W tym artykule
Odżelaziacz wody działa w trzech krokach: utlenia rozpuszczone w wodzie żelazo dwuwartościowe do nierozpuszczalnego wodorotlenku żelaza trójwartościowego, zatrzymuje wytrącone cząstki na złożu filtracyjnym w butli ciśnieniowej, a co kilka dni wypłukuje osad do kanalizacji podczas płukania wstecznego. Tlen do utleniania pochodzi z powietrza (napowietrzanie zwężką przed hydroforem albo w komorze sprężonego powietrza wbudowanej w urządzenie) lub z regenerantu chemicznego na złożu typu Greensand. Wybór wersji zależy od stężenia żelaza i manganu, odczynu pH, typu hydroforu i zapotrzebowania na wodę, dlatego dobór zaczyna się od analizy wody, nie od katalogu.
W skrócie
- Żelazo w wodzie ze studni jest rozpuszczone i niewidoczne; barwa i osad pojawiają się dopiero po kontakcie z powietrzem, dlatego odżelaziacz najpierw celowo utlenia żelazo, a dopiero potem je filtruje
- Budowa jest zawsze taka sama: butla ciśnieniowa ze złożem na warstwie żwiru, głowica sterująca na górze, rura dystrybucyjna w środku; różnią się źródło tlenu i rodzaj złoża
- Trzy warianty: z napowietrzaniem zewnętrznym (zwężka i hydrofor bezprzeponowy, do wysokich stężeń żelaza, 3-5 mg/l i więcej), z wbudowaną komorą sprężonego powietrza (współpracuje z hydroforem przeponowym, do około 2 mg/l) oraz na złożu Greensand regenerowanym nadmanganianem potasu (do około 10 mg/l, pH powyżej 6,8)
- Płukanie wsteczne wodą co kilka dni wymaga pompy o odpowiedniej wydajności i odpływu do kanalizacji; za słaba pompa to najczęstsza przyczyna zarastania złoża
- Odżelaziacz nie zmiękcza wody i nie usuwa bakterii, dlatego przy twardej wodzie stoi przed zmiękczaczem, a przy wodzie ze studni przed lampą UV
Dlaczego żelazo trzeba najpierw utlenić
W wodach podziemnych żelazo występuje w formie rozpuszczonej, na drugim stopniu utlenienia, najczęściej jako wodorowęglan i siarczan żelaza dwuwartościowego. Taka woda w studni jest klarowna. Po napełnieniu wanny lub po kilku godzinach w naczyniu kontakt z tlenem utlenia żelazo do trójwartościowego, które wytrąca się jako rdzawy wodorotlenek: stąd mętność, brązowa barwa, zacieki na armaturze i plamy na praniu. Rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia dopuszcza najwyżej 0,2 mg żelaza na litr; w wodach ze studni w Polsce spotyka się stężenia kilku, a nawet kilkunastu miligramów na litr. Filtr mechaniczny nie zatrzymuje żelaza rozpuszczonego, bo nie ma czego zatrzymać. Odżelaziacz robi więc celowo to, co w wannie dzieje się przypadkiem: utlenia żelazo w kontrolowanych warunkach i zatrzymuje wytrącony osad na złożu, zanim woda trafi do instalacji. Ten sam mechanizm dotyczy manganu, który utlenia się trudniej i wymaga wyższego pH lub złoża katalitycznego.
Jak jest zbudowany odżelaziacz wody
Odżelaziacz wody to butla ciśnieniowa z tworzywa wzmocnionego włóknem szklanym (w przemyśle także ze stali z powłoką dopuszczoną do wody pitnej), wypełniona złożem filtracyjnym na warstwie żwiru podtrzymującego. Na górze siedzi głowica sterująca, która kieruje wodę na złoże w trybie pracy i odwraca przepływ podczas płukania; w domu jest to zwykle głowica automatyczna, zasilana z gniazda 230 V, uruchamiająca płukanie o ustawionej godzinie w nocy. Woda wchodzi górą, przepływa przez złoże w dół, a oczyszczona wraca rurą dystrybucyjną w środku butli do instalacji. Zależnie od wersji przed odżelaziaczem stoi napowietrzacz i hydrofor bezprzeponowy albo komora sprężonego powietrza jest wbudowana w urządzenie, a przy złożu Greensand obok butli stoi zbiornik na roztwór regenerantu. Przed głowicą montuje się filtr mechaniczny, który zatrzymuje piasek ze studni i chroni mechanizm zaworu.
Trzy etapy odżelaziania
Utlenianie przeprowadza żelazo z formy rozpuszczonej w nierozpuszczalną. Z tlenem z powietrza reakcja przebiega w dwóch krokach: wodorowęglan żelaza dwuwartościowego hydrolizuje do wodorotlenku żelaza dwuwartościowego i dwutlenku węgla, a ten wodorotlenek utlenia się tlenem do wodorotlenku żelaza trójwartościowego, który jest praktycznie nierozpuszczalny. Napowietrzanie usuwa przy tym z wody dwutlenek węgla, siarkowodór i metan, nieznacznie podnosi pH i tworzy warunki, w których bakterie żelaziste nie mają czego jeść. Filtracja zatrzymuje wytrącone cząstki w złożu: na złożach katalitycznych dodatkowo powierzchnia ziaren przyspiesza utlenianie, więc żelazo i mangan wytrącają się bezpośrednio na złożu. Płukanie wsteczne odwraca kierunek przepływu, rozluźnia złoże i wypłukuje osad do kanalizacji; jego częstotliwość, zwykle co 2-7 dni, zależy od stężenia żelaza i zużycia wody. Bez płukania złoże zbija się w bryłę, rośnie opór, a żelazo zaczyna przebijać do instalacji.
Rodzaje odżelaziaczy i jak działają
Odżelaziacz z napowietrzaniem zewnętrznym
To pierwszy wybór przy wysokich stężeniach żelaza, 3-5 mg/l i więcej, siarkowodorze w wodzie i dużym zapotrzebowaniu. Woda ze studni przechodzi przez zwężkę Venturiego, która zasysa powietrze, trafia do hydroforu bezprzeponowego, gdzie ma czas na kontakt z tlenem i pierwsze utlenianie, a potem na złoże odżelaziacza, na przykład Ecoperla Sanitower lub Ironitower, gdzie żelazo i mangan wytrącają się i zostają zatrzymane. Złoże płucze się wyłącznie wodą, bez regenerantów. Warunkiem jest hydrofor bezprzeponowy, bo w przeponowym woda nie styka się z poduszką powietrzną; układ zajmuje więcej miejsca, ale daje najpewniejszy efekt. Gdy stężenia są bardzo wysokie, jeden stopień nie wystarcza: w domu jednorodzinnym w Sochaczewie (2020 r.) KLARSAN zastosował napowietrzanie i dwa odżelaziacze Ecoperla Sanitower w układzie szeregowym, większy usuwa główny ładunek żelaza i manganu, mniejszy doczyszcza wodę. Dla pięcioosobowej rodziny z żelazem, manganem, twardością i ryzykiem mikrobiologicznym powstała stacja z odżelaziaczem Ecoperla Sanitower L z 90 l złoża po napowietrzaniu i hydroforze ocynkowanym, zmiękczaczem Ecoperla Softower i lampą UV TMA.
Odżelaziacz z wbudowaną komorą sprężonego powietrza
To rozwiązanie dla domu, w którym pracuje już hydrofor przeponowy i nie ma miejsca na osobny napowietrzacz, przy żelazie do około 2 mg/l. W górnej części butli urządzenie utrzymuje poduszkę sprężonego powietrza; woda przepływa przez nią, nasyca się tlenem, a na złożu katalitycznym poniżej żelazo i mangan utleniają się i wytrącają. Podczas płukania głowica odtwarza poduszkę powietrza i wypłukuje osad; regeneracja także odbywa się samą wodą. Przykładem są Ecoperla Oxytower i Erie Oxydizer. W Legnicy (2019 r.) KLARSAN usunął żelazo, mangan i siarkowodór z wody ze studni odżelaziaczem Ecoperla Oxytower z wbudowaną komorą sprężonego powietrza bez wymiany istniejącego hydroforu przeponowego; za nim filtr Atlas Filtri Sanic BX chroni głowice, a zmiękczacz Ecoperla Softower usuwa twardość.
Odżelaziacz na złożu Greensand
Złoże Greensand wybiera się, gdy oprócz żelaza trzeba usunąć dużo manganu, a woda ma pH powyżej 6,8; radzi sobie ze stężeniami żelaza do około 10 mg/l. Złoże to glaukonit, minerał pokryty warstwą tlenków manganu, którą regeneruje roztwór nadmanganianu potasu. Powłoka utlenia rozpuszczone żelazo i mangan przy przepływie wody, wytrącone tlenki zostają na złożu, a gdy zdolność utleniająca powłoki się wyczerpie, głowica przepuszcza przez złoże regenerant ze zbiornika obok butli i płucze złoże wodą. Wersja ta nie potrzebuje napowietrzania ani hydroforu bezprzeponowego, za to wymaga dosypywania nadmanganianu i kontroli jego poziomu, a popłuczyny są zabarwione. Więcej o złożach w opisie złóż odżelaziających.
Co decyduje o doborze odżelaziacza
- analiza wody: żelazo, mangan, pH, utlenialność, zasadowość, jon amonowy, siarkowodór; sama barwa nie mówi, ile żelaza jest w wodzie ani czy towarzyszy mu mangan
- typ hydroforu: bezprzeponowy pozwala na napowietrzanie zewnętrzne, przeponowy wymusza komorę sprężonego powietrza albo Greensand
- wydajność pompy: płukanie wsteczne potrzebuje przepływu większego niż zwykły pobór wody, a za słaba pompa nie rozluźni złoża
- zapotrzebowanie na wodę i liczba mieszkańców: od nich zależy ilość złoża i średnica butli
- odpływ popłuczyn i gniazdo 230 V w miejscu montażu; przy szambie objętość popłuczyn trzeba uwzględnić
- kolejne etapy: zmiękczacz przy twardej wodzie, lampa UV przy wodzie ze studni, kolumna węglowa przy zapachu
Najczęstsze pytania o odżelaziacz wody
Czy odżelaziacz usuwa też mangan?
Tak, każda z trzech wersji usuwa żelazo i mangan, ale mangan utlenia się trudniej: potrzebuje pH powyżej 7 albo złoża katalitycznego. Przy wysokim manganie i niskim pH wybiera się złoże Greensand lub układ z korektą pH. Szczegóły w artykule jak usunąć mangan z wody.
Ile wody zużywa płukanie odżelaziacza?
Zależy od ilości złoża i ustawień głowicy; producent podaje objętość i częstotliwość w specyfikacji. Domowy odżelaziacz płucze się co kilka dni, a każde płukanie to zwykle kilkaset litrów. Przy szambie warto to przeliczyć przed montażem.
Czy odżelaziacz można zamontować przy hydroforze przeponowym?
Tak, wersja z wbudowaną komorą sprężonego powietrza lub na złożu Greensand współpracuje z hydroforem przeponowym. Napowietrzanie zewnętrzne zwężką wymaga hydroforu bezprzeponowego, w którym woda ma kontakt z powietrzem.
Ile kosztuje odżelaziacz wody i jego utrzymanie?
Cena zależy od wersji, ilości złoża i tego, czy potrzebny jest napowietrzacz z hydroforem bezprzeponowym. Utrzymanie to woda na płukanie, prąd dla głowicy, przy Greensand także nadmanganian potasu, a złoże wymienia się po kilku latach. Wycenę przygotowujemy po analizie wody i ustaleniu zapotrzebowania.
Dobór odżelaziacza wody
Wykonujemy analizę wody ze studni, w razie potrzeby testujemy wodę na konkretnym złożu, dobieramy wersję odżelaziacza do stężeń, pH i hydroforu, a po montażu ustawiamy płukanie i serwisujemy urządzenie. Sprawdź, kiedy odżelaziacz jest potrzebny, jaki odżelaziacz wybrać i jakie są inne sposoby usuwania żelaza, albo prześlij wynik badania wody przez stronę o usuwaniu żelaza z wody ze studni.
