В воду бассейна попадают органические вещества, пыль, мусор и т.д. Со временем в ней размножаются микроорганизмы, в том числе болезнетворные. Для удаления скоплений загрязнений и утонувшего мусора созданы донные пылесосы, а с микроорганизмами справляются обеззараживающие реагенты. Но должного качества воды не обеспечивают ни те, ни другие. Требуется ее постоянная очистка от взвесей (осветление). Эту задачу выполняет фильтрующая установка.
Шаги к осветлению
Каким бы ни был объем бассейна, наполнять его чистой водой перед каждым купанием — непозволительная роскошь. Как правило, для поддержания качества воды организуется ее протекание по контуру, в состав которого входят фильтр грубой, или предварительной, очистки, основной фильтр и циркуляционный насос. В цепочке задействованы также аппараты обеззараживания (дозатор реагента, ультрафиолетовый облучатель и др.) и подогрева воды. Отделение крупного мусора происходит еще в заборном устройстве — скиммере, переливном желобе и т.д.
© dinotec GmbH
© «ЕВРО-ПУЛ»
© aquila wasseraufbereitungstechnik gnbh
© aquila wasseraufbereitungstechnik gnbh
© «Маркопул»
© Prntair Water Pool and Spa, Inc
© «Всеслав»
Предварительным фильтром может служить отдельный модуль механической очистки, или сетчатый элемент, включенный в конструкцию насоса. При использовании мелкой сетки на данном этапе удается задерживать загрязнения размером от 100 мкм. Однако, чтобы вода в бассейне оставалась чистой, из нее нужно удалять загрязнения размером в единицы микрон. Такую очистку обеспечивает основной фильтр.
«Классический» вариант
Чаще всего для бассейнов применяют фильтр засыпного типа — емкость («бочку»), наполненную фильтрующей загрузкой. Вода, проходя сквозь нее, очищается от взвесей.
Основной наполнитель — кварцевый песок. Среди его достоинств — химическая инертность (не вступает в реакции), высокая прочность (а значит, устойчивость к измельчению и истиранию), отсутствие в составе вредных веществ и, конечно, доступная цена.
Как правило, предпочтение отдается песку искусственного происхождения. Его производят дроблением монолитного молочно-белого кварца. В этом случае проще получить загрузку нужной фракции. Кроме того, в искусственном песке изначально отсутствуют посторонние примеси, в частности глина. А форма его зерен обеспечивает загрузке более высокую грязеемкость и лучшую проницаемость для воды, чем, например, у речного песка.
Раздробленный кварц разделяют на фракции и прокаливают. Для заполнения фильтров индивидуальных бассейнов обычно используют песок с зернами размером 0,5–1,0 мм, в бассейнах общественного назначения могут применять более крупный. Выбор фракции зависит от размера задерживаемых загрязнений, наличия в цепочке водоочистки коагуляции (об этом чуть ниже) и способа ее проведения.
Иногда в фильтрах устраивают многослойную загрузку из песка разных фракций. Но чаще всего песок комбинируют с кварцевым гравием и так называемым гидроантрацитом. Гравий играет роль поддерживающего слоя и обеспечивает равномерное распределение потока воды по всему объему загрузки, а из гидроантрацита, плотность которого значительно меньше плотности кварцевого песка, формируют верхний слой.
Гидроантрацит — фильтрующий материал, вырабатываемый из антрацитов — ископаемых углей, которые отличаются малой зольностью, низким содержанием серы и высокой механической прочностью. После дробления и специальной обработки из сырья получают химически инертную, устойчивую к истиранию загрузку с зернами неправильной формы и развитой поверхностью. В отличие от многих других угольных материалов, гидроантрацит не осуществляет сорбцию примесей, и для восстановления его свойств достаточно промывки.
Песчаная загрузка задерживает частицы размером 20–30 мкм, а трехслойная (кварцевый гравий/песок/гидроантрацит) — гарантирует степень очистки до 15–20 мкм.
Как правило, последнюю применяют в общественных бассейнах достаточно большого объема, где она обеспечивает большую скорость фильтрования, более высокую грязеемкость, снижение расхода химических реагентов, экономию воды для промывок и электроэнергии для насоса. В индивидуальных бассейнах обходятся обычными песчаными фильтрами. Однако песчаные и многослойные фильтры не избавляют прошедшую через них воду от мелких загрязнений. Поэтому в дополнение к механической очистке используют химические реагенты — коагулянты. Под их действием мельчайшие примеси притягиваются друг к другу и образуют частицы, которые улавливаются. Как правило, в общественных бассейнах реагент поступает в воду из автоматического устройства — насоса-дозатора, а в индивидуальных его подмешивают вручную непосредственно в чашу.
Песок стеклянный и серебряный
Как современная альтернатива кварцевому песку предлагается засыпка AFM на основе алюмосиликатного стекла, выпускаемая фирмой Dryden Aqua. Она обеспечивает высокую (до 5 мкм) степень фильтрации при большой пропускной способности фильтра.
По утверждению фирмы-производителя, отрицательный электрический потенциал поверхности зерен, активированных цеолитом, способствует удалению из воды положительно заряженных ионов железа и марганца. Материал также служит катализатором процесса диссоциации молекул кислорода при его значительной концентрации в воде (не менее 1 мг/л). Образующиеся при этом свободные радикалы кислорода в определенной степени обеззараживают поверхность гранул, окисляя осевшие на них органические соединения. Благодаря этому, а также гладкой поверхности зерен, загрузка более устойчива к загрязнению и биологическому обрастанию. А ее прочность гарантирует низкий износ от трения гранул.
AFM значительно дороже песка, но и служит дольше — до пяти лет и более (при круглогодичной эксплуатации бассейна песок приходится менять в среднем раз в два года). Следует также учитывать, что хорошая способность материала к самоочистке обеспечивает экономию воды при промывке фильтра (до 50%) и электро-энергии, потребляемой насосом.
Среди материалов, предлагаемых для очистки воды в бассейнах, есть и серебросодержащие добавки в песок для фильтрации. Так, можно упомянуть наполнитель Filterclean Silver производства фирмы Bayrol. Это пористые, обработанные серебром гранулы силиката алюминия, которые подмешивают к кварцевому песку. Серебро, обладающее бактерицидным действием, в определенной степени подавляет размножение микроорганизмов в фильтрующей загрузке. Но допустимая нормативами для питьевого водоснабжения концентрация ионов серебра в воде не обеспечивает бактериологической безопасности. То есть серебросодержащая засыпка не заменяет аппараты или реагенты для обеззараживания.
Не только песок
В качестве фильтрующего материала применяют также измельченный диатомит. Это осадочная горная порода, состоящая главным образом из створок мельчайших диатомовых водорослей, являющихся основой морского и озерного планктона. В зависимости от происхождения диатомит на 70–98% состоит из аморфного кремнезема (диоксида кремния, SiО2) с высокой пористостью и отличными адсорбционными свойствами.
© «Бассейн и Технологии»
© «Маркопул»
© «Всеслав»
© Ospa
© «Всеслав»
© Ospa
По принципу работы диатомитовые фильтры отличаются от засыпных. Фильтрующая загрузка наносится в них тончайшим слоем на опорный материал — картон, ткань или полимер. Обычно это производится намывкой (поэтому они называются намывными).
После того как адсорбционная способность диатомитового слоя будет исчерпана (об этом, как и в случае с песчаными фильтрами, узнают по показаниям манометра), его вместе с накопившимися загрязнениями смывают обратным потоком воды в канализацию, а затем вновь намывают (можно просто засыпать в скиммер бассейна).
Чаще всего промывка современного диатомитового фильтра для бассейна производится без разборки — нужно лишь переключить управляющий клапан. Но время от времени для полной очистки от накопившихся загрязнений его промывают вручную. Диатомитовые фильтры задерживают мельчайшие — вплоть до 2–5 мкм — взвешенные частицы и даже микроорганизмы (эту способность используют во многих областях человеческой деятельности — в пищевой промышленности, фармацевтике и так далее). Их применение устраняет необходимость добавлять в воду бассейна реагенты для коагуляции взвесей. Скорость фильтрации — порядка 5 м³/ч/м².
В зависимости от конструкции и производительности фильтра расход диатомита составляет 0,3–0,8 кг на каждый квадратный метр опорной поверхности. Как правило, одной загрузки хватает на один-два месяца работы аппарата. Кроме засыпных и намывных для очистки воды используют и фильтры со сменными картриджами. Это компактные аппараты, не нуждающиеся в промывках и обеспечивающие тонкую — до 15–20 мкм — очистку. Скорость фильтрации у них невелика — м³/ч/м². Поэтому область их применения — небольшие бассейны.
Аппаратное оснащение
По мере накопления загрязнений в фильтре его пропускная способность снижается, а давление на входе повышается. Для его контроля ставят манометр, по которому определяют, когда необходимо промыть материал или заменить картридж.
Промывку загрузки осуществляют обратным потоком воды со сливом ее в канализацию. Чтобы пользователь имел возможность перенаправить воду в нужном направлении, фильтр оснащают шестипозиционным управляющим клапаном. Заменяя собой целую систему клапанов и трубопроводов, он переключает следующие режимы работы: фильтрация; обратная промывка; продувка (уплотнение фильтрующего материала после промывки); проток воды в обход фильтра (при шоковом хлорировании и перемешивании воды с реагентом); слив воды из бассейна; полное отключение фильтра. Некоторые клапаны переключают режимы автоматически. Так, клапан обратной промывки Besgo фирмы BEHNCKE открывается под действием давления воды, а закрывается встроенной пружиной.
Для равномерного распределения потока воды по объему фильтра в его конструкцию вводят, например, лучевую систему из полимерных трубок с прорезями (на языке специалистов — «звездочка» или «ромашка») или двойное дно с размещенными на его верхней поверхности колпачками с отверстиями.
Материал корпуса фильтра должен быть прочным, устойчивым к воздействию воды и растворенных в ней реагентов, абразивному износу зернами фильтрующей загрузки, ультрафиолету (если аппарат будет находиться вне помещений). Еще одно важное условие — гигиеничность: необходимо официальное разрешение на применение материала в питьевом водоснабжении. Для фильтров небольшой производительности обычно используют баки из полипропилена, в других случаях — из композита на основе стекловолокна и полиэстеровой смолы.
Со временем песок и другой загрузочный материал измельчаются и уносятся с промывочной водой в канализацию. Чтобы его убыль не отражалась на качестве воды в бассейне, уровень засыпки нужно контролировать. Для этого в корпусе бака сделано смотровое окно. Кроме того, предусмотрены люки для загрузки и выгрузки фильтрующего материала. Еще один элемент оснастки фильтров для бассейнов — воздухоотводчик, устанавливаемый на корпусе сверху и обеспечивающий удаление воздуха и других газов из замкнутых контуров и резервуаров.
Комментарии специалистов
Андреас Шмидт
«Процесс фильтрации, обеспечивающий требуемое качество воды, является ключевым в водоподготовке.
И в нем заложены возможности снижения эксплуатационных расходов на содержание плавательного бассейна. Компания dinotec, устанавливая новые стандарты в технологии фильтрации, делает ее ресурсосберегающей. Разумно просчитанный процесс фильтрации начинается с коагуляции примесей. Без нее фильтр — просто грубое сито. Система управления компонентами бассейна dinotecNET+, выполняя точный расчет коагулянта в зависимости от циркуляционной способности и концентрации активного вещества, улучшает качество воды и экономит средства для ухода за бассейном.
Резерв экономии имеется и в фильтре, механически очищающем воду от грубых загрязнений (грязь, волосы, частички кожи и т.д.). На результат фильтрации существенно влияют размер аппарата, материал, скорость процесса и прежде всего внутреннее распределение воды.
Специальная конструкция фильтровальной техники и умное управление процессом системой dinotecNET+ понижают до 50% потребление воды для обратной промывки. То есть меньше потери «улучшенной воды», которая была нагрета, содержала дезинфицирующие средства и была уже оплачена, — здесь налицо явная экономия расходов. Но это еще не все. Интеллектуальная система управления dinotecNET+ использует для обратной промывки дождевую воду, автоматически включая процесс при ее наличии. Таким образом, сохраняется ценная питьевая вода.
Основным потребителем электроэнергии в процессе фильтрации является циркуляционный насос. В то время как в обычных системах насосы всегда работают при полной нагрузке, бассейны с низким потреблением энергии оснащены насосами с управляемой мощностью, которая меняется по потребности. В зависимости от типа бассейна экономия расходов на электроэнергию доходит до нескольких сотен евро в год.
Еще одна особенность экономичного фильтрационного процесса — использование поршневых клапанов. У них лучше аэрогидродинамика, и они снижают потери давления на 30% по сравнению с 6-ходовыми клапанами. То есть уменьшается и потребность в электроэнергии.
Правильный путь к улучшению качества воды и существенной экономии средств — это применение очень хороших систем управления, которые отличаются от просто хороших тем, что держат под контролем все процессы в бассейне».
Светлана Лухтан
«По каким параметрам следует выбирать фильтр для бассейна? Конечно, прежде всего оценивают фильтрующую загрузку. Также следует обратить внимание на корпус, в частности, на материал, из которого он изготовлен.
Лучше всего зарекомендовали себя композитные материалы на основе стекловолокна (fiberglass и др.). У них высокая влаго- и атмосферостойкость — им не страшны ни солнце, ни дождь, ни мороз. Изделия из стеклокомпозита химически инертны и ничего не выделяют (даже при сильном нагреве), а потому абсолютно безвредны для здоровья человека. Кроме того, они обладают высокой биостойкостью, не подвержены коррозии, гниению, материал не стареет и всегда гигиеничен. Стеклокомпозит также характеризуется низкой теплопроводностью, что способствует поддержанию температуры воды в бассейне.
Еще одно достоинство баков из этого материала — их высокая прочность. Они хорошо держат свою форму и размеры, их нельзя ни согнуть, ни поломать, ни просто искривить. Причем подобные изделия легкие, что имеет большое значение при транспортировке. Качество материала корпуса — далеко не все, что нужно оценивать. Очень важны такие параметры фильтра, как его диаметр (влияет на общую пропускную способность фильтра); высота фильтрующей загрузки (определяет грязеемкость и степень очистки фильтрата); диаметры внутренних трубопроводов и приемно-распределительных устройств (от них зависят пропускная способность и, как следствие, скорость фильтрации); наличие технологических и смотровых люков (удобство эксплуатации); тип фильтрующего материала, размер его гранул; число слоев загрузки и т.д.»
Михаил Струков
«Можно установить небольшой фильтр и полагать, что его достаточно для очистки воды в бассейне. Аппарат с невысоким уровнем засыпки, конечно, фильтрует воду, но если всего процентов на 50–60, то остальные частицы грязи и пыли, бактерии попадают обратно в бассейн, инициируя крайне нежелательный процесс, в котором задействована станция дозирования химических реагентов. Дело в том, что автоматический дозатор, определив наличие в воде загрязнений, начинает подавать реагенты для их устранения. Вследствие чего увеличивается содержание в воде «химии», появляется неприятный запах связанного хлора (трихлораминов), который также не задерживается фильтровальной установкой.
Наша компания предлагает установки серии Berlin с высокой фильтрующей засыпкой (производитель — фирма BEHNCKE, Германия). При этом в аппарат загружается специальный фильтрующий материал AFM, улавливающий частицы пыли и грязи размером от 5 мкм. А коагулирующая способность AFM позволяет задерживать даже мельчайшие частицы. При такой очистке можно смело снижать содержание химических реагентов в воде бассейна и не бояться, что она испортится или зазеленеет, как произошло бы при использовании небольшого фильтра с обычным кварцевым песком.
Данная технология активно применяется в системах фильтрации воды аквариумов и океанариумов, где наличие химических реагентов губительно для рыб и кораллов. Теперь она доступна и для систем очистки воды бассейнов. Полностью обойтись без дезинфицирующих средств, конечно, не получится, поскольку они необходимы для уничтожения болезнетворных микроорганизмов, которые могут попасть в воду. Для безопасности достаточно поддерживать минимальную концентрацию дезинфицирующего средства. При этом идеальной будет система, дополненная аппаратом ультрафиолетового обеззараживания от компании BEHNCKE. Эффективное облучение ультрафиолетом снижает потребность в химических реагентах, что делает воду натуральнее, без примесей тяжелых металлов и солей».
Валерий Коваленко
«Для общественных бассейнов, несмотря на их тысячелетнюю историю, по-прежнему остаются актуальными, а порой и критичными, подготовка качественной воды, создание комфорта для посетителей и обеспечение их безопасности. В последнее время к вопросам осветления, фильтрования и обеззараживания воды добавились факторы энерго- и ресурсоемкости.
Сегодня главные факторы, определяющие выбор системы водоподготовки для общественного бассейна, — это надежность и срок службы оборудования, удобство его эксплуатации, стабильность параметров качества водоочистки, сопоставимость стоимости оборудования и эксплуатационных расходов (в течение 10 лет), а также энерго- и ресурсоэффективность. Их суммарная оценка не оставляет практически никаких перспектив системам, использующим традиционные напорные фильтры.
Им на смену идут инновационные ресурсосберегающие автоматизированные системы водоподготовки для общественных бассейнов, такие, как Captura производства INKA Holding/aquila wasseraufbereitungstechnik GmbH (Германия). Основные особенности Captura — гидравлическое разделение подачи сырой воды и отвода фильтрата и применение безнапорных фильтров. Энергопотребление установок на 40%, а расход воды на промывку на 60% ниже в сравнении с традиционными напорными фильтрами при более высоком качестве очистки воды. Такой подход обеспечивает суммарную экономию эксплуатационных расходов в год до 50 тыс. евро на 1000 м³/час циркуляционной производительности.
Экономия состоит и в том, что для Captura нужно технологическое помещение на 35–50% меньшего объема. Причем фильтр в разобранном виде проходит через обычную дверь.
Модульный принцип конструкции системы позволяет комплектовать фильтровальные установки производительностью от 20 м³/ч до десятков тысяч м³/час. Необходимое качество воды сохраняется в условиях пиковых нагрузок (до 400%) и массового наплыва посетителей. Captura — полностью автоматизированная система с контролем всех параметров, дозировкой дезинфектантов, регулировкой мощности насосов, онлайновым мониторингом и управлением. За высокие эксплуатационные, энерго- и ресурсосберегающие показатели инновационная система водоподготовки для общественных бассейнов Captura в 2009 году была удостоена в Германии сертификата и знака Energy Efficiency».
