статья опубликована в журнале: Бассейн и его сотрудники, выпуск 10/2016
... или что должен и может фильтровать мой фильтр?
Конечно, этот заголовок не следует принимать на свой счет членам нашего союза (это необязательно). К сожалению, это утверждение слишком часто оказывается верным за пределами Германии. Не редко можно найти песочный фильтр без песка, намывной фильтр без диатомовой земли и фильтр без промывки.
В этой статье мы не будем проводить сравнение различных систем фильтрации. Об этом уже часто писали с большей или меньшей спонсорской поддержкой, с одной или другой точки зрения. Также мне не хотелось бы размышлять о новых или неизвестных системах фильтрации - не имея необходимого для этого опыта. Вместо этого мне хотелось бы презентовать идеи и мысли, которые могут быть перенесены на другие системы. Итак, ниже пойдет речь исключительно о глубокой фильтрации через песочный фильтр.
В одном мы, конечно, едины: Оптимальная функция фильтрации является основой для хорошего качества воды!
Система циркуляции
С самого начала мне хотелось бы развеять одно ложное представление. Во многих публикациях песчаные фильтры не рассматриваются с точки зрения бассейнов. Бассейны имеют, как мы все знаем, особенность, заключающуюся в том, что водоподготовка происходит в циркуляционной системе. Это имеет ряд недостатков, но в то же время и некоторые преимущества. Для оценки всегда нужно иметь в виду этот факт. В необходимых местах мы укажем на различия.
Что должен и может фильтровать мой фильтр?
Само собой разумеется, он фильтрует воду бассейна. Тогда мы должны задать вопрос по-другому: Что фильтры должны удалить из воды? Фильтр в большинстве случаев является единственной технологической стадией , удаляющей субстанции из воды. Таким образом, мы можем легко ответить на вопрос: должно быть удалено все, что поступает в воду в результате использования плавательного бассейна. Не стоит ли нам подробнее остановиться на том, что является «целевым» и «нецелевым» использованием. Фактом является то, что все посетители бассейна оставляют в воде свои следы. В открытом бассейне к этому добавляются еще листья или птицы с их последствиями, это все нам известно. Но в то же время это все не так просто, потому что остатки не всегда сразу могут быть «профильтрованы». Некоторые из них жидкие и сразу не поддаются фильтрации, в то время как другие слишком маленькие для любой поры.
Сколько должно быть извлечено из воды?
Невозможно опросить каждого посетителя бассейна относительно того, что он оставит в воде. Даже резиновые шапочки наших предков в сочетании с депиляционными средствами нынешней молодежи не защитят нас от кожных чешуек, а также содержащих гиалуроновую кислоту дневных- и ночных косметических продуктов или эксклюзивных продуктов мужского ухода. Следуя моей личной интерпретации, поскольку в качестве письменной научной основы DIN 19643 я до сих пор не нашел эту взаимосвязь, средний показатель загрязнения можно представить себе очень упрощенно в виде «среднестатистического немецкого» посетителя бассейна.
Вероятно, во многих крупных статистических исследованиях было выявлено, что каждый посетитель бассейна оставляет в воде бассейна много различных веществ. Состав этих веществ не совсем прост, скажем так, что это, с одной стороны, углеродные соединения, а с другой стороны азот-соединения. Мочевина, например, представляет собой соединение на основе азота.
Невозможно произвести анализ всех соединений, находящихся в воде бассейна, с помощью дорогостоящего оборудования, поэтому, как это часто бывает в жизни, используют более дешевое измерение.
Так как компоненты не могут быть определены по отдельности, добавляется окислитель, который выделяет кислород. Потребление этого окисляющего агента измеряется и приравнивается содержанию (окисляемых) органических веществ. В качестве подобного окислителя обычно используется перманганат калия, потребление 4 миллиграммов KMnO4, так выглядит формула данного соединения, соответствует примерно. 1 миллиграмму кислорода O2. Таким образом, потребление O2 пропорционально содержащимся (преимущественно) органическим веществам, которые, в свою очередь, приравниваются загрязнению.
Странно, но как-то не удивительно, находим окисляемость в инструкции 65.04 в пункте 6.2 для проверки процедуры эффективности. На мой взгляд, эти данные трудно понять, и они оставляют огромное пространство для интерпретации. Жаль, что я не смог найти конкретные значения, поэтому я буду выдвигать предположения относительно оценки результатов.
Моя личная интерпретация: Система фильтрации плавательного- или купального бассейна, при условии, что эти бассейны установлены с учетом требований DIN 19643 и построены с учетом данных требований, по определению должна быть в состоянии в течение двух фильтраций, устранить то, что оставляют после себя посетители при стандартном использовании бассейна.
Конечно, трудности приносят растворенные соединения, поскольку они не могут быть отфильтрованы! Моющие средства в воде увеличивают KMnO4-перманганатом калия, но не могут быть удалены путем фильтрации. Но разве можно ожидать того, что фирма по водоподготовке и клининговая фирма будут друг другу «вредить»? Но если это и так, то моющие средства повышают также и концентрацию фосфата. В спорном случае обращаемся за помощью!
Почему нельзя обойтись без фильтра?
На самом деле можно! Реакция окисления, которую мы так подробно описали выше, осуществляется и без фильтра только
с хлором. Мы можем наблюдать это во многих восточноевропейских бассейнах. Их рецепт: Взять загрязненную нефильтрованную воду и добавить в нее лопатой как можно больше гранулированного хлора. Это вызовет не только покраснение глаз, но и тяжелое дыхание, а после определенного времени даже рак в легких. Конечный продукт окисления при помощи хлора - это связанный хлор, который к счастью ограничен в наших DIN 19643 для бассейнов.
Фильтрация за рубежом, если ее вообще можно назвать фильтрацией, часто представляет собой только определенный участок трубы. В большинстве случаев, уже при первом взгляде становится ясно, что очистка фильтра не функционирует. Отсутствующие или неправильные фитинги приводят к абсурдности.
Проведем обзор
При глубокой фильтрации через песок, в отличие от поверхностной фильтрации (через намывной фильтр, ультрафильтрации) частицы, которые должны быть удалены из жидкости, задерживаются внутри гранулированного фильтрующего слоя.
Во время фильтрации вода проходит через фильтрующие слои сверху вниз. Наряду с силами из жидкого потока, на песчинки оказывает влияние гравитация. Системы, которые могут перехитрить эти силы, имеют, по моему мнению, серьезные недостатки. После окончания работы фильтра, то есть, когда
потеря давления в фильтре достигнет своего экономического предела, фильтр должен быть восстановлен путем промывки. Это осуществляется в обратном направлении. Тонкости этого будут рассмотрены позже. Ради полноты: Интервалы между промывками фильтра зависят не только от загрязнения, но и от темпов роста обитающих вероятно в фильтрующем слое бактерий!
Для того, чтобы фильтрация в глубине песчаного фильтра функционировала, отделяемые частицы должны быть значительно меньше, но все же достаточно большими, чем размеры пор песчаных зерен. И наоборот: Размер фильтруемых частиц имеет мало общего с размером песчинок.
Осаждение частиц внутри фильтрующего слоя состоит из 2 функций, транспортировки ингредиентов воды к зернистым частицам фильтра и адгезии частиц на поверхности зерна. Условия, при которых происходит адгезия, выходят за (ненаучные) рамки. Но в случае необходимости каждый может в книге автора GIMBEL (1984) об этом прочитать.
Что должно произойти с веществами, которые не прилипают к зернистой частице фильтра?
Песочный фильтр не может все! Он зависит от взаимодействия ступеней процесса. То, что песочный фильтр не может отфильтровать, должно быть отфильтровано!
Об этом говорится также в технологических этапах DIN 19643, почти всегда находим следующее "... флокуляция, фильтрация, дезинфекция ... " или что-то подобное этому. На первый взгляд вирусы и бактерии кажутся нам интересными. Они прошли бы через фильтр почти беспрепятственно, если бы не были схвачены коагулянтами. Но для чистой (безвредной) воды являются важными и другие параметры.
Если в реальных растворах скрываются фосфаты, то водоросли в воде радуются хорошему питанию. Кто этого хочет?
Ниже представлена диаграмма с размерами частиц, представляющих интерес:
График 1: Влияние флокуляции на размеры частиц, aqua&pools
Некоторые «следы» посетителей бассейна скрываются в не-фильтруемых частицах, а также в коллоидных растворах. Только подумайте о растительных маслах и жирах, которые наносятся на кожу перед прыжком в воду. В представленной выше диаграмме это преобразование показано стрелкой.
Флокуляция работает по-разному. Грубо говоря, используется и изменяется полярность частиц, чтобы образовать силу притяжения.
В этой статье не будем более разъяснять функцию флокуляции. Практически каждый бассейн имеет поставщика, который интерпретирует свою собственную философию за принцип действия.
График 2: Принцип действия флокуляции, www.pfeiffer.cc
Важным является только следующее: флокуляция необходима! Именно функционирующая флокуляции делает возможной фильтрацию. Без флокуляции частицы были бы слишком малы, и их невозможно было бы выделить. Лишь образование более крупных хлопьев предотвращает то, что частицы могут беспрепятственно проходить через фильтр.
Напомню вновь: в данной статье рассматриваются вопросы, касающиеся только глубинной фильтрации. Все другие методы фильтрации, даже если они широко распространены, должны быть измерены на предмет соответствующих затрат и результатов.
От теории к практике
Основная конструкция фильтра представляет собой большой закрытый резервуар высокого давления, через который с помощью мощных насосов проходит вода. Эти фильтры в течение десятилетий их использования были оптимизированы и используются сейчас. Резервуар высокого давления может быть выполнен из различных материалов, главное, чтобы эти материалы могли выдерживать давление.
Уже в статье, посвященной выбору насосов мы ссылались на условия давления в трубах. Перефразируя известную цитату, я хочу представить это так:
«Что такое пресс-фильтр? Не слишком задумываясь над этим вопросом, скажем: пресс-фильтр - это большая, круглая, черная труба. И эта большая, круглая, черная труба имеет два отверстия и песок внутри. Через одно отверстие, вода проходит, через другое, вода выходит позже ...
Фотография 1: Группа фильтров 8 штук, Бассейн Saaleperle Bernburg, 1998, aqua&pools
Сейчас поздно! Из другого отверстия должна «выйти» чистая вода, это желаемая цель. По пути через песок вода теряет давление, но должна без насоса пройти еще к форсункам бассейна и через них и к желобам. Замкнутый круг! Так как в фильтре из-за этого образуется самое высокое давление во всей системе.
Иногда, особенно при неправильном расположении насосов, такой пресс-фильтр может, к сожалению, разорваться.
Фотография 2: лопнувший закрытый скоростной фильтр, aqua&pools
И все это только потому, что у нас нет времени, и мы предпочитаем использовать «закрытые быстрые фильтры» по DIN 19605 для очистки воды. При этом природа предлагает нам что-то совсем другое. Уже миллионы лет вода на
своем пути с поверхности в подземные воды очищается при помощи песчаных слоев. Без насосов, арматуры, труб. Ok, у нас нет в наличии площади и регенерационной силы живущих в ней организмов, но физическое влияние гравитации мы можем использовать. Для всех тех, кто в этом сомневается: гравитация, согласно Эйнштейну, это не сила! Но ради исключения позвольте нам, пожалуйста, здесь и сегодня использовать этот красивый термин «гравитация».
Гравитационный фильтр
Тем не менее, мы должны оставаться корректными. Что заставляет воду проходить через песок? Если речь идет о закрытом быстром фильтре, то ответ довольно прост, это насос. Но если речь идет о гравитационном фильтре, то это собственный вес воды (сила тяжести) и давление воздуха на открытую поверхность воды.
Разница в высоте между поверхностью воды и «свободным выходом» фильтра определяет естественным образом давление и объем потока фильтрата. Не каждый фильтр можно установить на необходимой высоте, чтобы достичь желаемые значения. Но спуск воды можно поддержать с помощью фильтрационного насоса, в котором уменьшается существующее противодавление.
Но в чем преимущество таких фильтров? В первую очередь, благодаря более низкому давлению, форма не должна быть оптимизирована до окружности. Могут быть использованы в качестве основы любые прямоугольники, что, в свою очередь, улучшает использование пространства.
Фотография 3: Гравитационный фильтр WTA Plauen GmbH, 2013, aqua&pools
Особенно локальная сборка, независимо от хода конструкции, допускает экономичную изменчивость ресурсов.
В том направлении эволюции фильтров, в котором мы движемся, каждый предоставлен сам себе. Некоторые говорят о повторном открытии, для других - это терн в глазу. На мой взгляд, современный гравитационный фильтр является положительным и полезным изобретением, если мы правильно пользуемся его свойствами.
Следующая ступень эволюции фильтра: модульный фильтр!
Да, становится все лучше! Если в случае с милым монтером, выглядывающим в окно, фильтры еще в 90% изготавливаются на месте, то другие фирмы предлагают эти фильтры уже в виде модульной конструкции. Эти модули выполнены так, что они могут быть удобно доставлены, как диван, на нужное место и там установлены. При этом уделяется внимание максимальной заводской готовности, так что монтаж не займет много времени.
Не только я подумаю сейчас о «забетонированных или «замурованных» старых установках, которые теперь могут быть заменены без повреждения строительной конструкции. И производители сделали это, они собрали эти фильтры в соответствии с часто ограниченной высотой пространства, так что даже небольшой бассейн или контейнер может быть оборудован этими фильтрами.
Фотография 4: Модульный гравитационный фильтр. МСТ-H2O К.С., www.pfeiffer.cc
Где недостатки, при всех преимуществах? Итак, вернемся к цитате: Не слишком задумываясь над этим вопросом, скажем: гравитационный фильтр - это большой, серый ящик. Вода поступает сверху и выходит снизу".
Но чтобы в фильтр поступало бы столько же воды, сколько выходит из фильтра, это не так просто . Требуется регулировка уровня воды, поэтому должно быть также проведено измерение того, насколько заполнен фильтр.
Производители решают это по-разному. Должно быть, уже были специалисты, которые полагали, что во время работы фильтра смогут под фильтрующим материалом измерить статическое давление.
Вывод заключается в том, что без интеллектуальной периферии невозможно обслуживать фильтр вручную. Если мы остаемся в модульном мышлении, то для фильтрования и промывки требуется гидравлический модуль. Упомянутая здесь в качестве примера фирма www.mst-h2o.com предлагает фильтры с или без таких (подходящих) модулей и, таким образом, имеет очевидный успех. Отчасти нереалистичные высказывания о преимуществах, приведенные на веб-сайте данной фирмы, прошу рассматривать как рекламное поведение наших австрийских соседей.
Посмотрим на проблему с иной точки зрения:
Если мы посмотрим на оборудование для очистки сточных вод, то после технологической стадии «флокуляции», как правило, следует стадия «оседания». Седименты (хлопья) с помощью различных приемов, начинают оседать. Обычно работают с низкой скоростью воды. Итак, в системе подготовки воды плавательных бассейнов это затруднительно в связи с отсутствием необходимого количества времени и места. Но если удалить «седименты» перед попаданием их в песочный фильтр, то это позволит уменьшить падение давления в фильтре и продлить срок его службы. Песочный фильтр тогда смог бы сосредоточиться на своей главной задаче, заключающейся в том, чтобы ловить частицы. Где решение? Эту задачу можно переложить на фильтры циклонного типа. Эти фильтры сразу же избавляются от порошкообразного активированного угля, прежде чем он в слое песка фильтра будет способствовать загрязнению. Вы не поняли взаимосвязи? Активированный уголь невольно удаляет хлор в воде. Тот хлор, который в фильтрующем слое действует против «загрязнения» пористых поверхностей.
Так как в гравитационном фильтре давление низкое, то циклонная фильтрация вполне возможна и эффективна! Прежде чем раздадутся возгласы «силы сдвига из циклона разрушают хлопья» или «не соблюдается время реакции активированного угля», дочитайте, пожалуйста, статью до конца. Поскольку дальше об этом будет больше информации.
Проведем сравнение:
Конечно, мы не можем сравнивать яблоки и груши. Все типы фильтров должны иметь одинаковый набор элементов:
- Соответствующий задаче наполнитель фильтра,
- долгий срок службы даже с флоккулянтами,
- максимально возможное количество фильтрующих насадок, которые также
- снабжены дренажным колпачком, расположенным под днищем форсунки,
- Вентиляция и водослив для отвода верхнего слоя промывочной воды и
- возможности просмотра.
Таким образом, планировщик должен уже до проектирования водоподготовительной установки рассчитать, какой тип конструкции окажется более подходящим для всего проекта. Не следует забывать о технических мерах, которые во время перебоев в подаче электроэнергии или других неполадках смогут защитить персонал, установку и окружающую территорию. Теперь, аналогично крупным онлайн-порталам, которые проводят различные сравнения, мы могли бы составить оценочный рейтинг фильтров, но я попробую провести субъективное сравнение.
В пользу фильтра-пресса говорит следующее:
- большое распространение на рынке, как следствие «немонополизированные» цены!
- быстрая доступность!
- простота в использовании!
- большое распространение знаний об установке!
- низкие эксплуатационные требования!
Обратимся теперь к гравитационным фильтрам. В пользу них выступают следующие аргументы:
- наличие большого количества производителей практически во всех ценовых сегментах!
- возможна установка в «закрытой» конструкции!
- Хорошее альтернативное решение для существующих установок!
- возможна установка при нормальной высоте помещения!
- интегрированный контроль объемного расхода!
- хорошие возможности наблюдения!
- нет транспортных ограничений!
Фильтр для фильтрации есть!
Если бы это было так просто. Поскольку часто на фильтр возлагаются дополнительные задачи в области физической или химическая водоподготовки. Весьма практично, например, положить на фильтр уголь, чтобы улавливать окраску, ароматические соединения и связанный хлор. Смысл или отсутствие смысла таких экспериментов осветим в следующей статье. Так что давайте остановимся на физической фильтрации.
Короткий промежуточный вывод, мое личное представление об эволюции песчаного фильтра:
График 3: Эволюция глубинной фильтрации, fotolia ©Neylo, aqua&pools
ДИН 19643 в части 2 дает некоторые ориентиры относительно структуры фильтрующего слоя. Здесь приводятся такие понятия, как зерновые фракции и высота слоев. Как уже отмечалось в предыдущих темах, называются показатели, но не приводятся никакие условия для собственной оценки. В данном случае, нам поможет опыт наших соседей, цитата из австрийского стандарта ÖNORM M 6216 издание: 2009-03-15: «Если структурные условия этого требуют, высота фильтрующего слоя может быть уменьшена, если скорость фильтрации уменьшится в таком же соотношении.
Высота фильтрующего слоя, равная 0,8 м, не может быть уменьшена, соотношение высоты фильтрующего слоя–в см к скорости фильтрации в м/ч должна составлять по крайней мере 4,0 ".
По правде говоря, это зависит от времени пребывания воды в фильтрующем слое. Это можно было бы также обозначить как время контакта с поверхностью фильтрующего материала. Максимальная скорость в соответствии с DIN19643 (или австрийским стандартом ÖNORM) 30 м/ч, при высоте слоя 1,20 м слоя получаем следующее время:
которое отводится частице в воде, чтобы прикрепиться к песчинке. Эта возможность, варьировать между высотой слоя и площадью фильтрации, явно прописана в австрийском стандарте. В стандарте DIN 19643 это как бы «нарисовано на доске». Цитата из стандарта DIN 19643, 4.4.2.1 зерновые группы, высота слоев и скорость фильтрации, Таблица 1, сноска а: «Если содержание солей > 6 % массовой доли, то скорость фильтрации, а также подача флоккулянтов и тип флоккулянтов должны быть определены экспериментально, чтобы достичь требуемого DIN 19643-1:2012-11, Таблица 2 качества воды". И в том же месте в таблице 2, сноска а: «Другие комбинации (для многослойных наполнителей) фильтрующих материалов и зерновых групп должны быть определены и доказаны экспериментально". Кто бы ожидал? Конечно, там не написано, какое «доказательство» должно возникнуть после эксперимента! Возможно, экспертное заключение от авторов этих предложений?
Мера производительности фильтра:
Кто должен это контролировать! Как нужно «определять» или даже доказывать»? С каким значением в DIN 19643-1:2012-11, Таблица 2 связаны фильтр и фильтрующий материал? Это может быть мутность с максимально 0,5 единицами FNU или ясность "… с видимостью над всем бассейном ". Полагаться на это,вероятно, абсолютно контрпродуктивно, поскольку эти значения также могут быть достигнуты и без фильтра.
Давайте попробуем еще раз с вышеупомянутым KMnO4-перманганатом калия. В соответствии с DIN 19643 (упрощенная трактовка) применение данной соли в воде бассейна возможно только в концентрации 3,0 мг/л. Но даже это не является гарантированной помощью, поскольку при «достаточном употреблении хлора» можно, при необходимости, сократить потребление KMnO4-перманганата калия. Это происходит, конечно, за счет слишком высокого коэффициента комбинированного хлора. О дифференцированном измерении ДО и ПОСЛЕ фильтра можно уже не думать, потому что, как отмечалось выше,фильтр не должен и не может достичь этого за один проход.
Можно ли оценивать производительность фильтра по значению комбинированного хлора? Или по значениям THM, бромата, хлорита, хлората, которые следуют в списке. Они, к сожалению, подходят только для того, чтобы оценить общую технологию, а не конкретно используемый фильтр. Есть, к счастью, другие инженеры, которые не боятся взглянуть с иной точки зрения на очистку воды в плавательных бассейнах. Приблизительно. 12 лет назад, инженерное бюро в Ганновере, название которого «Инновационная гидротехника» действительно представляет программу, воспользовалось устройством, применяемом в процедуре анализа крови, и осуществило в фильтре
Подсчет количества
частиц. Идея, которую таит в себе этот эксперимент, просто гениальна: Фильтры ловят частицы, прибор считает эти частицы до и после фильтра, потом мы знаем количественно и качественно, что ловит фильтр! Поскольку эти измерительные приборы могут различать частицы, начиная от их величины в 1 мкм,
конечно, по уровням. Фирма IWT Ганновер в последующие годы сконцентрировалась на песчаных фильтрах в работе с пресной- или соленой водой. При этом они пришли к интересному выводу. Цитата IWT, доклад «Оптимизация коагулирующей фильтрации»: »... Фильтрующий материал, безусловно, важен, но это не является предметом данного исследования. Тем не менее, было обнаружено, что и в случае с фильтрами с наполнителем только из кварцевого песка (0,71 до 1,25 мм) или только из антрацита (Тип I = 1,0 до 1,4 мм или тип II = 1.4 до 2,5 мм) а также при многослойных фильтрах с кварцевым песком (0,71 до 1,25 мм) и антрацитом различий нет. ... "
Возьмем для этого просто один пример, в данном случае модульный фильтр фирмы MST H2O k.s., в котором я смог проверить эффективность фильтра с помощью специального наполнителя стеклянного шара. Объяснение для использования наполнителя стеклянных шаров: лучшие фильтрующие- и промывочные результаты, а также минимальный перепад давления в тестируемых с помощью модульных фильтров материалах. Ниже мы обсудим более подробно различные материалы. Для этой цели использовался 4-канальный прибор, измеряющий частицы.
- измерение 1: перед флокуляцией,
- измерение 2: после флокуляции, вплотную к фильтру циклонного типа,
- измерение 3: после циклонного фильтра над фильтрующим слоем,
- измерение 4: после гравитационного фильтра,
Измерение перед флокуляцией (1) для этой статьи не представляет особого интереса. Это позволяет лишь представить, выполняет ли флоккулянт свою цель и как того требует его название: образует ли хлопья. Конечно, флокуляция была ранее оптимизирована. Как? Объяснение этого вопроса выходит за рамки данной статьи и может впоследствии стать темой для новой статьи.
Необработанные данные измерения в точке измерений выглядят так:
График 4: Количество частиц в сырой воде, aqua&pools
На основе данных результатов мы не можем составить себе хорошее представление. Поэтому здесь представлен график, чтобы проиллюстрировать размер хлопьев:
Верхняя кривая представляет собой зерно песка с диаметром 1,25 мм, которая соприкасается с нижним зерном песка диаметром 0,71мм. В зазоре пролетают частицы размером 1 мкм (красная частица), 2мкм (синяя частица), 5мкм (зеленая частица) и 10 (желтая частица) мкм.
График 5: Сравнение размеров песка и частиц, aqua&pools
Приятно видеть, также, что здесь ничего «не застревает».
При более пристальном взгляде на первую диаграмму вы можете увидеть, что там идет речь о «количестве частиц». Логарифмическая шкала немного вводит в заблуждение, так как частицы размером 1 мкм, очевидно, в большинстве. Вы можете отправить приблизительно. 1000 бойцов в гонку, причем частицы размером 10 мкм встретятся редко. Но я хотел избавить себя от того, чтобы рисовать, 1000 красных точек в зазоре.
Если мы сложим реальное количество различных диаметров, то хотя мы и получим сумму, но все же это не даст нам смысла. Будет более понятным, если мы будем рассматривать хлопья, как шарики, придадим им единицу объема и лишь тогда суммируем их. Конечно, мы не можем преувеличивать теорию, поскольку хлопья это же не шарики, и их сжатие зависит от их размера. Более редко встречающиеся крупные хлопья получают таким образом соответствующее значение. Значения из верхней диаграммы теперь выглядят так:
График 6: Количество частиц в сырой воде c эквивалентами объема, aqua&pools
С преобразованием мы можем видеть лучше, что делают флокуляция, циклонный фильтр и гравитационный фильтр. Но внимание, это все еще значения «μm³ на миллилитр». У кого есть
желание, тот может сейчас рассчитать абсолютные значения для своего фильтра. Но будьте осторожны, погрешность будет при этом огромной.
В приведенной выше диаграмме мы работали с отдельными размерами частиц. В следующей диаграмме эти объемы суммируются, так что представление измерений может быть осуществлено во всех точках измерения.
Синяя линия на следующей диаграмме показывает, какие объемы частиц присутствуют без влияния флокуляции. Затем следует измерение после флокуляции, представленное верхней красной линией. Большое расстояние между синей и красной линией показывает хороший эффект флокуляции.
График 7: Количество частиц в сырой воде с эквивалентами объема в 4 точках измерения, aqua&pools
Красная линия является как бы отправной точкой. Она показывает единицы объема после успешной флокуляции. В нашем примере следует точка измерения после циклонного фильтра. В циклонном фильтре гравитация дополняется центробежным ускорением, и, благодаря этому, осаждаются особенно массивные хлопья. Остается жалкий остаток, видимый на серой линии.
Может ли циклонный фильтр разрушить хлопья или помешать процессу их образования? Конечно! Но тогда в фильтре не наблюдалось бы никаких остатков шлама. При использовании циклонного фильтра все зависит от правильного выбора и правильной скорости вращения.
Фотография 5: 3-х батарейный циклонный фильтр, Первичная установка, aqua&pools
Теперь песочный фильтр действует на остаток и удаляет хлопья в очень большую и важную часть. В этом случае, модульный гравитационный фильтр от фирмы MST H2O.ks с заполнением от стеклянных шариков. Это специальное наполнение фильтра мы обсудим более подробно позже.
Желтая линия в (повторной) диаграмме показывает, что только приблизительно. 100 эквивалентов объема могут пройти через фильтрующий слой. Если обратить внимание на логарифмическую шкалу диаграммы, то становится ясно, что из 10000 эквивалентов объема частиц произошло сокращение до 100 частиц, это 99%!
Для того, чтобы описать все возможности, которые можно выполнять с подсчетом частиц в настройках фильтра и фильтрующего материала, это не совсем подходящее место. Но на мой взгляд, это является хорошим инструментом для проверки эффективности фильтра и проведения соответствующего подтверждения в случае возникновения сомнений. По моей информации, фирма IWT Hannover уже смогла помочь некоторым операторам бассейнов в поиске причин и оптимальных настроек.
Теперь мы знаем, как оценить фильтр по его конструкции. В предыдущем разделе мы лишь мимоходом обсудили применяемый фильтрующий материал. Но благодаря подсчету частиц становится понятной взаимосвязь между эффективностью фильтра и фильтрующим материалом. Начнем наши размышления по теме
Эволюция фильтрующего материала
Стандарт DIN 19643 обращает внимание на фильтрующий песок в соответствии с DIN EN 12904. Как правило, это натуральный продукт, который добывается из открытого гравийного карьера или в море.
В дополнение к уже описанному выше (упрощенно рассмотренному) механическому удержанию твердых тел, действие фильтрующего материала заключается также в следующих операциях:
- Осаждение или коагуляция,
- Осаждение коллоидных частиц или процессы флокуляции,
- Окислительные процессы,
- Каталитические процессы,
- Процессы на поверхности раздела и- и процессы потока,
- Адсорбционные и
- Микробиологические процессы
Если сначала ограничиться желаемым физическим действием, то для фильтрации следует использовать, как правило, фильтрующий песок и фильтрующий гравий. Их свойства можно найти, как правило, в паспорте завода-изготовителя. В нем указывается, из каких размеров зерен состоит песок. Комбинация, которая в соответствии с DIN 19643 должна располагаться в определенной области, точно определена. Ниже представлены типичные данные для фильтрующего песка:
График 8: Состав фильтрующего песка, Выписка из инструкции производителя
Для понимания особенно важно то, что, предположительно по производственно-техническим причинам, наличие так называемых мелких зерен, то есть зерен, размеры которых меньше размеров, представленных в информации о продукте, до 5% допускется. Пять процентов не так много, но для некоторых производителей это является достаточным основанием для указания. Например, цитата SBF «Основы фильтрации», Страница 2:
"Важно: После подачи и промывки фильтрующего песка выполнить промывку фильтра, а затем механически удалить мелкую фракцию песка (согласно DIN максимально. 5%) путем отслаивания. Это позволит предотвратить снижение срока службы фильтра, из-за мелкого песка".
Как это часто бывает, зададим вопрос: почему это возможно! Итак, мелкая фракция, мелкий песок, уменьшает размер пор так сильно, что срок службы фильтра уменьшается. В то же время это очень трудно, «избавиться» от этого мелкого песка с помощью промывки фильтра. Требуется ручная работа, но для этого нужно попасть в фильтр.
Обычный фильтрующий песок
... сортируется, как будто по мановению волшебной палочки. После промывки крупные тяжелые зерна лежат внизу, а небольшие легкие зерна наверху.
Но при этом самый верхний слой, к сожалению, является также тем слоем, который примет наибольшую грязь. Поры этого слоя забиваются в первую очередь, необходимое давление возрастает, а до нижних вероятно еще чистых слоев, загрязнение и не доходит.
Фотография 6: Использованный и затвердевший фильтрующий песок, aqua&pools
Поэтому фильтрующий песок после нескольких циклов иногда выглядит так, как на фотографии 6 представленной ниже. В данном случае в фильтре лежал бетон, который удалось растворить только с помощью особых реагентов. Если вы посмотрите внимательно, то обнаружите на фотографии признаки «гранулята». В Германии это невозможно. Так как в DIN на этот случай сказано следующее: »... природный песок, не дробленый ... ".
Таким образом, регулярно требуются контрмеры против верхнего тонкопористого слоя. Необходимо включать материал, который, хотя и имеет больший размер зерен, но все же медленнее тонет в воде. Распространенным является антрацит Н или N. Некоторые люди считают, что тем самым можно одновременно влиять на различные свойства воды, такие, например, как запах и вкус, осветление и тому подобное, но это не является главной целью, кроме того, это не так просто, как кажется.
В следующей статье мы более подробно обсудим физические условия для промывки фильтра. Здесь мы лишь отметим, что скорость погружения больших легких (антрацититовых) зерен должна быть больше, чем скорость воды. Если нет: пока, дорогой фильтрующий материал!
Перед выбором насоса, см предыдущую статью, необходим расчет скорости погружения фильтрующих материалов. Что нам нужно?
- Значение Cw (коэффициент аэродинамического сопротивления), который мы можем игнорировать для таких маленьких объектов.
- Плотность фильтрующего материала, которая рассчитывается линейно.
- Диаметр зерна, который рассчитывается квадратически.
- Температура воды для промывки, которая рассчитывается через число Рейнольдса и, таким образом, имеет значительную долю скорости.
Горячая вода = более высокий расход воды для промывки!
Но это лишь теория: Расчет не освобождает нас от обязанности, правильно настроить на практике скорость промывки. В противном случае, но Вы впрочем уже и сами знаете: до свидания!
Вторая ступень эволюции: толченое стекло
Песок состоит в основном из SiO2, но также из ряда других веществ. Он состоит, таким образом, в химическом взаимодействии с водой, принимает вещества, выделяет вещества. Одного взгляда на график «Состав фильтрующего песка» будет достаточно, чтобы увидеть, что еще присутствует в нем. Не всегда это взаимодействие является целенаправленным. Стекло, получаемое из песка, является инертным и сводит к минимуму эти химические процессы. Таким образом, это кажется хорошей идеей, использовать стекло в качестве фильтрующего материала.
Фотография 7: Толченое стекло в качестве фильтрующего материала, fotolia, © in-foto-backround
Необработанное толченое стекло имеет острые края и может повредить фильтр, а в случае прорыва, поранить посетителей бассейна.
Особенно критично мы должны относиться к неправильной форме зерен. Во время работы фильтра возникает неоднородная слоистость с большими частями соприкасающихся друг с другом и тем самым неэффективных поверхностей. Во время промывки фильтра соприкосновение поверхностей и следовательно, комплексный эффект очистки, напротив, практически невозможен.
Третья ступень эволюции: активированная поверхность
Согласно данным одного производителя, стеклянный материал «активируется» термическим способом, в результате этого создается пористая поверхность. По всей видимости, эта поверхность лучше захватывает загрязнения и одновременно предотвращает рост микроорганизмов. Эту информацию я еще не смог проверить, она приводится для полноты данных.
Если следовать этим данным производителя, то поверхность толченого стекла может быть изменена так, что частицы будут лучше захватываться.
Философия поверхности.
Еще одно ответвление этой эволюции относительно оформления поверхности идет в противоположном направлении. Если в случае толченого стекла неоднородность была переведена из осколка на его поверхность, то в другой ветви речь идет об оптимизации объема к поверхности.
В школьное время, я думаю, в гимназии, каждый имеет дело с проблемами оптимизации. Постоянно возникает необходимость в том, чтобы найти максимум или минимум. Наши предки не нуждались в гимназии, чтобы знать то, что у шара максимальный объем соответствует минимальной поверхности. После изобретения песчаной струи прошло некоторое время до изобретения установки для обработки поверхностей стеклянными шариками. Аналогичная ситуация имелась с песчаной фильтрацией- и фильтрацией с помощью стеклянных шариков.
Я думаю, главное заключается в том, чтобы поток воды, а также частицы, по возможности медленно и равномерно провести вдоль поверхности фильтрующего материала. Каждая неровность вызывает шквал, который прерывает этот поток и повышает скорости и направления частиц. Поэтому я предпочитаю следующее решение:
Ступень эволюции 3a: стеклянные шарики
Несмотря на то, что цена в случае использования стеклянных шариков намного выше песчаного фильтрующего материла, использование стеклянных шариков приобретает все большую популярность. Наши друзья в Австрии не могут привыкнуть к мысли, что песок и стекло связаны друг с другом, но здесь на севере все больше появляется бассейнов, которые используют маленькие стеклянные шарики.
В чем заключается их преимущество? Итак, когда два шарика соприкасаются друг с другом, вероятность контакта является одинаковой для каждой точки.
То есть это только вопрос времени, поскольку во время промывки произойдет соприкосновение всех точек, и таким образом удалятся все загрязнения. Если же данную задачу выполняют два неоднородных тела, то тогда решающее значение принимает то, какие точки соприкасаются друг с другом.
Если же есть углубление, то тогда другое тело должно быть с выпуклостью. Учитывая то, что бактерии любят сидеть в углублениях ... Остальное каждый может представить себе сам.
Четвертая ступень эволюции: унифицированные стеклянные шарики
Если перенести стандарт DIN 19643 на стеклянные шарики, то тогда можно использовать диаметр в диапазоне 0,71 ... 1,25 мм. Тогда шарики разного диаметра будут лежать в беспорядочном состоянии. Этот естественный хаос препятствует возникновению пор определенного размера.
Находчивые специалисты по эксплуатации бассейнов, присутствующие среди нас, гарантированно знают решение для этого случая: дать время стеклянным шарикам! В конце каждой промывки фильтра останавливать поток воды не резко. Вместо этого, медленно уменьшать скорость и тем самым дать возможность стеклянным шарикам хорошо расположиться, с тем чтобы возникла высокая плотность их расположения.
Но будет проще, если стеклянные шарики будут иметь не разные размеры, а одинаковый диаметр. Таким образом возникнет естественная равномерная плотность расположения, которая приведет производительность фильтра к его оптимальному значению. Все поры имеют одинаковый размер, все пути имеют одинаковую длину. В областях, которые более загружены грязью, повышается гидравлическое сопротивление, что приводит к более сильному прохождению потока через чистые зоны. Таким образом, мы получаем естественный баланс, который позволяет наилучшим образом использовать наш фильтр.
Наряду с этим изменяется также открытая поверхность пор, но это, вероятно, имеет второстепенное значение. Но все же проведем небольшой экскурс в теорию:
Диаграмма 1: Влияние смешивания размеров зерен
Если рассматривать песчинки в двух измерениях, то для одинаковых зерен песка, то есть для 100% доля пор составляет 9,31%. Это теоретический максимум. Если одна частица располагается на нижнем конце допустимого диапазона (0,71 мм) , а две на верхнем конце (1,25 мм) допустимого диапазона, то зерны песка имеют соотношение 56%. Возникает пористость в 8,73%
Здесь возникают первые мысли о цене. Песок стоит дешево, стеклянные шарики дорого. Как это часто бывает в жизни, значение приобретает рассматриваемый период времени. Если промывка фильтра настроена слишком сильно, то это очень короткий период времени. В этом случае все прочистится в первую промывку! Это редко бывает, поэтому рассмотрим промывки фильтра. Если рассматривать только период, вызванный загрязнением, тогда можно этот промежуток времени удвоить, используя стеклянные шарики. Тем самым дополнительные расходы на стеклянные шарики, как показывает опыт, будут обоснованы приблизительно через. 1 год.
Итак, мы завершаем мое небольшое повествование об эволюции фильтрующих материалов? Конечно, нет!
Теперь в большей степени речь пойдет о том, как объединить все преимущества различных материалов.
Этими преимуществами являются, в неотсортированном порядке:
- Размер пор из определения фильтрующего песка,
- Плотность одинаковая или немного меньше, чем песок, с тем чтобы не менять промывочные системы,
- плотность- и размер зерен - различие антрацита,
- химически инертные свойства стекла,
- антимикробные поверхности активированного толченого стекла,
- свободный поток на сферической поверхности и
- единые поры благодаря диаметру шарика в одном узком диапазоне допуска.
Такое сочетание свойств еще не существует в одном материале? Тогда мы сейчас это изменим!
Пятая ступень эволюции: фильтрующие леденцы
То, что не сделал никто другой, нужно, вероятно, сделать самому! Итак, я включил все преимущества в один материал, потому что такие свойства, как:
сферическая форма, диаметр в небольшом допуске, инертная и антимикробная поверхность и изменяемая скорость погружения материала кажутся мне важными. Поэтому позволю себе, представить свою личную эволюцию фильтрующего материала, схожую с представлением эволюции фильтров.
График 9: Эволюция фильтрующего материала, aqua&pools
Тем не менее, каждый может и должен составить себе представление о том, какие характеристики фильтрующего материала важны для него.
Следующие типы фильтрующих леденцов будут доступны:
- Фильтрующие леденцы с поддерживающим слоем: Из верхней части диапазона размеров для поддерживающих слоев в соответствии с DIN 19643.
- Фильтрующие леденцы с фильтрующим слоем: Из диапазона размеров фильтрующего слоя в соответствии с DIN 19643, но приблизительно ± 0,05 мм.
- Фильтрующие леденцы с верхним слоем A: Из диапазона размеров антрацитового слоя в соответствии с DIN 19643, но приблизительно ± 0,05 мм. Скорость погружения меньше, чем скорость погружения фильтрующих леденцов с фильтрующим слоем.
- Фильтрующие леденцы с верхним слоем B: Удвоенная величина по сравнению с леденцами A-типа, но приблизительно ± 0,05 мм. Скорость погружения меньше, чем скорость погружения леденцов А-типа.
Конечно, нельзя не заметить, что этот фильтрующий материал еще не доступен для приобретения. Это имеет свою причину. Регистрация материала в немецком патентном ведомстве- и в ведомстве товарных знаков занимает определенное время, также как и поиск недорогой производственной площадки. Поскольку нет никакой пользы в том, чтобы заполнить насыпные фильтры (недорогими) алмазами. В конце концов, это должно быть привлекательным в финансовом отношении.
График 10: фильтрующие леденцы, aqua&pools
Каждое устраненное загрязнение воды или каждый неиспользованный литр промывочной воды оправдывают необходимость смотреть несколько дальше «бортика» бассейна.
Особенно важно, что фильтрующие леденцы могут заменить обычный песок в стандартной технике. Не стоит ждать чудес, но все же есть достаточно примеров загрязненных многослойных фильтров, фильтрующий материал которых нужно было заменить.
На сайте www.filterdrops.de я размещу более подробную информацию о данном материале. Можно рассчитывать на то, что поставка этого нового фильтрующего материала начиная с 2020+ уже будет возможна.
Да, на мой взгляд, проблема очистки освещена недостаточно. Поэтому в следующей статье мы продолжим обсуждение проблемы очистки насыпных фильтров. Благодарим Вас за проявленный интерес! Я с нетерпением жду Вашей обратной связи.
Просмотр печати
Если невозможно осуществить просмотр, пожалуйста, подождите несколько секунд или обновите страницу.
Спасибо!
Загрузка ...
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке
Для зарегистрированных пользователей здесь имеется версия для печати в формате PDF:
[wpdm_package ID =»3285′]
2 Ответы
килллаурб
Как это называется я из ИСПАНИИ.
я давно зарегистрировалась. Могу ли я увидеть эту сеть без блокировщика рекламы??
благодаря )
aquaandpools.de
Нет, ты не можешь. Укажите свой вопрос или пожелания.