Обезжелезивание воды из скважины своими руками, фильтры и системы

Примеси железа при высокой концентрации существенно ухудшают органолептические характеристики воды. Применение загрязнённой жидкости в бытовых технологических процессах сопровождается образованием неприглядных бурых пятен и разводов. Обезжелезивание воды из скважины своими руками поможет решить проблему. В соответствии с требованиями строительных нормативов методики, расчетные параметры и дозировку действующих реагентов определяют по результатам выполненных исследований.

Теоретические основы химических процессов

Рассматриваемые источники характеризуются сравнительно большим количеством бикарбонатных соединений. Эти составляющие отличаются высокой устойчивостью при большом уровне водородного показателя (>7.5 pH). Как правило, окислители отсутствуют. При повышенном уровне жесткости и содержании двухвалентного железа более 10 мг на литр бикарбонаты в процессе гидролиза преобразуются в углекислоты.

По действующим нормам СанПиН концентрация железа не должна превышать 0,3 мг на литр. Следует подчеркнуть, что в некоторых странах применяют более строгие ограничения – до 0,2 мг/л. Результаты лабораторных исследований подтверждают типовое содержание соединений в частных артезианских скважинах на территории РФ от 1,5 до 40 мг/л.

Следующие негативные проявления подтверждают наличие вредных примесей:

• специфический привкус металла (1-2 мг/л);
• образование пятен (0,3-0,5 мг/л).

До непосредственного контакта с воздушной средой при концентрации двухвалентного железа несколько миллиграммов на литр вода из колодца сохраняет прозрачность. После извлечения из скважины активизируется реакция окисления с выделением углекислого газа. Образованные гидроксиды коагулируют, выпадают в виде хлопьев характерного бурого цвета.

Особую опасность представляет активизация жизнедеятельности особых форм бактерий. Эти микроорганизмы создают слой слизи на поверхностях оборудования. Такие отложения удаляются с трудом! Они способны полностью блокировать работоспособность транспортной трубопроводной системы.

Фильтры обезжелезивания

В любом случае на предварительном этапе удаляют механические примеси. Далее применяют следующие специальные фильтры для очистки воды из скважины:

• естественную аэрацию;
• окисление с использованием специального оборудования;
• укрупнение взвесей для скорейшего осаждения с помощью коагуляции;
• добавление особых реагентов марки birm, ускоряющих реакции с образованием твердых примесей.

В ходе изучения представленных ниже фильтров для обезжелезивания воды своими руками следует обращать внимание на возможность их качественного воспроизведения собственными силами. При отсутствии профессиональной квалификации в некоторых ситуациях возникнут объективные трудности. Особо тщательно рекомендуется проверять параметры безопасности.

Как применяют систему обезжелезивания воды из скважины и колодца своими руками?

При контакте с кислородом соединения железа преобразуются в нерастворимую трёхвалентную форму. Углекислый газ удаляется естественным путем. Твердые частицы задерживают с помощью типовых методик механической фильтрации. Для ускорения полезных процессов необходима активизация окисления.

Исходные параметры, при которых обеспечивается высокая эффективность простой схемы аэрации:

• содержание железа, общее, не более 10-12 мг/л;
• концентрация двухвалентных компонентов – от 70-75%;
• водородный показатель не меньше 6,5 pH;
• сероводород – до 2-2,5 мг/л.

При отсутствии удовлетворительных начальных условий применяют предварительную обработку с использованием системы для обезжелезивания воды своими руками. В частности, негативное влияние способны оказать примеси сульфата железа. Эти соединения провоцируют образование кислоты, что уменьшает водородный показатель ниже допустимого значения. Убирают кислотные составляющие известкованием. Гипс растворяется плохо, поэтому осаждается на дне рабочей емкости.

В упрощенном варианте для системы применяют слив жидкости с большой высоты с использованием слабого напора. Рекомендованный перепад – от 40 до 70 см. Также применяют распределение потока с помощью аналогов душевой головки. Для распыления на мелкие фракции увеличивают давление насосом, направляют струю через форсунку на ровную поверхность.

Инжектором обеспечивают подачу кислорода непосредственно в трубопроводную магистраль. Для расчета принудительной системы обезжелезивания воды необходимо учитывать оптимальный расход воздуха – от 1,5 до 2,5 л на один грамм двухвалентного железа. При наличии в исходной жидкости сероводорода и углекислого газа (концентрации от 0,4-0,6 и 35 мг/л соответственно) используют предварительную упрощенную аэрацию. Жидкость сливают в промежуточный резервуар, после чего подают в рабочую зону насосом.

После инжекции воду из колодца с образованными твердыми примесями пропускают через насыпной фильтр со следующими параметрами:

• размеры однородных гранул – от 0,8 до 2 мм;
• высота слоя – от 900 до 1 100 мм;
• скорость пропускания жидкости – от 4 до 8 м/час.

Регулярность промывки для очистки загрузки устанавливают учетом реальной концентрации примесей. По действующим промышленным нормативам промежуток не должен превышать 10-12 часов. Его сокращают вдвое при работе системы своими руками в форсированном режиме. В профессиональных формулах для расчета применяют значения следующих показателей:

• производительность оборудования;
• время эксплуатации за сутки;
• скорость обработки;
• удельный расход воды на промывку.

При большой загрязненности применяют последовательно несколько этапов механической фильтрации. Так как в подобной ситуации напор значительно уменьшается, в состав комплекта добавляют необходимое насосное оборудование.

Для обезжелезивания воды из скважины своими руками можно собрать простую, но достаточно эффективную станцию. Принудительное добавление кислорода в жидкость в бытовых условиях выполняют устройством, собранным по схеме типового аквариумного аэратора:

• компрессор с блоком питания;
• губчатая насадка для распределения пузырьков воздуха;
• комплект гибких трубок.

В промышленных фильтрах обезжелезивания воды применяют многослойные конструкции из распылительных головок, объединенных с градирней. Подачей воздуха из нижней части рабочей емкости повышают эффективность обработки воды из колодца. Специальными патрубками обеспечивают удаление газов.

Применение эжектора, коагулянтов и флокулянтов

Коагуляцию используют для укрупнения взвесей и преобразованных в твердое состояние соединений железа. Специальный эжектор формирует крупные хлопья, выполняющие адсорбирующие функции. По мере увеличения веса таких фракций ускоряется процесс осаждения примесей на дно рабочего резервуара.

Типичные флокулянты и коагулянты (долевое отношение по отношению к воде, л/ исходное состояние водородного показателя pH):

• cульфатные соединения железа и аммония:  7-18/ 6-7;
• хлорное железо: 5-7/5-11.

Как правило, в комбинации с этими веществами применяют флокулянты. Этот эжектор выполняет аналогичные функции с помощью электрических зарядов. Они притягивают ионы, ускоряя процесс укрупнения мелких фракций. Выбирают подходящий вариант с учетом исходного показателя pH.

Реагентное окисление

Самое известное средство данной категории – активный хлор. Его используют на практике для обезжелезивания воды с начала прошлого века. Кроме эффективного окисления следует отметить дополнительный плюс – обеззараживание. Хлорные составы разрушают стойкие органические соединения железа. Дозировку выбирают после оценки лабораторного анализа. Как правило – не более 20-25 г реагента на м куб. воды. Обеспечивают продолжительность воздействия 25-35 минут для достаточного воздействия на микроорганизмы.

При использовании фильтра для обезжелезивания воды из скважины своими руками следует помнить о выполнении санитарных нормативов. Безопасная концентрация свободного хлора в жидкости – не более 0,5 мг на литр. В связанном состоянии допустимо увеличение норматива до 1,2 мг/литр.

Сильный окислитель, озон, можно создать непосредственно в месте применения. Для этого используют высоковольтный разрядник в комбинации с электронными схемами питания и управления. Установку дополняют устройствами подачи активного реагента и удаления отработанных газов.

Станции с каталитическими засыпками

Такие станции часто предлагают специализированные торговые предприятия и производители для удаления примесей железа. Типичный комплект:

• бак с активным наполнителем и слоем для механической фильтрации;
• емкость для подготовки и хранения регенерационного раствора;
• блок управления с клапанами и электроникой;
• соединительные, трубки, манометры, электромагнитные клапаны и запорные устройства.

Основную функцию выполняет Birm, пиролюзит или другая смесь. Она активизирует окисление, восстанавливается недорогим раствором перманганата калия. Пользователь устанавливает таймером необходимые временные циклы (рабочие и регенерационные). Для повышения точности и улучшения экономических показателей устанавливают счетчик на станции обработанной жидкости (крыльчатку) в колодце. Микропроцессор по заданной программе контролирует график выполнения отдельных операций.

Сравнение и выбор оптимальной системы для обезжелезивания воды из скважины своими руками

Не слишком сложно создать качественный проект с помощью специализированной организации. Лучше посмотреть видео на Youtube. Отсутствуют чрезмерные трудности при выборе квалифицированного персонала. Оснащение автоматикой увеличивает начальные инвестиции, но соответствующие затраты можно компенсировать за счет потребителей.

Перечисленные выше особенности характерны для промышленных задач. Однако при применении системы обезжелезивании воды из скважины своими руками придется многие важные решения принимать самостоятельно. В домашних условиях для обеспечения безопасности рекомендуется исключить применения хлора, железа и других реагентных методик. При сравнительно небольшой концентрации вредных примесей применяют аэрацию. В сложных ситуациях – оборудование с каталитическими наполнителями.

Дополнительно проверяют необходимость предварительной и финишной фильтрации. При недостаточном давлении – добавляют в состав станции насосное оборудование. На завершающем этапе проверяют совместимость функциональных компонентов, экономические показатели эксплуатационного периода. В любом случае начинают подготовку с лабораторных исследований. При возникновении затруднений обращаются к опытным специалистам соответствующего профиля.