Очистка воды в коттеджах

Основной толчок внедрению современных технологий водоподготовки в России дал быстро развивающийся рынок бытовых (коттеджных) установок обработки воды. В бытовых условиях могут использоваться только высоконадежные и высокоэффективные аппараты водоподготовки, требующие минимального обслуживания. Отсутствие в СССР и России производства такого оборудования для водоподготовки и расходных материалов и в то же время их огромный ассортимент за рубежом привели к созданию многочисленных фирм, закупающих импортное оборудование и осуществляющих его монтаж и наладку. Ряд отечественных организаций производит оборудование водоподготовки по своим разработкам, однако при этом широко используют импортные комплектующие.

Поскольку состав воды в каждом месте индивидуален, то и схема очистки должна подбираться индивидуально. Для очистки любой воды до требований СанПиН 2.1.4.10749-01 необходимо удалить все загрязнения, концентрация которых превышает нормы. В общем случае в состав установки водоподготовки должны включаться операции:

• грубая предварительная фильтрация воды;
• очистка воды от взвесей;
• обезжелезивание воды;
• удаление органических загрязнений;
• умягчение воды;
• обеззараживание воды, а в ряде случаев и опреснение.

В зависимости от состава воды в конкретном месте, выбираются операции, необходимые для ее очистки. Причем некоторые операции могут быть совмещены, как это описывалось выше.

Существует принципиальная минимальная схема очистки воды в коттедже (рис. 4.1). Она включает в себя узел обезжелезивания и умягчения воды. Такая схема пригодна для очистки подземных вод, в которых отсутствуют биологические и органические загрязнения. В первом фильтре производится механическая фильтрация и обезжелезивание воды, на схеме изображены 3 варианта проведения обезжелезивания. В зависимости от количества железа и марганца в исходной воде используется либо очистка на загрузке типа « Birm » с вводом дополнительного воздуха эжектором или компрессором, включающимся по сигналу от датчика протока, или типа « Gr ее nsand » с регенерацией его раствором перманганата или с системой его пропорционального дозирования. В последнем случае возможно удаление сероводорода и обеззараживание воды.

а
б	Рис. 4.1. Принципиальная минимальная схема очистки воды в коттедже ( а ) и вид установки ( б ). На схеме представлены все варианты ввода окислителя (воздуха или перманганата) в воду

При работе фильтра на очистке вода с введенным воздухом поступает в блок управления (головку) и из нее в верхнюю часть фильтра, вводится внутрь через распределительную систему, фильтруется сверху вниз через слой загрузки, очищается при этом от железа и взвешенных частиц и через расположенный внизу фильтра дренаж, помещенный в слой гравия, выводится из фильтра в блок управления.

Не растворившийся в воде воздух, который собирается в верхней части фильтра, выводится из него через автоматический воздухоотделитель (клапан сдувки).

При забивании загрузки фильтра загрязнениями увеличивается перепад давления и падает производительность. В период проведения пуско-наладочных работ в блоке управления устанавливается периодичность и время (обычно ночью), в которое фильтр автоматически переключается в режим регенерации загрузки. Регенерация проводится путем подачи воды с большой скоростью снизу вверх и сбросом загрязненных вод в канализацию. Скорость устанавливается выше скорости псевдоожижения загрузки такой, при которой она расширяется на 30–50%, что позволяет полностью удалить из нее задержанные загрязнения.

Очищенная от взвесей и железа вода умягчается на катионите в Na-форме. Конструкция и состав этого фильтра практически одинаковы у всех производителей. Отличия состоят в типе блока управления и узлах солерастворителя.

Вода подается в блок управления установки умягчения. В блоке расположены: счетчик расхода очищенной воды; программно-временное устройство, обеспечивающее проведение регенерации катионита, его отмывки и взрыхления; многоходовой клапан с электроприводом.

При работе установки умягчения на очистке, вода из блока управления поступает в корпус фильтра, фильтруется сверху вниз через слой катионита в Na-форме, очищается от солей жесткости, катионов тяжелых металлов и через расположенный внизу корпуса фильтра дренаж выводится из него.

После исчерпания емкости катионита качество умягчения значительно ухудшается. При проведении пуско-наладочных работ в блоке управления устанавливается объем раствора, после обработки которого фильтр автоматически переключается в режим регенерации катионита.

Регенерация катионита включает в себя следующие технологические операции:

• взрыхление с подачей воды снизу вверх для удаления задержанных взвесей и измельченных частиц катионита;
• пропуск регенерационного раствора 7–10% NaCl , полученного в эжекторе путем подсоса из бака-солерастворителя концентрированного 26% раствора;
• медленная отмывка сверху вниз;
• быстрая отмывка сверху вниз;
• подача в бак-растворитель заданного объема умягченной воды.

Для бытовых целей в блоке управления обычно предусматривается режим проведения т.н. отложенной регенерации, когда она производится после сигнала счетчика об исчерпании емкости фильтра в те же сутки ночью, когда расход воды отсутствует. Используется также вариант с периодической регенерацией через определенное число суток вне зависимости от расхода воды. Преимуществом такого варианта является меньшая на 5–7% стоимость системы водоподготовки, снижение возможности обсеменения загрузки при длительном отсутствии жильцов, а недостатки состоят в повышенном расходе соли и нестабильном качестве умягчения воды.

Важным моментом в расчете коттеджной установки водоподготовки является установление размеров фильтров, которые и определяют ее стоимость. Основой для расчета должно быть максимальное потребление воды, когда открыто наибольшее, но реальное, количество потребителей. Возникает вроде бы парадоксальная ситуация, когда для дома с суточным водопотреблением менее 1 м³ необходима установка производительностью 1–3 м³/ч. Невыполнение этого условия приводит при большом расходе воды к резкому ухудшению ее качества и уменьшению напора в системе. Критическим элементом в такой схеме является фильтр обезжелезивания. Его удельная производительность не должна превышать 10–12 м³/м²·ч (рабочая скорость 10–12 м/ч) вне зависимости от применяемой загрузки и вводимого окислителя. Удельная производительность фильтра умягчения воды может быть вдвое выше, и качество воды не так сильно зависит от ее скорости. К сожалению, многие производители с целью снижения стоимости или повышения рентабельности завышают допустимые рабочие скорости, например, рассчитывая фильтры при работе с «Grееnsand» и перманганатом на скорость до 30 м/ч.

Для коттеджей очень важно правильно выбрать метод обезжелезивания воды. По нашему мнению, применение систем с регенерацией перманганатом, которые выводят из строя биосептики, допустимо только в случаях, когда концентрации железа и марганца очень велики и их не удается окислить воздухом, либо наряду с ними в воде присутствует сероводород. Другим эффективным путем удаления сероводорода из воды и окисления железа является интенсивная аэрация воды при ее подаче в промежуточную емкость до установки очистки. Такой способ целесообразен и при нестабильной подаче воды из централизованного водопровода, поскольку позволяет иметь ее запас, а давление поддерживать собственным насосом.

Снизить производительность установки водоподготовки и ее стоимость можно, расположив буферную емкость после установки очистки. Емкость может быть герметичной, типа гидробака, либо наливной с дополнительным насосом. В последнем случае для предотвращения попадания в воду загрязнений, на сдувке емкости необходимо установить микрофильтр. После такой емкости необходимо установить систему обеззараживания воды.