Очистка воды из скважины: как сделать воду пригодной для питья

Очистка воды из скважины

Вода, поднятая из недр земли, далеко не всегда соответствует питьевым стандартам и может содержать целый букет нежелательных, а порой и опасных примесей: от банального песка до растворенного железа, извести, сероводорода и даже нитратов.

Её употребление без предварительной очистки чревато не только неприятным вкусом и запахом, но и серьезными проблемами со здоровьем, а также повреждением техники и отдельных компонентов инженерных сетей.

Как очистить воду из скважины от марганца и других загрязнений? Что необходимо сделать для уменьшения затрат и устранения лишних трудностей в процессе работы системы водоподготовки? Как выбрать доступное по стоимости, но достаточно эффективное оборудование? Мы подготовили ответы на эти вопросы в нашем специальном обзоре.

Железо в воде из скважины: вред железа и марганца

Железо — один из самых распространенных «гостей» в воде из этих источников, особенно глубоких. Его присутствие выдает себя характерными признаками:

Цвет и мутность. Сразу после подъема жидкость может быть прозрачной, но при контакте с воздухом растворенное железо (Fe²⁺) окисляется до трехвалентного (Fe³⁺).
Ухудшение органолептических показателей. Даже небольшое содержание этого вещества придает характерный привкус.
Рыжие подтеки на сантехнике, пятна на постиранном белье.
Зарастание инженерных коммуникаций. Осадок гидроксида железа накапливается внутри труб, уменьшая их просвет, снижая напор и создавая условия для развития железобактерий. Эти микроорганизмы образуют слизистые колонии, еще больше забивая систему и ухудшая качество воды.

Вред железа и марганца в воде из скважины

Марганец часто сопутствует железу, хотя обычно встречается в меньших концентрациях. Его присутствие также нежелательно:

Загрязнение поверхностей и вещей. Марганец при окислении образует черный или темно-коричневый осадок (диоксид), который оставляет пятна на сантехнике и белье.
Неприятные органолептические параметры. Вода с повышенным содержанием этого вещества может иметь вяжущий привкус.
Влияние на здоровье. Хотя марганец является необходимым микроэлементом, его избыток негативно влияет на нервную систему, особенно у детей.

В соответствии с действующими нормативами СанПиН 1.2.3685-21, предельно допустимое содержание железа в питьевой воде установлено на уровне 0,3 мг/л, а марганца — 0,1 мг/л.

Иногда эти показатели превышены в десятки, а то и сотни раз. Именно поэтому при добыче воды из скважины достаточно часто требуется выяснять, как очистить ее от железа.

Регулярное употребление загрязненной жидкости может привести к накоплению в организме вредных веществ, что негативно сказывается на печени, сердечно-сосудистой системе и может провоцировать аллергические реакции. Избыток марганца, как упоминалось, токсичен для нервной системы.

Вред извести, солей и сероводорода в воде из скважины

Под «известью» в качестве вредных загрязнений обычно понимают растворенные соли кальция (Ca²⁺) и магния (Mg²⁺). Именно их суммарная концентрация определяет жесткость воды. Характерные проблемы перечислены в следующем списке:

Накипь. Главная проблема – образование твердых карбонатных отложений при нагревании. Эта накипь выводит из строя нагревательные элементы в чайниках, бойлерах, стиральных и посудомоечных машинах, парогенераторах и котлах отопления. Пористый слой снижает теплопередачу, что ведет к перерасходу электроэнергии или газа.
Белый налет. На сантехнике, посуде, стеклянных поверхностях после высыхания воды остаются белесые разводы.
Ухудшение свойств СМС. В жесткой воде мыло плохо пенится, а расход стиральных порошков и других моющих средств увеличивается на 30-50%.
Влияние на кожные покровы и волосы. Умывание и мытье загрязненной водой приводит к сухости, стянутости кожи, раздражениям. Волосы становятся жесткими, тусклыми, плохо расчесываются.
Здоровье. Длительное употребление воды с рассматриваемыми примесями может способствовать развитию мочекаменной болезни и заболеваний суставов.

Жесткость измеряется в градусах (°Ж) или в мг-экв/л. По СанПиН, общий уровень по этому показателю установлен до уровня 7,0 °Ж. Оптимальным считается диапазон 1,5-2,5 °Ж.

Но как очистить воду из скважины от кальция до безопасного для техники уровня. В этом случае понадобится более низкий уровень жесткости на выходе. Для котлов рекомендуется его сделать менее 0,015 °Ж (требования к промышленным паровым установкам).

Кроме отмеченных, в воде могут присутствовать и другие растворенные соли (хлориды, сульфаты натрия, калия и т.д.), определяющие общую минерализацию (сухой остаток). При высоких концентрациях этих веществ появляется неприятный привкус.

Хлориды и сульфаты могут усиливать коррозию металлических труб и оборудования. Вода с очень высокой минерализацией (более 1000-1500 мг/л) оказывает слабительное действие и нарушает водно-солевой баланс в организме. Нижнее значение этого диапазона определено в качестве допустимого максимума по действующим нормативам СанПиН. Верхнее – только по согласованию с Роспотребнадзором.

Сероводород (H₂S) легко узнать по характерному запаху тухлых яиц. Даже в микроскопических концентрациях он делает воду непригодной для питья и хозяйственно-бытовых нужд. Его наличие сопровождается следующими проблемами:

агрессивный газ вызывает сильную коррозию металлов (меди, латуни, стали), особенно в системах горячего водоснабжения;
в высоких концентрациях он токсичен, хотя в типичных для скважин количествах скорее вызывает дискомфорт, чем прямое отравление при питье (большая часть улетучивается);
сероводород часто является продуктом жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий, которые также являются загрязняющими примесями.

ПДК H₂S в питьевой воде — 0,003 мг/л. Запах ощущается уже при гораздо меньших концентрациях. Как очистить воду из скважины от сероводорода, мы покажем на примерах в отдельном разделе нашей публикации.

Вред нитратов, песка и глины

Нитраты (NO₃⁻) — одно из самых опасных химических загрязнений в воде из скважины. Его концентрация часто превышена, если скважина неглубокая или находится вблизи сельскохозяйственных угодий, выгребных ям, септиков или промышленных зон.

Нитраты в организме (особенно у младенцев до года) могут восстанавливаться до нитритов. Эти вещества, попадая в кровь, взаимодействуют с гемоглобином, превращая его в метгемоглобин, который не способен переносить кислород. Рассматриваемый процесс приводит к кислородному голоданию тканей (гипоксии), проявляющемуся синюшностью кожи и слизистых (цианоз), одышкой, слабостью. У младенцев это состояние может быть смертельно опасным («синдром синего ребенка»).

Длительное употребление воды с повышенным содержанием нитратов связывают с риском развития онкологических заболеваний. Соответствующие примеси провоцируют нарушение функции щитовидной железы, нервной и сердечно-сосудистой систем. ПДК нитратов (по NO₃⁻) – 45 мг/л.

Песок, глина и другие механические примеси присутствуют почти во всех источниках. Эти взвешенные составляющие определяют мутность и цветность.

Отдельные твердые фракции действуют как абразив, вызывая ускоренный износ насосного оборудования, уплотнений в кранах и клапанах. Они повреждают внутренние поверхности труб и техники, способствуют появлению и развитию коррозии.

Механические примеси быстро забивают более тонкие ступени очистки, картриджи, сетки аэраторов на смесителях, форсунки душевых леек, снижая их эффективность и требуя частой замены или прочистки.

Мутная вода неприятна на вид. Она может иметь посторонний привкус. По этой причине часто возникает вопрос, как очистить воду из скважины от глины и других нерастворенных примесей. Взвеси «экранируют» микроорганизмы от воздействия ультрафиолетового излучения или хлора при обеззараживании.

Мутность питьевой воды по СанПиН не должна превышать 1,5 мг/л по каолину (или 2,6 ЕМФ – единиц мутности по формазину). Цветность – не более 20 градусов платиново-кобальтовой шкалы.

Очевидно, что игнорировать наличие этих примесей нельзя. Необходима грамотная водоподготовка, подобранная на основе детального химического анализа.

ТОП-5 фильтров для очистки воды из скважины для питья

Выбор компонентов специализированной системы определяется составом и концентрацией загрязнителей. Часто требуется комбинация нескольких методов. Рассмотрим наиболее популярные и действенные технологии фильтрации.

Половолоконный
Электромагнитный
Ионообменный
Обратноосмотический
Картриджный

Теперь давайте поговорим подробнее про каждый вид фильтров:

Половолоконный

В ходе применение этого метода жидкость пропускают под нормативным давлением через мембрану, состоящую из множества полых волокон. Их пористые стенки обладают фильтрующей способностью до 0,01 микрон в лучших моделях оборудования, представленных на российском рынке.

1 место. Половоконный фильтр для очистки воды из скважины для питья

Эти устройства задерживают практически все взвешенные частицы торфяной воды, бактерии, вирусы, цисты простейших и даже крупные органические молекулы. Растворенные соли и минералы при этом проходят через мембрану, сохраняя природный полезный для здоровья состав воды (если он изначально был сбалансированным).

Особенности и технические характеристики:

работает при относительно низком давлении от 2-3 атм);
не нуждается в применении накопительного бака;
производительность зависит от модели и рабочей площади фильтрующего модуля (до 30 кубометров в час);
срок службы – до 5 лет (определяется исходным уровнем загрязнения источника и режима эксплуатации).

Половолоконный фильтр на объекте заказчика

Наиболее долговечными являются промываемые рабочие модули (Акварис). Эту процедуру применяют для удаления накопившихся загрязнений. Для предотвращения быстрого засорения рекомендуется предварительная очистка жидкости от крупных частиц.

Электромагнитный

Этот метод направлен не на удаление солей жесткости, а на изменение их физической формы. Устройство генерирует переменное электромагнитное поле, которое воздействует на воду, протекающую через него. Под влиянием поля ионы кальция и магния теряют способность образовывать твердую кристаллическую накипь на поверхностях нагрева. Вместо этого они формируют микроскопические взвешенные кристаллы в толще воды, которые уносятся потоком и не прилипают к стенкам.

Особенности и технические характеристики:

не меняет химический состав и вкус;
не требует реагентов и расходных материалов;
компактный размер основного прибора (генератора);
простой монтаж катушки снаружи на трубу;
сохранение давления в магистрали;
низкое энергопотребление;
долговечность.

Эффективность метода зависит от скорости потока, концентрации примесей, других факторов. Существенное значение имеют характеристики сформированного электромагнитного поля, частота и амплитуда сигнала генератора.

АкваЩит Pro, например, при потреблении около 20 Вт/час блокирует формирование накипи на дальности до 2 км от катушки во всей системе водоснабжения. Его полезное действие сохраняется при жесткости до 25 °Ж и одновременно происходит разрушение старых отложений. Этот замечательный результат обусловлен, в частности, расширением рабочего диапазона частот от 1000 до 50000 Гц. Аналоги обладают худшими техническими характеристиками.

Проблемы при эксплуатации заключаются в отсутствии фильтрации. С помощью одного электромагнитного прибора не получится найти ответ на вопрос, как очистить воду из скважины. Это значит, что удаление вредных загрязнителей придется выполнять с применением иных функциональных модулей.

Ионообменный

Вода при работе с этой технологией пропускается через слой специальной ионообменной смолы (синтетические гранулы). Эта загрузка способна «обменивать» ионы, содержащиеся в ней, на ионы, присутствующие в жидкости.

Для умягчения используется катионообменная смола в натриевой форме (Na⁺). При прохождении загрязненной жидкости загрузка забирает из нее ионы кальция (Ca²⁺) и магния (Mg²⁺), отдавая взамен ионы натрия.

3 место. Ионообменный фильтр. Отлично очищает соли жесткости и сероводород

Для очистки ржавой воды и удаления марганца применяются специальные катионообменные смолы или многокомпонентные загрузки. Они способные выполнять одновременно несколько функций. С их помощью устраняют не только жесткость, но и растворенное железо (Fe²⁺) вместе с марганцем (Mn²⁺).

Как очистить нитраты? Эти примеси удаляют специальными анионообменными смолами. Часть механических примесей типовая многослойная загрузка задерживает. Однако сильно загрязненную, например известковую, воду лучше очищать специализированным предфильтром в подающей магистрали.

Особенности и технические характеристики:

высокая эффективность умягчения и удаления отдельных видов примесей;
требует периодической регенерации;
процесс восстановления в серийных установках обычно автоматизирован и управляется клапаном по таймеру или по объему пропущенной жидкости;
необходимо подключение к сетям канализации для сброса промывных вод;
требуется запас таблетированной соли;
производительность (м³/час) и длительность рабочего цикла зависят от размера фильтра (количества смолы) и уровня загрязненности подключенного источника.

Ионообменный фильтр для очистки воды на объекте заказчика

Проблемы при установке и эксплуатации:

необходимость регулярной закупки и засыпки соли;
повышенное содержание натрия в очищенной жидкости;
риск повреждения смолы железом, сероводородом, абразивами, органикой или хлором;
требуется стабильное давление в магистрали, электропитание для управляющего клапана;
сложность настройки.

Обратноосмотический

Проще все выяснить, как очистить воду из скважины от песка. Но для решения более сложных задач подходит именно эта технология. Ключевой элемент – полупроницаемая мембрана с порами размером около 0,0001 микрона (сопоставимо с размером молекулы воды). Загрязненная жидкость под сильным давлением (обычно 3-6 атм) «продавливается» через рабочий модуль.

Мембрана пропускает молекулы воды, но задерживает до 95-99% всех загрязнений. Она не пропускает практически все рассматриваемые в обзоре примеси, а также микроорганизмы. Чистая вода (пермеат) собирается, а концентрат примесей (концентрат) сливается в дренаж.

Особенности и технические характеристики:

наиболее глубокая степень очистки;
требует достаточного давления на входе;
имеет относительно низкую производительность (для бытовых систем – литры в час), поэтому обычно комплектуется накопительным баком (5-12 л);
сброс в дренаж – на 1 литр чистой воды сбрасывается от 2 до 5 литров концентрата (зависит от модели и напора);
необходима обязательная предочистка (механическая и угольная);
для восстановления оптимального минерального состава часто используется минерализатор.

Проблемы при установке и эксплуатации:

необходимость регулярной установки новых картриджей;
возможность засорения или повреждения мембраны при плохой предочистке;
занимает место (особенно с баком);
большой расход воды из-за сброса в дренаж;
возможна медленная работа при низком давлении или забитых фильтрах.

Картриджный

Принцип действия: вода проходит через сменные фильтрующие элементы, установленные в колбы. Тип картриджа определяет его назначение:

Механические – из вспененного полимерного материала, полипропиленовой нити или сетки. Степень фильтрации от глины и других нерастворенных частиц – от 1 до 100 микрон.
Угольные – из гранулированного или прессованного активированного угля (часто из скорлупы кокосовых орехов). Улучшают вкус, цвет и запах. Могут частично задерживать сероводород.
Специализированные. Последний в перечне вид рабочих модулей разделается на типовые группы:
Обезжелезивающие. Содержат каталитические загрузки (например, Birm, MTM) или ионообменные смолы для удаления растворенного и/или окисленного железа. Эффективны при невысоких концентрациях.
Умягчающие. Заполняются небольшим количеством ионообменной смолы. Имеют малый ресурс и не регенерируются.
Комбинированные. Сочетают несколько типов фильтрующих материалов.

Особенности и технические характеристики:

простота установки и замены картриджей;
относительно низкая стоимость колб;
широкий выбор рабочих модулей под разные задачи;
производительность зависит от размера корпуса (Slim Line, Big Blue 10", Big Blue 20") и типа сменного модуля.

Характерные недостатки:

высокие эксплуатационные расходы из-за частой замены картриджей, особенно при сильно загрязненной воде.
быстрое снижение производительности по мере засорения рабочего модуля;
риск размножения бактерий при длительном простое.

Как очистить сильно загрязненную торфяную воду из скважины? К сожалению, этот способ в этом случае не подойдет. Типовые картриджи неэффективны при серьезных проблемах (высокая жесткость, железо 1-2 мг/л и т.д.). Они часто применяются как ступени предочистки или доочистки в более сложных системах.

Как очистить известковую воду из скважины?

Известковая вода является синонимом жесткой воды. Основные методы борьбы с ней:

Ионообменное умягчение. Самый распространенный и эффективный вариант для всего дома. Устанавливается система колонного типа с автоматической регенерацией солевым раствором.
Обратный осмос. Обеспечивает наиболее полное удаление солей жесткости (до 99%). Обычно используется для подготовки на финишной стадии водоподготовки из-за ограниченной производительности и большого расхода воды. Для общего умягчения требуются мощные и дорогие коммерческие установки.
Половолоконная фильтрация. Мембранный метод, похожий на обратный осмос, но с более крупными порами. Эффективно удаляет взвеси.
Электромагнитная обработка известковой воды. Предотвращает образование твердой накипи. Используется для защиты техники.

Как очистить воду из скважины от запаха и кальция?

Запах чаще всего придает сероводород или органические соединения. Кальций – это основной компонент солей жесткости. Поэтому задача в рассматриваемом примере двойная: убрать запах и умягчить воду.

Удаление сероводорода и органики обеспечивает аэрация. Кислород окисляет сероводород до нерастворимой серы (выпадает в осадок) и способствует улетучиванию газов. Аэрация может быть напорной (с компрессором и специализированной колонной) или безнапорной (вода разбрызгивается в накопительной емкости). Эта процедура также окисляет железо и марганец.

Использование сильных окислителей поможет решить задачу, как очистить воду из сильно загрязненной абиссинской скважины. Гипохлорит натрия, перманганат калия, озон применяются для разрушения сероводорода и органики. Требуется точное дозирование реагентов и последующее удаление продуктов реакции (например, угольным фильтром).

Озонирование — эффективно, но дорого при выборе качественных компонентов системы. Простейшие бытовые установки не обеспечивают высокий уровень безопасности.

Установка озонирования воды от железа и марганца в воде из скважины, колодца и любого другого водоисточника

Некоторые фильтрующие материалы (например, Centaur, MGS, активированный уголь с каталитическими свойствами) способны ускорять реакцию окисления сероводорода кислородом, растворенным в воде, или адсорбировать его. Требуют периодической промывки.

Угольные фильтры хорошо себя зарекомендовали в системах очистки от запаха. Они могут частично поглощать сероводород, но быстро истощаются при его высоких концентрациях.

Удаление кальция (умягчение) выполняется с применением технологий, рассмотренных в предыдущем разделе обзора: «Как очистить воду из скважины от извести». Необходимые изменения в схеме водоочистки делают с учетом особенностей состава загрязнений.

Как очистить соленую воду из скважины?

Под этим термином обычно понимают воду с высокой общей минерализацией, которая придает ей солоноватый или горький привкус. Это одна из самых сложных задач водоподготовки.

Обратный осмос – наиболее эффективный бытовой метод для обработки соленой воды. Мембрана задерживает почти все примеси.

Но как очистить от соли всю воду из скважины? Для всего дома требуются высокопроизводительные установки коммерческого или промышленного класса. Они значительно дороже, требуют мощных насосов, больших накопительных емкостей и имеют высокий сброс концентрата в дренаж. Экономически это не всегда целесообразно для бытовых нужд.

Дистилляция полностью удаляет соли путем испарения воды и последующей конденсации пара. Метод очень энергозатратный и медленный, используется в основном в лабораториях или для получения небольших объемов сверхчистой воды. Не подходит для очистки всей воды в доме.

Теоретически возможно использовать комбинацию катионообменных и анионообменных смол. Однако регенерация таких систем сложна (требуются кислоты и щелочи), дорога и опасна в бытовых условиях. Применяется в промышленности.