Сколько и какого песка надо насыпать в фильтр, что такое скорость фильтрации, почему в частном бассейне удобны фильтровальные установки со скоростью фильтрации 50, каким потоком воды промывать фильтр, ответы на эти вопросы в данной статье.
В статье Что надо знать при подборе фильтра для бассейна затронуты основные принципы подбора фильтровального оборудования для бассейна и упомянут вопрос о таком параметре, как скорость фильтрации. Скорость фильтрации — это линейная скорость движения воды через квадратный метр фильтрующего слоя песка и выражается в м3/час/м2 или м/час. Почему говорят скорость фильтрации? Следим за сокращениями в размерностях величин в формуле:
Рпроизводительность насоса (м3/час) делим на Sплощадь сечения фильтра (м2) сокращаем и получаем м/час. Это типичная размерность скорости, отсюда и название.
Тем не менее, вопрос выбора фильтра и насоса не так прост, как может показаться даже знающему, что согласно ГОСТ Р 53491.1-2009 «Бассейны. Подготовка воды», Табл. 6 скорость фильтрации для детского бассейна должна быть около 20м3/час/м2 а в бассейне для взрослых 30м3/час/м2. Для частных бассейнов допускается 40-50м3/час/м2.
Перечислим, что надо учитывать, подбирая для бассейна насос и фильтр.
1. Выбирая насос, надо учесть каким целям служит бассейн и объем воды в этом бассейне. Тогда, разделив объем воды на производительность насоса в рабочей точке, вы сможете получить время полного оборота воды через фильтр, соответствующее назначению бассейна. Напомню, что для частных (частный, это и есть назначение) бассейнов время полного оборота: 6 часов для бассейна в помещении и 4 часа – на улице. Для бассейнов общественного пользования (согласно СанПиН 2.1.2.1188-03, табл. 1) это 8 часов для вида Спортивные, 6 часов для Оздоровительные и 2 часа для Детские учебные, когда дети 7-10 лет.
Что такое рабочая точка? Это производительность (подача) насоса на определенном напоре. А выбор этой величины будет зависеть от фильтра и его особенностей. Другими словами, в рабочей точке мы имеем нужную нам производительность после преодоления насосом гидравлического сопротивления фильтра, трубной обвязки и т.п.
2. А при выборе фильтра надо учитывать площадь фильтрующего элемента, высоту загрузки фильтрующего элемента, его гранулометрический состав, плотность материала, многокомпонентность загрузки и даже конструкции ввода воды в фильтр (дюзы или коллектор), т.к. все это влияет на гидравлическое сопротивление.
Еще важно подобрать пару фильтр/насос так, чтобы не только скорость фильтрации, но и интенсивность промывки так же соответствовала требованиям СНиП. Основные показатели на дату написания статьи изложены в СВОДе ПРАВИЛ СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84.
Большинство пользователей не заморачиваются этими тонкостями и стремятся купить просто насос и фильтр. Причем, часто критерием к выбору насоса бывает «возьмем помощнее, хуже не будет», а фильтр возьму поменьше, «зачем мне эта здоровенная громадина». В результате возникает вопрос: а чего плохо фильтрует? Если вы покупаете уже готовую фильтровальную установку то, как правило, ее собирают для частных бассейнов и она соответствует принятой скорости фильтрации 40-50м3/час/м2. Т.е. продавец с учетом объема воды и расположения вашего бассейна (в помещении или на улице) предложит вам установку, у которой производительность насоса на 10 м.в.ст. (усредненное сопротивление фильтра и труб. Для малых объемов воды принимают 6-8 м.в.ст.) деленная на площадь сечения фильтра даст вам скорость фильтрации 40-50 м3/час/м2. Однако и у продавцов возможны ошибки. Лучше перепроверить.
Фильтр постепенно накапливает загрязнения и его следует промывать. Для песочных фильтров рекомендуют интенсивность обратной промывки песка 11-14 л/(с м2), что соответствует 40-50 м3/час/м2. Фактически интенсивность промывки и скорость фильтрации это одна и та же величина, хотя и имеют разный физический смысл. Поэтому в частных бассейнах насос и фильтр подобраны так, что фильтрация и обратная промывка осуществляются одним насосом, что довольно удобно.
Может возникнуть вопрос, почему именно популярен параметр 50м3/час/м2 для частных бассейнов? Ведь можно сделать более качественную фильтрацию, изменив скорость фильтрации на 30 или 20 м/час? Чтобы перейти на меньшую скорость фильтрации (т.е. улучшить её качество) надо использовать при фильтрации менее производительный насос. Но при промывке этот насос не обеспечит необходимую интенсивность промывки. Тогда надо иметь два насоса. Понятно, что с одним насосом все же удобнее.
Под интенсивность промывки подогнаны и другие параметры: вес и высота загрузки, фракционный состав и природа фильтрующего материала. Для фильтров в частных бассейнах обычно используют кварцевый песок фракции 0,5-0,8мм. Высота засыпки колеблется от 160мм при диаметре фильтра Ø350мм до 450мм при Ø800мм. Для эффективного удаления загрязнений с поверхности песка нужно движением воды, обратным направлению фильтрации, разрыхлить массу песка до увеличения объема на 30-40% и смыть загрязнения*. Поэтому песок не засыпают до самого верха, а оставляют зазор между поверхностью песка и всасывающим патрубком. Причем размер зазора зависит от свойств заполнителя. Опытным путем показано, что интенсивность обратной промывки песка 11-14 л/(с м2) обеспечивает желаемый результат. Так же мировой опыт свидетельствует, что для качественной фильтрации в таких бассейнах достаточно скорости фильтрации 40-50 м3/час/м2. Это может быть обеспечено одним насосом т.к. 40-50 м3/час/м2 то же самое, что и 11-14 л/(с м2) только в разных размерностях. Это и есть объяснение популярности параметра 40-50 м3/час/м2. Конечно, при этом фильтрация выполняется на минимальном качестве, но это допустимо т.к. уверенно можно говорить, что в частных бассейнах самая минимальная загрязненность воды. Поэтому и требования к условиям фильтрации минимальные, но достаточные.
А вот если у вас возникнет желание все же улучшить качество фильтрации стандартной фильтровальной установки для частного бассейна, то не обязательно ставить еще один насос с меньшей производительностью. Достаточно снабдить насос байпасом (Байпас на насосе песочного фильтра в бассейне), и вы сможете уменьшить его производительность на время фильтрации и вернуться к номинальной при промывке.
Подбор фильтра и насоса для больших по объему воды бассейнов и тем более, общественного пользования, более сложная задача и если ее развивать, то статья превратится в монографию. Замечено, что сегодняшний «пытливый читатель», и тем более не профессионал, обычно читает 2-3 абзаца. Далее ему все понятно и скучно. Поэтому далее без углублений в науку.
В паспорте к фильтру (а не в коммерческом каталоге) солидного производителя всегда подробно приведены все необходимые характеристики. Прежде всего, обратите внимание на требования к наполнителю. Это важно, т.к. все параметры взаимосвязаны и если вы начнете произвольно что-либо менять, то нарушите паспортные характеристики. Менять можно, но надо уметь рассчитать последствия. Например, в паспорте к моему фильтру D1600 написано, что он рассчитан на насос, обеспечивающий поток 60-100 м3/час. Тогда получаем скорость фильтрации 30-48 м3/час/м2. Это означает, что выдерживая вес рекомендуемой засыпки песка 2500кг и фракционный состав 1-2мм 390кг (поддерживающий слой) и 0,4-0,8мм 2110кг (основной фильтрующий слой) я получу 1м высоты засыпки. Этот объём предусматривает необходимый зазор по высоте бака на объемное расширение песка во время промывки. В противном случае песок будет вымываться во время промывки. Теперь надо подумать, можно ли одним этим насосом обеспечить необходимую интенсивность промывки. Если вы посмотрите в ГОСТ Р 53491.1-2009, табл. 5, то увидите, что для данной фракции кварцевого песка и высоты фильтрующего слоя как раз и нужна нормируемая интенсивность промывки 14л (с/м2) или скорость 50 м3/час/м2. Получается, что при скорости фильтрации 30 м3/час/м2 насос недостаточно производителен для промывки (нужен второй насос), а при 48 м3/час/м2 насос подойдет как для фильтрации, так и для промывки. Предположим, что мы изменим фильтрующий материал на многослойную загрузку с гидроантрацитом. Сопротивление снизится, и мы получим большую скорость фильтрации и меньший расход воды при промывке фильтра. А значит, интенсивность промывки для этого случая нужна меньше. Т.е. это может быть и другой уже насос в паре с фильтром. А вот время промывки в сравнении с засыпкой одним только песком, увеличится.
Поэтому, если вы соблюдаете указанные в руководстве пользования к фильтру рекомендации и ставите указанный по производительности насос, то таким образом вы обеспечиваете выполнение всех нормативных характеристик. Хуже если ваша строительная ситуация выходит за пределы среднестатистической. Например, фильтровальная установка удалена значительно от бассейна, находится на большой глубине от поверхности воды, трубная обвязка имеет много поворотов на 90 градусов и т.п., то надо уметь рассчитать созданное гидравлическое сопротивление и подобрать правильно пару насос/фильтр.
*- промывка фильтра производится манипуляцией ручки 6-ти позиционного вентиля. Промывку следует начинать, когда давление на манометре поднимется на 1 бар от первоначального значения на старте работы. А время промывки для песочных фильтров 7-9 мин=5-6 мин промывка и 2-3 мин споласкивание.
Но если в вашей задумке сделать струю без разрывов падающую со значительной высоты, то надо выполнить расчеты. А если такая струя еще и сопряжена с наличием каскадов, да еще и расширяющихся с каждой ступенью ниже, то придется посчитать объем воды, который дополнительно будет подаваться на каждую ступень для придания монолитности струи. Или регулировать это высотой струи, уменьшающейся с переходом на нижнюю ступень.
Вы замечали, что «стеклянная струя» в нижней части сужается? Это результат действия поверхностного натяжения воды. Оно стремится привести вид струи к оптимальной энергетически форме цилиндра. Чтобы этого избежать нужно подать больше воды. Т.е., в нашем случае сделать струю в месте отрыва толще. Вот почему в таблице присутствует и толщина струи.
Прежде всего, это дополнительный, предварительный фильтр к основному фильтру для бассейна. Монтируется он на участке трубы между насосом и основным фильтром. Само название уже содержит указание на принцип, заложенный в основу его действия. Вода из бассейна втянутая насосом из скиммерной линии или через щетку водного пылесоса, под давлением поступает в верхнюю часть префильтра (на примере префильтра MultiCyclone16). Отсюда через множество микроциклонов (конусный цилиндр со спиралью) водные потоки закручиваются и вводятся в основную колбу префильтра. Уже на этом пути за счет интенсивного сближения отдельных частиц начинается агрегирование и выделение в осадок более крупных частиц. В общей камере вращение прижимает осадок ко дну, где он и накапливается. Вода же после отделения осадка продолжает свое движение в песочный фильтр. Накопленный в нижней части осадок периодически сливается в канализацию. 
в бассейнов, фонтанов, прудов и других аквасооружений. Зачастую складываются ситуации, когда система подключения водного пылесоса в бассейне получается громоздкой и дорогой из-за его формы и удаленности технического помещения с фильтром. Уборка такой чаши становится мукой от необходимости переключения на каждый последующий пункт присоединения пылесоса и необходимых манипуляций с кранами. В этом случае на помощь приходит мобильная передвижная фильтровальная станция. Еще более ее полезность становится ощутимой при уборке дна больших чаш в аквапарках. Ведь эффективно дотянуться штангой со щеткой к удаленным от борта зонам тяжело. Да и длинный шланг, и трубопровод плохо влияют на качество уборки. А в фонтанах и прудах вообще применяется часто принцип фильтрации отличный от бассейнового, и передвижной фильтр становится выходом из положения. 
Небольшая вводная часть. Подробнее