Как очистить воду из колодца и скважины от железа

Забор жидкости на бактериологическое исследование

Анализы на органолептику и радиологические примеси не требуют такого досконального и тщательного подхода к забору материала

• Для этого анализа нужно приобрести исключительно стерильную тару (так гласят санитарные нормы).
• Если ваша скважина не новая, следует провести её обработку гипохлоридом натрия. То же самое относится и к новому источнику.
• Кран, из которого будет набираться вода, необходимо обжечь или обработать медицинским спиртом.
• При заборе жидкости не стоит прикасаться к горлышку бутыли руками (лучше надеть стерильные перчатки), а горлышком бака — к крану.
• После забора питьевой воды крепко закручиваем крышку и в сжатые сроки отправляем воду в лабораторию для выявления её бак-состава.

Какой фильтр выбрать

При выборе фильтра стоит учитывать: насколько вода грязная, основные примеси в ней, для чего планируется эту воду использовать и в каких количествах она будет нужна. Можно выделить три группы систем очистки: одноступенчатые, многофункциональные и комплексные. Первые предназначены только для избавления от лишнего железа, вторые удаляют также и многие другие примеси, смягчая воду, третьи обеспечивают самую тщательную очистку, но в большинстве случаев в частных домовладениях не требуются.

Существует представление, что вода из скважины и колодца чище, чем в городском водопроводе, но на деле не всегда это так. Она не проходит предварительную очистку и поступает прямо как есть – это нужно учитывать при выборе фильтра. При этом большие объёмы в частном доме уходят на хозяйственные нужды и полив. Для такой воды хватит и обычного одноступенчатого фильтра, защищающего от засыпного железа. Но для питьевой воды лучше применять более сложный.

Выбор зависит от того, какая вода у вас в скважине или колодце, обычно для частных домов лучше всего подходят фильтры с каталитическими наполнителями и ионообменные благодаря многофункциональности. Даже простой фильтр-кувшин сделает воду чище, но всё же лучше использовать более эффективные варианты.

Как определить концентрацию железа в воде?

В условиях централизованного водопровода в городе причина повышения железа – это всегда стальные водопроводные трубы. Проще говоря, ржавчина из трубопровода смешивается с водой, но при этом не растворяется. Самый простой способ определить наличие ржавчины (трехвалентного железа) – дать воде отстоятся в любой прозрачной емкости. Если через несколько часов на дне образуется рыжеватый осадок, пора принимать меры безопасности и очищать воду от трехвалентного железа.

Из артезианских скважин в дом попадает вода с растворенным в ней железом (двухвалентным). Повышение его уровня можно определить визуально – вода становится чуть желтоватой. Но изменение цвета происходит не всегда. В этом случае поможет слабый раствор марганцовки. Если розовый раствор добавить в воду с повышенным содержанием железа, ее цвет изменится на желтовато-бурый.

Коллоидное железо может присутствовать, если забор производится из неглубокой скважины, куда попадают поверхностные воды. В этом случае отстоянная вода будет мутноватой, взвесь из молекул такого железа не оседает на дно. Если на поверхности воды образовывается пленка – в воде находятся железобактерии.

В случае если вода из крана имеет перечисленные выше характеристики либо металлический привкус, нужно подобрать систему очистки. Чтобы сделать это с максимальной эффективностью, необходимо образец воды отнести в лабораторию. Имея на руках результаты исследования, можно правильно подобрать систему обезжелезивания.

Обзор популярных питьевых фильтров и их стоимость

В продаже представлен широкий выбор фильтров. Поскольку установки очистки от железа достаточно сложные и производительные, заказывать их нужно в проверенных компаниях. Такие организации готовы дать гарантию безупречного качества и долгого срока службы систем.

Гейзер Престиж 2

Модель эффективно удаляет железо и хлор, подходит для работы с холодной, горячей водой. Дополнительно система умягчает воду, придает ей приятный вкус. Для двухступенчатой очистки применяют технологию обратного осмоса.

Вода идет через мембрану, не пропускающую взвеси с прочими примесями. Календаря для замены фильтра нет. Стоимость установки около 6500 тысяч рублей. Эффективность высокая.

Гейзер Нанотек

Фильтр с обратным осмосом, которые имеет увеличенную эффективность в сравнении со стандартными моделями категории.

Мембрана с микропорами убирает все вредные примеси, сохраняя полезные минералы, соли.

Благодаря нанофильтрации вода умягчается, накипь на бытовой технике появляться не будет. Минус у такой эффективной очистки есть – это очень дорого. Отдать за систему нужно будет не меньше 12000 рублей.

Honeywell FF 06 1/2″ AAM

Хороший компактный фильтр производства Германии, обслуживать который можно не снимая рабочий модуль. В ходе эксплуатации недостатки выявлены не были. Фильтр используют для тонкой очистки воды, рабочих режимов два:

1. очистка мембраны и корпуса,
2. фильтрация потоков с удалением хлора, примесей свинца, песка.

Изготовление фильтров для скважины своими руками

Размер отверстий зависит от характеристик грунта.

Самое распространенное устройство очистки, применяемое дачниками и хозяевами частных домов, — это дырчатая с перфорацией система. По конструкции он представляет собой трубу с проделанной перфорацией (отверстиями). Устройство очень простое, но достаточно эффективное. Для изготовления в качестве расходных материалов вам потребуется металлическая или пластиковая труба длиной примерно 4,5-5 м.

При использовании металлических труб можно применить геологический или нефтяной сортамент. Используя сверла, проделывают перфорацию отрезка трубы.

Изготовление дырчатого фильтра своими руками проводят по следующей технологии. Измеряют длину отстойника, которая должна составлять от 1 до 1,5 м. Длина будет зависеть от глубины скважины. На поверхность трубы наносят разметку, учитывая, что перфорированный участок составляет не менее 25% длины всей трубы, определяют необходимую длину. Длина трубы также зависит от глубины скважины и может составлять 5 м. Отступив от края трубы, проводят сверление отверстий. Шаг отверстий составляет 1-2 см, принимаемое расположение — в шахматном порядке. Рекомендуется просверливать отверстия не под прямым углом, а под углом 30-60 градусов с направлением снизу вверх. По окончании работ перфорированная поверхность трубы зачищается от острых выступов. Внутренняя часть трубы чистится от стружки и закрывается деревянной пробкой. Перфорированная зона обкручивается сеткой мелкого плетения из латуни, а лучше из нержавейки. Сетка закрепляется на заклепки. Использование сетки позволяет избежать быстрого засорения отверстий фильтра.

Виды сеток для фильтра: а — Галунное плетение; б — Квадратное.

Большая пропускная способность обеспечивается щелевой конструкцией фильтров. Площадь щели фильтра превосходит по величине площадь отверстия примерно в 100 раз. На поверхности фильтра нет так называемых глухих зон.

Для изготовления своими руками щелевого фильтра вместо дрели потребуется инструмент для фрезерования. В зависимости от способа изготовления отверстий, может потребоваться газовый резак. Ширина щелей находится в пределах 2,5-5 мм, а длина — 20-75 мм, расположение отверстий в поясном и шахматном порядке. Поверх отверстий накладывается металлическая сетка.

Плетение сетки выбирается галунное, материал — латунь. Выбор размера отверстий сетки проводится опытным путем, просеивая песок. Наиболее подходящий размер сетки — тот, в котором при просеивании пропускается половина песка. Для особо мелкого песка подходящим вариантом будет та сетка, которая пропускает 70%, для крупного песка — 25%.

Размер частичек песка определяет его состав:

• крупный песок — частички 0,5-1 мм;
• средний песок — частички 0,25-0,5 мм;
• мелкий песок — частички 0,1-0,25 мм.

Перед наложением сетки на перфорированную поверхность наматывается стальная нержавеющая проволока с шагом 10-25 мм. Диаметр проволоки должен составлять 3 мм. Прочность конструкции обеспечивается точечной спайкой участков проволоки по длине намотки, примерно каждые 0,5 м. После намотки проволоки наносят сетку и стягивают ее проволокой. Шаг проволоки при стягивании составляет 50-100 мм. Сетка для фиксации может спаиваться или скручиваться стальной проволокой.

Проволочное устройство очистки для скважины отличается сложностью своей конструкции. Для изготовления такого фильтра своими руками требуется использовать проволоку специальной формы сечения. Пропускная способность системы во многом зависит от шага намотки проволоки и формы ее сечения.

Технология намотки заключается в следующем. Подготавливается щелевая конструкция системы очистки. Размер отверстий зависит от размера природных частиц. Прежде чем приступить к намотке проволоки, к каркасу накладываются 10-12 прутьев с диаметром не менее 5 мм.

Самое простое устройство фильтра имеет гравийное сооружение. Сооружают такую систему в грунтах с глинизированным и мелким песками. Процесс сооружения фильтра начинают с подготовки скважины, диаметр скважины должен быть с запасом на обсыпку гравием. Гравий выбирается одноразмерной фракции и засыпается с устья в скважину. Толщина обсыпки должна быть не менее 50 мм. Размер частиц гравия выбирается относительно размера частиц породы. Частицы гравия должны быть в 5-10 раз меньше.

Ионный обмен (Умягчение)

Для удаления различных примесей из воды, в том числе растворенных металлов и органических соединений уже более 50 лет используют ионообменные смолы — катиониты и аниониты в различных комбинациях, требующие регенерации поваренной солью NaCl в таблетках.

Процесс удаления солей и металлов на ионообменных смолах называется умягчением. Изначально этот метод применялся и сейчас применяется в основном для удаления солей жесткости (соли кальция, магния). Однако, сейчас есть большой выбор ионообменных смол и для удаления железа, а так же органики.

Ионообменные смолы — это очень обширная тема. Мы говорим здесь исключительно о бытовой водоочистке и я буду сообщать только то, что следует знать о смолах в ключе нашей задачи — очистить воду в частом доме, либо на малом производстве от растворенных металлов.

Что же представляет из себя Смола? Это синтетические шарики, изготовленные из полимерных материалов. Они очень мелкие, их много, они похожи на мелкую икру минтая, щуки или на «тобико» — икру летучей рыбы. Мы, монтажники водоочистки, даже ради забавы называем смолу «икрой» на профессиональном сленге.

Удаление железа ионным путем. Перед умягчителем ставится осадочный фильтр. Впрочем, его может и не быть, если железо и марганец находятся в воде полностью растворенными.

Суть процесса умягчения принципиально отличается от обезжелезивания. Смолы не окисляют и не переводят растворенные вещества в твердую форму для последующего фильтрования, а замещают («впитывают») растворенные вещества в воде на катионы натрия, который не придает воде такого свойства, как жесткость. Общая солевая насыщенность воды при этом остается неизменной или даже возрастает. Это зависит от типа растворенных веществ, которые забирает смола.

Исходя из вышесказанного возникает важный параметр ионообменных смол — ионообменная емкость смолы. Емкость смолы подобна емкости электрической батарейки. Есть запас натрия, который в процессе ионного обмена постепенно расходуется, тем самым снижается способность смолы забирать из воды растворенные вещества. Когда заканчивается натрий — заканчивается и очистка — вода проходит через толщу смолы не изменяя своих свойств.

Мы заранее рассчитываем работу умягчителя таким образом, чтобы сделать регенрацию (промывку) смолы раствором поваренной соли до наступления ощутимого снижения емкости. Этот период называется в водоочистке фильтроциклом. О расчете количества смолы, соли для регенерации, фильтроцикла читайте в статье об умягчении.

Такие мультикомпонентные загрузки, как Экотар, Экомикс, FeroSoft, АПТ-2, Ionofer c различными индексами А, В, С и т.д. предназначены для удаления ионным путем растворенных солей, металлов, органических соединений, а также широкого спектра других веществ: тяжелые металлы, ионы аммония, железоорганические соединения, фосфор, кальций, кремний и многие другие.

Как я уже сказал — смола регенерируется с помощью таблетированной поваренной соли NaCl, соль продается на всех строительных рынках, в магазинах сантехники, стоит примерно 7$ за 30кг мешок. Расход соли определяется в основном количеством удаляемых веществ.

В среднем около 1 мешка соли в месяц уходит на умягчение воды.

Обратный осмос.

Системы обратного осмоса — это принципиально иной метод очистки воды. Здесь мы имеем дело с фильтрованием воды сквозь мембрану. Грубо говоря это сетка, через которую проходят молекулы воды, но не проходят молекулы солей жесткости и растворенных металлов. При этом задержанные молекулы не образуют осадка на поверхности мембраны, а сразу же сливаются в дренаж (канализацию). В процессе фильтрации в обратном осмосе вода разделяется на два потока — пермеат (очищенная)  и концентрат (грязная вода).

В среднем на 1 куб.м. очищенной воды мы получаем полтора куба концентрата, который надо куда-то сливать.

Системы обратного осмоса эффективны при удалении растворенных металлов и солей жесткости. Они не замещают одни вещества другими, как ионообенные смолы, а реально очищают воду от примесей, в этом огромное преимущество обратного осмоса. Но это, пожалуй, самый дорогой процесс очистки воды и по причинам целесообразности его реже всего используют для удаления растворенного железа и марганца.

Однако, при высоких содержаниях растворенного двухвалетного Fe2+ железа и низком pH<7 осмос может быть весьма эффективен для удаления 20 и выше мг, потому что молекулы железа гораздо крупнее пор мембраны — их легко фильтровать.

Нюансы выбора

Скважинные фильтры для частных и загородных домов представляют собой нижнюю часть обсадной трубы, снабженную перфорацией. Высота данного участка трубы, а также геометрическая форма отверстий зависят от свойств грунта водоносного слоя.

Специалисты, производящие бурение, как правило, сами выбирают тип этого фильтра. Однако если выбор приходится делать самому, желательно знать особенности их видов.

Щелевой или дырчатый тип сетчатого фильтра

Щелевые фильтры применяют, когда водоносный слой представлен, по большей части, склонными к обрушению породами.

Это может быть, например:

1. скально-обломочный грунт;
2. галька;
3. крупнофракционный песок.

Щели должны быть расположены продольно, в шахматном порядке, а ширина — соответствовать размеру фракций.

Отличие дырчатого фильтра заключается в меньшей пропускной способности отверстий. Однако необходимость именно такой конструкции обоснована сферой применения – мелкофракционным грунтом.

Сетчатыми эти фильтры называют из-за сетки, намотанной на трубу. Она может быть пластиковой либо из нержавеющей стали, а также иметь различное плетение, в зависимости от преобладающей породы. Например, для крупных жестких фракций (гальки) применяют сетку с плетением в форме квадрата. Ее назначение – защита перфорации от забивания.

Гравийный скважинный фильтр

Является, по сути, дополнением к перфорированной снизу обсадной трубе. Смысл конструкции – защита щелевой или дырчатой перфорации от забивания грунтом. Устройство гравийного фильтрования предполагает диаметр шахты, превышающий габариты обсадной трубы на 10 и более сантиметров.

Справка! Применяют данный метод только для неглубоких песочных или «абиссинских» скважин.

Выбор фильтра для жесткой воды

Данный выбор напрямую зависит от содержания различных солей в добываемой жидкости, от дебета скважины, а также требуемого объема умягченного фильтрата.

В простых случаях вполне достаточно фильтра-кувшина, стоящего в конце цепочки. При существенном превышении допустимых норм, как правило, используют ионообменные установки.

Более подробно о фильтрах для жесткой воды можете почитать здесь.

Как и чем измерять уровни воды

От правильно проведенных замеров зависит бесперебойная работа насоса и подача жидкости. Разница между 2 показателями, превышающая 1,2 м, заставляет искать причину возникшей проблемы. Большая разница может появиться из-за попадания в систему загрязненной жидкости из почвы и проникновения в скважину примесей с осадком.

Все измерения необходимо проводить качественно. Замер динамического горизонта разделяют на несколько последовательных шагов. В таком случае процесс заметно упростится, будет меньшей погрешность измерений. Определять уровни рекомендуют в знойные дни, которые не прерывались осадками. Вода не должна использоваться в течение 1 часа.

Как измеряют показатели:

1. Необходим небольшой груз и капроновая нитка. Груз надежно закрепляется и опускается в колодец до самого дна.
2. Затем нить достается и измеряется длина ее мокрой части.
3. На границе мокрого и сухого участка ставится отметка. Сделать ее необходимо таким образом, чтобы она не исчезла под влиянием жидкости. Можно применять несмываемый маркер.
4. Затем должен работать насос хотя бы в течение 60 минут. Горизонт воды обязательно изменится.
5. Потом на дно опять опускается нить с грузом.
6. Затем измеряется разница между уровнями. Для этого ставится новая отметка, измеряется расстояние между первым и вторым значением. Второй результат и является динамическим показателем уровня.

На основании полученных данных проводится анализ производительности колодца. Проще всего оценить полученные в динамике значения с помощью компьютерной программы. Чтобы работа колодцев была нормальной, следует соблюдать технологию бурения. Его необходимо производить в зонах с наличием хорошего водоносного слоя.

Как произвести очистку воды

Понизить концентрацию железных соединений можно самостоятельно несколькими вариантами. Метод очистки зависит от объема потребляемой жидкости и сколько примесей в ней содержится.

Отстаивание

Самый простой способ очистки ресурса добытого из скважины. Сооружается дополнительный водорезервуар, рассчитанный на объем, предполагаемого потребления жидкости в сутки, в нем и происходит отстой.

Плюсы

• Простой способ, не требующий больших затрат
• Всегда есть запас чистой воды.
• Установка резервуара на мансарде, создаст самотек. И избавит воду от сероводорода.

Минусы

• Очистка происходит не полностью
• Емкость необходимо периодически чистить, что не очень удобно, так как требуется отключение от системы.
• Внимательно следить за количеством потребляемой жидкости.

Аэрация

Выпавший осадок на выходе после очистки улавливается механическими фильтрами.

• Безнапорная – Вода контактирует с кислородом по максимуму, происходит это из-за распыления. Распылители перемещают жидкость в резервуар.  Для более продуктивной очистки в емкость, при необходимости, производится монтаж компрессора.
• Напорный вид очистки — предполагает поступление жидкости в систему под большим давлением. Работая параллельно, напор и компрессор, создают бурление и вспенивание, что дает возможность жидкости, как можно больше, контактировать с воздухом.

Помимо очистки от железа, метод аэрации избавляет от сероводорода.

• Главное достоинство данной очистки — экологичность. Процесс исключает применение реагентов.
• Недостатки. В воде все же остается некая доля железа. Работа системы зависит от наличия электричества. Периодически надо чистить емкость и фильтры.

Озонирование

Процесс эффективный, но трудоемкий.

Использование хлора уходит в прошлое. После очистки с использованием данного реагента, он частично остается в жидкости и наносит вред человеку и окружающей среде.

Озонирование принято считать наиболее надежным методом, результативность которого создается путем воздействия озона и его производных на содержащиеся в воде примеси.

Органическое железо удаляется из жидкости путем совокупного воздействия. Процесс очистки, добытой жидкости из скважины путем озонирования, довольно сложный. Требуется монтаж дорогого оборудования. Необходим точный расчет для продуктивной работы, самостоятельно сделать его очень трудно (нужно вычислить сколько надо озона и время его воздействия на воду в соответствии с количеством и типом содержащихся в ней примесей).

Ионообменный

Такая очистка осуществляется фильтрами содержащими смолу и свободные ионы. Когда вода проходит фильтр, ионы натрия меняются местами с ионами железа. Поэтому метод называют – ионообменным.

Когда фильтр израсходовал все свои ресурсы, они подлежат восстановлению.

Обратный осмос

Очистка воды от железа и примесей делается фильтром с содержанием мембраны, именно она осуществляет фильтрацию на молекулярном уровне.  Обратноосмотический метод обезжелезивания считается наиболее продуктивным. Происходит удаление растворенных частиц. Для улучшения качества фильтрации и купирования выхода из строя мембраны, необходимо производить предварительную очистку воды механическими фильтрами.

Обратный осмос полностью очищает воду от всех видов загрязнения. Метод самый эффективный, но очень дорогостоящий.

Работа микрофильтрационных, нано- и ультра- мембран происходит аналогично обратному осмосу.

Введение реагентов и катализаторов

Применение химических реагентов, для обезжелезивания жидкости, в основном используется в промышленности. Необходима доочистка жидкости. Требуется удалить химические соединения. Принцип аналогичен для всех систем очистки — между железом и реагентом происходит химическая реакция, в результате которой образуется осадок.

Катализаторы используются вместе с водой прошедшей аэрацию или с применением реагентов для окисления железа.

Каталитический способ обезжелезивания воды, происходит при помощи фильтров, содержащих материал, обладающий каталитическими свойствами. Вода проходит через пористые наполнители, которые обеспечивают качественную очистку.

Правильный забор воды

Набирать воду нужно непосредственно под самое горлышко и плотно закрывать крышкой

Для проведения анализов питьевой воды на качество и наличие химических примесей необходимо строго соблюдать рекомендации, которые позволяют получить максимально точный результат исследования:

• Ёмкость или бак для воды должна быть не менее 2 литров, причём желательно, чтобы это была бутыль из-под питьевой воды, но никак не из-под компота, сока или других жидкостей.
• Ни в коем случае не мойте бутыль/бак никакими моющими средствами. Достаточно просто ополоснуть ёмкость той водой, которую будете сдавать в лабораторию. Крышку ополаскиваем в том числе.
• По санитарным нормам питьевую воду из источника нужно забирать только после тщательного спуска в течение 20-30 минут. В этом случае вся уже отстоявшаяся вода будет слита, а на анализ поступит вода непосредственно из источника.
• Набирать воду нужно непосредственно под самое горлышко и плотно закрывать крышкой. При этом лучше, если забор материала будет осуществляться тонкой струйкой по стенке бутылки или бака. В этом случае химические реакции в питьевой воде будут сведены к минимуму, а результат исследования будет максимально точным.
• Доставить воду в лабораторию по санитарным нормам нужно не позднее, чем через 2 часа после забора жидкости.

Типы фильтров при повышенном содержании железа

Самый простой способ фильтрации – использование традиционного кувшина с фильтром. В его верхнюю часть заливают воду и ждут, пока она пройдет через мембрану в нижнюю емкость. Этот вариант прост и удобен, кувшин можно расположить в любом удобном месте, фильтр менять просто, а стоит он достаточно дешево. Единственный недостаток – малый объем кувшина (всего 2-3 литра).

Фильтр-кувшин для очистки воды

Еще один технически несложный и удобный вариант – применение компактной насадки на кран. Как правило, в таком фильтре используется адсорбирующий или ионный сетчатый фильтр, удаляющий не только железо, но и соли жесткости и соединения хлора. Поскольку вода из крана поддается под давлением, материалы фильтра отличаются большей плотностью в сравнении с теми, что используются для кувшинов. Такие насадки используются только для кранов холодной воды, имеют ресурс фильтрации в среднем около 1,5-2 тыс. литров. Эффективность подобных фильтров примерно как у кувшинов.

Насадка на кран для очистки воды

Наиболее продвинутый вариант – системы фильтров из 1-5 ступеней, устанавливаемые под раковину и способные обеспечивать скорость водоподготовки до 2,5 л в минуту. Очевидно, что чем больше фильтров, тем более разнообразным способам очистки подвергается вода, и тем выше ее качество на выходе.

Ресурсы таких фильтров 4 – 25 тыс. литров, причем отдельные ступени можно восстановить (пусть и не до первоначального ресурса) и повторно использовать.

Схема фильтра для очистки воды