Фильтры для очистки воды: как избавиться от песка и железа

Причины попадания песка в воду

Процесс обустройства новой скважины сопровождается повышенным риском присутствия в воде нерастворимых взвесей. При проведении монтажных мероприятий песчаные гранулы из грунта проникают в источник.

Существует еще несколько причин засорения песком жидкости из локального гидротехнического сооружения:

1. Нарушение герметичности магистрали. При повреждении трубопровода или наличии протечек в местах крепления твердые частицы вымываются из почвы в систему водоснабжения.
2. Повреждение фильтра. Разрыв сетки перед входом во всасывающий патрубок насосной станции приводит к появлению в водопроводе мелких и крупных песчинок.
3. При обильных осадках или паводках жидкость попадает внутрь обсадной трубы сквозь неплотно закрытое устье скважины. Песчаные фракции окрашивают поток в желтый цвет.
4. Применение помпы чрезмерной мощности. Сильная струя способна доставить абразивные частицы на лопасти насоса, вызывая преждевременный износ крыльчатки.
5. Длительные простои. При нечастом использовании происходит заиливание скважины.
6. Ошибки при обустройстве автономного источника. Сопротивление фильтрационной сетки уменьшается при монтаже обсадной колонны на гравийную подушку без заваривания торца.

Преимущества и недостатки очистки

Перечисленные свойства и доступность кремнеземного фильтрата дают ему безусловные преимущества в использовании для очистки воды.

К его основным плюсам можно отнести:

• Распространенность кварцевого минерала в природных залежах. Это делает доступной его добычу, что существенно влияет на стоимость средств очистки воды с применением кварца по сравнению с другими используемыми средствами очистки.
• Прочность и химическая нейтральность сыпучего материала упрощает процесс его транспортировки, хранения и эксплуатации. Не вступая в химическую реакцию с содержащимися в грязной воде элементами, кварц не допускает ее вторичного загрязнения.
• Пористая структура материала, состоящего из песчинок, придает ему адсорбирующие свойства, что позволяет задерживать соли тяжелых металлов, радионуклиды, а также обеззараживать от других вредных компонентов.
• Кварцевый фильтр, хотя и уступает фильтру с активированным углем, может использоваться неоднократно после промывки, так как его исходные эксплуатационные характеристики после этого полностью восстанавливаются.

Частота замены песка зависит от интенсивности нагрузки фильтровальной  установки, обычно она происходит не чаще двух раз за год. Это не требует особых знаний и трудозатрат.

Внимание! Недостатки кварцевого фильтра могут проявиться только в случае некачественного материала. На потребительские качества изделия влияют примеси из глины и других включений, которые остаются при несоблюдении технологии очищения кварца при производстве песка.

Как прочистить скважину от ила своими руками

Существует несколько способов, как прочистить скважину и не допускать дальнейшего заиливания. Также существуют специальные механизмы и вещества для прочистки.

Можно использовать водяной компрессор, и с его помощью отложения из песка и ила легко удаляются струей воды под напором. Есть воздушный компрессор, который используется для удаления мягких частиц, например ила. Ещё один способ, как прочистить скважину от ила, — продуть трубу по всей длине с помощью вакуумной пробки. Для очистки скважины применяется так называемый взрыв — искусственно вызываемое короткое замыкание, в результате которого взрывается опущенная на дно скважины бутылочка с порохом. В результате взрывная волна разбивает засор на дне скважины, и его легко откачать насосом вместе с водой.

Устранить засор можно с помощью кислоты, но применять ее нужно с осторожностью, поскольку она может повредить фильтр или даже саму трубу. Поэтому нужно точно придерживаться инструкции и соблюдать пропорции раствора, которые указаны в ней. Кислоту нужно ввести за один прием в скважинную трубу и оставить в скважине на 2 дня, а затем прокачать воду до полной очистки дна

Кислоту нужно ввести за один прием в скважинную трубу и оставить в скважине на 2 дня, а затем прокачать воду до полной очистки дна.

Если из вашей скважины вода идет с песком, эту проблему нужно решать как можно скорее. Заиливание, запесочивание – как бы проблему ни называли профессионалы, при большом желании вы можете очистить свой колодец самостоятельно, приложив к этому некоторые усилия. При наполняется сметаноподобной вязкой субстанцией. Она может иметь разное происхождение – от минерального до органического. При запесочивании, как понятно из названия явления, в источник проходит песок. В результате вода из скважины идет грязная. И годится подобная вода с песком разве что для хозяйственных нужд, да и то не для всех

Поэтому очень важно своевременно исправить проблему и вернуть скважину в нормальное состояние. Для этого нужно сначала разобраться, почему вода идет с песком

Щелевые конструкции фильтров

Наряду с дырчатыми фильтрами в трещиноватых и склонных к обрушению породах используются щелевые системы. Они более предпочтительны по своей конструкции, поскольку имеют большую, чем дырчатые, пропускную способность. На их поверхности нет «глухих» зон, и площадь одной щели в сто раз превосходит площадь отверстия.

Главным недостатком сооружения считается меньшая прочность на изгиб, поэтому при изготовлении обязательно предусматриваются так называемые «пояса жесткости» – сплошные участки без перфорации.

Щелевой фильтр имеет большую, чем дырчатый пропускную способность

Чтобы самостоятельно изготовить щелевой фильтр для скважины понадобится подготовить трубу и инструмент для фрезерования или газовый резак, в зависимости от того, как будут выполняться отверстия. Размеры ширины щелей исходя из состава породы могут варьироваться от 3 и до 5 мм, длины – от 25 и до 75 мм. Располагают отверстия как в поясном так, и в шахматном порядке. Поверх может накладываться металлическая сетка.

Подобрать сетку довольно просто. Она может быть квадратного либо галунного плетения. Опыт показывает, что лучшая прочность и проницаемость у латунной сетки галунного плетения. Подобрать размер отверстий так же несложно. Для этого через несколько сеток просеивают сухой песок. Выбирают ту, которая пропускает, в среднем, примерно половину. Однако для особо мелких песков вполне подойдет и вариант, пропустивший порядка 70%, а для крупных фракций – 25%.

Виды сеток для фильтра: под буквой «а» галунное плетение, под «б» — квадратное

Грамотное изготовление фильтра для скважины предполагает и определение размеров песка, чтобы как можно более точно подобрать сетку. Сделать это можно самостоятельно, высыпав немного сухого песка на миллиметровую бумагу. Крупными считаются частички величиной от 0,5 до 1 мм, средними – от 0,25 до 0,5 мм и мелкими – от 0,1 до 0,25 мм. Сетки галунного плетения имеют особую маркировку в виде дроби. В числителе указано количество проволок в основе, в знаменателе – в утке, из расчета на квадрат размером 25х25 мм. Если фильтр будет работать с гравием, то сетку выбирают только с квадратным плетением.

Перед тем, как наложить сетку, на фильтр спирально наматывают стальную нержавеющую проволоку шагом 15-25 мм. Диаметр проволоки – 3 мм. Через каждые 0,5 м по длине каркаса ее точечно припаивают, обеспечивая максимальную прочность. Сетку внахлест надевают на трубу и стягивают проволокой по спирали. Шаг – 50-100 мм. Каждый виток после закручивания перегибают под стяжку пассатижами. Так же сетку можно припаять. Для этого сначала крепят один край, а затем внахлест на него – второй. Таким способом можно самостоятельно изготовить лучший фильтр для скважины на песок, каковым считается щелевая конструкция с сеткой.

Характеристики кварца

Кварцевый песок образуется при дроблении породы, содержащей кварц. Распространенность ее залежей достаточно широка.

В составе фракций минеральных пород могут присутствовать примеси:

• оксидов полевого шпата,
• железа,
• глинисто – карбонатных включений.

Они придают кварцевому минералу различные оттенки: от светло-желтых до красно-бурых цветов. Сам же кварц имеет беловатый оттенок или бывает прозрачным. Песчаные фракции имеют разный размер.

По величине песчинок материал подразделяют на следующие фракционные группы:

1. пылевидный тип, имеющий размер частичек меньше 0,1 мм;
2. средняя фракционная группа, с размером песчинок от 0,1 до 0,4 мм;
3. крупный размер фракции, с величиной песчинок от 0,5 до 1 мм;
4. самый крупный размер – кварцевая крошка, имеющая размер фракции более 1 мм.

Величина фракций, очищенного от примесей песка, может меняться в пределах интервала от 0,05 до 3 мм и содержать около 99% кремнезема (SiO2).

Получается он путем естественного образования из кварцевой породы, либо путем специального искусственного дробления кремнеземного сырья.

Схемы очистки воды из скважины

Очистка воды от железа

Она предусматривает последовательное прохождение четырех этапов:

• Поступление воды в специальный фильтр, внутренняя среда которого позволяет проходить жидкости 2-3 степени очистки;
• Прохождение первичной стадии очистки, на которой растворенное железо приобретает нерастворимую форму;
• Фильтрация воды через подложку из гравия и вывод чистой жидкости из системы;
• Смыв в канализацию железистого осадка, который остался в фильтре.

1. Аэрация и окислительный катализ. В этом случае применяют специальную компрессорную систему, оснащенную аэрационной колонной. В ней происходит насыщение железистой воды кислородом и ее окисление. Катализатором химической реакции служит сорбент из гранулированного активированного угля. После окисления железо переходит в нерастворимую форму, выпадает в осадок и удаляется.
2. Многокомпонентный обмен с помощью ионной смолы. Такая фильтрация проходит в одну стадию. Ионная смола выступает в качестве сорбента, который смягчает воду, понижает ее окисляемость, уменьшает цветность, удаляет загрязнения, замещая железо жидкости ионами натрия.
3. Фильтрация диоксидом марганца. Этот реагент окисляет железо, задерживает его, а потом удаляет при обратном осмосе. Диоксид марганца можно использовать при очистке воды аэрацией, хлорированием или озонированием. Он позволяет удалять вредные примеси даже с низкой концентрацией.
4. Самостоятельная очистка реагентами. Это наиболее распространенный метод, который может использовать любой домашний мастер. В основе метода заложен принцип окисления и задержание частиц железа в фильтре для очистки воды из скважины. В качестве реагентов применяют хлор, марганцовокислый калий или гипохлорит кальция. Все они восстанавливаются с помощью недорогой соли в таблетках.
5. Очистка электрическим полем. В ее основе заложены окислительные свойства магнитных крупиц меди и цинка. При взаимодействии с железом воды они остаются в корпусе фильтра, в то время как электрохимические процессы противодействуют окислению жидкости.

Очистка воды от песка

Промывку скважины от песка можно осуществить тремя основными методами:

• В первую очередь следует прокачать воду. При включенном насосе нужно добиться ее большого оттока. Если оборудование скважины исправно, вместе с водой весь песок, который попал в трубу, будет удален. После этого возобновится подача чистой воды без примесей.
• Если первый способ не оказывает нужного эффекта, можно выполнить промывку пробуренной скважины. Для этого в нее потребуется опустить колонну, состоящую из труб, и подать в эту систему воду под напором. В результате этой процедуры песок, который скопился внизу, вместе с водой поднимется вверх, проникая в пространство между трубами, и выплеснется из скважины.
• Альтернативой промывке может служить продувка системы. Для ее осуществления в скважину нужно вставить трубу и подать в нее воздух. Давление должно составлять 10-15 атм. Все загрязнения со дна поднимутся при этом по полости между трубами на поверхность, и скважина очистится.

В крайнем случае, если все перечисленные методы для условий участка не подходят, загрязненную воду можно оставить для отстаивания. После выпадения песочного осадка чистую жидкость нужно аккуратно перелить.

Очистка воды от извести

1. Отстаивание. Для этого большую емкость нужно наполнить водой и ждать осаживания частиц. Спустя некоторое время чистую воду сверху надо аккуратно слить, а потом удалить осадок.
2. Фильтрация. Она позволяет удалить нерастворимые частицы извести. В процессе очистки можно использовать различные модели фильтров, вид каждого из которых обеспечивает соответствующее качество воды на выходе.
3. Кипячение. Оно используется при потребности в небольшом количестве чистой воды. Соли кальция в кипятке приобретают нерастворимую форму. Недостаток метода — образование накипи и определенная сложность ее удаления из емкости после кипячения воды.
4. Обратный осмос. Этот метод предусматривает применение специального фильтра с мембраной, которая задерживает все посторонние вещества, кроме молекул воды. Перекрестное течение в фильтре промывает его и предохраняет этим от засорения. Такая система очистки воды из скважины от извести наиболее эффективна по сравнению с предыдущими тремя способами.
5. Химический способ. Он позволяет при помощи различных реагентов, связывающих соли, удалять из артезианской воды коллоидные растворы. После протекания реакций образуются нерастворимые частицы, которые можно уловить с помощью обычных фильтров и удалить. Такой способ предназначен для очистки значительных объемов воды.

Типы фильтров

В настоящее время для очистки воды скважины используются три основных вида фильтров, которые могут удалять из воды железо:

• сетчатые;
• картриджные;
• сорбционные.

Об основных их особенностях мы поговорим далее.

Сетчатые фильтры

В этих фильтрующих изделиях для удаления железа главным элементом выступает сетка, которая может различаться по размеру ячейки. В зависимости от степени загрязненности воды выбирают фильтр с сеткой определенного размера ячеек. Существует несколько разновидностей таких фильтров:

• непромывные. Их очистка производится ручным способом. Для выполнения этой процедуры необходимо перекрыть подачу жидкости в скважине, извлечь фильтр и снять сетку, а потом прочистить;
• самопромывные. Особенность этих фильтров состоит в том, что они промываются автоматически, при этом подача жидкости не прекращается. Одним из достоинств является то, что они не нуждаются в промывке.

Говоря про сетчатые фильтры для удаления железа, отметим, что они имеют небольшие размеры. Главное неудобство при их использовании заключается в том, что их необходимо регулярно промывать с определенной периодичностью.

Картриджные фильтры

Сменный картридж в них выступает в качестве фильтрующего материала. Он размещается в корпусе, который может быть изготовлен из стали или пластика. Использование таких фильтров для удаления железа позволяет выполнить очистку небольших объемов жидкости. Они являются отличным решением для удаления загрязнений.

Эти картриджи бывают нескольких разновидностей в зависимости от требований, предъявляемых к настройке системы. Помимо очищения воды от примесей эти фильтрующие изделия могут использоваться для удаления из неё механических примесей. Также с их помощью можно удалять хлоросодержащие элементы. Они хорошо справляются с выводом из природной влаги биологических добавок, а также химических соединений.

Сорбционные фильтры

Действие этих фильтрующих изделий основано на использовании активированного угля. Очищение воды происходит методом адсорбции. Использование этих фильтров позволяет улучшить вкусовые качества воды, сделать естественным цвет и устранить неприятный запах. Также эти фильтрующие изделия помогают удалить из жидкости остатки хлора, а помимо этого различные соединения органического происхождения.

Они отлично подходят для использования в качестве основного фильтра. Для повышения результатов очистки жидкости дополнительно могут добавляться ионообменные вещества, которые обеспечивают смягчение воды и удаление из нее пестицидов, бактерий и нефтепродуктов.

В отличие от солевого при использовании угольного фильтра должно выполняться одно условие. Необходимо предварительно провести обеззараживание воды. Если этого не сделать, то высок риск размножения микроорганизмов, поскольку влажная среда является для них благоприятной.

Кроме основных видов фильтров существуют еще проволочные и комбинированные. Качество работы при использовании проволочных фильтрующих изделий зависит от того, насколько плотно обмотан фильтр. Для них характерна доступная цена, высокая надежность и долговечность.

Однако при их использовании приходится тратить много усилий на их очистку. Заменить их нельзя, если одной и той же трубой является эксплуатационная и обсадная колонна. Различные параметры основных разновидностей системы очистки жидкости могут сочетать в себе комбинированные фильтры для удаления железа.

Как установить грубый фильтр

Перфорация трубы

Любое самодельное очистное сооружение (щелевой, перфорированный отрез) готовят на поверхности своими руками перед началом обсадки. Для этого при помощи перфоратора или газового резака на трубе из полипропилена формируют отверстия. Схема их расположения – линиями или в шахматном порядке. Шаг отступа равен 1,5-2 см. Все отверстия нужно сделать, отступив от нижнего края колонны 100 см. Дно трубы обязательно закрывают деревянной пробкой или заваривают.

Готовую перфорацию оборачивают сеткой. Размер ячеек подбирают экспериментальным методом. Пытаются пролить через сетку воду с примесями песка разной фракции. Хорошо, если ячейки не пропускают более 50% гранул.

Сетку крепят заклепками или точечной сваркой.

По готовности трубу с донным фильтром опускают на дно источника, наращивая колонну цельными отрезками.

Виды систем фильтрации

Существуют различные фильтры для задержания твердых частиц. Они отличаются, прежде всего, по месту расположения.

Одни виды крепятся внутри скважины внизу, другие устанавливают на поверхности. По типу конструкций, материалу изготовления фильтры подразделяются на несколько групп.

Сетки

Сетчатые трубы из нержавейки – самая простая модель. Ее эффективности бывает вполне достаточно при условии, что марка сетки подобрана в соответствии с величиной песчинок. Определить размеры крупиц можно с помощью лупы и миллиметровой бумаги.

Сетчатые приспособления служат долго. При необходимости замены они легко извлекаются.

Недостаток заключается в заметном снижении напора потока после прохождения такого фильтра. Если в скважине есть примеси железосодержащих веществ сетчатый материал быстро забивается.

Дырочки и щели

Трубы с отверстиями в виде дырочек или щелей удобны для артезианских скважин, сделанных в неустойчивых породах.

Система долговечна в инертной среде, но может разрушаться в присутствии агрессивных компонентов.

Внимание. Мелкие отверстия эффективны для задержания крупного песка, гальки, щебня, но они часто забиваются маленькими частицами.

Проволоки

Проволочные виды фильтров похожи на трубу со щелями. Расстояния между проволоками, зафиксированными на каркасе, достигают 2 см.

Установка таких фильтров:

• требует навыков и умений,
• стоят они не очень дорого,
• эксплуатируются долго.

Засыпные колонки

Если мощности картриджа для полного отделения песка не хватает, применяют засыпные колонки. В качестве наполнителя в них используют природный гравий, искусственные гранулы с ячейками.

Поток из скважины подается на колонку сверху, очищенную жидкость сливают снизу. При необходимости активность наполнителя восстанавливается обратной промывкой.

Особое место занимают установки с диатомовой землей. Этот фильтрующий материал имеет природное происхождение, представляет собой окаменевшие водоросли. Благодаря наличию большого количества пор диатомовая земля хорошо очищает воду из скважин от песка и других примесей.

Агрегат с таким наполнителем имеет вид бочки с клапанами, занимает место. Неудобство компенсируется результатами работы.

Картриджи

Помимо глубинных фильтров для очистки нужно использовать поверхностные модели.

Они могут быть выполнены в виде картриджей с полимерными ситами. Чаще всего полотна с ячейками делают из полипропилена.

Цена сменных патронов доступна, они легко заменяются самостоятельно, в домашних условиях регенерации не подлежат.

Диски

Большой эффективностью при отделении частиц с размерами от 5 до 200 мкм обладают полимерные диски из полипропилена. В агрегате для очистки вмонтированы несколько дисков, между которыми накапливаются примеси.

Промывку можно проводить в ручном или автоматическом режиме.

Справка. Модели с автоматикой стоят дороже, очень удобны в применении.

Мембраны

Дорогие фильтры для глубокой очистки воды из скважины от песка и других примесей работают благодаря мембране. Системы с обратным осмосом выводят чистую воду в отдельную зону, а загрязнения уходят в дренаж.

Прямые мембранные технологии подобны обычному фильтрованию. В них для отделения примесей используют пористые полотна. Очищенная вода проходит сквозь мембрану, а грязь остается на фильтре.

Применять ультратонкие технологии можно только после предварительной очистки от песка. Иначе мембраны, дорогостоящие наполнители быстро выйдут из строя. Поэтому главный этап отделения песка – это механическое фильтрование.

Накопительные септики

Второй популярной методикой утилизации сточных вод является их накопление и хранение с последующим вывозом. Этот способ применяют даже при работе с ядерными отходами, а уж отходы человеческой жизнедеятельности в любом случае безопаснее.

Накопительная установка – самый дешевый и популярный метод сбора сточных вод

Как это работает? Герметичную емкость закапывают в грунт и периодически вызывают ассенизаторов для откачки излишков поступившей в резервуар массы. Накопительная емкость, по сути, это усовершенствованный вариант выгребной ямы. Попадая в него, стоки разделяются на фракции: тяжелые вещества опускаются на дно, а легкие (такие, как жир и т.п.) – поднимаются наверх.

Вызывать ассенизатора для одного двора – дорого и непрактично, разумнее кооперироваться с соседями и заказывать машину сразу на несколько подворий.

Но даже без учета этого фактора, «зарывание проблемы в землю» имеет свои недостатки. Во-первых, цистерна может заполниться довольно быстро, уровень сточной воды нужно постоянно контролировать и не допускать переполнения емкости. Во-вторых, грузовые машины ассенизаторов могут заехать не на любой участок, поэтому и «зона накопления» должна располагаться поблизости от проезжей части.

Применение гравийных фильтров

Устанавливаются как сетчатыми, так и отдельно. Применяют в мелких песчаных и, редко, в известковых скважинах. Простота и низкая стоимость устройств не имеет конкурентов в части инженерной технологии. Фильтровая система удаляет из воды такие мелкие частички, против которых бессилен сетчатый фильтр. В гравийной прослойке мелкие зерна песка застревают и со временем вымываются в отстойник. Высота отсыпки составляет около 100 мм, и зависит от диаметра ствола, состояния воды и частоты пользования скважиной. Идеальный фильтр механической очистки не должен иметь отверстия на обсадной колонне большего размера, чем фракции.

Особенности монтажа и обслуживания

Стандартный вариант предусматривает установку устройства на входном патрубке водопроводной магистрали. При сложной конфигурации трубопровода допускается монтировать систему фильтрации перед каждой точкой потребления.

Схема нахождение фильтра для очистки.

Завершающим этапом является тестирование оборудования для выявления возможных погрешностей. При обнаружении нарушения герметичности соединений протечку ликвидируют.

Качественное проведение монтажа обеспечивается при соблюдении следующих условий:

• фильтр устанавливают перед счетчиком, предотвращая возможность засорения прибора;
• монтажные работы выполняют, направляя отстойник в нижнее положение;
• расположение устройства должно совпадать с направлением потока.

Периодичность обслуживания определяется степенью засорения воды и временем эксплуатации водопровода. О необходимости проведения сервисных мероприятий позволяют судить показания манометров, установленных до и после фильтра.

Большая разница измерений свидетельствует о загрязнении устройства. Сетку прочищают, картридж заменяют.