Российские владельцы недвижимости очень часто сталкиваются с проблемами качества воды, которая подается централизованным водоводом или из скважин. При постоянном использовании такой воды в загородных домах, на дачах и приусадебных участках садовые дорожки приобретают желтый оттенок, в бассейнах и искусственных прудах остается осадок, после полива на листьях растений появляется налет.
Установленные фильтры для механической очистки помогают избавиться от частиц ила, песка, ржавчины, но не спасают от растворенных в воде химических примесей и соединений. Выходом не является применение питьевой воды для загородного участка, так как она стоит достаточно дорого и предназначена для использования человеком. В ее составе отсутствуют многие микроэлементы и микроорганизмы, необходимые для роста и жизнедеятельности растений. Решить эту проблему поможет предварительная подготовка воды для хозяйственных нужд и систем автоматического полива садов, клумб, грядок, газонов.
Очистка от железа
Вода является обязательным компонентом для жизнедеятельности всех растений. Она участвует в процессах фотосинтеза, перемещении минеральных и органических соединений, терморегуляции с помощью испарения влаги с листьев. Для жизни и нормального роста растений необходимо применение воды без химических и биологических примесей. От уровня качества воды, которая применяется для орошения и полива, зависит физиология и биохимия формирования будущего урожая сельскохозяйственных культур и растений.
Одной из самых распространенных проблем является повышенное содержание железа в воде централизованного водопровода и артезианского происхождения. Увеличенное содержание железа в воде способствует постоянному образованию осадка и окрашиванию сантехнических приборов. Железистые отложения со временем засоряют водопроводные трубы, придают воде неприятный вкус и красно-коричневый цвет, способствуют размножению железобактерий. Поэтому, большое значение имеет очищение воды от повышенного содержания железа не только для бытового потребления, но и для хозяйственных нужд, в том числе полива растений на загородных участках, дачах, огородах, в теплицах и садах, для мойки автомобилей, наполнения бассейнов и искусственных водоемов.
Для эффективного решения проблемы обезжелезивания воды используются разные методы:
- безреагентный;
- реагентный;
- ионнообменный;
- мембранный.
Безреагентный метод
Данный вариант проводится в два этапа и считается самым распространенным для очищения воды от железа. Методика безреагентной очистки основана на применении определенных химических и физических процессов, когда вещество фильтра не расходуется. На первой стадии вода насыщается кислородом методом аэрации, железо окисляется с изменением валентности с двухвалентного на трехвалентное. Образовавшееся нерастворимое соединение выпадает в осадок, который впоследствии удаляется с помощью фильтрации или отстаивания. Аэрация происходит в автоматических безнапорных установках или напорных колоннах, в которые подается дополнительный воздух, нагнетаемый компрессором.
Использование аэрации (процесс насыщения жидкости кислородом) большинство специалистов считают обязательным условием при проведении безреагентного процесса фильтрации железа. Различают два типа аэрации:
- безнапорная;
- напорная.
Безнапорные системы применяются при небольшом давлении, их используют при минимальном расходе воды и высокой концентрации железа. Жидкость закачивается насосом в открытую емкость, каталитическая реакция возникает за счет эжекции и душирования воды. Через специальный клапан отработанный воздух удаляется наружу, железо осаждается на поверхность наполнителя с фильтром.
При напорном типе аэрации воздух нагнетается компрессором высокого давления одновременно с забором воды в аэрационную колонну. Лишний воздух удаляется через сепаратор или сбросной клапан, а обогащенная кислородом вода поступает в следующую колонну, где находится фильтр с наполнителем. В этой колонне происходит последующее окисление железа с его дальнейшим осаждением. Напорный тип аэрации применяется при большом расходе воды и повышенной концентрации железа.
Второй этап включает в себя подачу аэрированной воды в резервуар, в котором находится фильтрующая засыпка в форме гранул. Поверхность каждой гранулы покрыта специальным слоем, включающим большое содержание диоксида марганца, который выполняет функцию катализатора и ускоряет образование окислов железа. В качестве катализатора могут применяться различные синтетические (Birm) и минеральные вещества (МЖФ, Glauconite Manganese Greensand) на основе природных минералов – доломит, цеолит, глауконит.
Материалы могут отличаться производителем, иметь различные физические свойства, концентрацию МnO2, но принцип действия у них одинаков и основан на быстром окислении железа с выпадением в виде осадка на гранулах катализатора. На этом этапе гранулированный катализатор выполняет роль фильтрующего вещества. При обратной промывке резервуара с фильтрующим веществом окислы железа смываются в дренаж. Все этапы фильтрации и обратной промывки проходят в автоматическом режиме без участия человека.
Безреагентный способ удаления железа наиболее подходит для подготовки воды, предназначенной для полива растений с помощью автоматической системы орошения, наполнения бассейнов и искусственных водоемов и других хозяйственных нужд. Такой метод имеет большое количество преимуществ перед аналогами:
- автоматический процесс не требует участия человека;
- не требует наличия реагентов;
- высокая степень очистки (удаление железа до 15 мг/л);
- позволяет очистить воду от всех вредных элементов;
- процесс считается экологически безопасным;
- длительный срок эксплуатации (материал может эксплуатироваться без замены от 7 до 10 лет);
- эффективная очистка от железа при низкой и высокой температуре.
Технология с применением реагентов
Данные методы используются для очистки воды от растворенного железа в случае, когда концентрация железа очень велика и аэрационными способами не удается достичь необходимой степени очистки. При наличии в воде органических соединений и трудноокисляемых форм железа используются эффективные окислители: хлор, озон и перманганат калия.
Удаление железа предполагает постоянное внесение окислителя в виде перманганата калия (KMnO4) в процессе фильтрации выпавшего осадка оксида железа на зернах фильтра. Обработка реагентами фильтрующего слоя для восстановления свойств окислителя осуществляется периодически во время промывки фильтра от выпавшего осадка. Для создания фильтрующего слоя используются материалы типа Manganese GreenSand или МТМ.
Удаление железа реагентным способом имеет ряд достоинств:
- высокая производительность;
- очищение железа с высокой концентрацией;
- очищение воды с нахождением в ней органических примесей.
Несмотря на увеличенные затраты, необходимость постоянного контроля за количеством реагента и его своевременное внесение, реагентный способ особенно применим и дает хороший результат для очистки воды с высокой концентрацией железа.
Ионообменный способ
Очищение воды от железа предусматривает использование синтетических ионообменных смол, которые могут извлекать из воды не только железо, но и остальные двухвалентные металлы (Са, Mg). Несмотря на теоретические возможности удалять из воды большое количество железа, практическое применение ионного обмена в процессе обезжелезивания воды ограничены. Ионообменные смолы, в основном, используют для умягчения воды и удаления из нее ионов жесткости (кальция Ca2+ и магния Mg2+).
Мембранный способ
Удаление железа данным методом считается относительно новым и основан на свойствах мембраны избирательно пропускать одни вещества и задерживать другие. Такие способы мембранной очистки как ультрафильтрация, нанофильтрация, и обратный осмос применяются для обессоливания воды, в качестве предварительной очистки перед процессами обратного осмоса и конечной очистки в технологических процессах водоподготовки.
Многих жителей различных регионов России не устраивает качество водопроводной воды и воды, добываемой из артезианских скважин. На сегодняшний день существует множество способов решить эту проблему и получить воду, пригодную для использования при поливе участка, для наполнения бассейнов и прудов, а также для любых других хозяйственных нужд. Современные способы удаления железа из воды отличаются безопасностью, являются экологически чистыми и могут применяться для использования в быту.