Jakie filtry pomogą oczyścić wodę z żelaza?

Bezpieczna ilość żelaza w wodzie mieści się w granicach 0,1-0,3 mg/l, a w praktyce jego zawartość może być 10 razy wyższa. W związku z tym pojawiają się pytania: jak oczyścić wodę z żelaza, czy takie oczyszczanie jest obowiązkowe oraz jak określić skład wody?

Żelazo w wodzie może występować w różnych formach:

• dwuwalentne (rozpuszczalne);
• trójwartościowe (nierozpuszczalne);
• organiczne: rozpuszczalne (polifosforany), bakteryjne oraz nierozpuszczalne (koloidalne).

Aby prawidłowo dobrać system oczyszczania, trzeba znać nie tylko poziom żelaza, ale także jego formę.

Jak określić stężenie żelaza w wodzie?

W warunkach centralnego wodociągu w mieście przyczyną podwyższonego poziomu żelaza są zawsze stalowe rury wodociągowe. Mówiąc prościej, rdza z rur miesza się z wodą, ale się nie rozpuszcza. Najprostszym sposobem na stwierdzenie obecności rdzy (żelaza trójwartościowego) jest pozostawienie wody w przezroczystym naczyniu. Jeśli po kilku godzinach na dnie utworzy się rdzawy osad, należy podjąć środki bezpieczeństwa i oczyścić wodę z żelaza trójwartościowego.

Porada

Rdzawy osad na umywalce, wannie lub toalecie to wyraźny znak, że rdza z rur przedostaje się do Państwa kranu. Przy takich „objawach” należy przejść od diagnostyki do usunięcia problemu.

Z ujęć artezyjskich do domu trafia woda z rozpuszczonym w niej żelazem (dwuwalentnym). Wzrost jego poziomu można stwierdzić wizualnie – woda staje się lekko żółtawa. Jednak zmiana koloru nie zawsze występuje. W takim przypadku pomoże słaby roztwór nadmanganianu potasu. Jeśli różowy roztwór doda się do wody o podwyższonej zawartości żelaza, jej kolor zmieni się na żółtawobrązowy.

Żelazo koloidalne może występować, jeśli pobór wody odbywa się z płytkiej studni, do której dostają się wody powierzchniowe. W takim przypadku odstana woda będzie mętna, zawiesina cząsteczek takiego żelaza nie osiada na dnie. Jeśli na powierzchni wody tworzy się film – w wodzie znajdują się bakterie żelazowe.

W przypadku gdy woda z kranu ma wyżej wymienione cechy lub metaliczny posmak, należy dobrać system oczyszczania. Aby zrobić to z maksymalną skutecznością, należy próbkę wody oddać do laboratorium. Mając wyniki badań, można prawidłowo dobrać system odżelaziania.

Metody oczyszczania

Istnieją dwa rodzaje metod usuwania żelaza i jego związków z wody – reagentowe i bezreagentowe. Jeśli stosuje się filtry z reagentami, należy monitorować ich uzupełnianie.

Filtracja może być przeprowadzana w następujący sposób:

• napowietrzanie;
• oczyszczanie jonowe;
• membranowa, w tym osmotyczna;
• ultrafiltracja;
• filtracja osadowa;
• oczyszczanie mechaniczne.

Należy podkreślić, że nie istnieje uniwersalna metoda usuwająca wszystkie rodzaje zanieczyszczeń. Dlatego tak ważne jest określenie, jakiego typu zanieczyszczenie występuje.

Mechaniczne czyszczenie

Systemy filtracji mechanicznej (mechaniczne filtry wkładowe) sprawdziły się bardzo dobrze. Są odpowiednie, jeśli potrzebuje Państwo oczyścić wodę z dużych frakcji nierozpuszczalnego żelaza (rdzy). Do usuwania tlenków stosuje się wkłady polipropylenowe oraz wkłady z drobnoziarnistym granulem.

Są one stosowane głównie w mieszkaniach i domach z centralnym zaopatrzeniem w wodę, ponieważ oczyszczenie wody ze studni tą metodą jest niemożliwe. Filtry mechaniczne są używane również w domkach jednorodzinnych, ale z wcześniejszym utlenianiem (napowietrzaniem) związków metali.

Metoda oczyszczania mechanicznego z makrofiltrami (rozmiar zatrzymywanych cząstek – powyżej 15 µm) jest stosowana do wstępnego oczyszczania wody. Wkłady z komórkami 5 µm instaluje się do dokładnej filtracji.

Porada

Prefiltracja lub filtr wstępny zatrzymuje duże frakcje, dzięki czemu drobnokomórkowe wkłady służą znacznie dłużej.

Filtracja jonowa

Oczyszczanie wody za pomocą wymiany jonowej to metoda reagentowa, pozwalająca selektywnie zmieniać skład jonowy wody. Jeśli celem jest usunięcie żelaza, w filtrach jako joniów stosuje się żywice katalityczne z różnymi dodatkami frakcyjnymi. Zamieniają one jony metali na jony sodu.

Środowisko reagentowe z czasem traci swoje właściwości, ale podlega regeneracji. W tym celu stosuje się kwas cytrynowy lub sól kuchenną (roztwór). Zaletą tej metody jest to, że odżelazianie nie powoduje wytrącania się soli twardości i usuwa nie tylko rdzę, ale także rozpuszczone w wodzie metale, w tym mangan. Do wad można zaliczyć to, że żywice katalityczne są regenerowane pod wpływem roztworu soli tylko częściowo, a po 2-3 latach całkowicie wyczerpują swój zasób.

Napowietrzanie

W wodzie dostarczanej ze studni artezyjskiej znajdują się różne związki metali, w tym żelazo dwuwartościowe w stanie rozpuszczonym. Ponieważ nie jest możliwe jakościowe oczyszczenie wody ze studni bez wstępnego utlenienia żelaza dwuwartościowego, stosuje się metodę napowietrzania, czyli nasycania wody tlenem. W wyniku tego metal przechodzi ze stanu rozpuszczonego w nierozpuszczalny tlenek, a następnie można go usunąć za pomocą filtra mechanicznego lub innego.

Napowietrzanie może być przeprowadzane zarówno metodą ciśnieniową, jak i bezciśnieniową.

1. W przypadku napowietrzania bezciśnieniowego woda podawana jest do zbiornika utleniającego, gdzie następuje rozpylanie i deszczowanie. Deszczowanie odbywa się za pomocą dysz lub wtryskiwacza. Tlenki gromadzą się na dnie zbiornika napowietrzającego i należy go okresowo czyścić – od dwóch do pięciu razy w roku, w zależności od stopnia zanieczyszczenia wody.
2. Napowietrzanie ciśnieniowe odbywa się w statycznym mieszaczu lub kolumnie aeracyjnej. Stanowią one komorę kontaktową, do której doprowadzana jest woda (napełniona mniej więcej do dwóch trzecich), a powietrze rurką podawane jest na poziom środka kolumny/mieszacza. W ten sposób następuje barbotaż pęcherzykami nasyconej mieszanki powietrznej oraz utlenianie żelaza dwuwartościowego. Ponadto w kolumnie na granicy wody i powietrza zachodzi dodatkowe (wtórne) napowietrzanie, które zwiększa jakość oczyszczania.

Odwrócona osmoza

System oczyszczania odwróconej osmozy jest najdoskonalszym filtrem dokładnego oczyszczania z wstępnym uzdatnianiem. Dzięki membranom odwróconoosmotycznym następuje wysokiej jakości filtracja wody pitnej od wszelkich zanieczyszczeń. Filtr wstępny, wbudowany w system, zatrzymuje nierozpuszczalne cząsteczki metalu o frakcji powyżej 0,5 mikrona oraz nieorganiczne żelazo rozpuszczone w wodzie.

Główny etap oczyszczania realizowany jest przez membranę o porach wielkości 0,0001 mikrona, pod wpływem różnicy ciśnień. W rezultacie cząsteczki czystej wody oddzielane są od wody o podwyższonej gęstości (nasyconej organicznymi związkami żelaza i innymi zanieczyszczeniami), która spływa do systemu odpływowego. Wadą filtra odwróconej osmozy można nazwać jedynie jego małą wydajność. Jednak taki stopień oczyszczania potrzebny jest tylko do wody pitnej i do przygotowywania posiłków, a z taką objętością odwrócona osmoza z łatwością sobie radzi.

Filtr z wypełnieniem z systemem płukania wstecznego

Filtracja wody ze złożem należy do metod osadowych i reagentowych. Jest niezbędna do uzdatniania wody ze studni, gdy metoda napowietrzania nie jest odpowiednia ze względów technicznych lub jest niewystarczająca. Jako medium filtracyjne (złoże) stosowane są firmowe materiały Birm, Manganese Greensand, MTM, Pyrolox. Złoże skraca czas potrzebny do utleniania setki razy.

Automatyczne odżelaziacz do domków jednorodzinnych jest skonstruowane w następujący sposób.

• Korpus filtra – zbiornik ciśnieniowy – jest wypełniony medium filtracyjnym.
• W górnej części korpusu zamontowany jest automat z timerem i przepływomierzem. Jego funkcją jest zmiana kierunku przepływu wody po zadanym czasie podczas filtracji i regeneracji.
• Wewnątrz zbiornika przez całą warstwę złoża przechodzi rura wodociągowa.
• Elastyczną rurką zbiornik łączy się ze zbiornikiem reagentu.

Podczas cyklu filtracji woda przepływa przez złoże, rurą wodociągową unosi się do góry i opuszcza system oczyszczania. Gdy rozpoczyna się cykl regeneracji, woda podawana jest do rury wodociągowej od góry. Wzrusza ona warstwę medium filtracyjnego i wypłukuje osadzone tam związki żelaza. Następnie automat przeprowadza obróbkę reagentową medium filtracyjnego, która przywraca jego aktywność chemiczną.

Co wybrać?

Aby prawidłowo dobrać system filtracji, jak już wspomniano powyżej, należy wykonać analizę wody w laboratorium. Będzie to znacznie tańsze niż dobieranie filtru metodą prób i błędów, a także pomoże w instalacji optymalnego systemu filtracji. Montaż filtrów zależy również od tego, do jakich celów potrzebna jest woda.

Filtry dokładne są zbędne, jeśli chodzi o przygotowanie wody do celów bytowych (pranie, prysznic) lub technicznych. Jednak w przypadku wody pitnej ich obecność może być konieczna – w zależności od wyników badań laboratoryjnych.