Для обезжелезивания поверхностных вод используются только реагентные методы с последующей фильтрацией на напорных фильтрах. Обезжелезивание подземных вод осуществляют фильтрованием на напорных фильтрах в сочетании с одним из способов предварительной обработки воды:

Аэрацию проводят с помощью аэрационных колон (напорная аэрация) или "с разрывом струи".

В процессе аэрации кислород воздуха, подаваемый компрессором окисляет двухвалентное железо, при этом из воды удаляется углекислота, что ускоряет процесс окисления и последующий гидролиз с образованием гидроксида железа. Излишек воздуха удаляется с помощью воздухоудалительного клапана

Вода, прошедшая стадию аэрации, содержащая окисленное железо в виде осадка очищается на фильтрах-осветлителях или на фильтрах-обезжелезивателях с каталитическими загрузками.

Этот метод допускается применять при следующих качественных показателях воды:

• общее содержание железа до 10 мг/л, при этом содержание двухвалентного железа не менее 70%;
• величина рН не менее 6,8;
• содержание сероводорода не более 2 мг/л;

Если одно из этих условий не выдерживается, нужна предварительная аэрация воды в аэраторах с добавлением в нее необходимых реагентов (хлор, гипохлорит натрия, перманганат калия и др.)

Разрыв струи можно реализовать путем излива воды в открытую емкость с высоты над уровнем воды 0,1-0,6 м.

После обработки разных вод этим методом содержание железа во всех случаях остается меньше 0,1 мг/л, причем этот метод эффективен, когда другие приемы не работают. Под действием хлора происходит разрушение гуматов и других органических соединений железа и переход их в форму неорганических солей трехвалентного железа, которые легко гидролизуются. В результате гидролиза выпадает осадок гидроксида железа, либо продуктов неполного гидролиза - основных солей железа различного состава.. Эти процессы можно условно описать следующим уравнением:

Выпавший осадок задерживается на фильтре-осветлителе или на фильтре с каталитической загрузкой. Хлор также окисляет двухвалентный марганец, разрушает органические вещества, сероводород и обеззараживает воду.

Как альтернативу хлорированию в последние годы все шире используют обработку воды раствором гипохлоритом натрия (NaClO), причем этот метод находит применение, как на больших станциях водоподготовки, так и на небольших объектах, в том числе и в частных домах.

Гипохлорит натрия обладает рядом свойств, ценных в техническом отношении. Его водные растворы не имеют взвесей и поэтому не нуждаются в отстаивании, например, в противоположность хлорной извести. Применение гипохлорита натрия для обработки воды не вызывает увеличения ее жесткости, так как он не содержит солей кальция и магния как хлорная известь или гипохлорит кальция. Бактерицидный эффект раствора NaClO выше, чем у других дезинфектантов. Кроме того, он обладает еще большим окислительным действием, чем растворы, приготовленные химическим.

Окисление двухвалентного железа происходит в соответствии со следующим уравнением:

Предназначено для удаления из воды солей жесткости, солей тяжелых металлов в результате чего:

Принцип действия: Умягчение воды происходит в фильтре-умягчителе состоящем из баллона с катионообменной смолой, оснащенного электронным блоком управления и емкости (фидера) для реагента (раствора поваренной соли), который восстанавливает способность смолы умягчать воду.

При прохождении воды через слой ионообменной смолы, происходит обмен ионов кальция, магния (характеризующую жесткость воды) и тяжелых металлов на ионы натрия. Процесс ионного обмена можно изобразить уравнением:

В процессе работы умягчителя обменная ёмкость смолы истощается. Для восстановления её свойств необходимо проводить регенерацию, а именно - через смолу пропускается раствор поваренной соли. Этот процесс изображается химическим уравнением:

Процесс регенерации происходит в автоматическом режиме в установленное программой время по таймеру или объему. После регенерации, ионообменные свойства смолы полностью восстанавливаются, смола снова готова к работе.

Корпус фильтра, емкость для реагента (фидер), трубы и блок управления изготовлены из высокопрочных полимерных материалов пищевого класса.

Примечание.Жёсткость воды на выходе из фильтра- умягчителя не более 0,5 мг-экв/л, что соответствует Европейским нормам (до 2 мг-экв/л).

Использование комбинированной загрузки Экософт Микс позволяет в одну стадию и в одном аппарате осуществлять комплексную очистку воды: умягчение воды и удаление из нее железа, марганца, алюминия, гуминовых веществ, растворенного аммиака, а также ионов тяжелых металлов.

Принцип действия. Фильтр представляет собой баллон с многокомпонентной загрузкой - смолой Экософт Микс, оборудованный автоматическим управляющим клапаном, и емкость для реагента (поваренной соли).

Смола Экософт Микс - это смесь из пяти сорбционных материалов природного и синтетического происхождения, различающихся механизмом сорбционного и фильтрующего действия, удельным весом и гранулометрическим составом.

При изготовлении загрузки все компоненты тщательно перемешиваются в заданных рецептурой количествах. При эксплуатации загрузка расслаивается в строго определенной последовательности, что обеспечивает максимально эффективное удаление всех примесей.

Проходя через фильтр, вода контактирует с набухшим ионитом, при этом ионы жёсткости (Ca2+,Mg2+) заменяются ионами натрия. Процесс ионного обмена можно изобразить уравнением:

Постепенно, в процессе работы ёмкость ионообменной смолы истощается. Для восстановления её свойств необходимо проводить регенерацию раствором поваренной соли и промывку водой.

Регенерации фильтра проводятся автоматически, в зависимости от расхода и жёсткости исходной воды. Процесс регенерации изображается уравнением:

Сточные воды, образующие в процессе регенерации сбрасываются в канализацию. После регенерации фильтрующие свойства смолы полностью восстанавливаются, смола снова готова к работе.

Срок службы смолы Экософт Микс 3 года, после чего требуется ее замена.

Предназначен для удаление из воды до санитарных норм цветности, мутности, мелкодисперсных взвесей с размерами частиц 20-40 мкм, окисленного железа.

Принцип действия. Вода поступает в осадочный фильтр, корпус которого заполнен специальным фильтрующим материалом Filter AG (гранулированный вспененный алюмосиликат). Все загрязнения в виде нерастворимых частиц задерживаются в толще фильтрующей загрузки и в дальнейшем вымываются в дренаж.

В процессе работы установки происходит истощение ресурса фильтрующий загрузки, поэтому необходимо проводить регенерацию системы. Регенерация (восстановление) фильтрующих свойств загрузки происходит путем обратной промывки исходной водой без использования реагентов в автоматическом режиме.

Удаление из воды механических взвесей, органических примесей природного и техногенного происхождения, снижения цветности, мутности, а также полное удаление остаточного активного хлора.

Принцип действия. Фильтр представляет собой баллон с загрузкой (фильтрующим материалом) и с управляющим клапаном.

Фильтрующим наполнителем служит гранулированный активированный уголь из скорлупы кокосов (производитель "Sutcliffe Speakmen Carbons", Великобритания). Данный сорт угля характеризуется повышенной прочностью, узким гранулометрическим составом, большой сорбционной способностью.

Вода, проходя через слой активированного угля, очищается от органических примесей, понижается её мутность и цветность

Восстановление (регенерация) работоспособности фильтрующей загрузки происходит в процессе обратной промывки водой в автоматическом режиме. Продукты промывки сливаются в канализацию.

Обработка воды с помощью ультрафиолетового стерилизатора используется для обеззараживания воды, т.е. уничтожения в ней вирусов, бактерий и других болезнетворных микроорганизмов путем ультрафиолетового облучения. При этом химический состав воды не изменяется.

Принцип действия. УФ стерилизатор представляет собой ультрафиолетовую лампу, в корпусе из нержавеющей стали. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 253.7нм, испускаемое лампой, разрушает защитную оболочку всех видов микроорганизмов.

Вода, обработанная таким образом, является абсолютно безопасной в бактериологическом плане.

Процесс обратного осмоса, как способ очистки воды, используется с начала 60-х годов. Первоначально он применялся для опреснения морской воды. Сегодня по принципу обратного осмоса в мире производятся сотни тысяч тонн питьевой воды в сутки.

Совершенствование технологии сделало возможным применение обратноосмотических систем в домашних условиях. На настоящий момент в мире уже установлены десятки тысяч таких систем. Получаемая обратным осмосом вода имеет уникальную степень очистки. По своим свойствам она близка к талой воде древних ледников, которая признается наиболее экологически чистой и полезной для человека.

Принцип действия Явление осмоса лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Благодаря ему в каждую живую клетку поступают питательные вещества и, наоборот, выводятся шлаки.

Явление осмоса наблюдается, когда два соляных раствора с разными концентрациями разделены полупроницаемой мембраной.

Эта мембрана пропускает молекулы и ионы определенного размера, но служит барьером для веществ с молекулами большего размера. Таким образом, молекулы воды способны проникать через мембрану, а молекулы растворенных в воде солей - нет.

Если по разные стороны полупроницаемой мембраны находятся солесодержащие растворы с разной концентрацией, молекулы воды будут перемещаться через мембрану из слабо концентрированного раствора в более концентрированный, вызывая в последнем повышение уровня жидкости. Из-за явления осмоса процесс проникновения воды через мембрану наблюдается даже в том случае, когда оба раствора находятся под одинаковым внешним давлением.

Разница в высоте уровней двух растворов разной концентрации пропорциональна силе, под действием которой вода проходит через мембрану. Эта сила называется "осмотическим давлением".

В случае, когда на раствор с большей концентрацией воздействует внешнее давление, превышающее осмотическое, молекулы воды начнут двигаться через полупроницаемую мембрану в обратном направлении, то есть из более концентрированного раствора в менее концентрированный. Этот процесс называется "обратным осмосом". По этому принципу и работают все мембраны обратного осмоса.

В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Таким образом, обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции ряда веществ с помощью активированного угля.

Применение

В системах обратного осмоса бытового назначения давление входной воды на мембрану соответствует давлению воды в трубопроводе. В случае, если давление возрастает, поток воды через мембрану также возрастает.

На практике, мембрана не полностью задерживает растворенные в воде вещества. Они проникают через мембрану, но в ничтожно малых количествах. Поэтому очищенная вода все-таки содержит незначительное количество растворенных веществ. Важно, что повышение давления на входе не приводит к росту содержания солей в воде после мембраны. Наоборот, большее давление воды не только увеличивает производительность мембраны, но и улучшает качество очистки. Другими словами, чем выше давление воды на мембране, тем больше чистой воды лучшего качества можно получить.

В процессе очищения воды концентрация солей со стороны входа возрастает, из-за чего мембрана может засориться и перестать работать. Для предотвращения этого вдоль мембраны создается принудительный поток воды, смывающий "рассол" в дренаж.

Эффективность процесса обратного осмоса в отношении различных примесей и растворенных веществ зависит от ряда факторов. Давление, температура, уровень рН, материал, из которого изготовлена мембрана, и химический состав входной воды, влияют на эффективность работы систем обратного осмоса.

Неорганические вещества очень хорошо отделяются обратноосмотической мембраной. В зависимости от типа применяемой мембраны (ацетатцеллюлозная или тонкопленочная композитная) степень очистки составляет по большинству неорганических элементов 85%-98%.

Мембрана обратного осмоса также удаляет из воды и органические вещества . Органические вещества с молекулярным весом более 100-200 удаляются полностью; а с меньшим - могут проникать через мембрану в незначительных количествах. Большой размер вирусов и бактерий практически исключает вероятность их проникновения через мембрану.

В то же время, мембрана пропускает растворенные в воде кислород и другие газы, определяющие ее вкус.