Что такое органическое железо в воде
Виды железа, способы очистки
Основная задача при водоочистке это обезжелезивание воды. Практически во всех источниках водоснабжения наблюдается превышение по железу. Железо в воде может находиться в следующих формах:
Окисленное железо
Удаление окисленного железа в основном сводится к его механической очистке на осадочных фильтрах.
Основные признаки окисленного железа:
Органическое железо
Удаление органического железа наиболее сложно. В этом случае железо входит в сложные органические комплексы, которые зачастую достаточно сложно окислить. Так что для его удаления приходится применять другие методы очистки, а не классическое обезжелезивание на фильтрующей загрузке. Органическое железо зачастую находится в воде в виде мелкодисперсных взвесей (коллоидов). Размер коллоидов составляет микроны и десятки микрон. Данные загрязнения не возможно просто отфильтровать через засыпные фильтры, так как размер коллоидов значительно меньше рейтинга фильтрации, который примерно равен 10-20 мкм.
Способы очистки от органического железа:
Основные признаки органического железа:
Растворенное железо
Удаление растворенного железа осуществляется на каталитических фильтрующих загрузках. В этом случае происходит окисление железа и осаждение его на фильтрующей загрузке. окислитель может как подаваться из вне, так и находится непосредственно в фильтрующей загрузке. В качестве окислителя может быть: кислород, хлор, перманганат калия и т.п. Зачастую совместно с железом в воде находятся, марганец и сероводород. При обезжелезивании также происходит удаление марганца и сероводорода.
Основные признаки растворенного железа:
Сравнительная таблица основных загрузок для обезжелезивания:
BIRM легкий материал. Скорость фильтрации 12 м/ч. Скорости промывки 20-24 м/ч. (скорость промывки в 1,8-2,0 раза больше чем скорость фильтрования). применяется при небольшом превышении по железу, при отсутствии сероводорода. Если в воде есть марганец то потребуется корректировка рН воды. Не требует добавления реагентов. Промывочную воду можно сливать в любую канализацию.
GreenSand (MZ) – более тяжелый материал. Скорость фильтрации 12 м/ч. Скорость промывки 24-29 м/ч (скорость промывки в 2,0-2,2 раза больше чем скорость фильтрования). применяется при больших содержаниях железа, марганца и сероводорода. Широкий диапазон рабочего рН воды. Требуется реагент для регенерации (перманганат калия). Кол-во марганцовки на объем воды (Vводы(м3)) рассчитывается по формуле:
Ммарг(гр) = Vводы(м3) х (Fe + Mn х 2 + H2S х 5)(мг/л) х 6
Промывочную воду нельзя сливать в канализацию с биологической очисткой, так как перманганат является очень сильным окислителем и его концентрация в промывочной воде достаточно большая. Могут возникнуть сложности с закупкой и перевозкой перманганата калия. Перманганат калия достаточно дорогой реагент.
DMI – тяжелее чем GreenSand. Скорость фильтрации 12 м/ч. Возможно увеличение скорости фильтрации до 25-20 м/ч. Скорость промывки 30-40 м/ч (скорость промывки в 2,5-3,3 раза больше чем скорость фильтрования). В качестве окислителя применяется более доступный и дешевый гипохлорит натрия. применяется при больших содержаниях железа, марганца, сероводорода. Более широкий диапазон рН воды. Кол-во гипохлорита рассчитывается под каждое содержание железа, марганца и сероводорода. Промывочную воду условно можно сливать в любую канализацию.
Технический директор
ООО «Компания «СТАРТ ПЛЮС»
Алексеев Денис Васильеви
Обслуживание и сервис
Мы рады предложить нашим клиентам комплексное обслуживание систем водоподготовки. После установки оборудования мы можем взять Ваш объект на сервисное обеспечение.
Восстановление и ремонт
Поможем восстановить и отремонтировать имеющуюся систему водоподготовки, в том числе в труднодоступных регионах
Водоподготовка ГВС для промышленных и частных нужд
Водоподготовка системы ГВС на основе осадочных фильтров с долговечной мультизагрузкой (замена 1 раз в 3-5 лет).
SOFTNOR безреагентное умягчение
Уникальная технология SOFTNOR безреагентного умягчения воды, разработанная специалистами немецкой компании Watch GmbH.
Очистка воды от железа. Обзор методов
Появляются ржавые подтеки на раковине?
На воздухе прозрачная вода из крана стала мутной, и выпал рыжий осадок?
Как бороться с избыточным железом и на что обратить внимание при выборе систем очистки воды от железа?
Ответы на все эти вопросы в нашей статье.
Определение типа железа в воде
Прежде чем приступить к выбору оборудования для очистки воды от железа, следует понять, какой тип железа присутствует в воде.
Оборудование для очистки воды от железа
На рынке есть большое многообразие систем обезжелезивания, работающих по принципу каталитического окисления железа, в процессе которого двухвалентное железо (растворенное) переходит в форму трехвалентного железа (нерастворенного), оседающего на фильтрующей загрузке. Такие системы получили название «фильтры-обезжелезиватели».
Принципиально данные фильтры отличаются по принципу окисления железа, которое может производиться безреагентным способом (кислородом воздуха) или же использованием сильных окислителей.
Безреагентные способы являются безопасными для использования в быту, но менее эффективны и стабильны по качеству очистки. Такие фильтры плохо работают в условиях высокой концентрации железа в исходной воде и требовательны к сопутствующим показателям (необходим высокий рН, низкое содержание органических веществ).
Реагентные способы менее чувствительны к составу исходной воды, но сопряжены с работой с сильными окислителями (гипохлорит натрия, перекись водорода, перманганат калия), что небезопасно для использования в домашних условиях, так как в случае аварийной ситуации с оборудованием или изменения состава исходной воды, реагент может попасть в очищенную воду.
После введения окислителя вода попадает на каталитическую загрузку, обеспечивающую последующее окисление и фильтрацию железа.
Если Вы остановили свой выбор на системах каталитического обезжелезивания, то при выборе оборудования необходимо учитывать температуру воды, рН, щелочность, содержание растворенного кислорода и другие параметры, которые могут значительно повлиять на эффективность очистки. При эксплуатации необходимо строго следовать рекомендациям производителя, устанавливая скорость прямого потока воды, скорость потока при обратной промывке, учитывать максимальное содержание входного железа и другие ограничения, которые влияют на рабочие параметры процесса очистки для эффективной работы всего оборудования и фильтрующего материала в частности.
Все эти факторы могут стать причиной некачественной работы фильтров-обезжелезивателей. Для обеспечения стабильного результата при обезжелезивании целесообразно предпочесть системы обратного осмоса.
Ультрафильтрационные мембраны с размером пор около 0,02 микрон прекрасно задерживают коллоидное железо. Установки ультрафильтрации с режимами периодического сброса концентрата и обратной промывки мембран обеспечивают эффективное удаление трехвалентного железа. Для эффективности очистки с помощью ультрафильтрации все железо должно быть переведено в окисленное состояние. Рекомендуется предварительное введение коагулянта и обеспечения необходимого времени его контакта с водой.
Удаление бактериального железа
При наличии в исходной воде большого количества железа пользователь может столкнуться еще с одной проблемой — появлением бактериальных загрязнений — активным развитием железобактерий.
Если проблема железобактерий выявлена на ранней стадии, регулярное хлорирование или обработка хелатными агентами (органические вещества, образующие растворимые комплексы с железными отложениями), а также постоянное наблюдение за состоянием оборудования помогут минимизировать её последствия.
Проблему с бактериальным железом может решить среда redox, однако, в подводящих трубопроводах при этом железобактерии будут продолжать развиваться и образовывать слизистые отложения.
Выводы
Несмотря на большое количество методов удаления железа, наиболее оптимальным методом очистки от двухвалентного железа, обычно присутствующего в подземных источниках, и трехвалентного железа в невысоких концентрациях, является применение систем обратного осмоса.
При содержании в воде большого количества трехвалентного железа рекомендуется применять системы ультрафильтрации.
С оборудованием для очистки воды для дома Вы можете ознакомиться в разделе Системы очистки воды
Мы предлагаем Вам записаться на демонстрацию работы мембранной системы водоочистки, и наши специалисты подъедут к Вам в любое удобное для Вас время. Вы сможете увидеть, какой будет вода в Вашем доме, если ее очистить с помощью нашего оборудования.
Выезд специалистов и демонстрация работы оборудования бесплатны.
Железо в воде
Виды железа в воде
Наличие железа в воде – это практически обязательное условие проточной воды.
Причины присутствия железосодержащих соединений в воде:
Различные способы попадания металла в воду обуславливают и то, что железосодержащие соединения имеют совершенно разную природу, отличается их растворимость, взаимодействие с организмом человека и способы очистки.
Элементарное железо (Fe0) – это нерастворимый в воде элемент. Быстро преобразуется в трехвалентное железо благодаря воде и кислороду. Процесс окисления называется ржавлением.
Железо, содержащееся в воде в форме ионов:
Железо, содержащееся в воде в связанных формах:
В реальности же в воде встречается сразу несколько видов железа, все они разные и поэтому нет универсального способа удаления этого металла из питьевой воды.
Как определить, что в воде содержится железо:
В вопросах вреда железа, источники расходятся. В детстве мы нередко слышали, что нужно кушать яблоки и печень чаще, ведь там есть много железа так полезного для нашего организма. Так почему же нам нужно очищать воду от такого нужного микроэлемента, но при этом употреблять его с продуктами питания. Начнем с того, что в теле взрослого человека находится около 4г. железа. Этот элемент является необходимым для организации кровеносной системы. Так благодаря железу образовывается гемоглобин, который доставляет кислород из легких в ткани. Железо, связываясь с белком образует миоглобин сохраняющий кислород в мышечной ткани. Также без железа невозможно усвоение витаминов группы В. Необходимая польза железа очевидна – она выражается в здоровом росте человека, укреплении мышечной ткани и сопротивляемости иммунитета болезням. В случае, если организм получает металла выше нормы, то начинает накапливать его в печени и почках, что может вызвать сбои работы в органах. Но на самом деле, такая ситуация скорее исключительная, если вы получаете железо только с продуктами питания, ведь организм может усвоить максимум 10% элемента.
В воде же в реальности иногда содержание железа может настолько превышать норму, что со временем накопленного в организме металла будет достаточно, чтобы вывести работу печени или почек из строя. По нормам, содержание железа в воде не должно превышать 0,3 мг/л.
Кроме того, железистая вода – это еще и эстетическая проблема. Ржавые разводы покрывают сантехнику и от них практически невозможно избавиться, белая одежда приобретает желтый оттенок, а цветная быстро выцветает. Пища, приготовленная на воде с высоким уровнем железа, имеет неприятный металлический привкус, а также может изменять цвет и свое качество. Некоторые промышленные процессы невозможны в воде с высоким содержанием железа, например, крашение тканей.
Такое разнообразие проблем, связанных с содержанием железа в воде, убеждает в мысли, что фильтрация воды от примесей железосодержащих соединений необходима. Для этого используют специальные природные и синтетические материалы, которые засыпают в картриджи и промышленные фильтры очистки воды.
Очищая воду от железа, вы оберегаете свое здоровье и здоровье своих близких!
Содержание железа в воде. Типы и формы железа
Многообразие форм железа, встречающееся в природе, обусловлено двумя основными причинами:
Рассмотрим типы железа подробнее.
4. Органическое железо. Может принимать различные формы и являться частью составных химических элементов. Органическая форма железа обычно либо полностью растворена в воде, либо обладает коллоидной структурой, что очень затрудняет очистку воды.
Существуют несколько видов органического железа:
— бактериальное. Особый вид бактерий – так называемые железобактерии используют железо для процесса своей жизнедеятельности. Эффектом таких процессов является преобразование Fe+2 (двухвалентного железа) в Fe+3 (трехвалентное), заключенное в особую желеобразную капсулу.
— коллоидное. Коллоидные частицы имеют очень малый размер – менее 1 микрона, что в значительной степени затрудняет их фильтрацию при помощи гранулированных засыпок. Коллоиды, к которым также можно причислить органические молекулы большего размера (лигнины, танины) обладают также высоким поверхностным зарядом, который способствует отталкиванию частиц друг от друга, делая невозможным их соединение и укрупнение. Таким образом, коллоидные частицы находятся в воде в виде суспензии, взвесей, не осаждаясь и не выпадая в осадок, образую высокую мутность.
— растворимое органическое железо. Некоторые находящиеся в воде органические молекулы могут связывать растворенное железо в составные химические комплексы или хелаты.
Очевидно, что такое многообразие форм железа по-разному обнаруживает себя в воде. Например, если вода, изначально кажущаяся чистой и прозрачной, при отстаивании дает рыжевато-бурый осадок, это говорит о наличии в ней двухвалентного железа. А если она уже из крана течет с желтоватым оттенком, а при отстаивании образуется осадок, значит, в составе. Коллоидное железо в воде проявляется только желтоватым окрашиванием, а в осадок не выпадает.
Наверняка, вы могли наблюдать радужную пленку на поверхности воды (особенно заметную при приготовлении чая или кофе) – это бактериальное железо. Еще один признак наличия в воде бактериального железа – желеобразные массы, накапливаемые внутри водопроводных труб.
Главные признаки наличия железа в воде приведены в таблице
Как свидетельствует опыт, очень часто в воде присутствуют несколько (а иногда и все) типов железа. А с учетом того, что утвержденных методов обнаружения органического железа в воде вообще не существует, вопрос эффективного его удаления напрямую зависит от опыта и практики фирмы, занимающейся очисткой и подготовкой воды. В нашей практике бывали нестандартные задачи водоподготовки, где типичные методы удаления железа не давали желаемого эффекта.
Железо в воде
Повышенные концентрации железа в воде – главная причина появления желтых разводов на сантехнике и окрашивания воды в бурый цвет.
Основными источниками соединений железа в поверхностных водах являются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением. В процессе взаимодействия с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами образуется сложный комплекс соединений железа, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. Концентрация железа подвержена заметным сезонным колебаниям.
Например, двухвалентное железо (Fe+2) почти всегда находится в воде в растворенном состоянии. Сначала мы видим, что вода чиста и прозрачна, но уже через некоторое время в процессе отстаивания образуется красно-бурый осадок, который не что иное, как трехвалентное железо (Fe+3) — гидрооксид железа Fe(OH)3, который практически нерастворим в воде.
Органическое железо
Бактериальное железо
В поверхностных водах железа в основном находится в виде его трехвалентных комплексных соединений с растворенными неорганическими и органическими гумусовыми соединениями. Повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах, где концентрация гумусовых веществ достаточно велика. В подземных водах из-за низкого содержания растворенного кислорода железо присутствует в основном в растворенном двухвалентном виде.
Вода, в которой содержится железо (особенно подземная) изначально прозрачна и чиста на вид. При контакте с кислородом воздуха железо окисляется, воде окрашивается в желтовато-бурый цвет. Уже при концентрациях в воде железа выше нормы (а это 0,3 мг/л) возможно появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. А уже при содержании железа выше 1 мг/л вода становится мутной, желто-бурого цвета, особенно после нагревания, у нее ощущается характерный металлический привкус. Такая вода практически непригодна для хозяйственно-бытового и особенно для питьевого применения, так как железо – это тяжелый металл, и наряду с марганцем, никелем, хромом, мышьяком, кадмием, свинцом и медью относится к высокотоксичным веществам. Очень часто содержание железа в водопроводе, да и в колодцах, скважинах, превышает норму в несколько раз, поэтому проблема обезжелезивания воды стоит особенно остро.
Так что же нужно для того, чтобы очистить воду от соединений железа? На первый взгляд, очень немного: перевести железо в нерастворимую трехвалентную форму и отфильтровать его. На деле же проблема не так проста, как кажется и обусловлена значительным разнообразием природных условий, в том числе разнообразием состава подземных вод, а также форм соединений железа в них.
Основными методами обезжелезивания воды являются окислительный и ионообменный способы.
Окислительные методы обезжелезивания воды основываются на окислении двухвалентного железа кислородом воздуха (аэрация) и сильными окислителями (хлор, перманганат калия, перекись водорода, озон) до трехвалентного состояния, с образованием нерастворимого гидроксида железа (III), который впоследствии удаляется отстаиванием, отстаиванием с добавлением коагулянтов и флоккулянтов (А-Т 9.303) и (или) фильтрацией.