Личный опыт создания системы водоочистки

В данной теме постараюсь осветить этапы моего личного выбора, сборки, настройки и запуска системы водоочистки для коттеджа с постоянным проживанием 6-7 человек.
Изначально имеем колодец 3 кольца, воды в котором 2,5 кольца.
Дебет, примерно, 1м3 за 2 часа. Это сейчас, в летний период.
Анализ воды (в скобках норма):
рН-6,3 (6-9)
Мутность - 4,8 (2,0)
Цветность - 49 (30)
Жесткость - 2,6 (10)
Щелочность, общая - 2,1 (-)
Аммиак - 2,4 (1,5)
Нитриты - 0,013 (3,3)
Нитраты - 1,8 (45)
Пермаганатная окисляемость - 10 (7,0)
Хлориды - 24 (350)
Сульфаты - 160 (500)
Железо +2 - 8,3 (0,3)
Железо +3 - 4,7
Марганец - 1,7 (0,1)
Медь - 0,0041 (1,0)
Цинк - 0,011 (1,0)
Сухой остаток - 469 (1500)
Кроме того, в воде обнаружены общие колиформные бактерии и термотелерантные колиформные бактерии. Общее микробное число - 9 (100)

Вода из колодца визуально идет прозрачная, без запаха. После отстаивания мутнеет, становится светло-коричневой и выпадает осадок в виде коричневых хлопьев.

В доме планируется постоянное проживание 6-7 человек, имеется 3 умывальника, 2 унитаза, душевая кабина, 2 ванны и стиралка с посудомойкой.

Имея такие исходные данные я обратился в несколько фирм, занимающихся водоочисткой. Попутно изучал сопутствующую литературу.
Не буду долго останавливаться на всех поступивших предложениях, скажу только, что цена на систему водоочистки различалась почти в 7 (!) раз - от 50 тыс. руб. до 335 тыс. руб.

В результате изысканий было принято решение собирать следующую схему водоочистки:

Насос качает из колодца воду в емкость 750 литров. В нее же с помощью насоса-дозатора дозируется гипохлорит натрия. После емкости стоит насос второго подъема, который качает воду через осадочный фильтр, далее вода поступает на фильтр, загруженный смесью ионнообменных смол.
Дальше пока остановился. Но предполагаю поставить угольный фильтр, УФ-обеззараживание и систему обратного осмоса под мойку.

 

Далее, немного про компоненты системы.
Решение поставить бак на 750 литров было обусловлено несколькими причинами: во-первых, как емкость для прохождения реакции окисления, во-вторых, что немаловажно, т. к. колодец всего 3 кольца, а на промывку фильтров требуется значительное количество воды, чтобы практически полностью исключить ситуацию с нехваткой воды в колодце.
Первый насос уже имелся в наличии (был собран временный водопровод, который успешно функционировал несолько лет), он же и остался. Насос Wilo PW с производительностью 2 м3 в час, что для данной системы вполне достаточно. Данный насос отключается по давлению с помощью механического поплавка, установленного в баке. Кроме того, на него установлен датчик защиты от сухого хода (на случай, если вода в колодце все-таки закончится). И чтобы предусмотреть все варианты и не залить котельную водой предусмотрен поплавковый электрический выключатель, дублирующий механический поплавок, только расположенный немного выше его.
Далее был приобретен насос-дозатор Этатрон DLX-VFT/MBB и расходомер B Meters модели GSD5-R, оборудованный выходом импульсов. Это оборудование было смонтировано на трубопроводе от насоса до бака, в результате чего реагент будет подаваться непосредственно в трубопровод, что показалось мне удобней, т. к. соединения с баком предусмотрены разъемные (американки) на случай необходимости демонтажа бака (например, для промывки).

 

В качестве насоса второго подъема была приобретена насосная станция Эспа Аспри 15 4м 02. Данная станция позволяет реализовать функцию обеспечения постоянного давления в системе водоснабжения и по техническим характеристикам полностью удовлетворяет техническим требованиям моей системы.
Далее вода поступает на фильтрующую колонну размером 12", в качестве засыпки используется Сорбент АС. Колонна оборудована автоматическим клапаном Clack серии WS1TC. В данной колонне осаждается вся взвесь, которая образовалась в баке в ходе реакции окисления.
После чего вода поступает в фильтрующую колонну 14", где в качестве засыпки используется следующий состав ионнообменных смол: Экотар А, Экотар В30 и Экотар С. Управляющий клапан тот же. В этом фильтре предполагается удаление остатков не окислившегося железа и марганца (учитывая их не малое количество), а также органических остатков и жесткости. (По крайней мере так обещает производитель )
Здесь, правда, возникает первая проблема, над решением которой пока думаю. Дело в том, что данные ионнообменные смолы имеют ограничение по применению. Так, содержание свободного хлора должно быть не более 0,1 мг/л. Учитывая, что в баке идет хлорирование, хоть и с расчитанной дозой хлора, требуемой на окисление железа и марганца, как быть уверенным, что ко второму фильтру вода придет без превышения содержания свободного хлора? Пока решения нет. Как один из вариантов думаю установить в бак аквариумный компрессор (вот только по производительности пока не знаю), чтобы, во-первых, процессы окисления в баке шли с помощью кислорода, что позволит уменьшить дозу хлора, во-вторых позволит выветрить какую-то часть остаточного хлора (правда надо ли мне это в закрытом помещении котельной, которая находится в доме пока не знаю), а в третьих не даст окислившемуся осадку осесть на дно бака, в результате чего он отфильтруется осадочной колонной, которая промывается автоматически и не придется часто чистить бак. но это пока мысли.

 

Данная система была мною смонтированна в предыдущие выходные, запуск предполагаю на предстоящих выходных. Фото системы будут выложены, соответственно, скорее всего после выходных, т. к. пока постоянно не живем.
Теперь приведу некоторые расчеты, необходимые для настройки системы.
Некоторую сложность доставил расчет необходимой дозы гипохлорита и данных для настройки насоса-дозатора.
Но не все так страшно (учитывая, что фирмы, которые этим занимаются консультаций не дают, а за монтаж данной системы и запуск в эксплуатацию просят минимум 30 тыс. руб.).
Приведу пример расчета на основе моих данных.
Известно, что гипохлорит натрия марки А содержит 190 мг/л активного хлора.
Для окисления 1 мг железа +2 необходимо 0,67 мг активного хлора
Для окисления 1 мг марганца - 1,3 мг хлора.
Для окисления сероводорода (которого у меня нет) - 2,1 мг.
Для обеззараживания воды берется от 4 до 8 мг. Но данная доза подбирается опытным путем.

 

Таким образом, для окисления требуется около 12 мг активного хлора на 1 л воды.
Теперь нам необходимо разбавить гипохлорит натрия марки А, чтобы получить рабочий раствор.
Методом подбора и учитывая, что у меня в наличии имеются 3 свободных 20 литровых канистры, было принято решение приготовить 80 литров рабочего раствора гипохлорита натрия (3 пустых 20-и литровых и 1 канистра с гипохлоритом марки А).
Таким образом, условие задачи можно сформулировать следующим образом: имеем 20 литров гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 190 гр/л. Необходимо вычислить содержание активного хлора при приготовлении 80 литров рабочего раствора (20 литров марки А + 60 литров воды).
Из курса химии средней школы знаем, что в 100 мл раствора ВСЕГДА содержится столь ко же вещества, сколько и его % содержание. Т. е., в 100 мл гипохлорита марки А находится 19 гр активного хлора, т. е. 19%.
В результате (опуская рассказы про пропорции) составляем уравнение:
Объем концентрированного раствора * 19% = Объему разбавленного раствора * х%
В нашем случае:
20л*19%=80л*х%, откуда х=4,75%
Таким образом, разбавив 20 литров гипохлорита марки А 60 литрами воды мы получим рабочий раствор гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 47,5 г/л.

Теперь нам необходимо расчитать настройку насоса. согласно паспортным данным объем одного импульса у указанной выше марки насоса Этатрон - 0,69 мл.
Производительность насоса 5л/час при давлении 5 бар. Эта цифра нам нужна только для понимания, хватит ли производительности насоса при нашем водопотреблении и предложенной концентрации рабочего раствора (понятно. что чем меньше концентрация, тем больше надо дозировать раствор). Но в моем случае производительности. как говорится, за глаза!
рассчитаем, сколько содержится активного хлора в 1 импульсе дозирующего насоса:
Имеем, рабочий раствор с концентрацией 4,75%.
Т. к. в 100 мл раствора содержится столько же гр вещества. сколько %, записываем пропорцию:

100 мл. раб. раствора (4,75%) - 4,75гр активного хлора
0,69 мл раб. раствора (4,75%) - Х гр активного хлора

Решая пропорцию: Х = 0,69*4,75/100=0,032775 гр
Таким образом, один импульс дозирующего насоса будет содержать 32,78 мг активного хлора.
Учитывая, что для окисления 1 литра исходной воды требуется около 12 мг активного хлора (если быть точнее 11,77 мг), рассчитываем сколько литров воды можно окислить 1 импульсом дозирующего насоса:
32,78/11,77 = 2,785 литра.
Таким образом, 1 импульс дозирующего насоса достаточен для окисления 2,785 литров исходной воды.

На всякий случай проверил производительность насосов.
Насос, качающий в бак дает 2м3/час
Это 0,56 л/с., т. е. для прокачки 3 литров воды требуется 5,4 сек.
Максимальная производительность насоса-дозатора (из паспорта) 2 имп в сек.
а нам нужен 1 имп. в 5,4 сек. Таким образом, производительности с избытком.

 

Теперь настройка насоса-дозатора.

Импульсный расходомер дает 1 импульс при прохождении 1 литра воды (если верить паспорту, то такое значение установлено по умолчанию, но при установке проверю тестером).
Таким образом, учитывая, что 1 импульс насоса идет на 2,785 литров воды, округляем до 3 литров.
Таким образом, на 3 импульса нам необходим 1 впрыск.
Выбираем режим 1: N и устанавливаем N=3.
Все. Насос-дозатор настроен.
По результатам запуска системы отпишусь и выложу фото.

PS: Еще предстоит разобраться с настройкой управляющих клапанов...

 

Вы не уверены в мгновенном и отсроченном дезинфицирующем действии гипохлорита? Зачем УФ-стерилизатор?

Предлагаю заменить гипохлорит на перекись водорода 37%, смолы страдать перестанут, а перед её введением воду в накопитель-реактор подавать через аэратор, например душевую лейку или дренчерный распылитель. Это насытит воду кислородом и окислит железо, а углекислота улетучится и рН поднимется в сторону, более благоприятную для окисления марганца. Возможно потребуется дозировка в реактор небольшого количества гашёной извести для повышения рН и ускорения окисления марганца. Осадок станет почти чёрным. Дозу смело превышайте потому что перекись водорода активно разрушается продуктами окисления железа и марганца. Всё разрушится и превратится в воду, активный кислород и гидроксил-радикалы. Радикалы взаимоуничтожатся если не найдут себе другие жертвы в виде органики, марганца и железа в промежуточных степенях окисления.
Вода простерилизуется и насытится кислородом после уничтожения бактерий. Анализ после очистки подтвердит это.

На форуме есть пример реализации подобной системы очистки, который подробно описан и хорошо и доказательно обоснован.

Можете поставить сравнительный эксперимент с гипохлоритом и перекисью, а результаты очистки сравнить органолептически и лабораторно.

 

Для деструкции активного хлора ставится засыпной фильтр с активированным углём. В Вашем случае, при таком анализе воды, это будет крайне полезно.

А вот это бессмысленно абсолютно. Из всего, что содержится в миксе, будет работать только катионит, удаляющий жесткость по кальцию и магнию, и может быть, по марганцу. Потому, что всё железо будет уже окислено. Двухвалентного железа после аэрации и дозы гипохлорита, уже не будет.
Вам надо было 14" баллон загружать активированным углём, а для умягчения... ой, а жесткость-то
2,6...! Если хотите, можно и умягчать, например на баллоне 1044, с 35л катионита самого обыкновенного.

Распыление воды в бак при помощи форсунок, аэратор у дна бака с мощным компрессором - это всё очень полезные меры, способствующие окислению и ускорению процессов окисления. Дополнительно, для удаления из бака сероводорода, полезно ставить принудительную вытяжку из бака сразу на улицу, или в свободный вентканал.
Слабое место - насос второго подъёма. Его надо будет часто чистить. Или надо ставить насос с плавающими рабочими колёсами, колодезного типа.

 

Как и планировалось, собрал систему. Без проблем, правда, не обошлось. Выкладываю обещанные фото.

 

Для начала не работает датчик протока. Почему, так и осталось для меня загадкой! Думаю, что насос давление развивает меньше, чем у него рабочее. Но не было времени разбираться, так что просто замотал изолентой кнопку запуска!
во-вторых, выяснилось, что механический поплавок с таким насосом также не работает, т. к. насосная станция отключается по срабатыванию датчика давления и течет вода очень медленной струйкой. Пришлось демонтировать и пустить воду напрямую через дюймовый штуцер. Но слава богу электрический поплавок сработал!
После всех настроек и подключений все заработало! Все включается, все дозируется. Напор хороший! Вроде бы все нормально, если бы не самое главное НО!
Вода сначала шла мутноватая. Через некоторое время нормализовалось. Утром вообще была кристальная. К вечеру опять пошла мутная. Через некоторое время - опять чистая (вот здесь было сделано фото). а перед самым отъездом опять пошла желтоватая. С чем это связано не пойму. Водоразбор, правда, практически никакой, но на эксперименты куб потратил. В баке вода практически темно-коричневого цвета. На выходе, хоть чистая, хоть мутная имеет легкий запах хлора. Еле-еле различимый. С чем это связано пока не пойму.

Это я понимаю, и ставить его собирался, только вот вопрос где? Я думал после всех фильтров, а у Вас получается перед 14"!

Сероводорода, слава богу нет!

Как писал ранее я собираюсь компрессор аквариумный запихнуть! После демонтажа механического поплавка можно и над лейкой задуматься. Но мне кажется, компрессора должно быть достаточно.

Т. е. Вы считаете, что весь Экотар можно смело выкинуть и засыпать этот баллон активированным углем и этого будет достаточно? но весь фокус в том, что данную схему мне рассчитала уважающая себя фирма. Достаточно известная. Мне тоже кажется, что такая смесь смол может работать как минимум без окислительного бака и либо эти смеси, либо бак. Но они меня очень уж убеждали! Разными умными словами, которые быстро проверить, как правило, не удается. И как результат, по факту я уже узнал, прочитав документацию, что у этих смол ограничение при работе по присутствию в воде хлора. Вот такие спецы. получается, что они будут лучше работать, если дозировать перекись, как и предлагает уважаемый
Тиамо

Но в данном случае будет нужен УФ, если я правильно понимаю. Да, в моей схеме с хлоркой он действительно не очень нужен. Но, опять же, профессионалы рекомендовали. Слава богу, не стал покупать сразу! А в какой дозировке подавать перекись? Не подскажите, где расчет найти?

И не подскажите, что это за баллон?

Вообщем, пока думаю, почему без видимых причин меняется вода. Буду рад дельным советам.

 

На самом деле Andre. voda давно освоил перекись водорода в подобных очистных установках.
Ультрафиолет не факт что потребуется потому что перекись водорода это фармакопейный (признанный аптеками и врачами) дезинфицирующий препарат. 3%-тной перекисью стерилизуют раны и гнойные полости при операциях. А я предлагаю пользоваться 37%тной. Ею давно избавляются от водорослей аквариумисты, а рыбы дорогие в той воде прекрасно живут.
Стоит иметь в виду что перекись работает в момент своего разложения, именно тогда выделяется активный (атомарный) кислород, который окисляет всё что ему попадётся - железо, марганец, органику, бактерии, вирусы. Железо и марганец являются катализаторами такого распада. Кроме того этот активный (атомарный) кислород может дезактивировать сам себя превращаясь в обычный молекулярный кислород. Т. е. можно не бояться его передозировать потому что излишек разложится на осадке оксидов железа и марганца. Вы получите насыщенную кислородом воду но без роста бактерий в ней.

 

А всю остальную систему оставить без изменения? Т. е. только заменить гипохлорит на перекись. Тогда опять же возникает тот же вопрос: а нужен ли будет фильтр с ионнообменными смолами если и так все окислится в баке? Тогда будет иметь смысл заменить смолы на активированный уголь...

 

Не нужен. Для активации перекиси будет достаточно двухвалентного железа. Возьмите рабочий раствор перекиси с такой же концентрацией, что и рабочий раствор гипохлорита. Потом будете вносить поправки.
Для создания слоя взвешенного осадка, поставьте компрессор с производительностью не менее 45л/мин, и на дно бака диск - аэратор. После фильтра с АС поставьте фильтр с GAC/FAG+ в пропорции 7/3 на баллоне 1465 или 1665.

 

А мой фильтр с экотаром выкинуть? А в нем нельзя засыпку поменять? Не хочется эксперименты за свой счет проводить! И мой баллон 14" это 1465, 1665 или как они соотносятся? И простите за серость GAC/FAG+ это что? Поиск результата не дает.

 

Так, Ваш баллон 14 - это 1465 баллон. Перезасыпать можно. GAC - гранулированный активированный уголь (обычно кокосовый). FAG+ - инертная загрузка производства Clack Corporation. Соответственно для 1465 баллона нужно купить 55л мешок GAC и 28,3л мешок FAG+. И поддерживающий слой - гравий 14л.
Баллон 1044 - это маленький баллон диаметр - 10", высота - 44".