Вода становится как железо

Железо в воде и методы его устранения

Лет двадцать назад никто особо и не задумывался над качеством воды (не считая специалистов Водоканала, занятых этим по долгу службы). Знали, что у нас в стране — самая лучшая в мире вода. В городе — «хорошая, только жесткая, а хлоркой почти не пахнет, разве что только по весне». В деревне — «хорошая, колодезная, самая что ни на есть природная». На даче — «хорошая, только на колонку ходить далеко. А что железа много — зато в Железноводск ездить не надо, курорт прямо под боком». Из диалога героев фильма «Мимино» зрителям запомнилось, что «самая вкусная вода — в Сан-Франциско», на втором месте — вода из солнечного Дилижана, хотя жителями других городов и весей эти утверждения оспаривались, подобно семи греческим городам, борющихся за право называться родиной Гомера.

С началом гласности, появлением «желтых» газет и «жареных» репортажей ситуация изменилась на прямо противоположную. Свою воду ругали с тем же воодушевлением, с каким раньше хвалили. Сейчас страсти немного улеглись и к вопросу качества воды относятся более прагматично. Если качество воды не устраивает, ее очищают в домашних условиях.

С жесткостью научились бороться раньше всего — кипячением. Для устранения запаха сегодня уже не требуется воду отстаивать или кипятить. Фильтры на основе активированного угля в форме насадок на кран, кувшинчиков и картриджей рекламируются на каждом третьем трамвае. В магазинах на полках изобилие очищенной бутылированной воды. Но. все это касается только воды для питья. А начинаешь наполнять ванну — течет железистая жидкость желто-зеленого цвета, отбивающая желание в ней купаться.

Откуда появляется железо в воде и как его оттуда удалить? Дождь — природный конденсат — поглощает углекислый газ из атмосферы, поэтому имеет слабокислую реакцию. Если вода проходит через известняки, то, растворяя их, становиться жесткой. При прохождении через железистые руды растворяет железо, через марганцевые — марганец.

Из школьного курса химии и из личного опыта известно, что железо в природе встречается двухвалентное — растворенное и трехвалентное — обычно в виде знакомой ржавчины. Также существуют органические соединения железа и так называемые железобактерии.

Примером наличия железоорганики можно считать высокоцветные воды северных рек. В природных условиях эти соединения достаточно стойкие, кислородом воздуха практически не окисляются. Для очистки такой воды от железа используют специальные методы — озонирование, коагуляция, флокуляция.

Железобактерии встречаются практически везде. Их «визитной карточкой» можно считать ржавую слизь, покрывающую трубы водопровода. Железобактерии питаются растворенным в воде железом, а когда отмирают, откладываются в виде вышеупомянутой слизи. Кстати, согласно одной из гипотез, крупные месторождения железных руд являются доисторическими кладбищами железобактерий, сконцентрировавших железо на малом пространстве.

В крупных городах забор воды идет в основном из поверхностных источников — рек, озер, водохранилищ. Такая вода практически не содержит растворенного железа — оно окисляется на воздухе и выпадает в осадок в виде гидроокиси. К тому же вода, как правило, проходит очистку на муниципальных станциях водоподготовки, где ее фильтруют и обеззараживают. Поэтому железо может появиться в такой воде только из-за коррозии стальных труб водопровода, которая происходит в присутствии воздуха. Обычно это бывает после перебоев с водой или ремонта трубопроводов — сначала вода идет из «чихающего» крана ржавая, затем становится прозрачной.

Немного особняком стоит Санкт-Петербург и другие города с очень мягкой водой. Такая вода не дает известковых отложений на бойлерах и накипи в чайниках, но обладает повышенной коррозионной агрессивностью (опять углекислота!). Поэтому вода может идти постоянно желтоватого цвета, особенно если трубопровод насчитывает не один десяток лет.

В обоих случаях железа в воде мало, и все оно находится в нерастворимой окисленной форме, поэтому предпочтение следует отдать патронным фильтрам со сменными механическими картриджами сплошностью фильтрации 20 — 30 микрон. Это защитит кафель, фаянс и стиральную машину.

Поселковый водопровод в отличие от городского качает воду из артезианской скважины, в которой, как правило, есть растворенное железо. Когда для водоснабжения используется водонапорная башня, то растворенное железо при контакте с кислородом воздуха начинает окисляться уже в ней и частично выпадает в виде осадка в башне и трубопроводах. Если водоразбор осуществляется быстрее, чем железо успевает окислиться, а хлопья осадка — сформироваться, то к потребителю вода приходит прозрачная или слегка желтоватая. Содержание железа в такой воде на порядок выше, чем в городской, и присутствует постоянно. Обычные механические картриджи задерживают только выпавшее железо, пропуская растворенное, и хватает их ненадолго.

Итак, для того чтобы перевести железо в нерастворимую форму, его надо сначала окислить. А затем отфильтровать осадок на зернистой загрузке, которая обладает большей грязеемкостью по сравнению с картриджем.

Способов окисления железа множество. Это и уже упомянутый просто контакт воды с воздухом, осуществляемый в водонапорной башне, и свободный излив с высоты, и душирование, и фонтанирование (так называемые брызгальные установки), и барботаж — продувание воздухом, и эжекция через сопла Вентури, и подача воздуха в линию компрессором. У всех приведенных выше способов окисление происходит кислородом воздуха, бесплатным природным окислителем. Он обладает только одним недостатком — для окисления железа требуется длительное время, как правило, 15-30 минут. То есть требуется контактная емкость, а иногда и повысительный насос. Сократить время окисления железа помогают катализаторы. При нанесении на зернистые среды получается фильтрующая засыпка для удаления железа, но подробнее об этом см. в «Обезжелезивание»).

При контакте с жидким окислителем или с зернистой загрузкой, обладающей окисляющей способностью, время сокращается на 3-4 порядка, то есть в тысячу раз.

Когда вода подается напрямую из скважины и нет контакта с воздухом, растворенное железо окисляется непосредственно у потребителя — в ванной, в бассейне, в сливном бачке.

Ввиду этих особенностей в области коттеджных систем водоподготовки широкое распространение получили уже упомянутые зернистые среды, обладающие окислительной способностью. Интересна история их создания: первоначально в качестве фильтрующей среды для осадочных фильтров применяли дробленый кварц (кварцевый песок), дешевый инертный материал. Стали применять его и для фильтрации выпавшего осадка гидроокиси железа.

Со временем было замечено, что порыжевший, покрывшийся пленкой гидроокиси железа в процессе работы песок удаляет растворенное железо быстрее и качественнее, чем исходный, чистый. Предположив, что это связано с каталитическими свойствами пленки гидроокиси железа, начали производство фильтрующих сред специально для обезжелезивания и поиск новых катализаторов. Скорость катализа у оксида марганца оказалась выше, он обладает не только каталитическими, но и окислительными свойствами, но дробленый природный минерал — пиролюзит — оказался еще тяжелее кварцевого песка, то есть требовал еще больше воды для промывки.

Стали покрывать пленкой оксида марганца более легкие материалы — сульфоугли, полимерную загрузку и т. д. В конце концов остановили свой выбор на алюмосиликатах, природных и искусственных цеолитах. В зависимости от содержания оксида марганца меняется плотность фильтрующей среды, скорость катализа, емкость засыпки по железу и так называемая буферная емкость — то количество железа, которое катализатор среды может окислить сам, без помощи растворенного в воде кислорода.

Преимущественно это импортные материалы, имеющие, как правило, фирменное название: Birm, МТМ, Pyrolox, Manganese Greensand. Два последних названия — один и тот же материал, покрытый оксидом марганца глауконит. Благодаря относительно высокому содержанию оксида марганца, каталитическое окисление железа кислородом воздуха на нем происходит быстрее по сравнению с другими фильтрующими средами, и он обладает уже упомянутыми окислительными свойствами: растворенное в воде железо окисляется с двухвалентного до трехвалентного состояния, а марганец фильтрующей среды при этом восстанавливается с четырехвалентного до трехвалентного состояния. По окончании фильтрации засыпка регенерируется раствором перманганата калия, трехвалентный оксид марганца вновь окисляется до четырехвалентного.

Коттеджный автоматический обезжелезиватель с окислительной фильтрующей средой устроен следующим образом: баллон, являющийся корпусом фильтра, заполнен фильтрующей средой. В верхней части баллона закреплен автомат, меняющий направление потоков воды во время фильтрации и циклов регенерации и соблюдающий оптимальную продолжительность каждого цикла. Автомат управляется таймером или расходомером. От автомата внутри баллона через всю фильтрующую среду проходит так называемая водоподъемная труба. Фильтр соединен с реагентным баком гибкой трубкой.

Во время фильтрации вода проходит через фильтрующую среду сверху вниз, поднимается по водоподъемной трубке и выходит из обезжелезивателя. Далее следует цикл обратной промывки: вода из входного штуцера направляется в водоподъемную трубку, взрыхляет марганцевый цеолит, вынося загрязнения в канализацию. Затем идет реагентная обработка раствором марганцовки, восстанавливающая химическую активность фильтрующей среды. После этого следует цикл промывки марганцевого цеолита от остатков марганцовки. И, наконец, цикл пополнения реагентного бака водой, который обычно совмещен с циклом прямой промывки, во время которого фильтрующая среда «уминается» потоком воды. После окончания регенерации фильтр снова готов к работе.

Обезжелезиватели с реагентной промывкой требуют периодического пополнения реагентного бака марганцовкой и регулярной прочистки эжектора реагентной линии — места выпадения окисляющегося марганцовкой растворенного железа.

Конструкция обезжелезивателя с каталитической фильтрующей средой отличается отсутствием реагентного бака и соответствующих циклов регенерации. Загрязнения удаляются при обратной промывке, затем сразу следует цикл прямой промывки.

К плюсам подобного оборудования следует отнести безреагентную работу. Минусы — фильтрующая среда работает в более жестких условиях. Так как скорость работы каталитической среды меньше, ее требуется в два раза больше для достижения той же производительности. При поступлении воды непосредственно из скважины требуется оборудование для ее аэрации, контактная емкость при наличии сероводорода или содержании железа выше определенного уровня и система автоматики для управления аэрирующим оборудованием. Опасность завоздушивания баллона при работе в напорной линии и как следствие — вероятность гидравлических ударов.

Фильтры-обезжелезиватели вне зависимости от наполнителя достаточно неприхотливы в работе и требуют только еженедельной промывки во избежание слеживания фильтрующей среды, проходящей в автоматическом режиме

Источник

Железистая вода: польза и вред

Повышенное содержание железа в воде, особенно в питьевой воде — извечная проблема как пользователей центрального водопровода, так и владельцев колодцев и скважин. Железистая вода негативно влияет на здоровье человека и животных, сокращает срок эксплуатации сантехники и бытовых приборов. Не говоря уже о неприятном запахе, привкусе и др.

Выявить точное число примесей в воде поможет анализ воды. В нем фигурируют такие понятия, как “железо общее”, “трехвалентное железо” и пр. Чем они отличаются, в каком количестве явно ощутимы и как с этим бороться, мы расскажем в этой статье.

Содержание железа в воде: норма СанПин

Сколько должно быть железа в воде? Прежде всего, нужно понять, что конкретно мы измеряем. Этот металл встречается в воде в 2 формах:

• трехвалентная, или окисленная — знакомая всем ржавчина, окрашивающая воду в бурый цвет и хлопьями оседающая на дне емкостей.
• двухвалентная, или растворенная — проявляется в виде осадка только после контакта воды с открытым воздухом. Также выявляется в связи с привкусом и запахом металла. Первоначально не заметно в прозрачной воде. Еще одним неприятным маркером растворенного железа является желтый налет на эмалированных поверхностях: ванне, раковине, унитазе и металлических — например, ржавчина внутри чайника на нагревательном элементе. Вроде бы из крана течет прозрачная вода, но при отстаивании и нагревании железо выпадает в осадок и портит бытовую технику и сантехнику.

Согласно нормам СанПин, допустимое содержание железа в питьевой воде — 0,3 мг на 1 литр. В данном случае имеется суммарное количество железа в обоих его состояниях. Если допустимая норма железа в питьевой воде повышена, вы сразу это поймете. Даже если еще не достигнута особенно опасная концентрация, полезного мало.

ПДК железа в питьевой воде

Металлы — особые элементы для человека и количество каждого в питьевой воде строго регламентировано не только для железа. Данные СанПин:

Металл в питьевой воде	Единицы измерения	Норма ПДК, не более
Железо (Fe,суммарно)	мг/л	0,3
Кадмий (Cd,суммарно)	мг/л	0,001
Кобальт (Со)	мг/л	0,1
Марганец (Mn,суммарно)	мг/л	0,1
Медь (Сu, суммарно)	мг/л	1,0
Молибден (Мо,суммарно)	мг/л	0,25
Никель (Ni,суммарно)	мг/л	0,1
Ртуть (Hg, суммарно)	мг/л	0,0005
Свинец (Pb,суммарно)	мг/л	0,03
Серебро (Ag+)	мг/л	0,05
Стронций (Sr2+)	мг/л	7,0
Хром (Cr3+)	мг/л	0,5
Хром (Cr6+)	мг/л	0,05
Цинк (Zn2+)	мг/л	5,0

Польза и вред

Плохо или хорошо его повышенное содержание в воде? Организму человека необходимо железо, и суточная норма варьируется в интервале 15-22 мг. Казалось бы, полезный элемент можно было бы получать из воды с повышенным содержанием железа и не беспокоиться о гемоглобине. Но такие строгие нормы СанПин ввел неслучайно: практически все нужное количество Ferrum организм получает из пищи: мяса, круп, овощей и фруктов с высоким содержанием необходимого элемента. Избыток железа, марганца и других примесей не только не усвоится, но и может навредить.

Много железа в воде — это сколько? 0,4 мг/л вряд ли можно отличить на вкус от нормы, а вот превышение в 10 раз — легко. К сожалению, это не предел, за городом можно встретить и 100-кратное превышение, вынуждающее устанавливать серьезные системы очистки или даже бурить новые скважины. Вред железа в воде не стоит недооценивать, ведь на кону, в первую очередь, здоровье. Итак, насколько вредна железистая вода?

Влияние на организм

Избыток железа в питьевой воде оказывает негативный эффект на организм человека. Все “лишнее” железо не может усвоиться и не выводится телом целиком. Ткани и внутренние органы аккумулируют металл и при достижении определенных концентраций начинают разрушаться.

Чем грозит превышение железа в питьевой воде

Большое содержание металла может нанести вред различным системам организма. Избыток, как и недостаток железа, чреват заболеваниями и неприятными симптомами:

• поражением тканей (гемохроматоз),
• болезнями почек, печени, всего ЖКТ,
• вялостью, снижением иммунитета,
• сухостью кожи и ломкостью волос, аллергическими реакциями и пр.

Вода с повышенным количеством железа также может навредить и имуществу:

• коррозия сантехники и нагревательных приборов,
• ржавые пятна на вещах из стиральной машины,
• налет на эмалированных и металлических поверхностях.

Не говоря уже о том, что воду с привкусом или с запахом железа не только опасно, но и неприятно употреблять внутрь или принимать водные процедуры.

Как определить содержание железа в воде

Как проверить наличие железа в воде, если она абсолютно прозрачна? Ведь отсутствие цветности не гарантирует норму общего железа. Определение содержания металла возможно несколькими способами:

1. Лабораторный анализ выявит, если в питьевой воде много железа с указанием точного количества. Метод стоит денег и занимает некоторое время, но зато гарантирует 100% результат.
2. Собственные наблюдения. Несмотря на очевидную погрешность, способ востребован при условии понимания вопроса. Признаки избытка:

• железистая вода отличается цветностью,
• вода пахнет железом и имеет характерный вкус,
• вода прозрачна, но желтеет по мере нахождения на открытом воздухе, после чего ржавчина выпадает в осадок и оседает на дно емкости.
• раковины, ванны и другие поверхности, имеющие частый контакт с водой, постепенно желтеют.

Что делать если в воде много железа

Существуют различные методы борьбы. Наиболее распространенные:

• фильтры тонкой очистки воды реагентные, требующие постоянной замены картриджей,
• обратный осмос — дорогостоящий метод, требующий постоянного обслуживания и искусственной минерализации очищенной воды,
• ионообменные смолы — очищают только двухвалентное железо (растворенное),
• безреагентные фильтры тонкой очистки из 100% титана. Новинка рынка, они появились всего 3 года назад. В основе технологии — спеченный титановый порошок, имеющий структуру улья. Окисленное железо задерживается в порах фильтра, а двухвалентное — окисляется диоксидом титана.

Так как титан — металл с сильной устойчивостью к коррозии, в процессе очистки воды он не изнашивается и не требует замены. По мере загрязнения картридж вынимается из колбы фильтра и очищается в домашних условиях. Ни специальные умения, ни приспособления для этого не требуются — только лимонная кислота и небольшая емкость, например, пластиковая бутылка с обрезанным верхом.

В отличие от систем обратного осмоса, титановый фильтр очень компактен и может быть установлен как на магистраль, так и под мойку в квартиру. При этом он не изменяет минеральный состав воды и воду можно использовать сразу же.

Как избавиться от железа — установить фильтр TITANOF и навсегда забыть о нем. Буквально навсегда, так как ни фильтроэлемент, ни колба в замене не нуждаются. Если в воде много железа, титановые фильтры справятся с ним, а также отфильтруют марганец, аммиак, нитраты и даже радон — радиоактивный элемент. Фильтр уберет запах (если вода пахнет железом), цветность и мутность

Источник