Как очистить воду от железа?

Очистка воды от железа

Железо – очень распространенный в природе химический элемент. Оно в больших количествах содержится в различных породах и не удивительно, что грунтовые воды довольно часто загрязнены именно им.

При санитарных нормах 0,3 мг/литр, содержание железа в воде из скважин, часто колеблется в пределах 0,5- 20 мг/л. Вода имеет неприятный железный привкус, немного постояв, она желтеет. Можно ли пить такую воду?

Опасно ли высокое содержание железа в воде?

Железо - один из основных химических элементов земной коры, оно  необходимо для работы кроветворных органов человека и является одним из основных компонентов гемоглобина. Железо попадает в организм с продуктами питания,  накапливается в печени и селезенке, при необходимости, эти органы помогают восполнить баланс железа для прохождения всех необходимых процессов в организме.

Железо слабо усваивается организмом, поэтому, даже выпив воду, в которой показатели содержания железа выше нормы ничего страшного не произойдет. Однако, при постоянном употреблении такой жидкости, а также при наличии факторов, способствующих усваиванию железа, организму будет причинен вред. Железо в избытке накапливается в печени, почках, поджелудочной железе и в результате у человека будут проблемы с этими органами.

Повышенное содержание железа в воде у некоторых людей может вызывать сухость кожи и аллергические реакции.

Впрочем, по данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), суточное употребление железа в количествах, не превышающих 0,8 мг на 1 кг тела человека, является абсолютно безопасным для здоровья. Посчитайте сами, сколько ведер воды нужно выпить за сутки, чтобы получить такую дозу! Следовательно, железо в воде не представляет особенной опасности для организма.

Проблема в другом – привкус и запах такой воды не способствуют получению удовольствия от ее употребления. А пить воду нужно в достаточном количестве!

Как узнать, что вода содержит избыток железа?

Очистка воды от железа

Определить повышенное содержание железа в воде не так и сложно:

  • железистый вкус;
  • быстро образуются желтые разводы на поверхности сантехники;
  • после кипячения в чайнике желтый или бурый  налет;

Чтобы точно определить концентрацию железа в воде, лучше всего взять пробу воды из водопровода или другого источника, которым вы пользуетесь, и отнести его в соответствующую лабораторию. Полученный результат химического анализа воды позволит выбрать правильную стратегию очистки.

Виды железа в воде

Железо существует в природе в различных формах в зависимости от валентности, а также в виде различных сложных химических соединений.

Двухвалентное железо Fe2 - это железо, которое растворяется в воде, поэтому изначально вода прозрачная, но если ее налить в открытую емкость и дать постоять некоторое время, то произойдет реакция с кислородом и двухвалентное железо выпадет в осадок.

Трехвалентное железо Fe3- это железо, которое не растворяется в воде. Вода с содержанием трехвалентного железа имеет изначально желтоватый оттенок,  а при взаимодействии с кислородом быстро выпадает в осадок в виде бурых хлопьев.

Органическое соединение железа встречается в воде в разных формах и в составе различных комплексов, проявляется в виде желтоватого оттенка. Это происходит в результате образования органического железа в молекулах, как правило, такое железо не выпадает в осадок при взаимодействии с кислородом. Некоторые виды бактерий способны использовать энергию растворенного железа в процессе своей жизнедеятельности, преобразуя его в трехвалентное, которое сохраняется в желеобразной оболочке вокруг бактерии. Коллоидное железо - это нерастворимые частицы очень малого размера создают в воде мутные суспензии и не осаждаются, фильтровать их очень трудно.

Очистка воды от железа

Все вышеперечисленные виды железа "ведут" себя в воде по-разному. Так, если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время в процессе отстаивания образуется красно-бурый осадок, то это признак наличия в воде двухвалентного железа. В случае если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании - надо "винить" трехвалентное железо. Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Бактериальное железо проявляет себя радужной опалесцирующей пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб.

На что еще влияет железо в воде?

Двухвалентное железо, растворенное в грунтовой воде, попадая в систему водоснабжения частного дома, взаимодействует с воздухом, окисляется и становится трехвалентным, говоря простым языком – ржавчиной. И осадок этот остается на трубах, сантехнике, стиральных и посудомоечных машинах – везде, куда попадает вода из системы.

Железо способствует развитию в трубах особых видов бактерий, которым для жизнедеятельности требуется этот металл.

Как очистить воду от железа?

Даже если содержание железа в воде не превышает норму, очищать ее все же нужно. Хотя бы для того, чтобы улучшить вкусовые качества. К сожалению, сделать это совсем не просто. Очистка воды от всех видов железосодержащих примесей является достаточно сложной задачей. Для каждого состояния железа требуется свой тип очистки.

Очистка воды от железа

Так как, растворимое двухвалентное железо способно переходить в нерастворимый трехвалентный вид, то основная задача - необходимо привести его в нерастворимое состояние и произвести извлечение его из воды. Это осуществляется путем фильтрации и аэрирования.

Для очистки воды от двухвалентного железа подходят два метода:

  1. Ионообменный. Многие фильтры для воды имеют ионообменный картридж, в котором используются ионообменные смолы. Но в данном случае нас интересует конкретно смола, которая замещает железо на натрий. Картриджи большинства производителей могут эффективно работать до концентрации железа в воде 5 мг/л. Есть также картриджи, где в качестве фильтрующей среды используется природный материал кальцит.
  2. Обратный осмос. Фильтры обратного осмоса эффективны для удаления любых примесей, включая двухвалентное железо. Они намного лучше очищают воду, чем ионообменные смолы. Поскольку ионы двухвалентного железа значительно больше пор обратноосмотических мембран, мембраны хорошо их задерживают. Системы обратного осмоса хорошо очищают воду с содержанием железа до 10-20 мг/л.

Эти методы не работают, если в воде кроме двухвалентного присутствует еще и трехвалентное железо - ржавчина. Фильтры забиваются и теряют эффективность. Нужен еще и обычный механический фильтр очистки. Он должен задерживать нерастворимое железо, только после этого воду можно подавать на другие фильтры.

Очистка воды от железа

Чтобы перевести двухвалентное железо в трехвалентное, применяют такие технологии окисления:

  • Аэрация. Представляет собой процесс насыщения воды атмосферным воздухом, реализуется  в виде фонтанирования, барботирования, душирования либо применения инжекторов. Эффективность такого насыщения невысока, а потому аэрация может использоваться только в том случае, если концентрация железа в воде не превышает10 мг/мл.
  • Применение окислителей. Мощные химические окислители легко справляются с двухвалентным железом и одновременно решают массу других проблем (обеззараживание, разрушение сероводорода и т.п.). Самым распространенным окислителем сегодня является хлор, который применяется на подавляющем большинстве станций очистке воды. К сожалению, хлор имеет массу недостатков, а потому коммунальные службы все чаше и чаще применяют озонирование воды. Как и хлорирование, озонирование не только решает проблему двухвалентного железа, но и успешно борется с микроорганизмами. Что касается бытовых систем очистки воды, то в них чаще всего используется перманганат калия.

Как очистить воду от железа без фильтров

Полностью очистить без фильтров невозможно, но существенно уменьшить концентрацию железа в воде помогают самодельные конструкции. Принцип действия простой – перевести двухвалентное железо в нерастворимое трехвалентное, способное оседать.

Самодельные очистители включают в себя большие открытые резервуары с водой, в которых вода хранится в течение некоторого времени. Иногда для интенсификации процесса окисления через воду продувается воздух. Например, с помощью аквариумного компрессора. Двухвалентное железо соединяется с кислородом воздуха и выпадает в осадок. Теперь воду можно забирать для питьевых нужд. После такой процедуры количество железа в воде в несколько раз уменьшится.

Когда толщина осадка становится слишком большой, бак вычищают.

Единственного универсального метода как очистить питьевую воду от железа не существует. Каждая из технологий очистки несет свои достоинства и недостатки. Подбирать наиболее оптимальную технологию для очистки следует в зависимости от количества железа в воде, минимальных затрат и максимальной эффективности.