Очистка воды от железа из скважины
Содержание статьи
Виды железа, содержащегося в водопроводной и скважинной воде
Методы очистки воды от железа
Характеристика методов очистки воды от железа
Сравнение технико-экономических характеристик методов очистки воды от железа
Виды железа, содержащегося в водопроводной и скважинной воде.
Вода, поступающая из водопровода от поверхностных источников или из скважины очень часто содержит высокое содержание железа и марганца в растворенном (двухвалетном) и нерастворенном (трехвалентном виде).
1. Растворенное железо. В растворенном виде железо, как правило, содержится в воде, поступающей из артезианских скважин. Вода, поступающая из скважины, сначала имеет прозрачный цвет, однако обладает устойчивым запахом железа. После контакта с воздухом железо начинает окисляться, переходя в нерастворенный вид, который характеризуется «ржавым» цветом.
2. Нерастворенное железо. В нерастворенном виде железо поступает в квартиру или дом из ржавых водопроводных труб, из скважины (в случае если оно успело окислиться). Вода с высоким содержанием взвешенного железа имеет рыжий, буроватый цвет, устойчивый железистый запах.
Проблемы, вызываемые высоким содержанием железа в воде:
Высокое содержание железа в питьевой воде очень вредно сказывается на здоровье человека. При длительном употреблении в пищу воды с повышенным содержанием оно оказывает токсичное действие на печень, вызывает нарушение функций желудочно-кишечного тракта, может обусловить возникновение, развитие и обострение заболеваний желудка и кишечника.
Повышенное содержание железа также негативно сказывается на состоянии сантехнических приборов: ржавый налет на раковинах, смесителях, трубах, ваннах и др. Кроме того высокое содержание железа в воде приводит к преждевременному выходу из строя технологического оборудования: котлов, теплообменников, насосов и др.
Поэтому воду с содержанием железа, превышающим ПДК – 0,3 мг/л, необходимо очищать от железа.
Методы очистки воды от железа
Все методы, используемые для очистки воды от железа, можно отнести к двум основным видам:
- реагентные методы обезжелезивания воды.
- безреагентные методы очистки воды от железа.
В качестве безреагентных методов обезжелезивания воды в настоящее время в промышленности и быту используются:
1. Аэрация воды (под давлением) и фильтрование через каталитический обезжелезивающий материал в фильтрах обезжелезивателях (см. Рис. 1).
2. Аэрация воды (без давления) и фильтрование на каталитическом обезжелезивающем материале (см. Рис. 2).
В качестве реагентных методов очистки воды от железа в частных домах и на предприятиях используются:
3. Система дозирования реагента окислителя и фильтрование на обезжелезивателях (см. Рис.3).
4. Система обезжелезивания методом ионного обмена на универсальных ионообменных смолах, применяемых для комплексной очистки воды от железа, марганца, жесткости и органических соединений (см. Рис. 4).
Характеристика методов очистки воды от железа
1. Аэрация воды (под давлением) и фильтрование через каталитический обезжелезивающий материал в фильтрах обезжелезивателях.
Суть метода заключается в том, что воздействие кислорода ускоряет реакцию окисления растворенного в воде железа, которое пройдя аэрационную колонну и насытившись кислородом, окисляется, переходя в нерастворенный вид и оседает в фильтре обезжелезивателе на специальном обезжелезивающем материале. В качестве источника кислорода для аэрации используется воздушный компрессор. В качестве обезжелезивающего материала каталитические загрузки, содержащие диоксид марганца, который ускоряет реакцию окисления железа: сорбент АС, МЖФ, Birm и другие.
Принцип действия. Вода с помощью компрессора и датчика расхода насыщается воздухом в необходимом количестве. Далее смесь воздуха и воды поступает в аэрационную колонну, в которой происходит смешивание и первичное окисление растворенного железа кислородом.
Затем вода поступает в фильтр обезжелезиватель с каталитическим обезжелезивающим материалом, в котором происходит доокисление и осаждение железа и марганца.
По истечении пройденного объема воды, происходит промывка каталитического материала обратным потоком воды в дренаж. Таким образом, происходит самоочищение фильтра обезжелезивателя. Срок службы обезжелезивающего материала зависит от объема водопотребления и содержания железа в исходной воды и составляет обычно от 2-х до 5-ти лет.
Рис. 1 - Схема очистки воды от железа с напорной аэрацией
2. Аэрация воды (без давления) и фильтрование на каталитическом обезжелезивающем материале (см. Рис. 2).
Суть метода аналогичная что и в напорной аэрации (под давлением), однако здесь вода подается «на излив» в накопительную безнапорную емкость, в которой происходит окисление железа под действием как естественного контакта с воздухом так и воздуха, подаваемого компрессором.
Принцип действия. Вода с помощью компрессора и датчика расхода насыщается воздухом. Затем водовоздушная смесь поступает в накопительную емкость, в которой происходит первичное окисление железа и марганца. Из накопительной емкости вода с помощью насоса второго подъема подается на каталитический фильтр обезжелезиватель, в котором происходит окисление и осаждение оставшегося в воде железа.
Рис. 2 - Схема обезжелезивания воды с безнапорной аэрацией
3. Система дозирования реагента окислителя и фильтрование на обезжелезивателях (см. Рис.3).
Суть метода основана на окислительных способностях хлора, гипохлорита натрия и других окислителях, который попадая в воду вызывает окисление железа и марганца и переводит его из растворенного в нерастворенный вид. Окисленное железо также осаждается на фильтрах обезжелезивателях.
Принцип действия. С помощью комплекса дозирования (включающего дозирующий насос и реагент) в воду поступает раствор гипохлорита натрия, который ускоряет реакцию окисления растворенного в воде железа, марганца и органических соединений. Вода с гипохлоритом поступает в накопительную емкость, в которой происходит окончательное окисление железа. Для эффективного и надежного окисления время контакта гипохлорита с водой должно составлять не менее 20-30 минут.
Затем вода поступает в каталитический обезжелезиватель, в котором происходит осаждение железа и марганца.
Для очистки воды остатков хлора и его соединений применяется метод сорбции воды на активированных кокосовом и березовом угле.
Рис. 3 - Схема обезжелезивания воды с дозированием гипохлорита натрия
4. Система обезжелезивания методом ионного обмена на универсальных ионообменных смолах, применяемых для комплексной очистки воды от железа, марганца, жесткости и органических соединений (см. Рис. 4).
Суть метода. Очистка воды от железа проводится с помощью реакции ионного обмена в фильтре на специальных ионообменных смолах, которые заменяют ионы железа и марганца на ионы натрия. В качестве загрузочного материала используются универсальнные ионооменные смолы марки: А, В, С, которые в зависимости от назначения направлены на извлечение из воды железа, марганца, органических соединений в различном сочетании.
Данный метод рекомендуется для очистки воды из артезианских скважин для частных домов и предприятий с небольшим потреблением воды.
Принцип действия. Вода проходит через универсальную обменную смолу, которая находится в колонне фильтра-обезжелезивателя. В колонне происходит реакция ионного обмена ионов натрия на ионы железа, марганца, жесткости и органических соединений.
После прохождения определенного объема воды, смола теряет свою способность так как все ионы натрия уже заместились на ионы железа, марганца и органических вещество.
Необходимо провести регенерацию (восстановление) ионообменных свойство смолы с помощью поваренной соли, которая отдает обратно ионы натрия в воду, а забирает ионы железа, марганца, жесткости, органики и сливается в дренаж. Обычно на регенерацию расходуется примерно 120-180 г соли на 1 литр фильтрующего материала. Период между регенерациями рассчитывается исходя из объема водопотребления и содержания железа, марганца, органики в исходной воде и составляет обычно от 3-х дней до двух недель.
Рис. 4 - Обезжелезивание воды на универсальных фильтрах
Сравнение технико-экономических характеристик методов очистки воды от железа.
В заключении приведем сравнительный анализ технико-экономических характеристик различных методов очистки воды (см таблицу 1).
Таблица 1 – Сравнение технико-экономических характеристик методов очистки воды от железа
|
№ |
Показатели исходной воды |
Методы очистки воды и основные области применения |
Условия и ограничения применения |
Единовременные и эксплуатационные затраты |
|
1 |
Железо от 0,3 до 10 мг/л. Марганец до 1 мг/л. Пермангантная окисляемость (ПМО) – не более 5 мг/л. |
1. Аэрация с безреагентным каталитическим обезжелезиваетелем воды. Область применения: в частных домах, на пищевых производствах, для подготовки технологической воды.
|
pH – не менее 6,7 для железа. pH – не менее 7,5 для марганца. Железо до 10 мг/л. Марганец до 1 мг/л. Сероводород не более 2 мг/л. Кремний до 15 мг/л. |
1. Единовременные затраты на покупку оборудования (для частного дома) примерно от 50-70 тыс.руб. 2. Эксплуатационные затраты: На замену фильтрующего материала (для частного дома) примерно от 6 до 10 тыс.руб. 1 раз в 2-4 года. |
|
2 |
Железо до 30 мг/л. Марганец до 5 мг/л.
|
2. Система реагентного обезжелезивания с дозированием окисляющего реагента (гипохлорит натрия, перманганат калия и другие).
Для эффективного окисления железа и марганца необходимо обеспечить время контакта с водой не менее 30 минут. |
Железо до 30 мг/л. Марганец до 5 мг/л. ПМО – более 5 мг/л В воде присутствует органические соединения, марганец.
|
1. Единовременные затраты на покупку оборудования (для частного дома) примерно от 40-70 тыс.руб. 2. Эксплуатационные затраты: - на замену фильтрующего материала (для частного дома) примерно от 6 до 10 тыс.руб. 1 раз в 2-4 года. - на гипохлорит натрия 1,5 руб. на 1 м3 очищенной воды воды. - на замену угольного картриджа 1 тыс. руб. 1 раз в 3 месяца. |
|
3 |
Железо не более 15 мг/л.
|
3. Универсальный фильтр циклический с фильтрующим материалом для очистки воды от жесткости, железа, марганца при незначительном содержании органических веществ (например, экотар В или аналоги). Область применения: применяется для очистки воды от растворенного железа, марганца и солей жесткости, при незначительном содержании органических веществ. Рекомендуется для очистки воды из артезианских скважин. Внимание!!! При высоком содержании органических веществ в качестве фильтрующего материала необходимо использовать смолу предназначенную для этих условий (например Экотар С). |
Железо - не более 15 мг/л. |
1. Единовременные затраты на покупку оборудования (для частного дома) примерно от 30-40 тыс.руб. 2. Эксплуатационные затраты: - на замену фильтрующего материала (для частного дома) примерно от 8 до 12 тыс.руб. 1 раз в 3-5 лет. - на соль для регенерации смолы (от 10 до 20 руб. на 1 м3 очищенной воды) |
Как видно из сравнительной таблицы 1, минимальные эксплуатационные затраты будут при использовании метода аэрации и обезжелезивания воды, которые, по сути, будут состоять только на замену фильтрующего материала – 1 раз в 2-4 года. Однако этот метод ограничен условиями применения и может эффективно использоваться только при содержании железа не более 10 мг/л. и перманганатной окисляемости, которая показывает наличие в воде органических веществ не более 5 мг/л.
Метод очистки воды на с помощью дозирования гипохлорита натрия эффективен при высоком содержании железа до 30 мг/л, перманганатной окисляемости (ПМО) более 5 мг/л. однако и относится к самым затратным по эксплуатации. Необходимо покупать гипохлорит натрия, менять угольные картриджи для очистки остаточного хлора.
Метод очистки воды на универсальных фильтрах наиболее подходит при комплексном загрязнении воды железом, жесткостью, марганцем и органикой при небольших расходах воды (в частных домах и небольших производствах).
Для подбора и консультации свяжитесь с нами удобным для Вас способом:
1) Форма "Бесплатный звонок"
2) Форма "Оставить заявку"
3) Напишите нам при оформлении корзины заказа - укажите интересующий Вас вопрос по услуге в поле "Примечания к заказу"
4) Просто позвоните нам или отправьте заявку на электронный адрес iceberg-filter@inbox.ru и задайте интересующие Вас вопросы.
