Очистные сооружения водоснабжения: вариант для загородного дома

Чистая вода – залог здоровья и долголетия

Специалисты Всемирной организации здравоохранения установили, что огромное количество болезней человека связано с употреблением некачественной воды. Если вы не оканчивали институт по специальности: «Водоснабжение водоотведение и очистка сточных вод», то вряд ли сами сможете решить, как добиться идеального качества воды, поступающей в ваш дом из централизованной системы или автономного источника.

Не каждый владелец загородного дома разбирается и в том, как работают системы очистки воды, какие фильтры нужны именно в его случае. Поэтому небольшой ликбез по этой теме многим будет полезен и интересен.

Зачем очищать воду из скважины или водопровода

Если вода поступает в дом из централизованного водопровода, необходимость в её доочистке обычно решается на основании органолептических характеристик – вкуса и цвета жидкости. Реже потребители делают её анализ, чтобы точно узнать состав воды.

В этом случае, для получения питьевой воды используют обычные бытовые фильтры – проточные или кувшинного типа.

Кувшинный фильтр со сменным картриджем

Если же дом снабжается водой из скважины или колодца, то она требует гораздо более качественной очистки и обеззараживания. Причем количество ступеней очистки и их функции тоже зависят от состава воды, который трудно определить без лабораторного анализа.

Но предположить можно – по такому признаку, как уровень залегания водоносного слоя.

Источники водоснабжения из разных водоносных слоев

• Первый водоносный слой, так называемая верховодка, расположен под слоем почвы. Она является хорошим механическим фильтром и задерживает большую часть нерастворимых частиц, проникающих в грунт вместе с осадками и талыми водами. Но совершенно не препятствует просачиванию растворенных в такой воде вредных веществ. Их на поверхности скапливается очень много: это и пестициды, и удобрения, и осаждающиеся выхлопы от машин. А если водоснабжение и очистка сточных вод предприятий или ферм, расположенных поблизости, выполняется с нарушением норм, то вода в вашем колодце может быть совершенно непригодной для питья.

Чистая на вид колодезная вода может содержать вредные примеси

• Второй водоносный слой расположен в песчаном горизонте на глубине до 50 метров. В «песчаных» скважинах вода по химическому составу гораздо чище, чем в колодцах на верховодке. Но в ней больше механических примесей – песка и ила.

Вода с песком из скважины

• Третий водоносный слой – артезианский, залегает на глубине более 50 метров. От проникновения в него вредных веществ, бактерий и микроорганизмов с поверхности земли он надежно защищен водонепроницаемым слоем глины. Нерастворимых частиц в такой воде тоже очень мало, поэтому в глубокой очистке она не нуждается. Но в ней могут присутствовать соли жесткости и железа, негативно влияющие как на здоровье человека, так и на состояние сантехники и бытовых приборов.

Ржавый цвет воды  как на фото указывает на присутствие в ней большого количества солей железа

Итак, вода в загородных коттеджах требует серьезной очистки, потребляется её много, а иногда на одной скважине «сидит» несколько домов или даже небольшой поселок. Поэтому использовать укрупненные бытовые фильтры – не вариант, так как частая замена картриджей сделает её очень дорогой.

В таких случаях, необходимо устанавливать на выходе из скважины или на входе в дом установки со сменными или регенерируемыми реактивами. По принципу действия они схожи с промышленными сооружениями водоподготовки, но отличаются меньшим объемом и менее сложной системой управления.

Очистка воды для промышленного водоснабжения – сложный многоступенчатый процесс

Этапы очистки воды из автономного источника

Полная система водоподготовки включает себя шесть ступеней:

• Грубая очистка от механических примесей;
• Удаление солей железа и марганца;
• Смягчение воды;
• Тонкая очистка;
• Обеззараживание;
• Подготовка питьевой воды.

Обратите внимание. Не обязательно использовать все из них. Лучше сделать анализ воды и тогда уже решать, без каких фильтров можно обойтись.

Четырехступенчатая схема очистки воды

Рассмотрим подробно каждый этап.

1 ступень – грубая очистка

Исходная вода, содержащая песок, волокнистые включения, окалину и другие нерастворимые примеси, должна проходить механическую очистку. Такие включения кроме того, что опасны для здоровья, могут повредить запорно-распределительную арматуру, сантехнические приборы и ухудшить работу последующих фильтров.

Эта ступень обязательна — даже на централизованное городское водоснабжение фильтр грубой очистки устанавливается в каждой квартире. Но с водой из колодца или песчаной скважины он не справится, либо его придется очень часто очищать.

Поэтому в таких системах используются усовершенствованные сетчатые или патронные фильтры.

• В сетчатые фильтры устанавливают сетчатые вкладыши из нержавейки с размером ячеек от 20 до 500 мкм.
• Патронные фильтры оснащаются сменными картриджами из вспененного полипропилена, нетканого полиэстера, полипропиленовой нити, целлюлозы или их комбинаций. Размер фильтрующих ячеек 10-50 мкм и более.

Такие фильтры могут быть частично восстановлены от загрязнений путем периодической прокачки через них чистой воды в обратном направлении. После чего вода с песком уходит в канализационную или дренажную систему.

Обратите внимание. Из экономических соображений предпочтение следует отдавать сетчатым фильтрам, не требующим во время эксплуатации покупки расходных материалов. При сильном засорении вкладыша его можно достать и промыть своими руками, тогда как исчерпавший свой ресурс картридж патронного фильтра необходимо менять на новый.

2 ступень – обезжелезивание воды

Как правило, без этого этапа очистки не обойтись, если вода добывается из артезианской скважины. Кроме растворенных солей железа и марганца в ней могут присутствовать метан, сероводород, аммиак и другие газы. В процессе обезжелезивания удается избавиться и от них.

Чтобы понять, как воздействуют на водоснабжение очистные сооружения этой ступени, посмотрите на картинку:

Установка для обезжелезивания и деманганации

• После предварительной очистки вода по трубопроводу подается в смеситель, в который с помощью компрессора под давлением нагнетается воздух;
• Смешанная с воздухом вода поступает в аэрационную колонну, где насыщается кислородом воздуха. В результате химической реакции железо меняет валентность и окисляется;
• Также в процессе аэрации посторонние газы выделяются из воды и через воздушный клапан выводятся наружу;
• Вода с окисленными железом и марганцем поступает в фильтрующую колонну, где эти вещества задерживаются фильтрующей засыпкой.

Для справки. В качестве фильтрующего элемента можно использовать кварцевый песок или специальную засыпку для обезжелезивателей отечественных и зарубежных производителей. Менять её нужно раз в три-четыре года.

Железистый осадок, скопившийся в засыпке, удаляется в дренаж обратной промывкой. Её периодичность настраивается индивидуально при пуско-наладке установки. Как правило, она выполняется ежесуточно, в ночное время, и длится не более получаса. За этот процесс отвечает управляющий клапан с электромеханическим приводом.

3 ступень – умягчение воды

Водоснабжение и очистка воды в большинстве случаев не обходятся без удаления из неё солей жесткости и ионов тяжелых металлов.

Современное потребляющее воду бытовое оборудование очень чувствительно к этому показателю. Образующаяся на поверхности нагревательных элементов накипь быстро выводит приборы из строя, требуя дорогостоящего ремонта или замены. О накипи в чайниках и говорить не приходится.

Испорченный ТЭН стиральной машины

Для умягчения воды в систему очистки включают ионообменные колонны, роль фильтра в которых выполняет Na-катионитовая смола. Разберемся с принципом их работы.

Схема напорного ионообменного фильтра

• Вода по подводящему трубопроводу 6 подается в колонну 1 с фильтрующей засыпкой 2.

Ионообменная смола

• Здесь она обменивается ионами со смолой: отдает ей ионы магния и кальция, получая взамен ионы натрия. После чего через отводящий трубопровод 7 подается на следующую ступень очистки.
• Когда ионов кальция и магния становится много, рабочие функции фильтра снижаются. Для его восстановления по команде блока управления 4 в колонну по трубе 11 подается раствор поваренной соли, который готовится в баке-солерастворителе 5 из таблетированной соли 9.

Таблетированная соль для регенерационного раствора

• Промывочная вода через дренажно-распределительные устройства 3 и 10 отводится в дренаж по трубопроводу 8.

Как и в случае с обезжелезивателем, промывка фильтра осуществляется по команде многоходового управляющего клапана, настроенного на определенное время. Длительность промывки составляет около двух часов.

Для справки. В зависимости от режима использования фильтра и химического состава воды, замена смолы осуществляется раз в три-пять лет.

4 ступень – кондиционирование и тонкая очистка воды

Несмотря на пройденные этапы, пока нельзя надеяться на качественное водоснабжение – фильтры очистки воды загрязняют её механическими примесями, состоящими из мелких частиц фильтрующей засыпки.

Они удаляются с помощью таких же патронных фильтров, которые использовались на первом этапе. Но их картриджи для кондиционирования воды и улучшения её органолептических показателей наполняются активированным углем в виде гранул или спрессованного порошка.

Фильтры тонкой очистки

Такие фильтры задерживают частицы размером от 1 до 50 мкм. Картриджи подлежат периодической замене, срок их службы зависит от объема потребляемой воды и может составлять как один месяц, так и год.

5 ступень – обеззараживание

В воде из скважин и колодцев могут содержаться болезнетворные бактерии. Поэтому для обеспечения микробиологической безопасности и предотвращения заболеваний, связанных с употреблением зараженной воды, инструкция требует её обеззараживания.

Раньше эта задача решалась с помощью хлорирования, реже применяли озонирование. Сегодня наиболее эффективным, экономичным и простым способом признано облучение воды ультрафиолетом.

Ультрафиолетовый стерилизатор для воды

Принцип действия прибора предельно прост: вода протекает вдоль прозрачной стеклянной трубки, в которую встроен ультрафиолетовый излучатель. Лучи с длиной волны 253,7 нм полностью уничтожают все находящиеся в ней микроорганизмы.

Устройство фильтра для обеззараживания воды

Для работы прибора не нужны расходные материалы и сменные элементы, срок его действия не ограничен. Но самый главный его плюс заключается в том, что вода не насыщается посторонними химическими веществами, отрицательно воздействующими на наше здоровье.

6 ступень – доочистка питьевой воды

Полученную в результате 5-ступенчатой очистки воду можно использовать для любых хозяйственно-бытовых нужд, в том числе и для питья и приготовления пищи. Но если вы стремитесь к идеалу, получить воду самого высокого качества можно с помощью мембранного фильтра.

Устройство мембранного фильтра

• Вода под давлением подается на полупроницаемую обратноосмотическую мембрану, пропускающую через себя только частицы, размеры которых сравнимы с размером молекулы воды.
• Чистая вода, преодолевшая эту преграду, по водосборной трубке поступает в накопительный мембранный бак, а вода с примесями вымывается в дренаж.
• Накопившись в баке, вода проходит через угольный фильтр и подается в специально установленный на мойке кран питьевой воды.

Установка для доочистки питьевой воды монтируется под мойкой на кухне

Совет. Если вас устраивает качество воды без финальной доочистки, её лучше не использовать, так как на выходе получается жидкость, лишенная всех полезных микроэлементов.

Заключение

Дополнительную информацию по этой теме можно получить, посмотрев видео в этой статье.

Нам же осталось сказать, что автономное водоснабжение и очистка питьевой воды в загородном доме должны выполняться специалистами, хорошо разбирающимися в этих вопросах, и способными определить необходимость того или иного этапа очистки.