Очистка воды от железа из скважины своими руками: фильтр для обезжелезивания

Чем опасно повышенное содержание двухвалентного железа

Основной примесью, с которой приходится сталкиваться при очистке воды помимо механических загрязнений (песка, кусочков глины) считается железо.

Оно может быть в виде двухвалентного железа, которое никак не влияет на цвет и запах воды и выпадает в виде бурого осадка при длительном отстаивании, и трехвалентного, окрашивающего воду в красноватый цвет. Отдельно можно выделить и бактериальное железо, которое можно увидеть как плавающие в воде мягкие бурые хлопья.

В небольших концентрациях (0,1-0,3 мг на литр воды) железо безопасно для человеческого здоровья, однако если содержание выше нормы, то при длительном употреблении такой воды у человека возрастает риск возникновения заболеваний печени, почек и ЖКТ. Более того, это даже может стать причиной инфаркта. Что до менее тяжелых последствий, то перенасыщенная железом вода может придавать неприятный железистый привкус еде и напиткам, оставлять ржавые разводы на одежде при стирке.

К тому же, такая вода способствует частым поломкам бытовой техники, которой для работы необходима вода (стиральных и посудомоечных машин, бойлеров и т.д.).

Способы обезжелезивания воды

Существует несколько методов, использующихся для удаления из воды примесей железа.

Очистка без применения реагентов

Внутренний наполнитель «BIRM», используемый во многих фильтрах для воды.

Для удаления железа без использования реагентов применяют:

специальные засыпки из цеолита, доломита, синтетических веществ, например «BIRM», окисляющих железо;
фильтры для воды из скважины от железа.

Засыпка собирает осадок, после чего он удаляется с помощью фильтрующего устройства.

У данной технологии есть слабые стороны:

для окисления железа не всегда достаточно имеющегося кислорода, даже если установлен катализатор;
есть некоторые ограничения по составу жидкости;
засыпной материал стоит дорого, что потребует крупных вложений в случае частой замены;
система фильтров требует регулярного обслуживания.

При игнорировании правил эксплуатации оборудование может быстро выйти из строя.

Такие изделия решают проблему наличия железа в воде, однако не обеззараживают — для этого придется дополнительно устанавливать специальные УФ-излучатели.

Очистка воды с применением реактивов

Для быстрого окисления железа применяются специальные реагенты — вещества, обладающие окислительными свойствами. Ранее для этого использовали марганцовку либо гипохлорит натрия. Сейчас их применяют редко из-за большого количества недостатков такого способа, прежде всего их опасности для здоровья и необходимости аккуратного обращения и применения. Их преимущества — простота применения, небольшая стоимость реагентов.

Озонирование

Озонирование значительно улучшает качество воды за счёт нормализации pH и удаления посторонних примесей.

Данный метод позволяет очистить жидкость от железа, иных примесей. К преимуществам метода относятся:

насыщение воды кислородом;
уничтожение бактерий и микроорганизмов;
сохранение pH;
быстрая скорость очищения.

Один из главных недостатков озонирования — необходимость монтажа дорогостоящей станции для продува озоном. Однако после ее установки придется тратить средства только на электроэнергию для работы устройства — других затрат при использовании нет.

Озон — ядовитое вещество, потому важно тщательно следовать инструкции по эксплуатации техники. Насыщенная озоном жидкость приобретает активность к окислению, поэтому при использовании такой станции обезжелезивания важно, чтобы трубопровод был изготовлен из нержавеющей стали или ПВХ

Очистка воды в магнитном поле

Все неорганические элементы воды представлены в форме заряженных частиц, имеющих гидратную оболочку.

К преимуществам данной системы водоподготовки можно отнести отсутствие реагентов для очистки, образование защитной пленки на стенках трубопровода за счет оксида железа. Кроме того, появляющаяся в результате химической реакции перекись является антисептиком. Главный недостаток метода — длительный период очистки.

Пример различных типов фильтров для очистки воды от повышенного содержания железа.

Причины для очищения воды от ионов железа

В воде, которая поступает в краны для бытового использования, содержится большое количество двухвалентного железа. Это оказывает негативное влияние на здоровье человека, поэтому от них следует избавляться посредством различных систем обезжелезивания воды.

Растворенные в воде ионы железа могут стать причиной многих заболеваний. Например, постоянное воздействие воды на кожный покров может вызвать аллергию. Потребление воды с присутствием большого количества железа может стать причиной развития болезней.

Кроме того, вода с высокой концентрацией железа наносит вред сантехническому оборудованию и элементам водопроводной системы. В результате поверхность становится желтой, имеет ржавые подтеки. Непосредственно оборудование может выйти из строя от воздействия железобактерий, которые развиваются в воде с большим содержанием железа при соединении с кислородом.

Как провести очистку воды?

Напомним, что удаление железа из воды можно проводить несколькими способами:

Путем аэрации воды (то есть насыщения её кислородом). Под воздействием кислорода элементы железа будут окисляться и выпадать в осадок. Позже эти примеси можно будет пропускать через специальные фильтры-мембраны. При этом компрессоры для аэрации воды (напорные, безнапорные или эжекторные) можно как купить в готовом виде, так и изготовить установку своими руками. Преимуществом такого способа очистки воды из скважины от железа является его абсолютная безопасность и экологичность для человека. На видео ниже показан процесс очистки воды от железа именно этим способом.
Путем отстаивания воды. Эта установка чем-то напоминает аэрацию, то есть насыщение воды кислородом, в принципе, происходит. Но случается это медленнее и воды можно очистить таким способом не так много, как при аэрации. Отстоянная верхняя воды подаётся к конечным точкам водоснабжения. Минусом очистки воды методом отстаивания является необходимость установки большого резервуара на даче или в помещении. Именно в него должна подаваться вода. Идеально, если жидкость в бочку будет подаваться через специальную душевую лейку и под некоторым напором. Так будет происходить своеобразная аэрация жидкости, обогащенной железом.

Также обезжелезивание воды из скважины можно проводить своими руками методом озонирования. Схожий с двумя первыми способами очистки, этот метод отличается тем, что для окисления воды с примесью железа вместо кислорода используют озон. Озон можно приобретать в качестве химического элемента, а можно и создать своими руками систему по добыче озона.
Очистить воду от металла поможет и специальный фильтр с катализаторами. В этом случае кислород будет образовываться самостоятельно, под воздействием химических веществ, встроенных в фильтр. Таким образом, двухвалентное железо будет превращаться в мельчайшие крупицы, и отсеиваться при помощи дополнительного фильтрования и очистки воды. Минусом такого способа является обязательная необходимость предварительной очистки воды от различных примесей. В противном случае катализатор фильтра быстро выйдет из строя.
Метод хлорирования, применяемый в коммунальном водохозяйстве, использовать своими руками на даче или дома не рекомендуется. Хоть способ и достаточно прост и дешев, все же есть риск ошибиться с дозировкой хлора, вследствие чего можно нанести вред организму человека. Токсическое отравление домочадцев вряд ли входит в ваши планы.
Метод ионного обмена при очистке воды от железа является также достаточно востребованным. Здесь нет необходимости окислять воду кислородом. В качестве очистительного фильтра выступают смолы синтетического происхождения — катиониты. Они пропускают через себя загрязненную частичками железа воду и вбирают на себя все примеси металлов. Минусом такого способа является быстрое насыщение смол элементами железа. В результате либо приходится часто менять фильтр, либо есть риск получить воду, снова загрязненную железом со стенок катионитов.

Самодельное устройство

В источниках под землей, которые снабжают скважину водой, содержится много минерала (двухвалентного). Обыкновенный кислород способен превратить примесь в трехвалентное железо, оседающее на дне. Сделать самодельную очищающую установку несложно. Потребуется большая емкость из пластмассы объемом от 800 до 1000 мл.

Можно воспользоваться бочкой или баком. А также пригодятся шланги из резины, кран и распыляющая насадка. Аквариумный компрессор приобретать вовсе не обязательно, однако этот приборчик позволит быстрее преобразовывать железо. Установки системы очистки предполагает несколько этапов:

Чердачное помещение освобождается от разного хлама. Подготавливается место для установки резервуара.
Сосуд с выпуклым днищем ставится на основание из кирпича или древесины, после чего надежно фиксируется.
По обеим сторонам высверливают отверстия для крепления трубок из резины. В одно помещается шланг, отходящий от скважинного насоса. Второе отверстие делается на высоте от тридцати до сорока сантиметров от днища. В нее помещается резиновая трубка, из которой в дом будет попадать чистая вода.
Снизу резервуара устанавливается кран для периодического слива осадка.
К трубке насоса фиксируют насадку с маленькими отверстиями. Она находится внутри сосуда из пластика.
Снабжающий шланг оборудуют фильтром грубой чистки. Приспособление будет препятствовать выходу частичек железа в воде из скважины.

Функционирует самодельная очищающая установка очень просто. Вечером резервуар наполняется водой и запускается насос. Прибор повышает содержание кислорода в жидкости. В результате химической реакции, примеси обретают массу и осаживаются на дне. Концентрация добавок снижается в несколько раз.

Процедура занимается не более суток в зависимости от объема емкости. Чистая вода подается через другой шланг. Ее можно пить, применять для полива участка и стирки. После того как резервуар опустеет, нужно просто открутить краник и слить загрязненную жидкость.

Дополнительные методики

Улучшить воду можно с помощью каталитического метода. Вода поступает в сосуд, в котором находятся насыпные фильтры. Это материалы с пористой структурой, которые впитывают молекулы разных металлов, в том числе и железа. Жидкость окисляется, после чего отстаивается в емкости. Примеси оседают на дне, а отфильтрованная вода подается в краны. Для засыпного фильтра можно использовать:

глауконит;
доломит;
цеолит.

Стоит отметить, что сегодня в магазине хозяйственной продукции можно приобрести готовые смеси для фильтров каталитического типа. К примеру, Дамфер, МЖВ или Магнофилт. Наполнители плохо взаимодействуют с иными веществами, в составе которых присутствует хлор. При сочетании этих веществ каталитики утрачивают свои абсорбирующие качества и становятся неэффективными. Это отличное решение, если вы думаете о том, как очистить воду из скважины от железа.

Есть множество способов, позволяющих очистить скважинную воду от частиц железа. Можно приобрести специальные фильтры или смастерить простенькую конструкцию самостоятельно. Каждый владелец вправе выбирать для себя именно то решение, которое ему кажется самым эффективным и выгодным.

Для чего нужна аэрация

С помощью очистки воды можно:

удалить из нее вредные соли;
провести ее биологическую обработку;
повысить кислородную концентрацию;
убрать неприятные и любые посторонние запахи.

Обратите внимание, жидкость с чрезмерным содержанием железа непригодна для питья или приготовления пищи, ведь при регулярном ее употреблении этот избыток будет откладываться в организме и постепенно приведет не просто к плохому самочувствию, а к хроническим болезням, серьезнейшим образом подорвав здоровье. Для бытовых целей она тоже не подойдет, так как ее соли будут портить белье при стирке и в целом оседать на внутренних поверхностях ТЭНов, труб, сантехники, постепенно забивая все проходы

Как очистить воду из скважины от песка

Удаление песка или частичек глины, ила, других крупных частиц происходит на фильтре, опущенном в скважину. Делают это при помощи простых механических фильтров — пластинчатых или песчаных и называют эту стадию — ступенью грубой очистки.

Если взвеси много, одним фильтром не обойтись: он будет быстро забиваться. Практичнее поставить систему с ячейками разных размеров. Например, вода из скважины попадает на фильтр, улавливающий частицы размером до 100 мкм, затем установлен фильтр со степенью очистки до 20 мкм. Они уберут практически все механические примеси.

Типы фильтров

Фильтры грубой очистки бывают: сетчатые, кассетные (патронные) или засыпные. Сетчатые чаще всего ставятся в самой скважине. Они представляют собой полую трубу чуть меньшего диаметра, чем ствол скважины. В стенах трубы просверлены отверстия или проделаны щели (форма отверстий зависит от грунта), сверху намотана проволока, а по ней — сетка. Ячейка сетки выбирается в зависимости от типа грунта водоносного слоя: она должна задерживать основную массу загрязнений и в то же время не забиваться. На этой стадии задерживаются самые крупные примеси, которые к тому же могут повредить насос. Но часть твердых частиц все равно поднимается на поверхность. Они удаляются в процессе дальнейшей очистке.

Сетчатые фильтры устанавливают в скважины. Они отфильтровывают песок и другие грубые примеси

Иногда поставить фильтр в скважине нет возможности. Тогда всю очистку переносят на поверхность. Для очистки воды из скважины в этом случае используют кассетные или засыпные фильтры. В кассетных стоит сменный картридж — система мембран, измельченный древесный уголь, и т.п. на которых оседает песок и другие крупные загрязнения.

Время от времени картриджи засоряются и их нужно менять. Периодичность зависит от степени загрязнения воды и интенсивности ее использования. Иногда один картридж быстро забивается. В этом случае имеет смысл ставить два фильтра с разными степенями очистки. Например, первый задерживает частицы до 100 мкм, а стоящий за ним уже до 20 мкм. Так и вода будет чистой и картриджи придется менять реже.

Один из видов картриджей для фильтрования воды в частном доме

В засыпных фильтрах в емкость насыпают сыпучий фильтрующий материал — песок, измельченная ракушка, специальные фильтраты (например, BIRM (БИРМ)). Простейший механический фильтр — бочка с песком, имеющая функцию промывки. Один нюанс: при наличии большого количества растворенного железа предпочтительнее все-таки засыпать специальный фильтрат, он одновременно является еще и катализатором, который окисляет растворенное железо и марганец, заставляя их выпадать в осадок.

В зависимости от размеров частиц засыпки такого фильтра, задерживаться могут довольно мелкие частицы. Иногда ставят два таких фильтра подряд, только с разной засыпкой — сперва вода попадает в тот, где фильтрат имеет большие размеры, потом с более мелким наполнением. Насыпные фильтры для очистки воды из скважины хороши тем, что требуют замены засыпки примерно раз в три года. И этим они отличаются от пластинчатых, фильтр которых надо менять гораздо чаще: иногда и раз в месяц, иногда — раз в три-шесть.

Но чтобы очистка при помощи засыпного фильтра была эффективной, они нуждаются в периодической промывке фильтрата. Обычно это происходит путем перекрывания одних кранов и открывания других. В этом случае вода идет в другом направлении, вымывая основное количество накопленных осадков.

Принцип очистки воды в засыпном фильтре

Пример сборки двух последовательных фильтров для очистки воды от грубых примесей смотрите в видео.

https://youtube.com/watch?v=fmVtxZb7DdQ

Профессиональные технологии обезжелезивания воды

Как понятно из предыдущих разделов: отстаивание, кипячение и вымораживание крайне неудобны и не обеспечивают нормального водоснабжения — такая система для очистки воды от железа пригодна для своего дома или квартиры. Для предприятий и организаций можно использовать один из профессиональных методов обезжелезивания воды:

Аэрация с последующей фильтрацией.
Установки с ионообменными смолами.
Обратный осмос.

Перечисленные технологии получили наибольшее распространение и в бытовых установках для очистки воды от железа для загородных домов и коттеджей. Ниже приводится описание принципа действия каждой из них.

Обезжелезивание методом аэрации и фильтрации

Метод очистки воды из скважины от железа основан на насыщении воды кислородом из воздуха: двухвалентное железо из растворимых соединений окисляется и переходит в состояние трехвалентного. После этой реакции оно выпадает в осадок и задерживается специальным фильтром с наполнителем из чистого кварцевого песка. Аэрация воды от железа может осуществляться тремя способами:

Напорным. В системе предусмотрен компрессор, нагнетающей воздух в водный поток, проходящий во впускном трубопроводе.
Безнапорным. Захват воздуха происходит в процессе сепарации жидкости через специальные приспособления.
Эжекторным. Насыщение воды воздухом происходит через небольшие приспособления, монтируемые непосредственно на входную магистраль.

Любой из перечисленных методов аэрации отличается высокой эффективностью, и обеспечивают обезжелезивание воды до нормативных показателей. Различаются они по уровню сложности оборудования и затратам на обслуживание и электроэнергию.

Ионообменные фильтры

Вторая по популярности технология, позволяющая очистить воду в домашних условиях от железа, основана на замещении ионов железа ионами натрия. Реализуется метод при помощи каталитических полимерных смол, составляющих матрицу фильтра. В пластиковый или металлический корпус засыпаются специальные гранулы и при прохождении через фильтрующее устройство исходной воды происходит захват ионов железа и высвобождение ионов натрия.

Ионообменные смолы имеют пористую структуру, связанные ионы втягиваются внутрь матрицы. По мере насыщения гранул процесс замедляется — засыпка нуждается в регенерации. Для этого через нее пропускается насыщенный раствор хлористого натрия. Такие установки помогут очистить воду от железа из колодца, скважины или водопровода. Они отличаются высокой производительностью, хотя и несколько уступают по этому параметру аэрационным. Для обеспечения работы ионообменных фильтров организуется предфильтрация для удаления трехвалентного и бактериального железа.

Обратный осмос

Полупроницаемая мембрана пропускает исключительно молекулы воды и задерживает более крупные атомы железа и другие химические элементы. На выходе из установки обратного осмоса мы получаем пермеат глубокой очистки и концентрированный раствор примесей, сливаемый в дренаж. Этот метод поможет в домашних условиях снизить содержание железа в воде.

Бытовые системы обратного осмоса позволяют получить определенное количество особо чистой воды для питья и приготовления пищи. Использовать ее для других потребностей: санитарных или хозяйственных нецелесообразно. Такие установки достаточно сложны, имеют ограниченный ресурс обратноосмотических мембран, нуждаются в регулярном обслуживании.

Правильный забор воды

Набирать воду нужно непосредственно под самое горлышко и плотно закрывать крышкой

Для проведения анализов питьевой воды на качество и наличие химических примесей необходимо строго соблюдать рекомендации, которые позволяют получить максимально точный результат исследования:

Ёмкость или бак для воды должна быть не менее 2 литров, причём желательно, чтобы это была бутыль из-под питьевой воды, но никак не из-под компота, сока или других жидкостей.
Ни в коем случае не мойте бутыль/бак никакими моющими средствами. Достаточно просто ополоснуть ёмкость той водой, которую будете сдавать в лабораторию. Крышку ополаскиваем в том числе.
По санитарным нормам питьевую воду из источника нужно забирать только после тщательного спуска в течение 20-30 минут. В этом случае вся уже отстоявшаяся вода будет слита, а на анализ поступит вода непосредственно из источника.
Набирать воду нужно непосредственно под самое горлышко и плотно закрывать крышкой. При этом лучше, если забор материала будет осуществляться тонкой струйкой по стенке бутылки или бака. В этом случае химические реакции в питьевой воде будут сведены к минимуму, а результат исследования будет максимально точным.
Доставить воду в лабораторию по санитарным нормам нужно не позднее, чем через 2 часа после забора жидкости.

Система для удаления железа – как сделать самостоятельно?

Простейшую систему аэрационной очистки несложно соорудить в загородном доме или на даче своими руками. Для этого потребуется приобрести вместительную емкость, которая станет выполнять функцию бака-накопителя. Желательно, чтобы ее дно имело выгнутую форму.

Специалисты советуют использовать для создания самодельной системы очистки баки объемом 1500–2500 л, изготовленные из плотного многослойного полиэтилена либо пищевого пластика. Такие емкости абсолютно безопасны для здоровья человека. Они не подвержены коррозии, являются прочными и долговечными.

На конце трубы монтируется распыляющая насадка. Она обеспечивает контакт жидкости с кислородом из воздуха. Если специального распылителя под рукой нет, на конце трубы проделываются небольшие дырки. С противоположной стороны бака устанавливается отводящая магистраль. Эту трубу монтируют выше на 20–25 см по отношению к дну резервуара. За счет такого расположения окисленные соединения железа не проникнут в выход для чистой воды. Они осядут на дно бака-аэратора.

В днище емкости проделывается отверстие. В него вкручивается кран, позволяющий выполнять отвод осевшей ржавчины. Рекомендуется подсоединить к баку небольшой компрессор, используемый для насыщения кислородом декоративных аквариумов. Это устройство станет активно подавать воздух в самодельный аэратор, что увеличит скорость и эффективность процесса очистки.

Созданная система функционирует по простой схеме. Жидкость из скважины поступает в бак через распылитель, выдерживается в резервуаре 20–24 ч. За это время под действием кислорода производит окисление железа и его осаждение на дно. Очищенный состав сливается в систему. Самодельный аэратор работает без специального дорогостоящего оборудования и реагентов. В нем вода обезжелезивается естественным образом. Единственный минус такого способа – большая длительность.

Для чего нужно обезжелезивать воду?

Установка обезжелезивания воды.

Практически на всей территории России в воде наблюдается превышение содержания железа. Такая вода из скважин, колодцев и водопроводных сетей неблагоприятно сказывается на состоянии кожи и составе крови, часто может вызывать разного вида аллергии. Из крана она бежит с повышенной мутностью (изображение 1), окрашена в желтовато-бурый цвет. Для питья ее нельзя использовать. В технических устройствах и в системах отопления и водоснабжения она вызывает выпадение хлопьевидных осадков, приносящих вред трубам и резервуарам.

Примеси железа вызывают на поверхности раковин и ванн ржавые пятна, которые трудно поддаются удалению. В медицинских учреждениях это значительно ухудшает работу некоторых приборов. Все это является причинами выполнения мероприятий по обезжелезиванию водопроводной воды. В некоторых случаях достаточно использовать специальный фильтр для обезжелезивания воды, в других случаях понадобятся более сложные установки.

Установки обезжелезивания для дачи и дома

Для ускорения химической реакции окисления используют:

Аэрацию.
Озонирование.
Ионный обмен.
Хлорирование.
Обратный осмос.
Использование гипохлорита.
Введение реагентов и катализаторов.

Аэрация

Нагнетаемый кислород окисляет двухвалентное железо, удаляя при этом углекислоту, что также ускоряет окислительный процесс.

Для этого используются методы:

Фонтанирования брызгальными установками;
Разбрызгивания – душинирования;
Нагнетания воздуха компрессорами.

Приведенные способы эффективно применяются при наличии железа до 10 мг/дм3.В случаях превышения концентрации для поддержания интенсивности процесса проводят предварительную водоподготовку методом аэрации с введением реагентов (хлора, гипохлорита натрия, перманганата калия).