Растворенное и нерастворенное железо в воде

В горных породах и грунте, через которые просачивается вода по пути к водоносным горизонтам, содержится большое количество металлов в чистом виде и в химических соединениях. Один из самых распространенных — железо. Именно его чаще всего находят в жидкости, которая подается в водопровод с центральной станции водоочистки, колодца или скважины.

Количество железа в воде измеряется в миллиграммах на литр (мг/л) и регламентируется нормами САНПиН. Максимально допустимое количество железа для питьевой воды - 0,2 мг/л, для розлива напитков — это 0,1 - 0,2 мг/л. Концентрация выше 0,2 мг/л и более приводит к появлению металлического привкуса и желтоватого оттенка. В воде одновременно может находится несколько видов железа - растворённое и окисленное. 

Рассмотрим подробнее основные формы железа в воде, чем опасно превышение предельно допустимых концентраций этого вещества и каким образом удалить его из жидкости перед употреблением для питья и приготовления пищи.

Растворенная форма железа

При лабораторном анализе специалисты определяют растворенное и нерастворенное железо в воде. Именно в таких формах этот металл присутствует в подземных водах и природных водоемах на поверхности.

Двухвалентное железо в воде из скважины — это двууглекислое железо, которое имеет низкую стойкость. Под действием кислорода оно окисляется и превращается из растворенной формы в нерастворенную. Из-за потери кислоты получается гидрат закиси железа.

Повышенное содержание металла в этой форме наблюдается в воде, добытой из подземных водоносных горизонтов. Он попадает туда при прохождении воды через грунт и остается таким из-за отсутствия контакта с воздухом. После добычи Fe проходит заключительную стадию окисления и переходит в нерастворенную форму. Это его свойство используется в установках водоподготовки и очистки.

Чем опасна вода с превышением железа? Постоянное ее употребление приводит к появлению патологий желудочно-кишечного тракта, почек и печени, ухудшению состояния кожных покровов, аллергическим реакциям.

Нерастворенный металл в воде

Одна из особенностей железа — наличие двух степеней окисления. Трехвалентное железо в воде из скважины образуется при прохождении последней стадии окисления и отличается от двухвалентного следующими свойствами:

• Не растворяется в жидкости, поэтому может обнаруживаться при визуальном анализе воды или ее отстаивании;
• Присутствует в воде в виде коллоидных частиц или характерной взвеси;
• Не может переходить обратно в двухвалентное состояние без специальных физических и химических процессов.

Окисленное железо в трёхвалентной форме присутствует в природных водоемах открытого типа. Это связано с тем, что находящиеся в жидкости нерастворенные вещества переходят в твердую форму.

Способы очистки растворенного и нерастворенного железа в воде

Превышение предельно допустимых концентраций железа, независимо от его типа, негативно отражается на здоровье человека, повреждает и уменьшает срок службы бытовой техники. Удалить из воды невидимый растворенный металл можно несколькими способами в бытовых условиях:

Профессиональная водоподготовка

Перечисленные выше способы удаления растворенного и нерастворенного железа в воде не подходит для постоянного бытового и промышленного применения из-за низкой скорости и производительности. Поэтому в квартирах и домах необходимо использовать профессиональные установки водоподготовки.

Они разрабатываются для централизованных и автономных систем подачи воды. Помимо обезжелезивания, нормализуют рН.

Фильтрация с аэрацией

Наиболее быстрый и эффективный способ, который используется для обработки больших объемов жидкости. Окисление железа производится с помощью специальных реагентов и без них благодаря попаданию в воду воздуха. Кислород в нем ускоряет выпадение железа в нерастворенный осадок.

Реагентный метод применяется на промышленном производстве и при централизованной очистке, так как требует точного дозирования химических веществ и контроля за качеством воды. В жидкость добавляются активные компоненты, которые выступают в качестве окислителя. Благодаря им растворенное железо переходит в твердую фазу из-за доокисления

При очистке без использования химических веществ используется принцип окисления кислородом. Возможны два варианта безреагентной очистки:

• Напорная — воздух в жидкость нагнетается с помощью компрессора, что приводит к ускоренному окислению железа. Выпавший твердый осадок затем оседает на дне емкости или отфильтровывается механическими фильтрами.
• Безнапорная — увеличение концентрации воздуха в воде происходит за счет его подсоса при протекании жидкости или при ее мелкодисперсном распылении для увеличения площади контакта.

Ионообменный фильтр

Удалить железо из воды можно с использованием специальной фильтрующей установки, в которой используется ионообменная смола. При пропускании через фильтр воды происходит физико-химический процесс, в результате которого ионы железа заменяются ионами натрия. Молекулы металла при этом связываются и удерживаются в фильтрующей загрузке. Минус этого процесса в том, что в процессе работы загрузка быстро теряет эффективность и требует регенерации.

Ионообменные фильтры необходимы для очистки воды с концентрацией железа больше 5 мг на литр. Предварительно необходимо провести фильтрацию жидкости и другими способами удалить из нее марганец, сероводород. В противном случае загрузка из ионообменной смолы еще быстрее деградирует и перестанет выполнять возложенные на нее функции.

Обратный осмос

Качественно удалить железо в растворенном виде из воды позволяет обратный осмос. Используется молекулярная мембрана, которая пропускает через себя только молекулы воды, останавливая различные примеси. Полученный после очистки грязный концентрат утилизируется. Минус решения в том, что вместе с железом из жидкости удаляются полезные для организма минералы. Поэтому вода требует дополнительной минерализации.

Для работы фильтра обратного осмоса нужен насос, создающий повышенное давление потока воды. Поэтому такие установки требуют больших затрат на очистку. Кроме того, необходима начальная фильтрация для увеличения срока службы молекулярной мембраны.

Где приобрести очистные установки

Компания «Экодар» предлагает фильтры и установки водоподготовки для водопроводов и скважин. Количество и типы фильтрующих вставок подбираются индивидуально на основе анализа образцов в лаборатории.