовленные на воде.

Как я могу проверить на железо и что такое Приемлемые уровни железа в колодезной воде?

Если вы ищете простой в использовании метод проверки содержания железа с точными результатами ITS поможет вам.Всего за 30 секунд колодец eXact ® EZ и eXact iDip ® Photometer предоставят вам точные, быстрые и легкие результаты.

После того, как вы выберете свое испытательное устройство, следующим шагом будет понять, какой уровень железа допустим в колодезной воде. В качестве упоминалось ранее, EPA перечисляет железо как вторичный загрязнитель питьевой воды. с максимальным уровнем загрязнения 0,3 мг / л. По данным Миннесоты Департамента здравоохранения: «миллиграмм на литр примерно равен 1 части на миллион (ppm).”Уровень содержания железа выше 0,3 ppm увеличит вероятность увидеть вредные побочные эффекты для вашей техники, одежды, посуда и еда.


Дополнительные источники:

http://www.pbwatersoftening.com/common-problems-from-having-iron-in-well-water/

http: // www. pbwatersoftening.com/5-harmful-effects-high-levels-iron-water/

http://www.wellwaterguide.net/iron-well-water.aspx

https://idahowatersolutions.com/water-problems-solutions/iron-in-water-is-it-harmful/

http://www.garreltswater.com/water-quality / железо-бактерии /

https://www.epa.gov/dwstandardsregulations/secondary-drinking-water-standards-guidance-nuisance-chemicals

https://www.health.state. mn.us/communities/environment/water/wells/brochures.html

Четыре грани железа в вашей воде

~ Натан Кларк, специалист по водоснабжению и CWS-1

Железо — самый распространенный металл во Вселенной, который составляет не менее 5% земной коры.Само собой разумеется, что некоторые из них в конечном итоге будут обнаружены во всех водах земли, включая воду из ваших колодцев. Это особенно верно, если вы живете в северо-восточном регионе, где железо обильно отложено в гранитных пластах.

Железо в колодезной воде обычно бывает четырех различных форм, и часто в одном образце присутствует более одной. Все они могут вызвать появление пятен, металлический или неприятный привкус, а также загрязнение труб и водопровода. Это представляет проблему для водоподготовки, поскольку для снижения содержания железа до приемлемого уровня необходимо применять различные методы удаления.

Двухвалентное железо , также называемое прозрачным железом, поскольку оно незаметно растворяется в воде, очень распространено. Небольшая кислотность дождевой воды приводит к растворению железа в растворе. Если вы наберете стакан воды, содержащей двухвалентное железо, вода станет прозрачной, возможно, на день или больше. Этот утюг имеет тенденцию окрашивать светильники в красновато-коричневый цвет, поскольку подвергается воздействию кислорода или всякий раз, когда он вступает в контакт с окисляющими химическими веществами, такими как мыло и моющие средства.

Трехвалентное железо — это железо, которое уже окислено (ржавчина) и поэтому нерастворимо.Стакан с водой, содержащей трехвалентное железо, очень быстро образует на дне оранжевую пленку, поскольку частицы оседают из раствора. Это вызывает окрашивание сантехники, белья и посудомоечной машины, а также загрязнение сантехники. Эта форма также очень распространена в грунтовых водах нашего региона.

Два менее распространенных типа железа — это органическое железо и коллоидное железо. У каждого есть свои особенности, из-за чего их сложно фильтровать.

Органическое железо — это двухвалентное железо, которое метаболизируется железобактериями в составе их рациона.Эти организмы образуют желеобразные отложения трехвалентного железа, и их можно определить по скоплениям железной пены в воде и маслянистому блеску на поверхности воды, особенно в туалетных баках.

Коллоидное железо состоит из очень мелких частиц (менее 1 микрона), которые из-за своего размера и электрического заряда остаются во взвешенном состоянии. Стакан с коллоидным железом будет иметь красновато-розовый оттенок. Эти частицы железа настолько крошечные, что их удельный вес практически такой же, как у воды.Им может потребоваться очень много времени, чтобы окончательно перестать растворяться.

Двумя наиболее эффективными методами удаления двухвалентного железа являются ионный обмен (умягчение), при котором молекулы железа вытягиваются из воды за счет электрохимического притяжения, а также окисление и фильтрация. Последний метод использует воздух или химический окислитель для преобразования двухвалентного железа в трехвалентные частицы, которые затем могут быть механически отфильтрованы.

Органическое железо удалить сложнее, поскольку инкапсулирующая его масса биологической пены имеет тенденцию защищать железо от традиционных методов удаления.Колодцы, содержащие железобактерии, следует дезинфицировать хлором, чтобы устранить проблему в источнике, или поступающую воду можно обработать с помощью системы подачи химикатов с использованием сильного окислителя для разрушения биомассы, а затем остаток можно механически отфильтровать. Органическое железо трудно поддается лечению в большинстве случаев.

Коллоидное железо также представляет собой серьезную проблему для фильтрации в жилых помещениях, так как наиболее эффективное удаление включает введение адгезива, такого как квасцы, чтобы связать мельчайшие частицы вместе в достаточно большие комки, чтобы они выпали из раствора и были механически захвачены.К счастью, эта проблема встречается довольно редко.

Если вы видите явные признаки любого из этих четырех типов железа в своей воде, обратитесь к сертифицированному специалисту по воде для надлежащего тестирования и обработки.

Идентификация железа — Чистая вода, ООО

Скотт Хармон

О наличии железа часто свидетельствуют пятна на сантехнике или его видимость в воде. В других случаях это скрыто.

Возможно, вам придется провести небольшое расследование, чтобы правильно определить тип присутствующего железа, чтобы правильно его лечить.

Черные металлы (FE ++)

Железо или растворенное железо, известное как «невидимый» виновник, является наиболее распространенным. Когда из-под крана набирают воду, содержащую двухвалентное железо, она будет казаться прозрачной, потому что железо все еще находится в растворенном состоянии.

Как только вода станет открытой для атмосферы или подвергнется окислению, железо начнет осаждаться в трехвалентное железо, и вода приобретет цвет от золотистого до оранжевого.

Феррик (FE +++)

Трехвалентное железо, также известное как гидроксид трехвалентного железа или окисленное железо, — это железо, которое уже перешло в нерастворимое состояние и будет отображаться в виде оранжевого осадка.Как только железо переходит в это состояние, его можно отфильтровать с помощью различных типов фильтрующих материалов.

Важно помнить, что вода, содержащая трехвалентное железо, довольно часто содержит двухвалентное железо, в зависимости от уровня растворенного в воде кислорода.

Бактериальное железо

Бактериальное или «живое» железо, вероятно, является наиболее ошибочным из всех применений железа. В отличие от двухвалентного или трехвалентного железа, которое можно определить по цвету воды, бактериальное железо не так легко обнаружить.Он может выглядеть как перистый или комковатый осадок, если он виден, и, если его не лечить должным образом, будет расти внутри сосудов для обработки, загрязняя минерал и вызывая окрашивание.

Доступны наборы для определения бактериального железа, и их использование настоятельно рекомендуется. Правильное тестирование гарантирует, что дилеры не сделают неправильный диагноз приложения.

Как правило, для этого типа железа эффективны только хлорирование или окислительно-восстановительная среда. Другие типы предварительного окисления могут усугубить проблему и засорить водопровод или фильтр.

Коллоидное железо

Коллоидное железо — это железо, состоящее из очень мелких нерастворимых частиц, которые окрашивают воду, но не осаждаются и их почти невозможно отфильтровать без флокуляции.

Эта статья появилась как врезка к более длинной статье об удалении железа. Перейдите сюда для получения полной статьи.


Скотт Хармон CWS V, CI — менеджер технической поддержки подразделения RainSoft компании Aquion Partners L.P, Elk Grove Village, IL. Хармон начал свою карьеру в отрасли водоподготовки в качестве установщика и специалиста по обслуживанию, а до прихода в Aquion в качестве международного инструктора по обслуживанию был менеджером по обслуживанию местного дилера RainSoft.

От того же автора на нашем сайте:

Основы удаления железа

Важность скорости обратной промывки

Каково влияние железа на воду?

Если вы живете в таком районе, как восточная Пенсильвания, со множеством залежей железа в окружающем известняке и доломите, скорее всего, у вас могут быть высокие концентрации железа в воде вашего дома, особенно если у вас есть колодезная вода.Железо в воде — повод для беспокойства? Какое влияние на вашу кожу и общее состояние здоровья оказывает содержащееся в воде железо и как относиться к содержащемуся в воде железу? Читайте дальше, чтобы узнать больше.

Причина появления железа в воде

Как железо вообще попадает в питьевую воду в вашем доме?

Железо — один из самых богатых ресурсов Земли: этот минерал составляет 5% земной коры. Многие горные породы содержат залежи железа. Когда дождь падает и пропитывает скалу, он часто растворяет часть железа.Он увлекает это железо с собой, продолжая просачиваться сквозь скалы и почву.

Когда эта дождевая вода становится грунтовой или попадает в источники пресной воды, такие как озера и реки, она может стать частью местного водоснабжения. Муниципальные системы водоснабжения, которые получают воду из этих источников, могут в конечном итоге иметь высокий уровень железа в воде, а фильтры, которые они установили для удаления бактерий и других вредных загрязнителей, не всегда могут отфильтровать его. Колодцы, которые забирают воду из водоносных горизонтов с высоким содержанием железа, также могут содержать высокие концентрации железа.

Железо в воде обычно имеет одну из двух форм — двухвалентное железо, растворимое в воде, и трехвалентное железо, которое нерастворимо. Вода, содержащая двухвалентное железо, обычно визуально неотличима от чистой воды, поскольку железо растворяется равномерно, а вода остается прозрачной. Однако, когда вода достигает домашнего резервуара высокого давления (резервуара с колодцем) или выливается в воздух, железо окисляется и превращается в нерастворимую трехвалентную форму. Затем он становится видимым и начинает влиять на качество воды.

Действие железа в воде

К счастью, наличие железа в воде вашего дома не представляет прямого вреда для вашего здоровья. Телу необходимо железо для функционирования. Около 70% железа в организме содержится в эритроцитах и ​​мышечных клетках, и оно необходимо для транспортировки кислорода в крови и мышечной ткани. Без него люди могут страдать анемией и утомляться.

Однако высокое содержание железа в воде в вашем доме может иметь несколько заметных эффектов на внешний вид, запах и вкус воды.Железо также может повлиять на вашу кожу и сантехнику и стать идеальной средой для размножения определенных бактерий:

  • Помутнение и осадок: Если вода в вашем доме содержит железо, она может иметь мутный вид и содержать осадок. Причина в том, что окисленное железо больше не будет полностью растворяться в воде и выпадет в осадок.
  • Обесцвечивание: Если у вас высокий уровень железа в воде — обычно 0,3 частей на миллион или более — вода может быть ржаво-красного или коричневого цвета.Ваша вода может быть безопасной для питья, но она будет выглядеть менее привлекательной.
  • Окрашивание: Высокая концентрация железа в домашней воде может испачкать фарфоровую сантехнику, белье и посуду. Железо оставляет неприглядные красновато-коричневые пятна, которые трудно удалить.
  • Металлический вкус и запах: Высокие концентрации железа часто придают воде в доме металлический привкус и запах. Когда вы наливаете стакан воды для питья, вы можете заметить, что вода пахнет или имеет привкус железа.При больших расходах воды, например, при принятии душа, вся ваша ванная комната или весь дом может наполняться металлическим запахом.
  • Изменение внешнего вида продуктов: Чай, кофе и овощи, приготовленные с использованием воды, богатой железом, могут стать темно-черными и выглядеть неаппетитными. У них также может быть резкий металлический привкус.
  • Накопление в трубах: Со временем отложения и остатки железа могут накапливаться в трубах вашего дома и вызывать засорение или плохой дренаж. Если труба сильно забивается и требует профессионального внимания, или если повышенное давление вызывает утечку, вы можете потратить значительные суммы на ремонт.
  • Сухая, зудящая кожа: Железо в воде, в которой мы принимаем ванну или душ, может высушить кожу. Мыло и утюг не всегда хорошо смешиваются друг с другом, поэтому при стирке водой с содержанием железа на коже иногда остаются излишки мыла, вызывающие сухость и зуд.
  • Разрастание бактерий: В редких случаях бактерии, известные как железобактерии, соединяются с железом с образованием ржавчины и бактериальной слизи. Обычно они не вызывают болезни. Однако исследования показали, что присутствие железа в воде может способствовать росту таких бактерий, как E.coli. В частности, если у вас есть родниковая вода, вам следует регулярно проверять ее, чтобы убедиться, что она не заражена вредными бактериями.

Каковы допустимые уровни железа в колодезной воде с учетом этих воздействий? Агентство по охране окружающей среды США (EPA) установило максимальный уровень загрязнения (MCL) для железа в размере 0,3 частей на миллион из-за его эстетических, не связанных со здоровьем эффектов.

Как удалить железо из питьевой воды

Как вы относитесь к железу в воде? Чтобы удалить железо из питьевой воды, вы, вероятно, захотите приобрести раствор для очистки воды, например, смягчитель воды.

Жесткая вода — это вода, которая содержит чрезмерные концентрации кальция и магния. Это происходит, когда грунтовые воды проходят через известняк и поглощают эти элементы из породы. Жесткая вода часто также содержит большое количество других абсорбированных минералов, включая железо.

Как и железо, минералы в жесткой воде вызывают некоторые эстетические проблемы. Они могут придавать воде неприятный вкус, накапливаться в водопроводе и оставлять пятна на посуде. Они могут накапливаться на коже и волосах, оставлять их сухими и тусклыми, а также затруднять чистку белья.

Установка домашнего умягчителя воды может помочь удалить некоторые из этих минералов посредством ионного обмена. Смягчитель воды обычно фильтрует воду в вашем доме через соль.

Когда вода протекает через соль, заряженные ионы натрия из соли меняются местами с ионами кальция и магния. Пористая смола в смягчителе притягивает ионы кальция и магния, и, когда они связываются со смолой, они выделяют ионы натрия, чтобы занять свои места. Многие смягчители воды также могут удалять загрязнения, такие как железо и хлор, с помощью того же механизма, оставляя воду с освежающим вкусом, приятной на ощупь и не оставляющей нежелательных пятен или отложений.

Обратитесь в компанию Long’s EcoWater за помощью в удалении железа из воды в вашем доме

Чтобы ощутить преимущества вкусной, свежей, не содержащей железа воды в вашем доме, сделайте Long’s EcoWater своим надежным поставщиком. Мы можем помочь свести к минимуму содержание железа и других загрязняющих веществ в воде вашего дома, и мы даже можем настроить решение в соответствии с потребностями вашего дома.

Наши усовершенствованные водоумягчители потребляют меньше соли и служат дольше, чем многие другие бренды, и мы пользуемся поддержкой одной из крупнейших и старейших компаний по кондиционированию воды в мире — EcoWater.Наш 70-летний опыт работы в водном бизнесе также означает, что у нас есть навыки и знания, чтобы предоставить вам необходимую очистку воды по разумной цене.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.

Поделиться:

Что удаляет железо из колодезной воды?

Железо — одно из наиболее распространенных загрязняющих веществ, с которыми сталкиваются сельские домовладельцы. От мутных стаканов с питьевой водой до ярко-оранжевых полос в туалетах и ​​ваннах — железо оставляет за собой следы пятен, обесцвечивания и неприятного привкуса.Хотя это одна из наиболее распространенных проблем с качеством воды, существует множество решений, позволяющих очистить воду от этого минерала.

Как железо попадает в мою воду?

Когда дождь или снег тает на поверхности земли и вода просачивается через железосодержащую почву и скалы, железо может растворяться в воде. В некоторых случаях железо также может быть результатом коррозии железных или стальных обсадных труб скважин или водопроводных труб. Подобно тому, как железо в металлическом ведре превращается в ржавчину под воздействием воды и кислорода, минералы железа в воде превращаются в ржавчину и окрашивают сантехнику и белье.

Железо — это естественный элемент, который составляет около пяти процентов земной коры. Когда идет дождь, дождевая вода проникает в землю и проходит сквозь камни и почву. Затем часть железа растворяется и накапливается в водоносных горизонтах, которые служат источниками грунтовых вод для колодцев.

Следовательно, важно знать, загрязнена ли вода из колодца железом, как это влияет на ваш дом и какие меры вы можете предпринять, чтобы защитить свою питьевую воду.

Зачем удалять железо из колодезной воды? Многие домовладельцы в сельской местности могут быть знакомы с воздействием воды с высокой концентрацией минералов, таких как кальций, магний и железо.Такая вода называется « Жесткая вода » и может иметь чрезвычайно разрушительные последствия для состояния вашего дома. Железо может придавать воде металлический привкус и влиять на вкус еды и напитков. Очистка воды в домашних условиях является наиболее распространенным методом контроля содержания железа в воде. Если у вас уже установлена ​​система смягчения воды на весь дом, наиболее эффективным решением будет установка железного фильтра.

Безопасно ли пить воду из скважины с железом?

Железо в воде обычно не представляет опасности для здоровья.Ваше тело нуждается в железе для транспортировки кислорода в крови. Большая часть железа поступает с пищей, поскольку организм не может легко усваивать железо из воды.

Железо может вызвать беспокойство, если в колодец проникли вредные бактерии . Некоторым вредным организмам для роста требуется железо. Если в воде есть железо, избавиться от вредных бактерий будет сложнее.

Употребление железа с низким содержанием железа не опасно и не окажет неблагоприятного воздействия на ваше здоровье. Железо регулируется EPA как вторичный загрязнитель .Вторичные загрязнители представляют собой загрязнители с эстетическими и косметическими последствиями, такими как неприятный привкус и пятна, но не считаются опасными для употребления. Само железо необходимо для здорового, сбалансированного питания. оно способствует выработке красных кровяных телец и транспортирует кислород по всему телу. Шпинат, яйца, чечевица и креветки — это продукты, богатые железом, которые обеспечивают ваш организм этим жизненно важным минералом.

Как мне узнать, есть ли в моей колодезной воде железо?

Желтая или красная вода часто является хорошим признаком присутствия железа.Однако лаборатория может сказать вам точное количество железа, которое может быть полезно при выборе лучшего метода лечения. В дополнение к тестированию на железо может быть полезно проверить твердость , pH , щелочность и железо бактерии .

Справочная информация : Максимальное рекомендуемое количество в воде составляет 0,3 мг / л , что аналогично заявлению 0,3 частей на миллион или частей на миллион. Когда уровень железа в воде превышает 0.3 мг / л предел , вода может иметь цвет красный , коричневый или желтый цвет и окрашивать белье и принадлежности. Красная, коричневая или желтая вода из колодца часто является признаком слишком большого количества железа.

Утюг забивает трубы, снижает давление воды в доме, портит вкус чая и кофе и оставляет яркие пятна на ваших приборах в количестве от 3 частей на миллион. Хотя железо редко встречается в количествах, превышающих 10 частей на миллион, его способность вызывать такие серьезные и видимые повреждения при таких низких концентрациях делает его весьма неприятным загрязнителем, с которым можно возиться.

Хотя нет никаких доказательств того, что употребление воды, загрязненной железом, вредно для вашего здоровья, оно может нанести любой ущерб вашему дому. Вот некоторые общие эффекты железа в питьевой воде:

1. Металлический вкус и запах

Железо может придавать воде неприятный металлический привкус и запах, из-за чего ее трудно пить. Когда утюг сочетается с чаем, кофе и другими напитками, он приобретает темный, похожий на чернила вид и ужасный вкус.Кроме того, если вы готовите овощи в воде, содержащей железо, они могут стать более темными и непривлекательными.

2. Железные бактерии

«Железные бактерии» естественным образом встречаются в неглубоких почвах и грунтовых водах и могут проникать в воду вашего колодца при его строительстве или ремонте. Железо в колодезной воде способствует росту этого и других видов бактерий. Итак, если вы заметили красноватую, коричневую или желтую слизь темного цвета в раковине, ванне или бачке унитаза, возможно, в вашей воде присутствуют «железные бактерии».Эта слизь также может забивать трубы и сантехнику и вызывать неприятный запах из сточных вод. Хотя большая часть запаха может исходить от серы.

3. Пятна на белье и посуде

Когда вы используете в стиральной машине воду, загрязненную железом, ваша одежда, простыни и полотенца могут обесцветиться с пятнами оранжевого цвета. То же самое и с посудой, которую мыть в посудомоечной машине.

4. Пятна на сантехнике и поверхностях

Даже в низких концентрациях железо может оставлять подобные пятна на сантехнике, посуде, столешницах и т. Д.Эти пятна не только неприятны и неприятны, но их бывает трудно удалить.

Как лучше всего удалить железо из колодезной воды?

Умягчители воды и железные фильтры являются наиболее эффективными при удалении железа.

Три разных типа железа можно заливать в воду из колодца. Удаление железа из колодца зависит от полного и точного понимания , какие типы железа присутствуют в . Железо представляет собой уникальные проблемы и различные решения в зависимости от его формы.Чтобы удалить его, вы должны четко понимать, в какой форме находится утюг. Выполнение теста на воду точно покажет, с какими водными условиями вы работаете, и покажет вам наиболее четкий путь вперед. Тест-полоски на содержание железа также могут дать вам более общее представление о миллионных долях железа, присутствующих в вашей лунке.

Существует несколько способов удаления железа из воды, но идеальный метод очистки для вашей ситуации будет зависеть от типа железа в воде, а также от других факторов. Если вы еще этого не сделали, проверьте свою воду, чтобы определить тип и количество железа, содержащегося в питьевой воде, а также pH воды и растворенный кислород. Лабораторный анализ может помочь определить масштаб проблемы и возможные способы лечения.

Утюг

Вот 3 наиболее распространенных типа железа, обнаруживаемых в колодезной воде, и способы их удаления.

1. Черный чугун

Также известен как утюг для чистой воды .Двухвалентное железо не влияет на прозрачность воды, но оставляет пятна на керамике и одежде и имеет ржавый привкус. Если вода из-под крана выглядит прозрачной, но становится желтой или ржаво-коричневой после того, как вы сидите на открытом воздухе, возможно, в вашей воде есть двухвалентное железо. Этот тип железа полностью растворяется в воде и может легко проходить через стандартные системы фильтрации. Он также вызывает красновато-коричневые пятна в туалете, душе и раковине, особенно там, где капает вода.

Умягчители воды: Ионообменные умягчители воды могут легко удалить из воды низкие уровни двухвалентного железа.Если у вас мягкая вода, окислительный фильтр будет более эффективно снижать содержание железа в воде. Если вы используете смягчитель воды для снижения содержания железа, вам необходимо периодически промывать систему и слой смолы средством Rust Out, чтобы защитить систему и обеспечить долговечность шариков смолы.

2. Трехвалентное железо

Также известен как красное железо , , придающее воде мутный оранжевый цвет. Когда двухвалентное железо окисляется, оно превращается в трехвалентное железо.Трехвалентное железо также известно как красное водное железо или железо, выпавшее в осадок из раствора. Утюг этого типа также вызовет появление пятен в доме. Поскольку это настоящая частица, со временем она может забивать фильтры, трубы и душевые лейки.

Фильтры для осаждения: Это решение идеально подходит для людей с низким уровнем железа, все из которого находится в трехвалентной форме. Сами по себе отстойный фильтр не избавит вас от грязных туалетов и металлической дегустации воды, если в вашем колодце помимо трехвалентного железа есть двухвалентное железо.

3. Железные бактерии

Что проявляется как красноватая слизь в унитазах. Бактериальное железо чаще всего появляется в колодцах из-за плохого обслуживания или неправильного обслуживания. Они не распространены и требуют очень специфических видов обработки, включая введение химикатов и время контакта.

Профессиональная обработка: Удаление бактериального железа из колодца — трудоемкий процесс, поэтому, если вы подозреваете, что в вашей воде есть железо, проверьте его у профессионала, чтобы определить правильное лечение.

Заключение

Но независимо от результатов испытаний, система фильтрации воды премиум-класса для всего дома, вероятно, является наиболее эффективным и экономичным способом удаления железа из питьевой воды. Эти системы удаляют до 95% железа из водопровода вашего дома и защищают вашу сантехнику и водозаборники от пятен, ржавчины и слизи. Это означает, что на вашем белье и посуде, а также в раковинах, ваннах и унитазах больше не останется пятен, обесцвечивания и накипи.Кроме того, наиболее качественные фильтры для воды для всего дома могут устранить неприятный привкус и запах, а также предотвратить рост бактерий.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *