«Евгений, нужен совет. Купили дом за городом, своя скважина (специально пробурили для питья и хознужд, чтобы не зависеть от городской сети). Но вот беда – вода отдаёт железом и после кипячения образуется белый слой твёрдой накипи. Как избавиться? С уважением, Игорь Павлов».
Игорь, железо – это бич всех артезианских скважин. Его присутствие обусловлено или наличием в земле природных железистых соединений (вплоть до руд), или следов техногенной деятельности человека в виде останков стальных механизмов, зарытых в почву, возможно, десятилетиями назад.
А выпадающие осадки разъели железо в ржавчину и просочились в водоносные слои. В любом случае не обойтись без фильтров. Притом придётся пользоваться, скорее всего, двойной очисткой.
Одна из них избавит вас от двухвалентного железа – это делается принудительной аэрацией или озонированием, с последующей фильтрацией в слое каталитической засыпки.
Вторая, для трёхвалентного железа, работает с применением электромагнитных фильтров, отсеивающих мелкие частички окислов.
Для того, чтобы избавиться от кальция, делающего воду жёсткой, её или кипятят, или используют фильтры типа TITANOF серии КПФ.
Вступление
Необходимо знать, какая вода поступает из скважины или накапливается в колодце. Определить ее состав поможет химический анализ, выполненный в лаборатории. Опираясь на его результат, можно выбрать оптимальную систему фильтрации, которая обеспечит очистку воды до питьевой с минимальными затратами.
Почему скважинную воду надо очищать
Получить воду высокой степени очистки в частном доме можно из артезианской скважины. Поскольку ее глубина превышает 100 м, в водоносные горизонты не проникают загрязнения с поверхности почвы, бактерии и микроорганизмы. Но и в этом случае минеральный состав поднимаемой с глубины влаги может потребовать корректировки. Чаще всего жидкость оказывается перенасыщена соединениями железа, марганца, кальция и магния, солями других химических элементов.
Регулярное употребление воды, в которой содержится избыточное количество солей, ведет к их медленному накоплению в человеческом организме. Со временем у человека появляются проблемы с суставами, развивается мочекаменная болезнь, заболевания, связанные с сердцем и сосудами.
Особенности загрязнения по видам скважин
Качество жидкости, которую скважина выводит на поверхность, зависит от глубины залегания водоносных слоев, наличия в окрестностях предприятий, загрязняющих почву сточными водами или опасными химическими соединениями, особенностей рельефа.
Чем меньше глубина источника (простой колодец, абиссинская скважина), тем выше оказывается вероятность загрязнения жидкости, которую он дает, нитратами, пестицидами, соединениями железа, органикой. Причиной этого является проникновение грунтовых вод, загрязненных перечисленными соединениями, в водоносные слои, проходящие близко к земной поверхности.
Глубокие скважины, в том числе и артезианские, не всегда дают жидкость высокой степени очистки. В глубинных слоях образуется сероводород, вода может иметь повышенную жесткость, примеси металлов, залегающих рядом с водоносным пластом. В некоторых случаях влага из артезианской скважины требует более сложной водоподготовки, чем жидкость из колодца.
Химический анализ
Усилия по очистке воды из скважины могут оказаться неэффективными, если перед ее установкой не провести химический анализ получаемой жидкости. Для владельца загородного дома, который хочет пить чистую воду, эта процедура является обязательной, поскольку позволяет правильно выбрать фильтры водоочистки.
Отправлять жидкость на анализ нужно не сразу после бурения скважины. Она должна пройти процедуру промывки, чтобы очиститься от загрязнений, возникающих непосредственно в процессе буровых работ.
В соответствии с санитарно-эпидемиологическими требованиями процедуру химического анализа воды необходимо повторять ежегодно. Скважина, вода в которой год назад была безопасной и пригодной для питья, может превратиться в источник, загрязненный опасными химическими соединениями, на которые не рассчитана существующая в доме система водоочистки.
Основы работы систем и составляющие
Существуют различные технологии очистки жидкости из скважины от примесей. Выбор оборудования зависит от характеристик источника, желаемого результата фильтрации, объема потребляемой жидкости.
В своей работе системы очистки воды используют принцип отсеивания частиц примесей в зависимости от их размера. Поэтому на входе в систему устанавливается механический фильтр грубой очистки, который задерживает крупные частицы и очищает влагу от песка, глины, ржавчины. Если пропустить этот элемент системы, крупные частицы примесей будут быстро засорять другие установки водоочистки. Фильтр грубой механической очистки улавливает частицы размером более 50 мкм.
Специальные установки для смягчения воды избавляют жидкость от солей кальция и магния. Угольные фильтры очищают воду от органических соединений. УФ-облучатели обеззараживают жидкость, а механические фильтры тонкой очистки улавливают в ней даже мельчайшие частицы примесей, размер которых превышает 5 мкм.
Какие составляющие войдут в систему очистки скважинной воды, определяет ее химический анализ. Он выявляет количественный и качественный состав примесей и позволяет точно подобрать фильтры для нормализации жидкости, поступающей в дом из скважины.
Комплексная система очистки скважинной воды для частного дома может выглядеть следующим образом:
фильтр грубой очистки, установленный на входе в систему;- аэрационная колонна, оборудованная компрессором;
- фильтр-обезжелезиватель;
- установка, очищающая жидкость от марганца;
- умягчитель воды;
- фильтр тонкой очистки;
- УФ-стерилизатор;
- бытовой угольный фильтр для дополнительной очистки.
фильтр грубой очистки, установленный на входе в систему;Если качество источника позволяет установку более простой системы, она будет включать 4 основных элемента:
- фильтр грубой очистки
- установка аэрации жидкости;
- фильтр-обезжелезиватель;
- угольный фильтр.
Удаление песка и глины
Частицы этих примесей отличаются крупными размерами и видны невооруженным глазом. Поскольку такие загрязнения нерастворимы в жидкости, очистить ее от песка и глины можно механическим способом. Фильтры грубой очистки устанавливаются на входе в систему. Если пренебречь их установкой, другие фильтрующие элементы будут быстро засоряться и выходить из строя. Примеси крупной фракции могут явиться причиной поломки насоса, поднимающего жидкость из скважины.
Механический фильтр грубой очистки имеет форму колбы со сменным фильтрующим элементом. Он задерживает частицы, размер которых превышает 50-80 мкм. Дополнительно в системе водоподготовки частного дома необходим монтаж фильтра тонкой очистки. Он способен задерживать частицы размером до 5 мкм.
Примеси железа и сероводород
Избыточное содержание солей железа является наиболее распространенной проблемой воды и в городском водопроводе, и в частных скважинах. О наличии этого металла свидетельствует регулярно возникающие ржавые подтеки на сантехнике, металлический привкус жидкости, ее рыжий цвет. Железо вредит не только сантехнике и бытовым приборам. Его избыток опасен и для человека.
Максимально допустимая концентрация данного металла в воде составляет 0,3 мг/л, однако его фактическое содержание может быть выше в несколько раз.
О наличии сероводорода можно судить по характерному запаху жидкости, который делает ее непригодной для употребления в пищу. Образование этого газа происходит в более глубоких слоях земной коры, поэтому с его наличием могут столкнуться даже владельцы глубоких скважин.
Избавиться и от примесей железа, и от сероводорода позволяет система аэрации. Распыляемая под давлением влага взаимодействует с кислородом из воздуха, который запускает процесс окисления, после чего примеси выпадают в осадок.
Соли марганца
Наличие марганца в воде придает ей желтоватый оттенок, вкус жидкости при этом становится вяжущим. Избавиться от примесей этого элемента можно, как и в случае с железом и сероводородом, методом аэрации.
Другой метод очистки от марганца называется биохимическим. Фильтрующий состав полностью удаляет из жидкости соли этого металла. Он состоит из бактерий, потребляющих марганец. Эти бактерии поглощают примеси, а после отмирания выступают в роли катализатора окисления.
Кремний
Содержание кремния в воде, поступающей из скважины, колодца или централизованного водопровода, не нормируется. Учеными не установлено, являются ли примеси этого химического элемента опасными для организма человека. Установленные ограничения касаются лишь промышленного производства алкогольных или безалкогольных напитков. Ограничено содержание кремния и в питательной воде для паровых котлов, поскольку данный элемент является причиной образования силикатной накипи.
Для очистки скважинной жидкости от кремния можно использовать метод ионного обмена или технологию обратного осмоса. Последний способ обеспечивает удаление 99% примесей кремния. Однако при наличии солей этого элемента на фильтрующей мембране образуется труднорастворимый осадок, засоряющий ее.
Известь
Известь формируют соли кальция и магния, наличие которых делает воду жесткой. Судить о наличии этих примесей можно по белому, трудно удаляемому с посуды и сантехники налету, который быстро выводит из строя смесители и бытовую технику.
Гарантировать полное очищение жидкости от примесей кальция и магния фильтрующие установки не могут, однако они снижают содержание таких примесей до нормального показателя – 0,3 мкм, который безопасен и для человека, и для используемых им электроприборов, контактирующих с водой.
Обратный осмос
Системы обратного осмоса способны почистить воду на молекулярном уровне. Основным фильтрующим элементом в такой установке является полупроницаемая мембрана. Жидкость, проходя через эту мембрану под давлением, разделяется на молекулы воды и молекулы растворенных и нерастворенных в ней примесей.
Размер ячеек мембраны позволяет проходить через них только молекулам воды или частицам меньшего размера. Поскольку молекулы большинства загрязняющих скважинную воду примесей превышают размер молекулы H2O, они задерживаются мембраной и перенаправляются в канализационную систему.
Вода, которая прошла через мембрану, по своей чистоте приближается к дистиллированной. Использование обратного осмоса гарантирует более высокую степень фильтрации жидкости, чем другие популярные методы очистки. Мембрана обратноосмотического фильтра задерживает не только минеральные или органические примеси, но и вирусы и бактерии, которые могут оказаться в скважине. При наличии такого фильтра владельцы загородного дома могут не опасаться ухудшения химических качеств жидкости, поскольку обратный осмос справляется с загрязнениями любой интенсивности.
Обеззараживание
Очистить воду от вредоносных микроорганизмов позволяет хлорирование либо воздействие на жидкость ультрафиолетом. Однако использование технологии хлорирования в водоочистной системе для частного дома нецелесообразно из-за ее сложности и небезопасности.
Воздействие на воду УФ-лучами будет эффективным, если жидкость, поступающая из скважины, является прозрачной.
Ультрафиолетовые лучи плохо проходят через мутную воду, что снижает степень ее очистки и не может гарантировать безопасность. Поэтому станция УФ-стерилизации должна работать в комплексе с фильтрами грубой механической очистки.
УФ-лампы, обеззараживающие воду, устанавливаются внутри камеры из нержавеющей стали. Их резерв работы может достигать 1500 часов, после чего лампы подлежат замене на новые. Облучение ультрафиолетом – процедура, полностью безопасная для питьевой воды. Она не требует использования каких-либо химических реагентов и является хорошей альтернативой хлорированию жидкости. Ультрафиолет способен уничтожать в воде вегетативные и спорообразующие бактерии, которые невосприимчивы к хлору.
Обработка воды озоном обеспечивает высокую степень ее очистки. Эффективность озона в качестве бактерицидного средства изменяется в зависимости от дозирования и времени контакта с жидкостью. При этом в схеме водоочистки озон действует быстрее, чем хлор. Он проявляет свои бактерицидные свойства сразу после контакта с жидкостью, тогда как хлору необходимо сначала смешаться с нею.
Действенный способ воздействия на воду озоном – это пропускание пузырьков газа сквозь столб жидкости. Такая технология активно применяется при озонировании. Эффективность озона возрастает по мере увеличения площади соприкосновения данного газа с жидкостью, поэтому мелкие пузырьки озона действуют эффективнее. Установка озонирования представляет собой резервуар, в нижнюю часть которого через насадку, обеспечивающую мелкие пузырьки, подается струя озона.
Несмотря на то что озон является токсичным газом, он нестоек и быстро разлагается до простого кислорода. Поэтому между процедурой озонирования и попаданием жидкости в водопроводную систему должно пройти лишь несколько минут.
https://vodasovet.ru
Что еще нужно знать?
Нужно ли очищать воду из скважины, если она и так чистая? Однозначный ответ даст только химический анализ, проведенный в лаборатории.
Однако вода, добытая из скважины, зачастую становится чемпионом по содержанию тяжелых металлов, окислов, газов и солей. А такие элементы, как песок или железо, присущи вообще любым источникам. Что касается микроорганизмов, на глубине 100-150 метров их, конечно, меньше, но они все равно присутствуют.
Основные методы очистки воды из скважины
Выделяют три степени очистки – грубая, средняя и высшая. Однако, помимо этого, применяют промежуточные стадии чистки, например – аэрацию. Иногда они становятся самостоятельным этапом водоподготовки.
Таким образом, распространенными способами водоочистки являются:
- Отстаивание (механическая очистка);
- Аэрация, повторное механическое очищение;
- Ионообменный способ;
- Озонирование;
- Обратный осмос;
- Обеззараживание.
Пункты данного перечня дополняются друг другом, в зависимости от конфигурации всего комплекса. Причем часть из них применятся в обязательном порядке (механическое очищение, аэрация, обеззараживание).
Отстаивание
Само отстаивание представляет собой процесс выпадения примесей в осадок за счет гравитации. Жидкость, проходя через резервуар (отстойник), движется с такой скоростью, чтобы грязь успела осесть на дно. Соответственно, чем больше размеры отстойника и затраты времени, тем более качественной получается водоподготовка.
Механизированный способ предполагает установку скребковой системы, для работы которой выключение резервуара необязательно. Осадок может удаляться как самотеком, так и посредством специальных насосов.
Аэрация
Этот этап водоподготовки заключается в насыщении воды кислородом. Его целью является окисление растворенных металлов, а также летучих веществ (сероводорода и прочих газов).
Производится путем распыления воды или, наоборот, пропусканием кислорода сквозь нее. В очистных сооружениях, как правило, применяют один из двух видов аэрационных систем.
- Напорный. Отличительной особенностью является осуществление аэрации в герметичной емкости (аэрационной колонне). Воздух нагнетается в нее специальным компрессором, а его излишки сбрасываются воздухоотводчиком. Преимуществом такого устройства является ненужность насоса «второго подъема». Недостаток – наличие дополнительных клапанов и датчиков, существенно снижающих надежность оборудования.
- Безнапорный. Зачастую применяют в качестве первой стадии водоподготовки, включающей и отстаивание. Основной элемент здесь – аэрационный резервуар, в который вода из скважины подается через аэратор. Распыляясь, она практически сразу мутнеет и начинается осаживание железа на дно.
Ионный обмен
В результате ионного обмена происходит не только механическая очистка воды, но и ее умягчение, то есть снижение содержания солей кальция и магния.
Данный способ подготовки представляет собой процесс, при котором вода проходит сквозь специальные фильтры. Они заполнены сыпучим ионообменным материалом (ионитами), «засасывающим» ионы солей при прохождении (дренировании) жидкости. Благодаря этому происходит ее умягчение.
Расходным материалом является ионообменная смола, внешне схожая с рыбьей икрой. Это смесь различных химикатов, и состав ее меняется во время работы, утрачивая нужные свойства. В среднем, ресурс 50 литров обменного вещества до регенерации составляет 4-6 тыс. л воды.
Однако смолу можно восстановить, добавив раствор обычной поваренной соли (примерно 200г на литр смолы). Благодаря такой регенерации, одно наполнение работает до трех лет.
Ионный обмен обладает следующими особенностями:
- Высокое качество водоподготовки – как чистки, так и умягчения;
- Простота обслуживания;
- Дороговизна расходных материалов и необходимость особой утилизации отходов.
Озонирование
Данный метод очистки представляет собой процесс насыщения воды озоном – одной из форм кислорода. Так как он является мощным окислителем, то способен уничтожать практически все бактерии, вирусы и микробы.
Кроме того, такая обработка выводит в осадок все металлы и соли. При этом озон проявляет активность краткое время, а затем, проходя через угольный фильтр, трансформируется в кислород. Поэтому при правильном применении не представляет опасности для человека.
- генератор озона преобразует кислород в активный газ;
- эжекторный насос насыщает им воду;
- затем вода поступает в самоочищающийся угольный фильтр, завершающий ее очистку.
Причем он же является и деструктором, превращающим остаточный озон в кислород. Далее система направляет объект очищения потребителю. Более эффективных, экологически чистых и экономичных в работе способов водоочистки на сегодняшний день не существует.
Однако существенные недостатки имеются:
- озоновая обработка не способна удалить все фенольные высокотоксичные примеси;
- высока цена озонирующей установки;
- вдыхание озона представляет опасность (проявляется при неправильном применении).
озоновая обработка не способна удалить все фенольные высокотоксичные примеси;Водоочистной комплекс включает в себя несколько компонентов и располагается вне жилых помещений. К тому же, его устройство предполагает значительные денежные траты. Поэтому недостатки озоновой чистки нивелируются слаженной работой всего комплекса.
Обратный осмос
Смысл этой популярной технологии заключается в «продавливании» воды через полупроницаемую синтетическую мембрану. Она пропускает лишь молекулы H2O и некоторые газы – углекислоту, сероводород.
Таким образом, получаемая вода (пермеат) близка к дистиллированной. Это считают как достоинством, так и недостатком, связанным с отсутствием необходимых микроэлементов. Остающийся концентрат примесей, как правило, сливают.
Недостатками фильтров с обратным осмосом являются:
- Необходимость химического снятия осадков с мембраны (регенерации) или ее замены;
- Низкая скорость и объем работы.
Обеззараживание
Данная стадия водоочистки (дезинфекция) призвана уничтожать микроорганизмы, остающиеся после предварительной фильтрации. Применяют различные способы дезинфекции.
Наиболее популярны следующие:
- Хлорирование, которое применяют, как правило, только для централизованных водопроводных магистралей – на очистных станциях. Зачастую способствует образованию канцерогенных и прочих токсичных веществ.
- Озонирование.
- Дезинфекция серебром, принцип действия которого – связывание микроорганизмов ионами серебра. Отличается невысоким качеством обеззараживания и вредным воздействием самого серебра, накапливающегося в организме.
- УФ-излучение, являющееся на сегодняшний день одним из наиболее эффективных способов дезинфекции (при соблюдении технологии уничтожает до 99,9% микроорганизмов). Основное влияние на качество работы излучения оказывает цвет и мутность воды, поэтому его применяют на конечном этапе водоочистки.
Недостатками технологии являются:
- необходимость специальной утилизации ртутных ламп, а также их замены;
- низкая степень или отсутствие эффекта при отклонениях от требуемых условий применения.
Методы водоочистки направленного действия
Существуют как стандартные способы водоподготовки (отстаивание, аэрация, обратный осмос), так и узконаправленные. Несмотря на то, что они во многом пересекаются и дополняются, имеет смысл рассмотрение методов удаления конкретных веществ.
Песок
Заиливание или запесочивание скважины – актуальная проблема, связанная, как правило, с ошибочными расчетами или монтажом скважинного оборудования.
Устранить песок из воды легко – выручает последовательная фильтрация и отстаивание. Однако решение проблемы в целом – непростая задача, предполагающая, как минимум, промывку скважины. В худшем случае восстановление источника нецелесообразно вообще.
Железо
Данная примесь присутствует практически всегда, и речь идет не о полном ее удалении, а о снижении содержания. Как правило, в борьбе с железом помогают все или почти все способы водоочистки, начиная от отстаивания и заканчивая обратным осмосом.
Сероводород
Удаление сероводорода – это комплекс мер, включающий как непосредственное очищение воды, так и промывку или ремонт скважины. Водоочистку производят несколькими способами:
- Аэрация – наиболее простой, эффективный и популярный метод борьбы с сероводородом. Благодаря активному насыщению жидкости кислородом, посторонние газы (в том числе и сероводород) окисляются и выпадают в осадок.
- Хлорирование, обработка марганцовкой или йодом, редко реализуемые в частных водопроводных сетях.
- Озонирование – также действенный способ удаления сероводорода. Отличия от аэрации – высокая скорость и степень очищения, а также дороговизна оборудования.
Для устранения источника сероводорода следует его, во-первых, найти. Для этого необходимо провести анализ жидкости, взятой на разных этапах водоподготовки. Вполне вероятно, что достаточно промыть или заменить предфильтр, чтобы решить проблему.
Однако зачастую источник этих «ароматных» соединений находится на дне скважины. Поэтому, чтобы справиться с задачей, скважину промывают, ремонтируют или переустанавливают. Более подробную информацию вы можете получить, посмотрев видео-ролик об очистке воды от сероводорода и железа:
Известь
Соли кальция и магния присутствуют в любом источнике. В зависимости от уровня их содержания, воду называют жесткой или мягкой. Для умягчения воды в той или иной степени годятся все способы фильтрации.
Начиная от предфильтра и заканчивая финишной доочисткой, происходит удаление частиц извести. Например, обратный осмос обеспечивает снижение содержания солей до 95-99%.
Марганец
Удаляют аналогичными обезжелезиванию способами:
- фильтрация,
- аэрация,
- коагулирование,
- отстаивание и т.д.
Один из наиболее эффективных способов — применение фильтрующих засыпок, ускоряющих окисление металлов (например, BIRM).
Как правило, для больших объемов воды используют фильтрационные и сорбционные колонны с песочным или подобным ему наполнителем. Для малых объемов достаточно бытового обратноосмотического комплекса.
В случаях же существенного (например – 15-тикратного) превышения допустимой нормы, необходимо применять целый комплекс очистных мероприятий:
- Установка дозатора хлора или хлористых соединений (гипохлорита натрия);
- Установка емкости для хлорирования (реактора);
- Обезжелезивание;