Подбор и расчет оборудования для очистки воды от взвешенных веществ и железа
Проведя довольно подробный обзор методов обезжелезивания, где рассматриваются в основном технологические аспекты этого процесса, справедливо было бы перейти к более практическому вопросу, а именно подбор оборудования на основе данных о потреблении воды, ее изначального качества и заданных параметров на выходе.
Для начала необходимо обратиться к основным документам, регламентирующим качество питьевой воды, а также количество реагентов, необходимых для окисления растворенного в воде железа, органических загрязнений и обеззараживания:
- СНиП 2.04.03-85 КАНАЛИЗАЦИЯ. НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ;
- СНиП 2.04.01 «Внутренний водопровод и канализация зданий»;
- ГОСТ 2874-82 «ВОДА ПИТЬЕВАЯ. Гигиенические требования и контроль за качеством»;
- СанПиН 2.1.4. 1175-02 Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения;
- СНиП 2.04.02-84 ВОДОСНАБЖЕНИЕ. НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ.
- Для выбора оборудования и его расчета нам минимум понадобится:
- Протокол исследования воды – составляется после проведения химического анализа;
- Количество проживающих в доме человек;
- Количество точек водозабора (ванна, туалет, стиральная машина и пр.).
В соответствии со СНиП 2.04.01 «Внутренний водопровод и канализация зданий» расход воды в душе, туалете, стиральной машине и прочих точках будет составлять:
| Точка потребления | Расход | ||
|---|---|---|---|
| л/с | л/мин | м3/час | |
| Умывальник, рукомойник со смесителем | 0,12 | 7,2 | 0,43 |
| Унитаз со смывным бачком | 0,1 | 6 | 0,36 |
| Писсуар | 0,035 | 2,1 | 0,13 |
| Кран для поливки | 0,3 | 18 | 1,08 |
| Душ со смесителем | 0,2 | 12 | 0,72 |
| Душевая кабина | 0,12 | 7,2 | 0,4 |
| Ванна со смесителем | 0,25 | 15 | 0,9 |
| Мойка | 0,15 | 9 | 0,54 |
- Средний расход воды на человека по СНиП 2.04.02-84 составляет:
- Без ванн 125–160 л/сут.
- С ванными и водонагревателями 160–230 л/сут.
- С централизованным горячим водоснабжением 230–350 л/сут.
Выбор метода удаления железа
Зависит от качества воды и источника водоснабжения, и также может быть определен по СНиП 2.04.02-84.
Аэрация воды – может быть осуществлена путем излива в емкость, где высота излива должна быть не менее 0,5—0,6 м над уровнем воды, или путем ввода воздуха в подающий трубопровод (не менее 2 л воздуха на 1г двухвалентного (закисного) железа), или на аэрационной колонне, с дальнейшим фильтрованием на модифицированной загрузке следует применять при следующем качестве воды:
- Содержание железа: не более 10 мг/л;
- Содержание двухвалентного железа: (Fе2+) не меньше 70 %;
- рН > 6,8;
- Щелочность воды: (1+Fе2+/28) мг-экв/л;
- Содержание сероводорода: не более 2 мг/л.
В случае, если данные условия не соблюдаются, то очистку воды от железа следует проводить с использованием реагента-окислителя гипохлорита натрия, как наиболее безопасного и эффективного:
Дозируется гипохлорит натрия в подающую трубу перед напорным фильтром-обезжелезивателем в количестве, определяемом по СНиП 2.04.02-84:
Железо II – 0,64 мг хлора на 1 мг железа,
Марганец II – 1,29 мг хлора на 1 мг Mn(II),
Сульфиды – 2,08 мг хлора на 1 мг H2S,
Нитриты – 1,54 мг хлора на 1 мг NO2– ,
Для окисления органических веществ хлор дозируется в соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.02 – 84 (Приложение 4, табл. 1.):
| Перманганатная окисляемость воды, мг О/л | Доза окислителя, мг/л | ||
|---|---|---|---|
| хлора | перманганата калия | озона | |
| 8-10 | 4-8 | 2-4 | 1-3 |
| 10-15 | 8-12 | 4-6 | 3-5 |
| 15-25 | 12-14 | 6-10 | 5-8 |
Для обеззараживания воды, при отсутствии данных по бактериологическому исследованию воды, в соответствии с рекомендациями, дозу активного хлора необходимо принимать:
Для поверхностных вод после фильтрования 2—3 мг/л,
Для вод подземных источников 0,7—1 мг/л.
Расчет системы очистки воды в частном доме с удалением растворенного железа II:
- Имеем:
- Вода из скважины со следующими показателями:
№ п/п Показатель Ед. изм. Содержание в пробе ПДК СанПиН 1 Цветность град. 22,5 ≤ 20 2 Взвешенные вещества мг/л 28,6 ≤ 1,5
3 Запах балл 0 ≤2 4 pH 7,0 6-9 5 Щелочность мг-экв./л 6,6 6 Общая жесткость мг-экв./л 7,52 ≤7 7 Кальций мг/л 96,0 ≤140 8 Магний мг/л 33,0 ≤85 9 Железо общее мг/л 28,5 ≤0,3 10 Окисляемость перманганатная мг О2/л 1,3 ≤5,0
11 Хлориды мг/л 18,2 ≤350 12 Нитраты мг/л не обн. ≤45 13 Аммоний мг/л 0,05 ≤2,0 14 Марганец мг/л 0,11 ≤0,1 15 Алюминий мг/л не обн. ≤0,5 Из протокола анализа воды видно, что имеются значительные превышения по железу (в 95 раз), взвешенным веществам (19 раз), и незначительные − по цветности, общей жесткости и марганцу.
Наибольший дискомфорт при употреблении такой воды жильцы испытывают от образующегося рыже-бурого осадка, выпадение которого происходит вследствие окисления железа II кислородом воздуха.
- Количество жильцов – 2.
Находим максимальный средний расход воды за сутки: 160 л/сут ⋅ 2 чел = 320 л/сут.
- Точки водозабора:
1. Умывальник, рукомойник со смесителем − 0,432 м3/ч;
2. Унитаз со смывным бачком − 0,36 м3/ч;
3. Кран для поливки − 1,08 м3/ч;
4. Душевая кабина − 0,432 м3/ч.Беря во внимание, что разбор будет осуществляться не более чем из двух точек одновременно, находим максимальный расход воды в час: 0,43 м3/ч + 1,08 м3/ч = 1,51 м3/ч.
- Для удаления железа и взвешенных веществ в качестве модифицированной загрузки выбираем фильтрующий материал МЖФ.
- Для расхода по данной производительности и условиям монтажа берем колонну 08х44 (0,8-1,2 м3/ч). Объем МЖФ для данной колонны – 25 л.
- Определяем межрегенерационный период по емкости загрузки для железа:
Емкость МЖФ по железу – 1,5 г/л. Отсюда 25 л/1,5 г/л = 16,7 г железа по теоретическому расчету можно отфильтровать через данный фильтр.
По объему воды – 16 700 мг/28,5 мг/л = 586 л.
При расходе воды 320 л/сут межрегенерационный период составит:
586 л/320 л/сут = 1,8 сут.
Учитывая наличие взвешенных веществ, неравномерность расхода воды, а также запас по железу, регенерацию необходимо проводить 1 раз в сутки.- Приготовление рабочего раствора гипохлорита натрия и расчет его подачи.
Готовить раствор гипохлорита натрия необходимо 2% или 1%. Раствор такой концентрации позволит лучше корректировать дозацию реагента.
Рассчитаем готовку 10 л 2% и 1% раствора гипохлорита натрия из 19% и 17% товарного продукта:
Плотности растворов:
р 19% = 1260 г/дм3
р 17% = 1240 г/дм3
р 1% = 1020 г/дм3
р 2% = 1040 г/дм3Найдем массу хлора в 10 л 1% и 2% растворах:
m 10л 1% р-ра = V х р = 10 л х 1020 г/л = 10 200 г
m Cl в 10 л 1% р-ра = 10 200 г х 0,01 = 102 гm 10л 2% р-ра = V х р = 10 л х 1040 г/л = 10 400 г
m Cl в 10 л 2% р-ра = 10 400 г х 0,02 = 208 гНайдем необходимый объем товарного гипохлорита, который нужно разбавить до 10 л чистой водой для приготовления рабочих растворов:
m 19% р-ра для 1% = m/n = 102 г / 0,19 = 536,8 г
V 19% р-ра для 1% = m/p = 536,8 г / 1260 г/л = 0,43 лm 17% р-ра для 1% = m/n = 102 г / 0,17 = 600 г
V 17% р-ра для 1% = m/p = 600 г /1240 г/л = 0,48 лm 19% р-ра для 2% = m/n = 208 г / 0,19 = 1094,7 г
V 19% р-ра для 2% = m/p = 1094,7 г /1260 г/л = 0,87 лm 17% р-ра для 2% = m/n = 208 г / 0,17 = 1223,5 г
V 17% р-ра для 2% = m/p = 1223,5 г / 1240 г/л = 0,99 лИз расчетов видно, что для приготовления 10 л 1% раствора гипохлорита необходимо взять около 0,5 л рабочего раствора, для 2% – около 1 л.
- Выбор дозирующего насоса и расчет подачи реагента.
Учитывая небольшое потребление воды в единицу времени и то, что дозировка окислителя будет проходить на 1 литр воды, выбираем дозирующий насос с наименьшей производительностью – TeknaEVO APG 603, с регулируемой производительностью при давлении до 6 атм 7 л/ч и рабочим объемом камеры 0,7 мл (см3), т.е. при максимальной производительности насос выдает 7 000 мл/ч / 0,7 мл/кач. = 10 000 кач/ч или 10 000/60 = 167 кач/мин или 2,8 кач/сек.
- Рассчитаем необходимое количество гипохлорита для полного окисления органических веществ, марганца и железа.
По СНиП 2.04.02-84 для окисления 1 мг железа потребуется 0,64 мг/л хлора, для марганца 1,29 мг/л, для обеззараживания возьмем 0,5 мг/л, следовательно:
С Cl = Fe*0,64 + Mn*1,29 + 0,5 = 28,5*0,64 + 0,11*1,29 + 0,5 = 18,24 + 0,14 + 0,5 = 18,9 мг хлора на 1 литр воды нам понадоится для полного окисления растворенных металлов и обеззараживания воды.
Объем 2 % раствора гипохлорита на 1 л воды:
m 2% NaOCl = m/n = 18,9 мг / 0,02 = 945 мг
V 2% NaOCl = m/p = 945 мг / 1040 мг/мл = 0,9 мл/лРасчетные значения всегда являются предварительными и в процессе пусконаладочных работ могут незначительно меняться в ту или иную сторону. В нашем случае видно, что ориентировочная дозировка должна составлять от 1 до 3 качков на 1 импульс расходомера, или на 1 литр поступающей на фильтр-обезжелезиватель воды.
Источник: satspb.net
Подбор оборудования
Одним из важнейших этапов при приобретении системы очистки воды является подбор и расчёт оборудования. Грамотный подход при выполнении данной задачи позволит добиться вам необходимого результата качества воды, а также сократить при этом затраты как при покупки необходимого оборудования, так и в процессе его эксплуатации в дальнейшем.
Обращаем ваше внимание на то, что подбор и проектирование систем очистки воды осуществляется для каждого заказчика индивидуально и БЕСПЛАТНО!
Оформить заявку на подбор или проектирование системы очистки воды вы можете:
- отправив нам необходимые данные (смотреть ниже) на почту 9722052@ mail . ru
- или позвонив по телефонам 8 (495) 972 20 52 и 8 (495) 972 20 62
Примечание: Не рекомендуем при выборе необходимой системы очистки воды опираться на собственные догадки или использовать показатели состава воды близлежащих окрестностей. Используйте химический анализ воды непосредственно собственного источника водозабора.
Для подбора системы очистки воды необходимы следующие данные:
Значение химического состава исходной воды.
Лишь результат показателей химического анализа воды устанавливает количество и степень превышения предельно допустимой концентрации тех или иных загрязняющих примесей. Также, он позволяет проанализировать условия использования предполагаемых фильтрующих материалов и технологий, эффективность и срок службы которых зависит не только от конкретной направленности по удалению необходимых элементов, а также от среды их применения и таких общих показателей как: pH , перманганатная окисляемость, щёлочность, мутность, общая минерализация и т.д. Не менее важным при этом, является и выявление тех элементов, наличие в воде которых может препятствовать, или вовсе делать не возможным, удаление других, что в свою очередь свидетельствует о необходимости грамотного построения поочередности ступеней фильтрации. Помимо этого, лабораторный анализ также указывает на природу и форму соединений, что важно учитывать при выборе метода фильтрации, так как для удаления одних и тех же элементов, в разных своих формах и соединениях, могут требоваться абсолютно не похожие методы и технологии их фильтрации (на пример железо: растворённое, не растворённое, или в своих органических соединениях). Нельзя не отметить и степень превышения загрязняющего элемента, так как именно его количество тоже является одним из важных факторов, влияющих на выбор необходимых фильтрующих материалов. Дело в том, что свойства и заявленные характеристики засыпных фильтра-материалов предусматривают различные ограничения по концентрации тех или иных удаляемых примесей. Исходя из всего выше сказанного, лишь наличие химического анализа воды обезопасит вас от покупки дорогого и не эффективного оборудования.
Расчёт пикового потребления воды.
Пиковое потребление воды лежит в основе расчёта максимальной производительности системы фильтрации. Существующие технологии и используемое при этом оборудование для своей эффективной работы в рамках заявленных характеристик, предусматривает ограничения по скорости прохождения воды через фильтрующие засыпки или пористые материалы. То есть, под «пиковой» производительностью системы очистки воды, мы подразумеваем максимальный расход воды в момент единовременного использования одной или нескольких точек водопотребления (в независимости от длительности времени этого момента: 3 мин, 20 мин или час, не важно).
Расчёт пикового потребления воды в жилых помещениях осуществляется, опираясь на данные:
- количества водо-точек (умывальник, душ, туалет, стиральная или посудомоечная машина и т.д., в том числе бассейны или отдельно стоящие бани или иные строения);
- количества постоянно проживающих людей;
- коэффициент вероятности единовременного использования двух и более сантехнических приборов.
В случае превышения заявленной производительности фильтра, эффективность его очищающих свойств ухудшается и влечёт за собой прохождение нежелательных загрязняющих примесей далее к потребителю. А расчёт опираясь на излишне повышенную производительность фильтра, в данном случае, тоже не является целесообразным, так как по мере повышения пропускной способности системы фильтрации, повышается и стоимость оборудования, что при этом не как не сказывается на его эффективности.
Значение среднесуточного потребления воды.
Данные о среднесуточном потреблении воды необходимы для расчёта периодичности регенераций фильтров так, чтоб они проводились не чаще одного раза в сутки. Это объясняется тем, что
в процессе регенерации очистка воды не осуществляется, и в случае отсутствия при этом отсечных клапанных механизмов, неочищенная вода поступает на потребителя. По этой причине, объём воды суточного расхода потребителя не должен превышать установленный ресурс фильтра (фильтра-цикл) до регенерации. Рассчитывается ресурс фильтра при этом исходя из количества превышающих примесей, и емкостью фильтрующего материала по их удалению. А время начала регенерации, за частую устанавливают в ночное время суток, когда вероятность использования воды минимальная. Исключением в этом случае являются системы очистки воды непрерывного действия, где комплектация оборудования предусматривает работу фильтров в круглосуточном режиме.
Также, понимание среднесуточного потребления воды позволяет рассчитать периодичность и количество затрат на расходуемые материалы фильтров с реагентной регенерацией. Примером в данном случае является система умягчения с иона-обменной смолой, которая на одну регенерацию затрачивает определённое количество растворённой в воде поваренной соли ( NaCl ).
Влияние источника водопотребления на примеси-содержащие показатели воды.
В процессе анализа показателей химического состава воды, стоит уделить особое внимание информации об источнике отбора пробы, то есть, установить является ли это скважина с артезианской водой, колодец, или поверхностная вода открытого водоёма. В данном случае, речь идёт о ряде различных свойств и закономерностей, объясняющих природу происхождения тех или иных загрязняющих примесей.
Химический состав артезианской воды из скважины обусловлен условиями многолетнего формирования артезианского бассейна и включает в себя большое количество разнообразных соединений. Однако, особое внимание при использовании такой воды стоит уделять железу, марганцу, солям жесткости, взвешенным частицам (мутность) и наличию сероводорода с сульфидами. Вероятность присутствия всяческих болезнетворных бактерий и микроорганизмов в артезианской воде крайне мала, как и нитратов, нитритов или радионуклидов. Уровень органических соединений, за частую, тоже не превышает предельно допустимой концентрации. По этой причине, наиболее часто используемый комплекс системы очистки воды из скважины ориентирован на удаление взвешенных частиц, железа, марганца, сероводорода и солей жесткости.
Химический состав воды из колодца или не глубокой скважины, по своему примеси-содержащему составу, в большей степени отличается от артезианской. В первую очередь, при её использовании, следует обращать внимание на содержание следующих показателей: взвешенные частицы (мутность), цветность, бактериологические показатели, перманганатная окисляемость, железо, нитраты, фосфаты, жесткость, аммоний и общее солесодержание. Главным фактором, затрудняющим при этом как процесс расчёта и подбора оборудования, так и его дальнейшую работу, это нестабильность и переменчивость состава такой воды. Это объясняется основными источниками их питания, которыми являются грунтовые воды первого водоносного горизонта. В отличии от артезианской, грунтовые воды находятся над водоупорным слоем и мало защищены от попадания почвенной воды. В результате, различная человеческая деятельность, или обработка почвы и растений всяческими минеральными и органическими удобрениями, может стать причиной попадания в воду сульфатов, хлоридов, карбонатов, нитратов, фосфатов, результатов соединений азота, фосфора, калия, пестицидов или нефтепродуктов. А благодаря проникновению в колодец талых или дождевых вод, может наблюдаться повышенная концентрация как солей, так и не редко превышающих нормы ПДК органических соединений, включая соединения железа и марганца. Нельзя не отметить при этом, вероятность попадания в колодезную воду болезнетворных бактерий или вирусов.
Рабочий диапазон давления систем очистки воды.
Значение минимального давления системы водоснабжения играет очень важную роль в процессе регенерации систем очистки воды с засыпными фильтра-материалами. В данном случае, речь идёт о необходимости в восстановлении их фильтрующих свойств путём взрыхления слоя фильтра-материала обратным током входящей воды. К этим фильтрам относятся станции: обезжелезивания, умягчения, механической очистки, угольной фильтрации и т.д. Необходимый напор воды при этом определяется к каждому фильтру индивидуально, в зависимости от заявленных характеристик к скорости потока его фильтра-материала. Особое внимание стоит уделить фильтрам с много-литражным объёмом тяжелого фильтрующего материалом. В этом случае, недостаток давления в системе водоснабжении может привести к слёживанию фильтрующего материала, а в результате, к необходимости в его полной замене.
Значение максимального давления в системе водоснабжения как правило не превышает рекомендуемой величины, и регламентируется как эксплуатационными характеристиками насосного или сантехнического оборудования, так и правилами эксплуатации систем очистки воды.
Роль канализационных систем в процессе эксплуатации оборудования.
Наличие автономной или централизованной канализационной системы является обязательным условием правил эксплуатации практически всех установок фильтрации воды. Дело в том, что их существующие технологии регенерации фильтрующих материалов предусматривают сброс накопившихся извлечённых примесей вместе с потоком воды в канализационную систему. Количество сбрасываемой воды при этом может значительно превышать пиковый расход потребителя. По этой причине, как и централизованная, так и автономная система канализации должна предусматривать объём и скорость залпового сброса воды системой фильтрации. В случае использования емкостей и септиков автономной системы канализации, следует обратить особое внимание на сбрасываемый при регенерации реагент, состав которого может нанести вред бактериологической среде био-септиков. К данным реагентам относятся: перманганат калия (для систем обезжелезивания GSP ), гипохлорита натрия (для систем дозирования) и т.д.
Периодические и непрерывные системы фильтрации воды.
Технология систем периодического режима фильтрации предусматривает работу фильтра в условии существующего промежутка времени для проведения регенерации. Очистка воды при регенерации в этом случае не осуществляется и при отсутствии отсечных клапанных механизмов неочищенная вода поступает к потребителю. По этой причине, период проведения регенерации устанавливают в момент отсутствия водопотребления (зачастую это ночное время суток), и занимает он как правило от 10-ти до 90-та минут. После, фильтр переходит обратно в нормальный режим фильтрации.
Система очистки воды непрерывного действия подразумевает круглосуточный режим работы фильтров без прекращения процесса очистки в период регенерации. В данном случае, используемая схема очистки и комплектация оборудования должны предусматривать автоматическое переключение фильтрации с начавшего регенерацию модуля на уже ранее отрегенированный, иначе говоря поочерёдная фильтрация. Также существуют комплексы несколько-модульной параллельной фильтрации, где промывка каждого модуля осуществляется отдельно в разное время, не останавливая при этом работу других.
Источник: aquasolution.ru
Добрый день.
Собираюсь делать водопровод в доме – дошла очередь до подбора фильтров.
Выкладываю паспорт скважины, сделанного гидрогеологами. Анализ там же. Схема ввода и разводки воды в доме.
Сегодня общался ещё раз с гидрогеологами, кто бурил скважину и спросил, стоит ли повторять анализ.
Мне было сказано пока поставить только самоочищающийся фильтр на воду, и угольный фильтр с картриджами. Т. к. было ещё раз повторено, что вода у меня очень приличного качества. Ещё сказали смотреть, как угольный фильтр будет "засоряться". Если быстро, то повторять анализ.Бюджет маленький, денег нет. Вкладывать особо сейчас не могу. Со временем можно.
Накипь в чайнике присутствует, что беспокоит. Но за лето, использование по выходным, диск в чайнике сплошняком не покрылся накипью. Не знаю, что тут может служить "показателем".Вот исходные данные.
Источник воды: личная скважина. Бурилась 2 года назад.
Глубина скважины, дебет. 18 метров, ~4 м3/час. Зеркало воды на 6 метрах. Не изменяется при даже часовой работе насоса.
Насос. центробежный, беламос TF3-60. Установлен на 12 метрах.Характеристики насоса: max подача 2,7 м3/час, max напор 60 метров. По факту на установленной глубине выдает около 2 м3/час.
Гидроаккумулятор. вертикальный ГА 100 л.
Пиковый расход воды 0,5 м3/час.
Номинальное потребление воды в сутки думаю не более 1-2 м3/сутки.
Число и тип точек водоразбора. полив огорода, 2 раковины, ванная, 2 унитаза, стиральная машина.
Количество человек, проживающих в доме постоянно (периодически): 2 (5)
Тип канализации и её характеристика: септик Росток с торфяными биофильтрами. Пока что не установлен. Монтаж через 1 месяц.
Особенности водоподготовки – хоз.-бытовое водоснабжение, для питьевых целей, горячее водоснабжение, отопление (под вопросом).Что скажете? Вердикт знатоков?
Источник: www.forumhouse.ru
You May Also Like
- Количество жильцов – 2.
