Теория водоочистки. (Читайте, задавайте вопросы)

Теория водоочистки. (Читайте, задавайте вопросы)

Теория водоочистки
В настоящее время ассортимент водоочистного оборудования, представленного на рынке, позволяет довести качество обработки воды до уровня мировых стандартов.
Однако, в погоне за результатом, нельзя забывать о том, что некоторые методы водоподготовки являются, как небезопасными для здоровья человека, так и не смотря на эффективность, являются далеко не изученными и оценка их влияния на организм человека требует дополнительных научных исследований.
Наша организация предлагает вам набор традиционных элементов для систем водоподготовки целевого назначения, от американских производителей, уже более полувека являющихся лидерами в этой области.
Типовая линейка фильтровального оборудования включает в себя:

  • фильтр грубой очистки,
  • фильтр обезжелезиватель,
  • фильтр умягчитель,
  • полировочный фильтр,
  • ультрофиолетовый стерилизатор,
  • обратноосмотическая установка.
    Фильтры грубой очистки:
  • сетчатые,
  • дисковые,
  • обратнопромывные.
    Фильтры обезжелезиватели:
  • реагентные,
  • безреагентные.
    Безреагентные обезжелезиватели могут комплектоваться аэраторами для насыщения воды кислородом воздуха (для эффективной работы безреагентной загрузки).
    Фильтр умягчитель способен наряду с умягчением воды удалять растворенное железо до уровня 0.3 мг/л. Как и в случае реагентного обезжелезивателя фильтр комплектуется реагентной емкостью.
    Полировочный фильтр необходим для исключения попадания сколов гранул фильтрующей загрузки в сантехническое оборудование потребителя и коррекции органолептических свойств воды.
    Ультрофиолетовый стерилизатор служит для обеззараживания воды при угрозе ее бактериального заражения.
    Обратноосмотическая установка применяется при необходимости получения питьевой воды наивысшего качества очистки после предварительной фильтрации, либо непосредственно по линии холодной воды муниципального водоснабжения.
    Кроме того, если по результатам анализа воды такие параметры, как мутность и цветность требуют коррекции, возможно использование осадочных фильтров и фильтров осветлителей.
    В некоторых случаях требуется коррекция кислотности воды, так как основная масса фильтрующих сред работает в ограниченном диапазоне рН (водородный показатель).
    В целом устройство и принцип действия автоматических напорных фильтров одинаково, однако, есть различия в режимах регенерации, компоновке составных элементов, организации движения потоков воды, уровне электронного обеспечения управляющих клапанов.
    При подборе элементов систем водоподготовки, кроме целесообразности применения тех или иных фильтров в составе схемы, необходимо также обратить внимание на надежность, долговечность, простоту в эксплуатации оборудования, минимальные издержки в обслуживании и при производстве регламентных работ.

Бытовой фильтр питьевой воды

Бытовой фильтр питьевой воды способен эффективно снизить риск возникновения заболеваний, связанных с использованием водопроводной воды для питья и приготовления пищи. Однако нельзя считать использование этого фильтра панацеей на все случаи жизни. Использование бытового фильтра питьевой воды оправдано в тех случаях, когда известен, как химический, так и бактериологический состав используемой воды и, соответственно, можно спрогнозировать качество его поглощающей способности. Кроме того, надо иметь в виду, что при превышении его расчетной емкости по насыщению загрязнителями, этот фильтр может сам стать источником загрязнения воды с еще большими концентрациями, чем в обрабатываемой воде. Мало того, угольная начинка такого фильтра, если конструктивно или иным образом не обеспечено ее бактериостатическое состояние, может стать гнездом для бактерий со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Водоочистка коттедж

С началом коттеджного строительства возникли проблемы инженерного обеспечения загородных домов. Системы водоснабжения, водоочистки, отопления, вентиляции, канализации, электроснабжения стали жизненноважными для объектов индивидуального строительства, взаимно связаны и являются основой их автономности.

Если основной перечень инженерных систем логически закладывался на этапе проектирования, то водоочистка коттеджа завоевала немедленно после начала эксплуатации дорогостоящего оборудования, которым напичкан современный загородный дом. Поломки этого оборудования, вызванные безобразным качеством входной воды, причем не только от природных источников, но и городского водоснабжения, поставили эту систему в разряд приоритетных. Причем «неожиданно» выяснилось, что качество используемой воды непосредственно влияет на продолжительность человеческой жизни.

Мобильные системы водоочистки
Так как на сегодняшний день проблема очистки воды от вредных примесей стала актуальной не только для посвященных, сразу же возникли трудности технического характера для установки этих систем в домах, не предназначенных для круглогодичного проживания (вопросы, связанные размораживанием оборудования в зимнее время, и невозможностью организации отвода значительных объемов воды для осуществления обратной промывки фильтров).

Мобильные системы водоочистки, представленные в разработках ведущих водоочистных фирм, как в нашей стране, так и за рубежом, не отвечают реальным потребностям потенциальных заказчиков этого вида оборудования, имеют значительные габариты и высокую стоимость, либо небезопасны в обслуживании, либо последствия такого рода обработки воды малоизучены и, соответственно, не могут быть предложены потребителю.

Наша организация вплотную подошла к реализации альтернативного подхода к решению этой проблемы, успешно проведены испытания опытных образцов. До конца этого года будет подготовлен коммерческий образец такой установки для последующего тиражирования.

Оборудование для очистки воды

Оборудование для очистки воды может быть представлено в различной комплектации, в зависимости от технических условий, характерных для конкретного объекта. Кроме того, его состав определяется на основе химического анализа воды.

Определяющими техническими условиями являются:

источник водоснабжения, его характеристики по давлению воды и производительности. Если эти параметры неприемлемы для реального водопотребления на объекте с учетом гидравлических потерь и пикового расхода воды, может быть установлен повысительный насос. Возможен вариант установки промежуточной накопительной емкости с насосом второго подъема.
возможность сброса значительных объемов воды для обратной промывки автоматических фильтров во время регенерации, как правило, в канализацию или в ливневую систему в случае применения реагентных фильтрующих загрузок.
Типовая линейка оборудования для очистки воды в обязательном порядке включает в себя фильтр механической очистки воды. Различные модификации этих фильтров подбираются в зависимости от степени загрязненности воды нерастворимыми примесями.

Если вода насыщена железом, как в растворенном, так и в окисленном виде, требуется установка фильтров-обезжелезивателей. В зависимости от уровня его содержания в воде (и сопутствующих загрязнителей в виде марганца и сероводорода) возможны варианты фильтров: от простейших обратнопромывных с безреагентной загрузкой до усложненных реагентных, с дозированием окислителей или аэрационных систем.

Присутствующие в воде соли жесткости эффективно устраняются применением в составе оборудования для очистки воды ионообменных фильтров-умягчителей.

В некоторых случаях оправдано применение в составе этой схемы фильтров осветлителей и сорбционных угольных фильтров широкого спектра действия различной модификации.

Поскольку некоторые фильтрующие загрузки могут эффективно работать при определенном уровне рН, эту проблему позволяют снять фильтры-корректоры кислотности.

Для обеззараживания воды служит ультрофиолетовый стерилизатор.

Кроме того, по линии питьевой воды эффективно работает компактная обратноосмотическая система. Качество фильтрации в этом случае обеспечивается буквально на молекулярном уровне.

Проблемы напорной аэрации
«ЭФФЕКТ БЕКАСОВА»

Недостатком современных систем аэрации замкнутого типа является применение в составе элементной базы аэрационных устройств датчиков потока, ответственных за включение компрессора, с «загрубленным» порогом срабатывания. В результате, минимальные расходы воды в линии установки датчика потока не отслеживаются и система работает в нештатном режиме. Такие режимы возможны при возникновении протечек в системе водоснабжения, при неисправных или не полностью закрытых кранах смесителей, протечек по линии сливных бачков унитазов и т.д. При использовании аэрационных колонок в схеме водоподготовки с безреагентным наполнителем для удаления железа и умягчителем для удаления солей жесткости, в процессе регенерации ионообменной смолы умягчителя в цикле засаливания, при минимальном расходе воды компрессор, не получая сигнала от датчика потока, «молчит», а следовательно возможны «проскоки по железу» в объем ионообменной смолы. Как результат, низкое качество регенерации ионообменной смолы, не говоря уже о сокращении ее срока службы в этом случае из-за обрастания железом.

Впервые этот эффект был подмечен и проанализирован в августе 2006 года при смене фильтрующей загрузки системы водоподготовки с аэрацией на одном из объектов ведущим специалистом Лаборатории водоснабжения и канализации НИИ Сантехники г. Москвы Бекасовым Анатолием Викторовичем, в последствии получившим название «эффект Бекасова». Во время испытаний, в период регенерации умягчителя произошел несанкционированный отбор воды по линии сантехнического оборудования, в результате, вода с повышенной концентрацией растворенного железа поступила в объем сливного бачка унитаза, где после взаимодействия зеркала воды с кислородом воздуха растворенное железо поменяло валентность, изменив цвет воды на характерный для воды, содержащий осажденное железо.

Для предотвращения подобного рода ситуаций Отдел водоподготовки «Лаборатории водоснабжения и канализации» предлагает использовать мультимедийные загрузки для умягчителей, которые способны нивелировать возможные «проскоки по железу». Кроме того, в системах водоподготовки от НИИ Сантехники предусмотрены и с успехом используются схемы дублирования с клапанами-отсекателями для непрерывной подачи воды. При этом выброс загрязненной воды в контур водоразбора во время регенерации не возможен.

Фильтр вода дисковый

Оптимальным решением в случае подбора фильтра механической очистки воды является дисковый фильтр. Попадая на этот фильтр вода дисковый набор сегментов проходит в два этапа, как на обычном сетчатом, так и в объеме пакета сегментов (аналог картриджного).

Фильтры механической очистки воды

Практически ни одна система водоподготовки не исключает применения в своем составе блока механической фильтрации. Качество механической обработки потока воды в конечном счете позволяет снизить нагрузку на последующие элементы системы фильтрации.

Основными характеристиками фильтров механической очистки (ФМО) воды являются степень задержания механических примесей по фракционному составу и пропускная способность при минимальном гидравлическом сопротивлении (производительность). Кроме того, имеют место такие характеристики, как рабочая температура воды и рабочее давление воды. Производительность фильтров ограничивается, как правило, линейными зависимостями подачи воды от потерь давления на элементе фильтрации при определенном давлении входной воды. Рекомендованные производителями фильтров механической очистки воды рабочие характеристики применения фильтров основаны на опытных данных, полученных при испытаниях оборудования, исключающих возможность срыва потока воды от ламинарного к турбулентному и обеспечения регламентированной скорости потока через определенный тип фильтрующей загрузки.

Различные модификации фильтров механической очистки воды ориентированы на конкретные условия их применения. Максимально возможная степень механической фильтрации при подборе ФМО не является приоритетной. Безграмотный подход к подбору этого типа оборудования приводит к неоправданным материальным затратам и эксплуатационным проблемам.

Простейший вариант исполнения фильтра механической очистки воды реализован на базе V-образного механического фильтра грубой очистки с заглушкой, так называемый «грязевик». Устанавливается, как на горизонтальном, так и на вертикальном участке трубопровода. Для его обслуживания требуется прекратить подачу воды в системе, впрочем, некоторые «продвинутые» установщики водоочистного оборудования меняют заглушку на сливной кран, превращая его в промывной фильтр. Степень фильтрации в пределах 300 — 500 микрон.

Сетчатый промывной фильтр с прозрачной колбой для визуального контроля загрязненности фильтрующей сетки и сливным краном. Более совершенный тип фильтров механической очистки воды, степень фильтрации в пределах 5 — 100 микрон. Для использования в линии подачи горячей воды материал колбы меняется на бронзу.

Сетчатый обратно промывной фильтр с прозрачной колбой для визуального контроля загрязненности фильтрующей сетки и сливным краном. Для осуществления автоматической обратной промывки сливной кран оборудуется электромеханическим поворотным устройством, срабатывающим по сигналу таймера с заданной пользователем периодичностью. В отличии от предыдущего фильтра механической очистки воды поток воды не смывает загрязнения с фильтрующей сетки, а подается на обратную промывку фильтрующей сетки противотоком, тем самым обеспечивая качество ее очистки. Степень фильтрации в пределах 100 — 500 микрон.

Картриджные фильтры со степенью фильтрации до 1 мкм. Обладают великолепной фильтрующей способностью, однако, имеют ограничения по сроку эксплуатации, подлежат периодической замене, относительно дороги.

Фильтры механической очистки мешочного типа. Используют в качестве преграды механическим примесям сменные мешочные вставки, аналогичные пылесосным. Позволяют многократно использовать фильтрующий материал после отмывки. Степень фильтрации в пределах 20 микрон.

Механические фильтры циклонического типа. Позволяют сепарировать фракционный состав загрязнений, уменьшая тем самым нагрузку на основной фильтрующий элемент. Степень фильтрации зависит от конструкционных особенностей фильтра.

Дисковые фильтры. Совмещают в своей конструкции преимущества сетчатых и картриджных фильтров. Фильтрация происходит, как на внешней границе дискового пакета, так и внутри его. Степень фильтрации в пределах 20 — 400 микрон.

Механо-сорбционные фильтры механической очистки воды. Фильтрующая часть реализована на базе угольного волокна, позволяет корректировать одновременно мутность и цветность воды. Степень фильтрации до1 микрона.

Высокоэффективные фильтры механической очистки воды на базе керамических патронов и обратноосмотических мембран позволяют довести степень фильтрации воды до максимально возможных пределов, буквально до молекулярного уровня, однако, применение такого рода преград для механических загрязнителей воды ведет к неизбежному увеличению местного гидравлического сопротивления на этих фильтрах и соответственно требует создания значительного давления в контуре средствами транспортировки воды.

Засыпные фильтры с зернистой загрузкой также эффективно могут быть использованы в тракте механической обработки воды. Уровень фильтрации в этом случае обеспечивается до 20 микрон. Очистка от накопившихся загрязнений в объеме засыпки осуществляется за счет промывки фильтрующей среды противотоком.

К сожалению, рынок водоочистного оборудования наполнен продукцией недобросовестных производителей фильтров механической очистки воды, эффективно подделывающих внешние формы этого оборудования, и продающих его под брэндом всемирно известных фирм. Последствия от такого рода приобретений могут быть весьма печальными. Как правило, это разрыв гидравлической части, низкое качество фильтрации, вред здоровью потребителя вследствие применения не сертифицированных конструкционных материалов в составе оборудования.

Основное предназначение фильтров механической очистки воды это защита системы водоснабжения, ее отдельных узлов и оборудования от засорения. Это может повлиять на уменьшение протока воды, нарушение работы запорной и регулирующей арматуры и повлиять на эксплуатационные характеристики оборудования. Кроме того, ФМО способны стать эффективной преградой для предотвращения возникновения коррозии труб и фитингов, вследствие электрохимической активности взвешенных частиц.

Фильтры механической очистки воды удаляют из воды механические частицы, песок, взвеси, ржавчину, водоросли и т.д. Устанавливаются, как правило, на входе системы фильтрации, однако, в зависимости от проекта, могут использоваться в комбинации с другими элементами системы водоподготовки. Так, например, для предотвращения попадания сколов фильтрующей загрузки засыпных колонн обратно промывных напорных фильтров к потребителю картриджные ФМО используются на выходе установки, как «полировочные». Кроме того, для конкретного потребителя в системе водоподготовки может быть предусмотрена поступенчатая система задержания механических примесей. Примером тому может служить организация потока обрабатываемой воды в бытовой обратноосмотической системе для получения высокочистой воды для питья и приготовления пищи.

Эффект обеззараживания может быть достигнут также применением в конструкции ФМО фильтрующего элемента с посеребренной металлической сеткой. Это повлияет на стоимость такого фильтра, хотя при большом потреблении воды эффект на выходе будет незначительным.

Безусловным лидером в области разработки и внедрения фильтров механической очистки воды на мировом рынке является корпорация «Honeywell». Фильтры «Honeywell» обеспечивают грубую и тонкую очистку воды от механических примесей, защищают от скачков давления магистрали и любые устройства потребления воды, являются образцом надежности, унифицированности и эргономичности.

Достойным конкурентом корпорации «Honeywell» является израильская компания «Arkal». Ее поистине революционные технологии в области создания систем дисковой механической фильтрации, экранных (сетчатых) и засыпных фильтров с успехом реализованы за рубежом, однако, совершенно не известны отечественному потребителю.

Системы водоснабжения.

Типовые системы водоснабжения, на которые могут быть ориентированы системы очистки воды подразделяются, как правило, в зависимости от источника водоснабжения, на следующие:

  1. Колодец.
    Подача воды осуществляется насосом погружного или поверхностного (вакууметрическая высота всасывания не более 8 метров) типа.
  2. Скважина.
    Подача воды осуществляется насосом погружного типа. Система водоснабжения скважинного типа может быть доукомплектована повысительной насосной станцией для обеспечения требуемых характеристик по расходу и давлению воды.
  3. Поселковый водопровод.
    Подача воды осуществляется поселковой насосной станцией или самотеком от водонапорной башни, причем давление воды в этом случае существенно зависит от уровня воды в накопительной емкости и высоты водонапорной башни. Как правило, в летний период во время интенсивного водоразбора давление воды у потребителя снижается, в этом случае устанавливается повысительная насосная станция для обеспечения требуемых характеристик по расходу и давлению воды.
  4. Водопровод городского типа.
    Подача воды осуществляется из централизованной системы водоснабжения. Холодная и горячая вода поступает к потребителю раздельно на каждый стояк.
    Как правило, чаще для систем водоснабжения загородного типа, характерно использование так называемых систем «с разрывом струи». В этом случае подача воды осуществляется насосом «первого подъема» от источника водоснабжения в накопительную емкость, затем насосом «второго подъема» в потребительскую магистраль. Это позволяет, помимо создания гарантированного запаса воды у потребителя, частично осадить взвешенные вещества в объеме воды накопительной емкости, а также окислить растворенное железо за счет контакта «зеркала воды» с кислородом воздуха. В конечном итоге, это позволит снизить нагрузку на систему очистки воды в этом контуре водоснабжения.
    Системы водоснабжения «без разрыва струи» комплектуются гидроаккумуляторами с целью предотвращения гидравлических ударов в системе, создания элементарного запаса воды в объеме мембранного бака и продления ресурса водоподъемного оборудования за счет уменьшения частоты включения насоса. Автоматика включения насоса обеспечивается настройкой реле давления по верхнему и нижнему уровню.
    Наиболее перспективными водоснабженческими станциями являются насосные станции с частотным регулированием. Однако, по причине их высокой стоимости они устанавливаются, как правило, только в системах водоснабжения коллективного пользования.
    При установке индивидуальной системы очистки воды на коллективные закольцованные системы водоснабжения необходимо учитывать, что в этом случае система очистки будет работать на весь контур.
    Также невозможна установка системы очистки воды от накопительной емкости со свободным изливом воды к потребителям, так как давление воды на входе в систему фильтрации должно быть не менее 2.5 атм.
    Системы водоснабжения, ориентированные на открытый водоем, как источник водоснабжения, который, как правило, имеет нестабильный состав воды, используются в основном для технических целей.
    См. рис. http://www.sanitary.ru/vodosnab.htm
1858
Комментарии (0)
  • Желаете ознакомиться с остальными комментариями или оставить свой? в сеть, чтобы получить полный доступ к функционалу Профессионалов.ru! Еще не участник сети?