Występowanie przekroczeń żelaza w wodzie z własnych ujęć to dość częsty i dotkliwy problem. Przede wszystkim woda o wysokim stężeniu tej substancji nie jest chętnie wykorzystywana przez odbiorców do celów spożywczych i gospodarczych ze względu na barwę oraz wysoką mętność. Z drugiej strony dochodzą jeszcze kwestie związane z wpływem wody na stan techniczny instalacji w gospodarstwie domowym. W jaki sposób radzić sobie z przekroczeniami żelaza w wodzie?
Obecność wysokiego stężenia żelaza w wodzie może mieć różne źródła. Do naturalnych zaliczyć należy wymywanie ze skał i gleby. Rzadziej przyczyną są zanieczyszczenia takie jak: ścieki przemysłowe, kopalniane, korozja zbiorników, elementów instalacji.
Rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia wyznacza normę żelaza w wodzie na 0,2 mg Fe/l. Wyższe stężenie żelaza w wodzie nadaje jej barwę, mętność oraz specyficzny, nieakceptowalny przez konsumentów smak. Taka woda nie jest odpowiednia do celów spożywczych, ale i gospodarczych. Skutki użytkowania zażelazionej wody są na tyle uciążliwe, że wielu użytkowników podejmuje decyzję o rozpoczęciu walki z problemem.
Jednym z najskuteczniejszych sposobów jest dobór odpowiedniej metody uzdatniania wody do problemu. Proces usuwania wysokich stężeń żelaza z wody nosi nazwę odżelaziania. Należy liczyć się z tym, że nie ma złotego środka na odżelazianie wody. Można wymienić co najmniej kilka metod, z czego każda z nich sprawdzi się w nieco innym przypadku.
Dlaczego warto usuwać żelazo z wody?
Oto kilka najważniejszych argumentów, że wodę warto odżelaziać:
- Lepsze walory organoleptyczne wody przeznaczonej na cele spożywcze – właściwy smak, zapach, barwa również napojów gorących i dań przygotowanych na bazie wody
- Spadek barwy i mętności wody – brak odbarwień na powierzchniach mających styczność z wodą, brak plam i zniszczeń na pranych tkaninach, brak potrzeby szorowania rdzawych zacieków na armaturze sanitarnej
- Ograniczony rozwój bakterii żelazistych w instalacji – mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia korozji i warstwy biofilmu
- Brak osadów po żelazie w przewodach, wodomierzach, instalacji domowej, sprzętach AGD mających styczność z wodą, mniejsze prawdopodobieństwo zamulenia lub uszkodzeń mechanicznych przewodów mających styczność z wodą
Jak dobrać metodę odżelaziania wody?
Wśród najpopularniejszych metod odżelaziania wody można wymienić: filtry narurowe i kolumny filtracyjne, odżelaziacze wody regenerowane za pomocą środków chemicznych, odżelaziacze wody wykorzystujące w działaniu wstępne napowietrzanie. Przy niewielkich przekroczeniach żelaza z usuwaniem poradzi sobie nawet centralny zmiękczacz wody. Podane metody nie są jednak uniwersalne.
Każdy z podanych sposobów na odżelazianie wody ma szansę sprawdzić się w innym przypadku. Istotne znaczenie ma wiele parametrów wody. Przy doborze metody odżelaziania bierze się pod uwagę nie tylko stężenie żelaza, ale również:
- Stężenia manganu w wodzie
- Odczyn pH wody
- Utlenialność
- Zasadowość
- Barwę
- Mętność
- Stężenie jonu amonowego
Istotnym jest, aby przed doborem metody odżelaziania wody koniecznie zlecić kompleksową analizę wody. Tylko dzięki dokładnym wynikom i wykazowi parametrów będzie można stwierdzić, co sprawdzi się najlepiej.
Fizykochemiczną analizę wody można zlecić w naszym laboratorium. Dysponujemy wysokiej klasy sprzętem pomiarowym, a wraz z wynikami można liczyć na otrzymanie dopasowanego do potrzeb rozwiązania. Zapraszamy do kontaktu.
Filtry mechaniczne a usuwanie żelaza
W niektórych przypadkach do odżelaziania wody można wykorzystać mechaniczne filtry narurowe. To dobry sposób na odfiltrowanie już wytrąconych cząstek żelaza z wody. Nie jest to jednak najlepsze rozwiązanie na duże przekroczenia. Wkład filtracyjny nie jest w stanie zatrzymać żelaza na drugim stopniu utleniania, a więc w większości przypadków problem zostanie zażegnany tylko w niewielkim stopniu.
Mechaniczne filtry wstępne są najczęściej wykorzystywane jako ochrona komponentów innych urządzeń uzdatniających wodę w układzie. Na przykład zakłada się je w celu wstępnego odfiltrowania wytrąconego żelaza, by nie spowodowało awarii głowicy sterującej w odżelaziaczu wody.
Jeśli w danym miejscu, gdzie pojawił się problem wysokiego stężenia żelaza w wodzie nie ma możliwości instalacji dużego urządzenia odżelaziającego, rozwiązaniem może być wkład odżelaziający do filtra narurowego.
Wkład odżelaziający jest wypełniony mieszanką złóż obniżających stężenie żelaza i manganu w wodzie. Istotne, aby przy użyciu tego rodzaju komponentu woda nie posiadała zanieczyszczeń mechanicznych, ani nie była skażona mikrobiologicznie.
To rozwiązanie stosuje się stosunkowo rzadko, ponieważ w zdecydowanej większości przypadków po prostu jest za mało wydajne i skuteczne. Skuteczność wkładu odżelaziającego jest zależna od ogólnych parametrów wody. Przy doborze tego rozwiązania również liczy się informacja o utlenialności i odczynie pH wody surowej.
Kolumna filtracyjna a usuwanie żelaza
W niektórych przypadkach wystarczającym sposobem na redukcję żelaza i manganu z wody okazuje się być kolumna filtracyjna. Możliwość wykorzystania kolumny sedymentacyjnej w celu odżelaziania jest jednak obarczona kilkoma warunkami, jakie należy spełnić. Przede wszystkim istotne jest zapewnienie skutecznego sposobu napowietrzania wody. Równie ważną kwestią jest odczyn pH.
Jeśli tylko żelazo będzie się dobrze wytrącało z wody, kolumna sedymentacyjna jest w stanie z powodzeniem zastąpić klasyczny odżelaziacz wody.
W niektórych przypadkach kolumny filtracyjne są montowane przed klasycznymi odżelaziaczami wody w takich samych celach jak filtry mechaniczne.
Usuwanie żelaza metodą wymiany jonowej
Z niewielkimi przekroczeniami żelaza w wodzie będą mogły poradzić sobie niektóre modele domowych zmiękczaczy wody. Żelazo i mangan w formie rozpuszczonej, czyli na drugim stopniu utleniania, są usuwane podczas procesu wymiany jonowej. Redukcja niechcianych jonów przebiega tak samo jak w przypadku wapnia i magnezu.
Większość żywic jonowymiennych przeznaczonych do zmiękczania wody jest w stanie usunąć przekroczenia nie większe niż 0,5 mg Fe/l. Informacje na ten temat podaje producent złoża filtracyjnego.
Zastosowanie zmiękczacza wody do procesu odżelaziania nie jest jednak rekomendowane ze względu na to, że powstałe zawiesiny silnie wiążą się z żywicą jonowymienną. W ten sposób dochodzi do blokowania powierzchni wymiany jonowej, a w konsekwencji mniej wydajnego procesu zmiękczania. Ponadto żywica jest dodatkowo zatykana przez obecne w nieoczyszczonej wodzie żelazo i mangan w formie utlenionej, nierozpuszczonej. Złoże filtracyjne ulega o wiele szybszemu zużyciu, tym samym wzrastają koszty eksploatacyjne.
Innym sposobem na odżelazianie wody opierającym swoje działanie na wymianie jonowej jest stacja wielofunkcyjna. To urządzenia wyposażone w specjalnie dobraną mieszankę złóż filtracyjnych. Są przeznaczone do uzdatniania wody z własnego ujęcia i usuwają najpopularniejsze zanieczyszczenia, jak: mangan, żelazo, wysoki stopień twardości wody, jon amonowy i związki organiczne.
Co ciekawe, niektóre żywice jonowymienne są w stanie usunąć nawet do 6 mg Fe/l.
Usuwanie żelaza na złożu Greensand
Odżelazianie wody na złożu typu Greensand to jeden z częściej wybieranych sposobów uzdatniania. Złoże filtracyjne wykorzystywane w tej metodzie to glaukonit, czyli inaczej ił o zielonym zabarwieniu. Cechą charakterystyczną jest to, że zawiera w sobie żelazo i umożliwia zachodzenie wymiany jonowej. Glaukonit jest w stanie zgromadzić na swojej powierzchni rozpuszczone żelazo i mangan.
Jak to działa? Kiedy woda przepływa przez złoże typu Greensand dochodzi do procesu utleniania. Na jego skutek żelazo i mangan przekształcają się w formę nierozpuszczalną i pozostają na powierzchni złoża filtracyjnego. Z czasem powierzchnia wymaga przepłukania w celu usunięcia zalegających cząsteczek. Płukania złoża należy dokonywać regularnie, zgodnie z zaleceniami producenta.
Złoże Greensand wymaga regeneracji za pomocą środka chemicznego w postaci nadmanganianu potasu.
Za pomocą tej metody można usunąć nawet do 10 mg Fe/l. O skuteczności w dużej mierze decyduje odczyn pH wody. Jeśli będzie niższy niż 6,8, najprawdopodobniej urządzenie nie spełni wystarczająco wydajnie swojej funkcji.
Odżelazianie wody bez substancji chemicznych
Wśród metod odżelaziania wody można wymienić też tą, w której nie ma konieczności stosowania żadnych środków chemicznych niezbędnych do regeneracji. Jest to sposób na usuwanie żelaza, który wiąże się z wieloma zaletami.
Przede wszystkim w przypadku tych odżelaziaczy wody nie ma konieczności dozowania żadnych środków i kontrolowania ich ilości w zbiorniku na regenerant. Ponadto jest to metoda w pełni przyjazna środowisku. Złoże regenerowane jest jedynie za pomocą wody.
Tajemnicą udanego przebiegu procesu odżelaziania w tym przypadku jest zastosowanie wstępnego napowietrzania wody za pomocą aspiratora powietrza. Zastosowanie wstępnego napowietrzania niesie ze sobą kilka istotnych zalet.
Przede wszystkim w taki sposób można usunąć siarkowodór obecny w wodzie, a zatem poprawić jej zapach. Podniesieniu ulega również sam odczyn pH wody. Duża ilość tlenu wiąże się z brakiem możliwości rozwoju bakterii beztlenowych w wodzie, w tym bakterii żelazistych.
Proces napowietrzania ułatwia i przyspiesza utlenianie rozpuszczalnych w wodzie związków żelaza i manganu do form nierozpuszczalnych. Samo odżelazianie jest możliwe dzięki zastosowaniu specjalnych złóż katalitycznych.
Odżelazianie i odmanganianie z zastosowaniem polifosforanów
Używanie polifosforanów do odżelaziania wody jest stosunkowo rzadko stosowane w naszym kraju. Zazwyczaj o tej metodzie mówi się w ramach ciekawostki, niż polecanego sposobu na niwelację problemu. Jest to metoda, która sprawdza się przy przekroczeniach od 1 do maksymalnie 3 mg Fe/l.
Polifosforany wchodzą w reakcję z żelazem i manganem w formie rozpuszczonej, tworząc tym samym skomplikowane molekuły. Molekuły powstałe podczas reakcji nie wchodzą w reakcję z tlenem, a przez to nie dochodzi do wytrącania się cząsteczek żelaza i manganu. Tym samym nie ma problemu z rdzawymi, ciężkimi do usunięcia zaciekami na armaturze czy przebarwieniami tkanin po praniu.
Do dozowania stosowane są specjalne urządzenia. Minusem metody jest mała stabilność przy występowaniu wyższych temperatur. To oznacza, że jeśli woda będzie uzdatniana przed podgrzewaczem, może dojść do uwolnienia żelaza i manganu w grzejniku, a przez to i licznych awarii.