Водяной процессор Robosonic WP

Здравствуйте, уважаемые водолюбы. Здесь я хотел бы описывать процесс разработки, создания и эксплуатации моего водяного процессора, позволяющего создать полноценную автономную водоподготавливающую и водораспределяющую сеть частного дома.
Я строю свой дом с 2007 года. Постоянно проживать в нем всей семьей стал с весны 2013 года. И практически сразу в 2007 году встал вопрос - где брать воду для строительства и выращивания овощей на огороде. На соседнем участке пробурили скважину. В ней оказалось много железа и солей жесткости. У меня даже где-то есть результаты анализов этой скважины. Результаты неутешительны. Там оказалось около 1900 мг примесей на 1 м3.
Вот с этого я начал.
Что есть сейчас? К дому подвели водопровод, даже в дом есть ввод. Но за подключение нужно отдать под сотню тысяч рублей да еще каждый кубометр чистой питьевой воды будет обходиться то ли в 70 то или еще более рублей. Как этой золотой водой пользоваться? Как поливать несколько соток участка? И пока мой дом не подключен к центральному водоснабжению.
Уже около двух лет у меня действует прототип водяного процессора. В итоге я из своей скважины получаю сколько захочу воды для полива (после специальной обработки); для хознужд, прежде всего для унитаза - без всякой обработки вода из скважины; для душа, мытья и стиральной машины - также после специальной обработки воды; Для питья - после еще одной обработки обычным обратным осмосом. Прошлым летом я 3 раза наливал бассейн вместимостью около 16 м3 почти до краев. Воду туда наливал также после своей обработки. Воду в бассейне удавалось длительное время поддерживать в кристально прозрачном состоянии.
Я сделал над своей скважиной домик и провел воду от него к дому на глубине около полуметра. Разумеется. я утеплил трубу экструзионным пенополистиролом толщиной около 10 см, а домик толщиной 20 см. Есть множество фоток, так что если кому интересно, выложу. Насчет скважины много тонкостей есть. Саму скважину я обогреваю саморегулирующимся проводом. Отдельно обогреваю трубу к дому. И в скважине и в трубе я разместил термодатчики совмещенные с датчиками влажности. Все это использует мой водяной процессор и не позволяет тратить лишнюю энергию. Система устойчиво проработала две зимы. И, конечно, продолжает трудиться.
Но настало время сделать полноценную полностью автоматическую систему, о которой пойдет речь далее.

 

А вода очищается как-то? Контроллер какой использовали, сами прошивали или использовали готовые сборки Ардуино и т. п?

 

Воду я очищаю гашеной известью. Нужно только найти точную дозировку. Для удаления железа можно использовать немного каустической соды. А дальше - как кому нравится дополнительно обеззараживать. Эту технологию я подсмотрел у промышленных установок, выпускаемых для водоснабжения небольших поселков. Весь набор протекающих химических реакций также имеется в научной литературе. Процесс надежный, простой и дешевый. Не знаю, почему такие установки не выпускают для индивидуального использования. Видимо дозировка реагентов затруднена и требуется постоянно проводить химический анализ воды. Но после того, как я насмотрелся на ионообменные смолы, которые не в силах работать с такой трудной водой как у меня, иного доступного варианта я не нашел.
Контроллер я использую Raspberry PI. С ним удобно. Там обычный линукс на борту. Встроенный в мою программу веб сервер позволяет по локальной сети дома и по WiFi по всей территории моего участка общаться с этим контроллером из обычного веб браузера планшета, компьютера, телефона.
Программа моей собственной разработки. Сейчас в другой теме данного форума я описываю процесс разработки моего робота. В этом роботе и в водяном процессоре я буду использовать одну и ту же новую мою программу с различными скриптами. Поэтому и назвал эти проекты похоже.

Кстати, я ошибся в самом первом сообщении. Не 1900 мг примесей на 1 м3 а 1982 мг сухого остатка примесей на 1 литр воды.

 

Если выложите свой анализ будет неплохо А зачем доступ по вафле к сему устройству? Или на нем весь дом и все системы завязаны? Если там только термодатчики, целесообразнее было использовать ардуину или подобное на контроллере.

 

В Raspberry PI размером приблизительно с кредитку имеется коннектор локальной сети. Так что я просто соединяю обычной локальной сетью его с внутридомовой сетью. Но можно вставить и USB свисток для WiFi, т. к. имеются и USB разъемы. Этот контроллер я сделал только для воды, т. к. много еще чего водяного на него навешаю, например, утилизацию отходов воды от осмоса а, возможно и управление поливом по всей территории участка. Программа - довольно непростая экспертная система, а точнее некое подобие робота.

Химанализ постенький, проведенный при бурении соседней скважины. У меня скважина на расстоянии 25 метров от этой, анализ не проводил, но вода похожая по консистенции. Очень большая жесткость. Но железа поменьше.

 

Куций анализ, железо почти в норме, легкая рыжина должна только быть. А вот минерализация интересно откуда там такая, какая глубина у вас? Необходимо сделать свой анализ, вода может весьма отличаться даже в 10 м.
Опишите вкратце, какие датчики навешаны и какие параметры контролируете и какие планируете, про температуру кабеля уже понял. Глубина промерзания у вас небольшая, зачем греть всю скважину?

 

На хороший анализ денег сейчас лишних нет. Но одно ясно, что вода эта очень злобная, растительность при поливе ею быстро вянет, земля становится непригодной для выращивания, становится твердой и сильно белеет. Глубина указана на фото в анализе - 33 м.
Глубина промерзания у нас позапрошлую зиму была более 3 метров. В округе много водопроводов полопалось под землей. Обычно около 2 метров промерзание. Грею я не всю скважину а лишь около трех верхних метров трубы. Т. к. домик возвышается над землей более чем на 1 метр, то не так уж и глубоко грею. Пока что мой компьютер измеряет температуру воздуха в домике над скважиной, в горизонтальной части трубы под землей. Третий датчик измеряет температуру вблизи трубы в подвале дома. Еще эти все датчики измеряют относительную влажность воздуха. Порой полезно узнать какая влажность в подвале. В скважину я опустил самодельный поплавок, чтобы делать прямые измерения уровня воды и не допускать высасывания воды до оголения входного фильтра скважины. Он также подключен к компьютеру.
Купил я в прошлом году PH метр со стеклянным электродом и набором калибровочных жидкостей в одной из американских химических лабораторий. Этот прибор имеет специальный контроллер и предназначен для подключения по интерфейсу. Я его специально купил для этого водяного процессора. Еще я буду использовать компьютерное стереозрение при создании микролабораторного модуля моего водяного процессора, чтобы он визуально подсчитывал некоторые параметры химпроцесса.
Остальные датчики и приборы управления опишу по мере работы над проектом.

 

Это что за фильтр такой?
Как часто опрашиваете датчики? Ph-контроль при известковании весьма нужная вещь, дозация извести автоматизирована?

 

Это фильтр глубоко под землей, в самом низу скважины. Через него вода из пласта поступает в скважинную трубу. Насколько мне известно, нельзя оголять его, т. е. вычерпывать воду настолько, чтобы он оказывался на воздухе. В таком случае происходит разрушение фильтровальной пирамиды, которая образуется в грунте вокруг скважины.

Опрос температурных датчиков несколько раз в минуту.

Пока не автоматизирована. Автоматизация этого процесса и есть часть данного проекта.

 

И куда дозируем известь?

 

Пока дозируем в емкости с открытой поверхностью. Не знаю как происходит химический процесс реально в промышленной установке (там идет непрерывный процесс в закрытой емкости), которая была прототипом для меня, но после реакции воде нужно около суток отстояться. Выпадает очень много белого рыхлого осадка и происходит частичная дегазация воды. Как я заметил, происходит и активное обеззараживание, т. к. даже водоросли не образуются на стенках емкостей после года эксплуатации без чистки емкостей.
В книге Фрог Б. Н. "Водоподготовка" на стр 635 имеется схематический рисунок аналогичной установки и и химические формулы. У меня имеется ссылка на эту страницу на сайте ngpedia. ru, но я не знаю, нарушу ли я закон об авторском праве, чтобы дать эту ссылку.

А вот и промышленная установка известкования - прототип моей.

 

Навеску извести в ручную вводите или автоматизированно это дело?

 

Сейчас дозировка идет вручную. Выше в данной теме я писал что задачей данного проекта является автоматизация всех процессов включая дозировку реагентов и лабораторные анализы.

 

У нас участники форума давно известь для очистки воды используют. Вводят вручную в ёмкости. Есть успешные результаты по окислению марганца, железа или органики (при небольшом превышении ПДК), есть и не очень - по снижению солесодержания.
А вот вопрос автоматизации остаётся открытым.

 

Хм... мягко говоря какой-то оверкилл. Линукс, вебсервер ради нескольких датчиков
Чем обоснован такой выбор? Можно подумать, что вы готовитесь посадить оператора за панель управления (и даже в этом случае не нужна никакая ОС и вебсервер). А нужно - настроить автоматику и забыть (ну ладно, изредка проверять).
Сам для подобных целей использую Сименсы, но больше люблю писать на С/С+, поэтому пытаюсь освоить атмеловскую схемотехнику (с паяльником я не особо дружен).

Кстати, да. И это странно, потому что никаких трудностей я, например, не вижу. Две емкости для реагента с миксером, два дозирующих насоса (по счетчику или по pH), простенькое реле времени. Тем более, что СанСаныч вроде по работе с автоматизацией сталкивается.