Как очистить воду из скважины от железа своими руками?

Фильтры для очистки воды своими руками

Для самостоятельной очистки воды от железа в бытовых условиях без использования заводского оборудования используют следующие методы:

• Кипячение. При проведении данной процедуры соли металлов выпадают в осадок, образуя на поверхности нагревательных элементов или емкостей труднорастворимую накипь. Понятно, что для бытовой очистки способ абсолютно непригоден в силу высоких энергозатрат.
• Замораживание. Метод основан на физическом законе, согласно которому жидкость с большой концентрацией растворенных солей имеет более низкую точку замерзания, чем дистиллированная вода. Таким образом, для получения чистой воды с низким содержанием солей замораживают ее в емкости, а затем замерзшую часть в виде ледяной глыбы достают. Это и есть умягченная вода, оставшийся раствор содержит высокую концентрацию солей металлов и его сливают. Метод также неэффективен для бытового применения ввиду низкой производительности и высоких трудозатрат.
• Отстаивание. Для реализации процесса требуется большая емкость, в которую заливают воду, спустя некоторое время верхний слой сливают, стараясь не взбалтывать осадок, оставшуюся жидкость используют для хозяйственных целей. Путем отстаивания можно избавиться только от нерастворимых оксидов, находящихся в жидкости во взвешенном состоянии.

Самодельные угольные фильтры

Самодельный адсорбционный фильтр для умягчения воды

При отсутствии заводских приспособлений можно изготовить механический фильтр для ржавой воды самостоятельно, для этого понадобится емкость на 5-6 л, мелкий речной песок, древесный уголь и фильтрующие материалы (вата, поролон, марля). Процесс изготовления дачного фильтра типа Барьер не отличается высокой сложностью и состоит из следующих этапов:

• Готовят древесный уголь, для этого помещают в закрытую металлическую банку кусочки дерева и опускают ее в костер, через некоторое время извлекают.
• В крышке 5-литровой емкости делают точечные отверстия, в дне вырезают круг для заливки жидкости.
• Укладывают на крышку вату или ткань, закручивают ее в бутылку, через дно насыпают предварительно измельченный слой угля толщиной 30 — 50 мм, сверху высыпают песок такой же толщины.
• В подготовленный фильтр заливают воду и ставят его на трехлитровую банку, в которую собирают очищенную жидкость.

Пример самодельной аэрационной установки

Аэрационный фильтр своими руками

Аэрационные фильтры для обезжелезивания воды на даче и загородном доме в бытовых условиях изготовить легче других типов, основное оборудование для монтажа: несколько бочек объемом около 200 л, поверхностный электронасос и компрессор. Принцип работы самодельного фильтра от железа заключается в следующем:

• Вода из колодца или скважины подается в бочку с установленным аэратором, представляющим собой металлический цилиндр с отверстиями, к которому подключен шланг от компрессора, нагнетающего воздух.
• Бочка с аэратором связана с другими емкостями посредством труб, в них происходит постепенное ступенчатое отстаивание воды с окисленным трехвалентным железом.
• Из последней в ряду емкости отстоявшаяся вода подается поверхностным центробежным электронасосом в водопроводную магистраль дома.
• Также на стенках одной из емкостей установлен поплавковый выключатель, управляющий работой электронасоса — при наполнении бочки электронасос выключается и снова включается при ее опустошении.
• В процессе эксплуатации бочки и корпус аэратора периодически очищают от выпавшего в осадок железа.

Системы обезжелезивания с обратным осмосом – внешний вид

Как очистить своими руками

Способы очистки сводятся к процедуре перевода двухвалентной формы металла, не подлежащей фильтрации из-за малых размеров, в трехвалентную. После этого концентрацию металла можно уменьшить путем механического фильтрования.

Обезжелезить воду можно безреагентными и реагентными способами проведения химической реакции.

Самый простой и бюджетный метод водоочистки заключается в том, что вода из скважины набирается в бак-отстойник. Взаимодействие с кислородом приводит к переводу железа в трехвалентную форму, выпадающую в осадок. Воду сливают из слоя, находящегося выше осадка. При отсутствии кислорода она полностью отстаивается в течение 24 часов в открытой системе при дополнительной аэрации за 4-6 часов.

Методы обезжелезивания

Удаление железа из воды называют обезжелезиванием. Методик существует много, выбор их зависит от нескольких факторов:

• исходного качества воды, включая все примеси;
• требуемой степени очистки;
• объемов водопотребления и частоты пользования скважиной;
• бюджета потребителя.

Для скважинной воды применимы методы, действие которых направленно на удаление двухвалентного железа.

Система обратного осмоса

Этот способ в последнее время пользуется широкой популярностью. В таких установках создается давление, которое вынуждает водные молекулы перемещаться из области высокого в область низкого содержания соли, проходя через мембрану, проницаемую только для воды. Этому процессу обычно предшествует пропускание очищаемой жидкости через грубый фильтр.

Степень очистки очень высока. Удаляются не только соли железа, но и другие примеси, в том числе инфекционные агенты. Получается практически дистиллированная вода. Но в этом и минус метода, так как обессоленная вода вредна для организма.

Такой метод можно использовать для универсальной очистки скважинной воды, применяемой для питьевых нужд частного дома. Достаточно будет установить под кухонной мойкой трех-, четырех- или пятикассетную небольшую установку, цена которой составляет 7 — 8 тыс. рублей. Она предусматривает в себе ступень дополнительного внесения солей в воду после очистки обратным осмосом.

Если есть желание очищать таким способом воду для всего дома, в том числе для ванной комнаты и туалета, можно приобрести установку большей производительности с накопительным баком. Цена такого оборудования – около 90 тыс. рублей, все зависит от мощности.

Ионный обмен

Если в воде железо находится в концентрации, не превышающей 1-2 мг/л, то можно от него избавиться с помощью фильтров. Загрузкой в них являются ионообменные смолы, катионы которых замещаются на ионы железа.

Важным условием является кислая среда воды (рН меньше 7), которая замедляет процесс окисления железа. Параллельно из воды удаляются марганец.

Но этот метод является не самым удачным для очистки от железа, так как смолы часто требуют регенерации и даже замены. Его чаще применяют для умягчения воды, а обезжелезивание происходит попутно. Стоимость такой установки для частного дома может составлять в среднем 40-45 тыс. рублей.

Способы очистки с предварительным окислением

Это наиболее традиционный способ обезжелезивания, применяемый как в частных домах, так и промышленном масштабе. Он включает в себя окисление воды с дальнейшим фильтрованием, а в некоторых случаях отстаиванием.

Для такой очистки знать исходную химию жидкости, особенно ее рН. Чем выше значение этого параметра, тем окислительные процессы проходят эффективнее.

Обезжелезивание с предварительной аэрацией применяется очень часто и требует наименьших затрат. Этот метод хорошо подходит для удаления высоких концентраций двухвалентного железа. Воду, в которую предварительно компрессором подается воздух, пропускают через фильтр, где окисленное железо оседает на загрузке.

Частным случаем такой очистки воды является каталитическое окисление. Оно отличается специальной загрузкой фильтра, покрытой пленкой, ускоряющей окислительный процесс. Такая модификация загрузки помогает эффективно удалить не только железо, но и марганец.

Для окисления в некоторых случаях применяют озонаторы, так как озон не только является сильным окислителем, но и обеззараживает воду.

Стоимость фильтра зависит от способа промывки, мощности и составляет от 7 тысяч рублей. Средняя цена таких систем — 35 тысяч рублей. Для эффективной эксплуатации такой очистки нужно очень строго соблюдать инструкцию, которая сопровождает оборудование, а пуско-наладочные работы лучше доверить профессионалам.

Если скважиной планируется пользоваться непостоянно, например, только в дачный сезон, и водопотребление небольшое, то аэрацию можно производить упрощенным способом, а после воду просто отстаивать.

Для этого нужен любой чистый бак объемом минимум 1 м3. Воду в него подают через оросительную установку. Такой душ является своего рода аэрацией своими руками.

Электромагнитное обезжелезивание

Очистка воды от железа при помощи электромагнитных волн – это достаточно новый, но эффективный метод, который пока можно применять только в лабораторных условиях.

Виды систем-обезжелезивателей

Для начала необходимо определить степень загрязнения воды и в каком виде железо находится в воде.

Различают следующие виды:

• элементарное, в нерастворенном виде;
• 2-валентное, в растворенном виде;
• 3-валентное, в нерастворенном виде;
• органическое, которое подразделяется на: коллоидное, в виде нерастворимых очень мелких частиц, содержащихся в воде во взвешенном состоянии, не оседают и придают ей мутность; бактериальное; растворимое органическое

Для элементарной проверки достаточно налить воды в стакан и дать ей отстояться несколько часов.

• Трехвалентное железо проявит себя в виде ржавого осадка.
• Двухвалентное придаст воде мутноватый рыжий цвет.
• Бактериальное образует на поверхности радужную оболочку.

Безреагентная фильтрация

Не предполагает использования химических реагентов. Очистка воды от избытков железа, марганца и сероводорода происходит при помощи природных сорбентов, которые обеспечивают реакцию окисления растворенного железа.

Такие фильтры устраняют:

1. мутность,
2. цветность,
3. выводят взвешенные частицы,
4. песок,
5. ил.

Безреагентные фильтры обладают функцией автоматического самоочищения, путем обратной промывки фильтрующего сорбента.

Реагентные очистители

Рекомендуются для очистки воды с высокой степенью загрязнения.

В основе их работы – использование химических реагентов, которые значительно ускоряют процесс окисления и образование трехвалентного железа.

Такие фильтры укомплектованы специальным баком для приготовления регенерационного раствора.

Активно используются такие виды реагентов, как:

• гидрохлорида натрия;
• перманганата калия или «марганцовка».

Выпавший осадок устраняется при помощи механической фильтрации. По способу очистки можно также выделить следующие виды фильтров.

Засыпного типа

Фильтры засыпного типа, работающие на основе каталитических загрузок, где процесс очистки происходит благодаря различным наполнителям и сорбентам.

В работе данных очистных систем могут использоваться один тип или несколько различных по составу наполнителей, которые укладываются слоями и обеспечивают комплексную очистку воды не только от железа, но и других примесей.

Обратного осмоса

Фильтры обратного осмоса, в основе работы которых лежит пропуск жидкости под давлением сквозь мембрану, имеющую минимальные зазоры, которые способны пропускать только молекулы воды.

Практически все остальные элементы успешно фильтруются. Поэтому вода приближается по своим свойствам к дистиллированной и в случае бытового использования требует дополнительной минерализации.

С использованием электромагнитов

Фильтры с использованием электромагнитов, в основе которых лежит обработка воды ультрозвуком, что приводит к коагуляции железа и значительно облегчает его вывод с помощью различных сорбентов.

В зависимости от модели такие устройства могут содержать:

• соленоидальный электромагнит,
• постоянный магнит.

Аэрационные

Устройства аэрационного обезжелезивания, работают на принципе окисления двухвалентного железа при помощи воздуха.

В данных фильтрах используется два способа насыщения воды кислородом:

• безнапорная аэрация, когда вода получает кислород в процессе разбрызгивания;
• напорная, когда кислород подается в воду под давлением.

Ионообменные фильтры

Системы, работающие на основе ионообменных смол: анионита или катионита. Такие системы можно отнести к многофункциональным, потому что они используются:

• для удаления солей и смягчения жидкости;
• для снижения содержания железа, марганца и других металлов, находящихся в нерастворенном состоянии.

Адсорбционные системы

Работают на основе адсорбентов, в роли которых могут выступать:

• зола,
• глина,
• скорлупа кокоса,
• шунгит,
• другие искусственные или природные материалы.

Самым популярным наполнителем является активированный уголь, экологический чистый адсорбент с отличными фильтрующими качествами.

Очистка воды из скважины от железа: различные способы и технологии

Существует целый ряд разнообразных методов очистки, каждый из которых по-своему хорош и эффективен.

Очистка воды из скважины в загородном доме до состояния питьевой методом отстаивания

Данный метод наиболее прост в условиях загородного участка, где есть возможность размещения дополнительного резервуара, объем которого должен соответствовать объему суточного потребления воды жильцами дома. Оптимальная очистка воды из скважины в загородном доме до питьевой возможна лишь при соблюдении всех требований установки и эксплуатации.

Подобное решение имеет ряд преимуществ, например, довольно маленькие затраты и простоту исполнения, а также возможность использования очищенной воды даже в случае отключения электроэнергии, и дополнительную очистку от сероводорода.

Минусами является неполное удаление железа, а также необходимость постоянной очистки от скопившегося на дне емкости осадка, и контроль над уровнем воды в нем.

Отстаивание является самым простым, но далеко не самым эффективным способ очистки

Аэрационный метод

Данный метод обеспечивает более полное очищение воды из скважины, чем предыдущий способ. Принцип его действия довольно прост: обеспечивается контакт воды с воздухом, где примеси железа вступают в реакцию с кислородом. Таким образом, элемент окисляется и переходит в трехвалентное состояние, выпадая при этом в осадок. Именно для этого на выходе из емкости устанавливается специальный фильтр, который задерживает частицы и не дает им пройти по водопроводу дальше. Аэрационная система очистки воды от железа – отличный и недорогой выбор для дачи.

Существует две разновидности подобного решения:

• Безнапорный вариант, который предполагает установку распылителей, и, по желанию для увеличения эффективности конструкции в саму емкость монтируется компрессор, дополнительно обогащающий воду кислородом.
• Напорный способ подразумевает поступление воды под высоким давлением в специальную колонну, где сам напор струи и действие компрессора обеспечивает максимально эффективное очищение.

Пример напорной аэрационной установки

Плюсами данного метода является, в первую очередь, его экологичность.

Недостатками является необходимость частого очищения емкости и фильтра от скопившихся загрязнений, все равно не полное устранение железа и зависимость технологии от наличия электроэнергии, что в условиях плохого электроснабжения загородных участков является довольно существенным минусом.

Процесс озонирования

Данный процесс представляет собой обезжелезивание при помощи введения специальных окислителей. От хлора в качестве подобного элемента стали постепенно отказываться, поскольку та или иная его часть все равно остается на выходе, и оказывает негативное влияние на здоровье человека.

Озонирование – более полезный способ в отличие от добавления хлорки

Данный метод не очень подходит для самостоятельной установки, поскольку специальное оборудование имеет довольно большую стоимость, а также необходимы довольно сложные расчеты, которые без надлежащих знаний выполнить очень сложно.

Ионообменный способ

Подобное решение предполагает установку специального фильтра со свободными ионами натрия, которые, вступая в реакцию с водой, заменяются на ионы примесей железа. Данный способ довольно прост, и кроме того, удобен, ведь такой фильтр можно установить даже в пространстве под раковиной.

Ионнообменный метод

Метод обратного осмоса

Данный способ по праву считается самым эффективным среди всех методов очищения от примесей. Подобная фильтрационная установка способна задерживать железо на молекулярном уровне даже в растворенном виде.

Принцип работы установки обратного осмоса

Однако такое решение предполагает установку целой конструкции, которая включает предварительные фильтры для очистки воды от железа для исключения быстрого засорения основной мембраны, а также минерализаторы, которые восстанавливают воду после ее полного обессоливания.

Пример минерализатора

Применение реагентов

Подобное решение чаще всего используется в промышленности, поскольку требует серьезной последующей очистки от химических соединений. Однако оно может использоваться и для частных домов, например, с использованием гипохлорита натрия. Принцип действия реагентов довольно прост: они, вступая в реакцию с примесями, образуют нерастворимый осадок, который не попадает в воду на выходе с помощью системы фильтрации.

Гипохлорит натрия может применяться и в домашних условиях в отличие от многих других элементов

Методы промышленного и бытового обезжелезивания, формулы техпроцесса

Для обезжелезивания воды в промышленных масштабах применяют следующие методы, которые хотя и не нашли практического применения в быту, но теоретически вполне могут быть использованы в индивидуальной водоочистке.

Реагентный

Так как водорастворимый Fe2+ при контактировании с кислородом из воздушной среды выпадает в водонерастворимый осадок в течение длительного времени, для ускорения процесса вместо воздушных масс используют окислительные реагенты. Если добавить в воду марганцовку KMnO4 или гипохлорит натрия NaOCl, в ней произойдут окислительные реакции с опусканием в осадок водонерастворимого Fe3+. Формулы реакций с окислителями:

• 2Fe(HCO3)2 + NaClO + H2O = 2Fe(ОН)3↓ + 4СО2↑ + NaCl
• 2·Fe2+ + Cl2 + 6·H2O → 2·Fe(ОН)3 + 6·H+ + 2·Cl–
• Fe2+ + ClO2 + 3·H2O → Fe(ОН)3 + ClO2– + 3·H+
• 3·Fe2+ + MnO4– + 2·H2O + 5·OH– → 3·Fe(OH)3 + MnO2

Так как приведенная методика нуждается в точной дозировке химреагентов и сложной системе автоматики, она не нашла широкого хозяйственно-бытового использования.

Рис. 5 Предварительная водоочистка бытовым электролизером

Электролизный

Принцип технологии электролизного обезжелезивания состоит в образовании активного кислорода из содержащихся в водном объеме примесей под действием электротока. Для этого в водяную среду добавляют хлорсодержащее и иные реагенты, которые при прохождении электротока разлагаются на активные окислители: хлор Cl, кислород O2, водород H, озон О3, гидроксиды иона, формула реакции для хлора:

2Fe2+ + Cl2 + 2H2O = 2Fe(OH)3↓ + 2HCl

К недостаткам водоочистки электролитическим методом относят высокое энергопотребление и необходимость добавления расходных материалов. Технология используется при содержании железа в воде не более 2 мл/л.

Рис. 6 Схема водоочистки озонированием

Озонирование

Система очистки воды от железа данным способом основана на более высокой окислительной способности трехвалентного озона О3 в сравнении с атмосферным двухвалентным O2. Установка включает в себя озонатор, производящий озон, который затем направляют в смесительную камеру с обрабатываемой водой. После реакции О3 с двухвалентным Fe2+ образуется нерастворимый осадок, выделяется кислород, водяная среда осветляется, дезинфицируется и в ней уничтожаются болезнетворная микробная и бактериальная флора.

Химическая формула процесса озонирования выглядит следующим образом:

2·Fe2+ + O3 + 5·H2O → 2·Fe(OH)3 + O2 + 4·H+.

Широкому бытовому применению установок озонирования препятствует их взрывоопасность, сложность конструкции и высокая стоимость.

Рис. 7 Техпроцесс коагуляции по этапам и схема установки

Коагуляция

Если воду из скважины с высоким содержанием Fe2+ помещают в открытую емкость для отстаивания, полный процесс занимает довольно много времени, так как образующийся водонерастворимый осадок слишком медленно опускается на дно.

Для ускорения процедуры водоочистки и повышения ее качества отказываются от осаждения Fe3+, добавляя в водный объем коагулянты по технологии пропорционального дозирования насосами дозаторами. В результате осаждаемые частицы укрупняются, после чего раствор со взвесями пропускается через простые песчаные или антрацитовые фильтры для воды, которые задерживают железосодержащий коагулянт и не способны отсеивать более мелкие частицы.

Технология коагулирования широко применяется для очистки сточных вод, к недостаткам техпроцесса относят долгое время формирования крупных частиц и необходимость применения расходных коагулянтов.

В торговле встречаются коагулянты для хозяйственно-бытового применения (Гиацинт, Эко-матрица), которые можно использовать для очистки небольших объемов воды в походных условиях, правда сам процесс водоочистки занимает около 8 часов.

Сероводород – реально ли его «спровадить»?

Воду, перенасыщенную соединениями железа, разрешается пить. Она имеет малоприятный привкус, но в небольших количествах не наносит вреда здоровью. А вот жидкость с повышенным содержанием сероводорода употреблять вовнутрь и использовать для приготовления пищи категорически запрещается. Это чревато серьезными заболеваниями.

Сероводород образуется в давно эксплуатируемых скважинах из-за нарушения герметичности труб. Посторонние примеси из грунта проникают в систему водоснабжения и разлагаются. Через некоторое время жидкость из колодца становится не просто некачественной, а по-настоящему ядовитой. Очистка выполняется:

• при помощи установки специального аэратора;
• путем насыщения жидкости гипохлоритом натрия либо перекисью водорода;
• посредством озонирования.

Эти способы подходят и для удаления аммиака, метана, углекислого газа.

В некоторых случаях (когда скважина расположена рядом с месторождениями сульфидных руд) сероводород получается убрать исключительно при помощи создания специальной системы.

Самостоятельно спроектировать такой комплекс сложно. Для его сборки и установки необходимо приглашать специалистов.

Основные причины загрязнения колодезной воды

Мнение, что колодезная вода априори чистая, ошибочно. Глубина залегания этого водного источника не столь велика. В грунтовых водах, которыми запитывается колодец, часто присутствуют примеси в растворенном или взвешенном состоянии.

В верховодке часто обитают различного рода бактерии, которые размножаясь, создавая колонии и со временем разлагаясь, образуют сероводородсодержащие соединения. Такие соединения придают воде неприятный запах и делают ее токсичной, а значит опасной для здоровья человека.

Колодезная вода в силу своей поверхностной природы более подвержена внешнему загрязнению и может содержать растворенные органические и химические примеси

Причины, провоцирующие загрязнение воды, условно делятся на два типа:

1. Природные явления. Это могут быть изменения в водоносных слоях, снабжающих источник, или сезонные явления. Например: попадание в источник органики, солнечного света…
2. Проблемы, спровоцированные человеком. Возникают при нарушении технологии монтажа сооружения и ошибках при его эксплуатации. Например: близкое расположение септиков, разгерметизация швов, коррозия металлических элементов…

При обустройстве гидротехнического сооружения важно следить за обновлением воды. Так, при нерегулярном заборе она будет застаивается и становится мутной

Если оголовок источника открыт, то в него могут беспрепятственно попадать листья и ветки, насекомые и грызуны

Если оголовок источника открыт, то в него могут беспрепятственно попадать листья и ветки, насекомые и грызуны.

Разлагающаяся органика загрязняет колодезную воду, изменяя ее химические и биологические свойства, делая ее тем самым непригодной для питья

Если же колодец установлен на плывуне, то велика вероятность наличия в воде повышенного содержания коллоидных примесей, органических и химических веществ. Все эти процессы необходимо контролировать и вовремя ликвидировать.

Все о причинах замутнения и пожелтения колодезной воды вы сможете прочитать в следующей статье.