Очистка воды из скважины

Нужно ли очищать колодезную воду, если она и так чистая? Только химический анализ в лаборатории даст однозначный ответ.

Однако вода, добытая из скважины, часто является чемпионом по содержанию тяжелых металлов, оксидов, газов и солей. А такие элементы, как песок и железо, присущи всем источникам.

Что касается микроорганизмов, то на глубине 100-150 метров их явно меньше, но они все равно присутствуют.

 

 

Основные методы очистки воды из скважины

Существует три стадии очистки - грубая, средняя и высокая. Однако в дополнение к ним используются промежуточные стадии очистки, такие как аэрация. Иногда они становятся самостоятельным этапом водоподготовки.

Таким образом, наиболее часто используемыми методами очистки воды являются:

• Осаждение (механическая обработка);
• Аэрация, которая является второй механической обработкой;
• Методы ионного обмена;
• Озонирование;
• Обратный осмос;
• Дезинфекция.

Пункты этого списка дополняют друг друга, в зависимости от конфигурации всего комплекса. Кроме того, некоторые из них являются обязательными (механическая очистка, аэрация, дезинфекция). Информация! На основании результатов анализа определяется необходимость и конкретный вид целевых методов.

Отстаивание

Само осаждение - это процесс оседания загрязняющих веществ под действием силы тяжести.

Жидкость протекает через резервуар (отстойник) с такой скоростью, что загрязнения успевают осесть на дно.

Чем больше размер резервуара и чем дольше время, тем лучше эффект очистки воды.

 

 

Примечание: осветлители выпускаются в горизонтальном, вертикальном и радиальном исполнении. Качество осветлителей более или менее одинаково, но требования к площади и времени различны.

Удаление осадка со дна резервуара может осуществляться автоматически или вручную через шламопровод. В последнем случае отстойник обычно извлекается из системы, опорожняется, а осадок вымывается с помощью шланга (шланговое распыление).

Механизированный метод предполагает установку скребковой системы, которая не требует остановки отстойника. Осадок может удаляться самотеком или с помощью специальных насосов.

Аэрация

Этот этап очистки воды состоит из насыщения кислородом. Его цель - окисление растворенных металлов, а также летучих веществ (сероводорода и других газов).

Оно осуществляется путем распыления воды или, наоборот, пропускания через нее кислорода. На станциях очистки сточных вод обычно используется один из двух типов систем аэрации.

1. Аэрация под давлением. Аэрация происходит в герметичном сосуде (аэрационная колонна). Воздух в него закачивается специальным компрессором, а излишки воздуха выходят через вентиляционное отверстие. Преимущество этого устройства в том, что нет необходимости во "втором экстракторном" насосе. Недостатком является наличие дополнительных клапанов и датчиков, что значительно снижает надежность оборудования.
2. Без давления. Часто используется в качестве первой стадии очистки воды, включая отстаивание. Основным элементом здесь является аэротенк, в который вода из скважины подается через аэратор. Он распыляется, почти сразу становится мутным, а железо оседает на дно.

 

 

Ионный обмен

Ионообмен не только механически очищает воду, но и смягчает ее, т.е. уменьшает содержание солей кальция и магния.

Этот метод очистки представляет собой процесс, при котором вода пропускается через специальные фильтры.

Они заполнены сыпучим ионообменным материалом (ионообменники), который "всасывает" ионы соли, когда жидкость проходит через него (стекает вниз). Это приводит к размягчению жидкости.

Расходным материалом является ионообменная смола, которая выглядит как рыбья икра. Он представляет собой смесь различных химических соединений, и в процессе эксплуатации его состав меняется, теряя желаемые свойства. В среднем, 50 литров обменной смолы рассчитаны на 4 000-6 000 литров воды до регенерации.

Однако смолу можно регенерировать, добавив раствор обычной поваренной соли (примерно 200 г на литр смолы). Благодаря этому процессу регенерации, одного наполнителя хватает на три года.

Процесс ионного обмена

Ионный обмен имеет следующие характеристики:

• Высококачественная водоподготовка - как очистка, так и умягчение;
• Простота обслуживания;
• Недорогие расходные материалы и отсутствие необходимости в специальной утилизации отходов.

Важно: Этот метод обычно используется при высокой минерализации источника. (150-200 мг/л).

Для жесткой артезианской воды используются ионообменные колонны - система из нескольких цилиндров. Как правило, работа колонны практически полностью автоматизирована.

Участие человека требуется при засыпании поваренной соли в указанную емкость и при смене окончательных фильтрующих картриджей или засыпки.

Озонирование

Этот метод очистки предполагает насыщение воды озоном - одной из форм кислорода. Поскольку он является сильным окислителем, он способен уничтожить практически все бактерии, вирусы и микробы.

Кроме того, такая обработка приводит к осаждению всех металлов и солей. В этом случае озон действует в течение короткого времени, а затем, проходя через угольный фильтр, преобразуется в кислород. Поэтому при правильном использовании не представляет опасности для человека.

Информация! Для работы системы озонирования не требуются расходные материалы или участие человека.

Принцип работы озонатора заключается в следующем:

1. Генератор озона преобразует кислород в активный газ;
2. эжекторный насос насыщает им воду;
3. Затем вода поступает в самоочищающийся угольный фильтр для полной очистки.

Он также является деструктором, преобразующим остаточный озон в кислород. Затем система направляет объект лечения к получателю. В настоящее время не существует другого метода очистки воды, более эффективного, экологичного и экономичного в эксплуатации.

Однако есть и существенные недостатки:

• озонирование не способно удалить все фенольные, высокотоксичные загрязнения;
• Стоимость озонаторной установки высока;
• Вдыхание озона опасно (происходит при неправильном использовании).

Станция очистки воды состоит из нескольких компонентов и расположена за пределами жилища. Кроме того, это требует значительных финансовых вложений. Поэтому недостатки озонирования компенсируются слаженной работой комплекса.

 

Обратный осмос

Идея этой популярной технологии заключается в том, чтобы "заставить" воду пройти через полупроницаемую синтетическую мембрану. Он пропускает только молекулы H2O и некоторые газы, такие как углекислый газ и сероводород.

Таким образом, полученная вода (пермеат) похожа на дистиллированную воду. Это считается как преимуществом, так и недостатком из-за отсутствия необходимых микроэлементов. Оставшийся концентрат примесей обычно сбрасывается.

 

 

Недостатками фильтров обратного осмоса являются:

1. Необходимость химического удаления отложений с мембраны (регенерация) или ее замены;
2. Низкая скорость и громкость.

Примечание: Обратный осмос не может заменить все стадии очистки воды. Требуется предварительная грубая фильтрация и, в некоторых случаях, финишная обработка, например, ультрафиолетовое облучение или пропускание пермеата через угольный фильтр.

Обеззараживание

Этот этап очистки воды (дезинфекция) направлен на уничтожение микроорганизмов, оставшихся после этапа предварительной фильтрации. Используются различные методы дезинфекции.

Наиболее популярными из них являются:

• Хлорирование, которое в основном используется только для централизованного водоснабжения - на очистных сооружениях. При этом часто образуются канцерогены и другие токсичные вещества.

• Озонирование.
• Серебряная дезинфекция, активным принципом которой является связывание микроорганизмов ионами серебра. Плохая дезинфекция и вредное воздействие самого серебра, которое накапливается в организме.
• УФ-излучение, которое на сегодняшний день является одним из самых эффективных методов дезинфекции (уничтожает до 99,9% микроорганизмов при соблюдении технологии). Основное влияние на качество радиации оказывают цвет и мутность воды, поэтому она используется на заключительном этапе водоподготовки.

Недостатками этой технологии являются:

• Необходимость специальной утилизации ртутных ламп, а также их замены;
• незначительное или полное отсутствие воздействия в случае отклонения от требуемых условий применения.

Важно: Ультразвуковая обработка и йодирование не нашли своего применения в установках для очистки скважинной воды. Например, таблетки йода подходят для использования в полевых условиях, а ультразвук применяется для дезинфекции медицинских инструментов. Кипяток используется только дома.

Методы водоочистки направленного действия

Существуют как стандартные методы очистки воды (отстаивание, аэрация, обратный осмос), так и узкоспецифические. Хотя они во многом пересекаются и дополняют друг друга, имеет смысл сосредоточиться на удалении конкретных веществ.

Песок

Заиливание или заиливание скважин является актуальной проблемой, чаще всего связанной с неправильными расчетами или установкой скважинного оборудования.

Устранить песок из воды просто - помогает последовательная фильтрация и отстаивание.

Однако решение проблемы в целом - задача не из легких и предполагает, как минимум, промывку колодца. В худшем случае восстанавливать источник вообще не имеет смысла.

О том, как очистить колодезную воду от песка, читайте здесь.

Железо

Это загрязнение присутствует почти всегда, и мы говорим не о полном его удалении, а о его уменьшении. Как правило, все или почти все методы очистки воды, от отстаивания до обратного осмоса, помогают в борьбе с железом.

Подробнее об удалении железа из колодезной воды вы можете прочитать здесь.

Сероводород

Удаление сероводорода - это комплекс мер, включающий как непосредственную очистку воды, так и промывку или ремонт скважин. Очистка воды осуществляется несколькими способами:

1. Аэрация - самый простой, эффективный и популярный метод борьбы с сероводородом. Активно насыщая жидкость кислородом, посторонние газы (включая сероводород) окисляются и выпадают в осадок.
2. Хлорирование, обработка марганцовкой или йодом редко используется в частном водоснабжении.
3. Озонирование также является эффективным способом удаления сероводорода. Отличия от аэрации заключаются в высокой скорости и степени обработки, а также в высокой стоимости оборудования.

Чтобы устранить источник сероводорода, его сначала нужно найти. Для этого необходимо провести анализ жидкости, взятой на различных этапах процесса водоподготовки. Промывка или замена фильтра предварительной очистки, вероятно, является достаточным решением проблемы.

Однако часто источник этих "ароматических" соединений находится на дне скважины. Поэтому для устранения проблемы скважину промывают, ремонтируют или переустанавливают.

Вы можете узнать об этом больше, посмотрев видео об удалении сероводорода и железа из воды:

Известь

Соли кальция и магния присутствуют в любом источнике воды. В зависимости от их уровня вода называется жесткой или мягкой. Все системы фильтрации в той или иной степени подходят для умягчения воды.

От предварительного фильтра до окончательной фильтрации удаляются частицы извести. Обратный осмос, например, обеспечивает снижение содержания солей от 95 до 99%.

Информация! Эффективны и другие методы - отстаивание, аэрация, озонирование, ионный обмен, многоступенчатая механическая фильтрация. Нетрадиционные методы - магнитные и электромагнитные фильтры - также достаточно эффективны.

Более подробную информацию об обработке воды известью можно найти здесь.

Марганец

Он удаляется аналогично процессу затухания:

• фильтрация,
• аэрация,
• коагуляция,
• фильтрация, аэрация, коагуляция, седиментация и т.д.

Одним из наиболее эффективных методов является использование фильтрующих материалов, ускоряющих окисление металлов (например, BIRM).

Фильтрующие и сорбционные колонны с песком или аналогичным наполнителем обычно используются для больших объемов воды. Для небольших объемов достаточно домашней системы обратного осмоса.

В случаях, когда допустимая норма значительно (например, в 15 раз) превышена, необходимо использовать весь очистительный комплекс:

• Установка дозатора хлора или хлорного соединения (гипохлорит натрия);
• Установка хлораторной емкости (реактора);
• Удаление железа;
• Многоступенчатая механическая фильтрация;
• Обратный осмос.

Важно: Хлорированную воду не следует сбрасывать в обычный септик, для этого необходимо подготовить отдельную яму.

Нитраты (соли азота)

Для удаления нитратов подходят как методы ионного обмена, так и обратного осмоса. В первом методе используются специальные нитратселективные смолы. Их объем зависит от объема очищаемой воды, например, стандартная упаковка анионообменника Purolite A520E содержит 25 литров, что позволит удалить нитраты из 5 кубических метров воды за неделю.

Соответственно, регенерацию препарата также необходимо будет проводить раз в неделю, для чего потребуется 1 кг хлорида натрия (NaCl).

Точные расчеты всех количеств возможны только при наличии данных анализа и водопотребления.

Фильтрация обратным осмосом также удаляет нитраты. Однако из-за низкой скорости осмоса объем фильтрата ничтожно мал. С другой стороны, только питьевая вода должна быть свободна от этого загрязнителя. В среднем его необходимый объем не превышает 10% от общего расхода.

 

 

Глина

Мелкая глина в воде - обычное явление. Наиболее вероятными причинами являются неправильные расчеты глубины и места бурения, а также ошибки при установке обсадных труб или другого оборудования.

Нередко, например, выбирают слишком мощный погружной насос или устанавливают его слишком глубоко. Если наличие глины является особенностью водоносного горизонта, это обычно приводит к короткому сроку службы колодца - 3-5 лет, после чего он требует капитального ремонта.

Наиболее эффективным методом отстаивания глины является жидкостное отстаивание с предварительной коагуляцией загрязнений. Центробежный отстойник предпочтительнее других типов отстойников. Обычная многоступенчатая фильтрация с последующим обратным осмосом также может сделать воду чистой и пригодной для питья.

Комплексное очищение

При анализе воды, добываемой из скважины, определите тип оборудования, необходимого для узконаправленной очистки воды. Например, ионообменные колонны обычно устанавливаются только при слишком высоком содержании солей и минералов.

Однако почти каждая система очистки включает следующие компоненты:

• Механический фильтр предварительной очистки, возможно, самоочищающийся. Он задерживает крупные частицы песка, железа и т.д.
• Гидроаккумулятор - бак, часто выполняющий роль отстойника, всегда находящийся в движении. Его цель - обеспечить бесперебойную подачу воды.
• Аэротенк, который также является отстойником. Он насыщает жидкость кислородом и способствует окислению и выпадению в осадок растворенных металлов, солей и минералов.
• Второй подъемный насос, который создает или повышает давление после аэрации.
• Дежелатинизатор, который представляет собой подсистему из 2-3 цилиндров, заполненных фильтрующим материалом. Эта стадия также смягчает воду и удаляет примеси до 1 микрона.
• Блок дезинфекции, который может представлять собой реактор дозированного хлорирования (или смешанный с перекисью водорода) или ультрафиолетовый облучатель.
• Последним фильтром обычно является угольный фильтр. Он предназначен для дополнительной обработки воды перед химическими реагентами. Его можно заменить или дополнить системой обратного осмоса.

Примечание: Очистка воды иногда используется для различных целей (например, для плавательного бассейна или мойки автомобилей). В зависимости от назначения ветки изготавливаются на разных стадиях - технические, бытовые, питьевые. Такой подход способствует значительной экономии расходных материалов и времени.

Схема очистки воды в загородном доме до питьевой

Ниже приведена схема комплексной очистки воды из колодца для загородного дома:

Нюансы выбора

Скважинные фильтры для частных и сельских домов представляют собой нижнюю часть обсадной трубы, которая оснащена перфорацией. Высота этого участка трубы, а также геометрия перфорации зависит от свойств почвы в водоносном горизонте.

Бурильщик обычно сам выбирает тип перфорации. Однако если вам приходится делать выбор самостоятельно, полезно ознакомиться с различными типами.

 

Щелевой или дырчатый тип сетчатого фильтра

Щелевые фильтры используются там, где большая часть водоносного горизонта состоит из пород, склонных к разрушению.

Это может включать, например:

1. скалистый обломочный субстрат;
2. галька;
3. крупнозернистый песок.

Прорези должны быть разнесены в продольном направлении, а их ширина должна соответствовать размеру фракций.

Отличие перфорированного фильтра заключается в меньшей пропускной способности щелей. Однако необходимость такой конструкции оправдана сферой применения - мелкозернистая почва.

Они называются сетчатыми из-за сетки, обернутой вокруг трубы. Он может быть пластиковым или из нержавеющей стали и иметь различное плетение, в зависимости от преобладающей породы. Например, для крупных, твердых фракций (галька) используется тканая сетка квадратной формы. Его цель - защитить перфорацию от закупорки.

Гравийный скважинный фильтр

По сути, это дополнение к перфорированной обсадной трубе снизу. Цель его строительства - защитить щелевые или перфорированные отверстия от засыпки. Устройство гравийного фильтра предполагает диаметр отстойника на 10 сантиметров или более выше размеров обсадной трубы.

Информация! Этот метод используется только для неглубоких песчаных или "абиссинских" скважин.

Выбор фильтра для жесткой воды

Выбор напрямую зависит от различного солесодержания жидкости, которую необходимо извлечь, обводненности скважины и требуемого объема умягченного фильтрата.

В простых случаях достаточно кувшинного фильтра в конце цепи. Если добавка значительно превышена, обычно используются ионообменные установки.

Подробнее о фильтрах для жесткой воды вы можете прочитать здесь.

Заключение

После бурения скважины многие надеются на кристальную чистоту добытого продукта. Однако соли, металлы, газы и микроорганизмы присутствуют и на большой глубине. Определить питьевую ценность такой воды можно только на основе нескольких качественных анализов.

Как правило, очистные сооружения устанавливаются независимо от результатов тестирования. Он лишь корректирует направление определенных этапов очистки воды. Однако почти всегда проводится механическая фильтрация, отстаивание и аэрация.