• интернет-магазин
    0
  • Карта качества воды
  • О компании
  • Партнёрам
  • Потребителям

29 лет производим фильтры для очистки воды и продаём их в более чем 60 странах мира

Железо в воде

01.10.2018

Железо составляет около 5% всей массы минералов земной коры. Несмотря на то, что оно находится в связанном состоянии в твердых минералах, благодаря довольно высокой химической активности, он склонно к взаимодействиям с кислотными компонентами вод. По этой причине соединения этого элемента часто встречаются в скважинной воде и реже в поверхностных водах.

Краткое содержание статьи

Клинические симптомы

Сколько железа содержится в воде?

Влияние железа на организм человека

Химические превращения железа в воде

Типы железистых соединений

Удаление железа из воды


Клинические симптомы


  • Металлический привкус;
  • Рыжий налет на сантехнике, арматуре;
  • В изначально прозрачной воде на открытом воздухе появляется студенистый рыжий осадок;
  • То же происходит в процессе приготовления пищи (при нагреве воды);
  • Осадок не оседает на дно, а зависает в толще воды (образует коллоид);
  • Тёмно-коричневый трудноудаляемый налет;
  • Цветные вещи обесцвечиваются после стирки;
  • Напитки (например, компот) темнеют.

Сколько железа и марганца содержится в воде?


Для воды нормируется показатель “Железо общее”, который включает в себе железо связанное во всех формах. Содержание железа в воде измеряется в миллиграммах на литр (мг/л).

Максимально допустимое содержание железа для питьевой воды - 0,2 мг/л, для приготовления напитков — это 0,1 - 0,2 мг/л. Концентрация выше 0,2 мг/л и более приводит к появлению металлического привкуса и желтоватого оттенка.

Вода может содержать несколько типов железа (несколько форм). Суммарное железо –это сумма концентраций всех типов железа, содержащихся в воде.

Влияние железа на организм человека

Железо является важным микроэлементом, который участвует в процессе кроветворения. В костном мозге при участии железа синтезируется особенный белок крови — гемоглобин, который важен для насыщения мозга и других органов кислородов. Также железо играет серьезную роль в работе щитовидной железы и принимает участие в формировании многих белков, в частности ферментов. Поэтому его недостаток вреден. Из воды усваивается очень маленькое его количество.

Но есть побочные эффекты и его повышенного содержания. При постоянном применении воды с аномальным количеством железа проявляется его токсическое действие. Первыми последствиями регулярного применения воды с его повышенным содержанием являются нарушения в работе желудочно-кишечного тракта: метеоризм, вздутие, тошнота. Также могут развиваться аллергические реакции, реже гемохроматоз. В следствии которого системно повреждаются печень, сердечно-сосудистая и эндокринная системы.


Химические превращения железа в воде

В воде железо чаще всего встречается в виде ионов Fe2+ и Fe3+, которые образуют органические и неорганические соединения. Так в поверхностных водах железо содержится главным образом в природных органических комплексах (гуматы), которые образуют коллоидные взвеси.

В подземных водах при отсутствии растворенного кислорода оно обычно находится в виде растворимых соединений с ионами Fe2+.

Такие особенности связаны с тем, что Fe2+ нестабилен и при воздействии кислорода из воздуха быстро переходит в Fe3+:

4Fe2++ O2 + 2H2O ⇨ 4Fe(OH)2+.

Этот химический процесс можно наблюдать в скважинной воде с высоким содержанием железа: сразу после выкачки она кристально-прозрачная (растворенный Fe2+) после отстаивания открытой емкости на воздухе или нагревания в зависимости от содержания, вода может замутняться и приобретать коричневый оттенок (Fe4+). На рисунке ниже наглядно показано, как происходят эти процессы.


Типы железистых соединений

Мы уже рассмотрели механизм основных химических превращений в воде. Теперь рассмотрим 4 основных формы, в которых вы можете его увидеть.

Двухвалентное железо

Двухвалентное железо (Fe2+) полностью растворяется в воде. Его можно обнаружить в скважинных водах, как мы писали выше. По мере окисления (на открытом воздухе) вода приобретает желтоватый или рыжеватый оттенок.

Трёхвалентное железо

Трёхвалентное железо (Fe3+) – в эту форму превращается двухвалентное железо после окисления. Оно формирует мелкодисперсный осадок, иногда хлопья (“ржавчину”).

Его удаляют на механических фильтрах. Но чаще в воде содержится смесь Fe2+ и Fe3+, поэтому применяется классические каталитические материалы.

Коллоидное железо

Это железо, частицы которого находятся во взвешенном состоянии. Это обусловлено тем, что они имеют очень маленькие размеры (от 1 до 100 мкм) и не способны оседать под силой гравитации.

Удаляется в процессе коагуляции, при котором в воду вводят вещества вызывающие слипание и оседание частиц. Потом они механически отфильтровываются.

Органическое железо

Железоорганические соединения представляют собой соединения железа с анионами органических соединений, такими как танины или гуминовая кислота.

Эти примеси могут быть бесцветными, желтоватыми или режимы. Такое железо называют органическим, или сложным. Является наиболее сложно удаляемым причине своей органической природы.

Удаляется путем сорбции, окисления и микрофильтрации.

Бактериальное железо

Существует особенная разновидность бактерий, которые используют железо в метаболизме, проще говоря для питания. Бактериальное железо может быть студенистым или волокнистым. Часто оно образует поверхностную пленку на поверхности трубопроводов. Встречается в природных водах, а также в некоторых трубопроводах.

Удаление железа из воды

Классическая технология удаления железа и марганца основана на аэрировании в основном кислородом воздуха и последующем фильтровании на механических фильтрах. Данный метод считается устаревшим, поскольку сильно уступает современным каталитическим технологиям, как по эффективности и энергоемкости так и по аппаратурному оформлению, занимаемой площади.

Самым современным методом удаления всех форм железа из воды являются фильтры с каталитическими материалами. Это природные и искусственные материалы, которые содержат на поверхности или в пористой структуре гранул катализатор окисления. Обычно это диоксид марганца. Очистка происходит по принципу каталитического окисления. В колонах с такими материалами одновременно происходят три процесса:

- окисление (переход Fe2+ в Fe3+);

- осаждение;

- фильтрация осадка.

Каталитические материалы на основе диоксида марганца

Самым простым вариантом такой загрузки является природный пиролюзит (минерал на основе MnO2). Более активные свойства имеют искусственные загрузки. Многие из них параллельно с железом, марганцем и сероводородом могут параллельно удалять мышьяк, уран, тяжелые металлы и радионуклиды.

Механизм действия

На воздухе окисление Fe2+ начинает происходить через 1-2 часа, а выпадение осадка не менее чем через 10 - 20 часов.

Химически процесс окисления можно описать так:

1. 4Fe2+ + O2 + 10H2O ⇨ 4Fe(OH)3↓+ +8H+.

2. 2Mn2+ + O2 + 10H2O ⇨ 4MnO2↓+ +4H+.

За счет подкисления среды может происходить замедление или остановка процесс осаждения за счет растворимости гидроокиси.

Похожее Ð¸Ð·Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ð¶ÐµÐ½Ð¸ÐµВ каталитических процессах происходит интенсификация процесса окисления за счет наличия на поверхности ионов 3-х или 4-х валентных оксидов марганца. Которые проявляют сильные окислительные свойства и обеспечивают высокий уровень очистки воды. К перечню таких загрузок можно отнести: Birm, Greensand, Pyrolox. Для регенерации необходима регулярная прямая и обратная промывка, а также периодическая обработка 0,2 - 0,3% перманганата калия.

К недостаткам таких материалов можно отнести:

- высокую насыпную плотность материалов и как следствие — большой расход воды на промывку;

- низкую эффективность при большой концентрации железа (10 - 15 мг/л);

- использование прекурсоров для регенерации;

- вероятность вторичного загрязнения воды марганцем;

- необходимость предварительной очистки от органических веществ;

- не работают на бактериальном железе и плохо удаляют органическое.

Ecomix

Это уникальный материал, который разработан специалистами Ecosoft. В его составе содержится смесь из пяти компонентов:

1. FerroSorb - каталитический сорбент, который удаляет соединения железа и марганца;

2. HumiSorb - сорбент, который удаляет органические и железоорганические соединения;

3. Катионит — ионообменная смола, которая задерживает ионы кальция и магния, обменивая их на безопасный натрий, тем самым умягчая воду;

4. Инертный легкий материал для удаления окисленного железа и облегчения взрыхления при обратной промывкой;

5. Кварцевый песок для равномерного распределения потока воды в слое загрузки.

Компоненты FerroSorb и HumiSorb являются уникальными ноу-хау Ecosoft.


Регенерация материала производится в три этапа:

- обратная промывка потоком исходной воды;

- промывка рассолом для регенерации ионообменной смолы;

- прямая промывка.

В процессе регенерации смесь укладывается по слоям.

Существует три типа загрузки, ниже приведены их характеристики.


Тип

Ecomix A

Ecomix C

Ecomix P

Физико-химические параметры

Рабочая обменная емкость, г-экв/л

0,7 – 0,8

Гранулометрический состав, мм

0,3 - 4,0

Насыпной вес, кг/л

0,8

Влажность, %

55 – 80

Параметры качества исходной воды

Жесткость

15 мг-экв/л

Железо

15 мг/л

Марганец

3 мг/л

Окисляемость

20 мг О2/л

3 мг О2/л

Аммоний

4 мг/л



Преимущества Ecomix:

- высокая эффективность по отношению к железу любого происхождения и марганцу;

- удаление органики и жесткости, что позволяет устанавливать один фильтр вместо 2-3;

- длительный срок работы материала - 5 - 10 лет без замены;

- полная автоматизация работы фильтров.

- решения для производства, дома и маленькой квартиры.

Подпишитесь!
Раз в неделю мы присылаем полезные для здоровья материалы
Оставьте ваш комментарий