Примеси марганца и железа в воде из-под крана, из скважины или колодца — частая проблема в быту и на производствах. В зависимости от ряда факторов, способ очистки выбирается каждый раз разный. В каждом из них есть свои плюсы и минусы — универсального не существует. Многие форумы и сайты переполнены запросами обычных людей, пытающихся самостоятельно выбрать метод борьбы. Железо в воде — а разные производители предлагают кардинально разные варианты, как по принципу, так и по цене. Некоторые и вовсе рекомендуют собрать очистную установку самостоятельно.
К счастью, все больше компаний-производителей фильтров становится на путь самообразования и консультирования клиентов. Правда, не все понимают, насколько важно общее понимание вопросов водоочистки, помимо знания собственного продукта. Поэтому у простого человека пути всего два: или довериться посторонней компании, или самостоятельно изучить вопрос. Или же задавать вопросы разным производителям, параллельно изучая форумы, литературу и другие источники знаний.
В этой статье мы постараемся осветить основные способы борьбы с железом и марганцем в воде. Сначала нужно понять, какое железо бывает в воде. Растворенное, двухвалентное железо и нерастворенное, трехвалетное — те самые хлопья ржавчины, цветность и мутность. Это гидроксид или гидролизированная ржавчина. Растворенное опознать сложнее — оно выявляется только после контакта с воздухом. Именно тогда прозрачная вода мутнеет и желтеет.
Признаки железа в воде
- Вкус: кисловатый металлический привкус, с детства знакомый любителям качелек и батареек.
- Запах: характерный запах металла, который сложно с чем-то перепутать.
- Мутность: появляется из-за окислившихся частиц.
- Цветность: красные и желтые вкрапления цвета
- Осадочные явления: после перехода в трехвалетную форму железо выпадает в осадок, а вода становится более-менее прозрачной.
- Трудновыводимый ржавый налет на металлических и эмалированных поверхностях: сантехнике, трубах, посуде
Как и марганец, железо можно убрать несколькими способами из воды:
- перевод двухвалетной формы в трехвалетную и дальнейшая очистка осадка (используются разные методы),
- аналогичное окисление и фильтрация диоксидом марганца,
- использование ионообменных смол
- обратный осмос
Сравним их.
Вариант способа избавления от железа определяется несколькими важными аспектами:
- необходимое количество воды на 24 часа (для питья, стирки, готовки, водных процедур и пр.)
- изначальная концентрация примесей в воде
- наличие прочих загрязнений
- необходимость фильтрации горячей воды
- финансы
Последний фактор нередко стоит на первом месте. Некоторые способы дешевле, некоторые — дороже, и эффективность не всегда завязана на стоимости. Люди, уже знакомые с различными фильтрами, часто испытывают негатив в связи с необходимостью постоянной замены картриджей. Утилизировать старый и купить новый — трата не только времени, но и денег. А если начать считать, сколько было потрачено на картриджи или засыпки за несколько лет?
Впрочем, не так давно рынок стал предлагать менее “одноразовые” варианты, о них мы также расскажем.
Методы удаления желез
Железо в воде встречается в двух видах: двухвалентное (растворенное) и трехвалентное (окисленное). Растворенное железо не видно на первый взгляд, жидкость может быть полностью прозрачной. Но после отстаивания на воздухе воде пожелтеет. Окисленное представляет собой хлопья ржавчины и более мелкие частицы, придающие жидкости бурый цвет.
Благодаря окислению двухвалетная форма переходит в трехвалентную. После чего образующиеся крупные фракции отфильтровываются.
В отличие от колодцев, в скважинах нет доступа кислорода с поверхности. Поэтому в них часто встречается растворенное железо. Кроме появляющегося со временем цвета, примесь также характерна мутностью, запахом и привкусом металла.
Интересный факт: в анализах воды цветность и мутность имеют собственные показатели концентрации, наряду с металлами и прочими примесями. Это связано с тем, что оба этих фактора могут быть следствием самых разных причин, не связанных с железом.
Возможные причины цветности и мутности воды:
- металлы,
- органика,
- песок,
- глина.
Методы окисления
- Отстаивание воды в большой емкости. Предварительно можно применить метод аэрации, наливая воду в бак из специального разбрызгивателя. Благодаря активному контакту с кислородом жидкость быстро начнет окислять содержащиеся примеси. После этого вода подается через насос в трубу и фильтр.
- Напорная аэрация. В воду под давлением подается воздух, что форсирует процесс окисления с помощью колонны аэрации. После этого она идет через фильтр. Воздух выходит через отдельное отверстие. Чтобы не получилось казуса из-за давления и напора и вода не начала через него выливаться, бак также оборудуется специальным клапаном, пропускающим лишь воздух.
- Применение реагентов. В частности, гипохлорита — вещества, выделяющего кислород. Далее схема та же: в бак с водой помещается реагент, железо окисляется и фильтруется. После фильтра от железа часто ставят дополнительно угольный фильтр для финишной очистки
- Озонирование. Озон от природы является окислителем. В отличие от, например, аэрационной безнапорной установки, генератор озона лучше не мастерить самостоятельно, а воспользоваться услугами профессионала. Оборудование сложно и требует большой точности настроек. Кроме того, этот вариант отличается особенно высокой стоимостью, что частично компенсируется скоростью и качеством фильтрации.
- Картриджи из 100% титанового спеченного порошка. Диоксид титана — природный окислитель, а пористая структура картриджа сама по себе служит фильтром, оставляя частички железа снаружи. Работает с горячей водой и не требует замены, в отличие от прочих. По мере загрязнения картридж просто промывается в лимонной кислоте и ставится обратно. Окупается достаточно быстро.
Независимо выбранного способа окисления, в любом случае необходимо установить очищающий фильтр. Это могут быть как мелкосетчатые механические установки, так и титановые или полипропиленовые картриджи. Тонкость фильтрации титанового картриджа 0,8 мкм, в отличие от прочих, поэтому он более эффективно задерживает частицы металлов, имеющие малую микронность.
Кроме перечисленных, также применяются засыпные фильтры для фильтрации окисленного железа. В качестве засыпки выступают различные зернистые компоненты:
- песок кварцевый,
- различные сорбенты,
- гранулы.
Срок службы таких фильтров ограничен, засыпка требует замены и периодического промывания. Промывать можно как вручную либо автоматизировать этот процесс. Для корпуса засыпных фильтров применяются легкие композитные баллоны (их еще называют колоннами).
Некоторые виды засыпок обладают каталитическими свойствами и могут дополнительно окислять железо. Например, марганец способствует окислению железа и “притягивает” к себе выпавшие в осадок частички. Рассмотрим этот вариант подробнее.
Окисление и фильтрация диоксидом марганца (пиролюзитом)
Метод хорошо подходит для фильтрации небольшого количества железа (не более 3мг на литр). Часто требует дополнительно угольного фильтра во избежание попадания частиц марганца в водопровод.
Ионный обмен
Ионообменные смолы не только удаляют двухвалентное железо, но и умягчают воду. Кроме того, некоторые производители предлагают регенерацию фильтра, что увеличит срок его жизни. В отличие от окислителей, смолы действуют принципиально иначе. Они как бы впитывают в себя железо и замещают его катионами натрия.
Обратный осмос
Этот метод очистки также отличается от каталитических. Фильтрация осуществляется через специальную мембрану, которая задерживает абсолютно всё, кроме непосредственно молекул воды. Всё остальное — сливается. Также вода умягчается лишается абсолютно всех примесей. В связи с чем на выходе необходимо ее искусственно минерализовать, если планируется употреблять эту воду в питьевых и пищевых целях. Метод отличается крайней дороговизной и сложностью в обслуживании, требует периодических вызовов специалистов.
Титановые фильтры
Фильтры из спеченного титанового порошка, о которых ранее уже шла речь, также справляются с марганцем, аммиаком, радоном, свободным хлором и многими другими примесями. Помимо экономичности, компактности и простоты использования, нельзя забывать и об их безвредности. Титан отличается большой стойкостью к коррозии, в связи с чем активно используется в медицине для всевозможных имплантов. Поэтому во время фильтрации, промывки картриджа и вообще любой эксплуатации в рамках своего прямого назначения титан никак не расходуется. В связи с чем не требует замен картриджа — только промывание в лимонной кислоте.
