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.
В результате химического и биохимического (при участии железобактерий) окисления (Fe+2) переходит в (Fe+3), который, гидролизуясь, выпадает в осадок в виде Fe(OH)3.
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
Еще одна форма присутствия железа в природной воде. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру и очень трудно поддаются удалению. Коллоидные частицы вследствие своего малого размера и высокого поверхностного заряда, не образуют конгломератов, создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии и тем самым обуславливают мутность исходной воды. Коллоидным железом окрашена вода изначально и в процессе отстаивания оно не образует осадка.Бактериальное железо
Проявляет себя радужной опалесцирующей пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб. Бактериальное железо образуется в процессе жизнедеятельности железобактерий, способных использовать энергию преобразования двухвалентного железа в трехвалентное.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.
Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применялся (да и теперь применяется) в основном для умягчения воды. Раньше для реализации этого метода использовались природные иониты (сульфоугли, цеолиты). Однако с появлением синтетических ионообменных смол эффективность использования ионного обмена для целей водоочистки резко возросла. С точки зрения удаления из воды железа важен тот факт, что катиониты способны удалять из воды не только ионы кальция и магния, но и другие двухвалентные металлы, а значит и растворенное двухвалентное железо. Причем теоретически, концентрации железа, с которыми могут справиться ионообменные смолы, очень велики. Достоинством ионного обмена является также и то, что он "не боится" верного спутника железа - марганца, сильно осложняющего работу систем, основанных на использовании методов окисления. Главное же преимущество ионного обмена то, что из воды могут быть удалены железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии. То есть совсем отпадает необходимость в такой капризной и "грязной" (из-за необходимости вымывать ржавчину) стадии, как окисление.
Подведя итоги нужно отметить, что прежде чем принять решение о способе очистки данной конкретной воды от железа необходимо в комплексе рассмотреть такие параметры как: анализ воды, характеристики скважины ( колодца), рабочие характеристики насосного оборудования (если уже установлено), планируемое потребление воды, а так же режим потребления воды - сезонный или круглогодичный. На основе этих данных специалисты помогут подобрать именно то оборудование для водоочистки, которое необходимо в каждом конкретном случае. И только так можно добиться оптимизации расходов на водоочистку и получения воды, требуемого качества.