Základem systémů čištění vody v bazénech jsou tlakové filtry. Kvalita vody v bazénu závisí především na jejich správném výběru a provozu. Jaké typy filtrů existují? Jaké jsou jejich podobnosti a rozdíly? Jak správně vypočítat instalace filtrů? O tom si povíme v sérii článků věnovaných filtračnímu zařízení.
Obecné pojmy o filtraci vody
Filtrace je proces průchodu vyčištěné vody přes vrstvu filtračního materiálu. Filtrace se používá k čiření vody, to znamená k zadržení suspendovaných látek ve vodě. Filtrační materiál musí být porézní médium s velmi malými póry. V technologii úpravy bazénové vody se voda používá jako hlavní filtrační materiál. křemenný písek velikost částic 0,4–0,8 mm. V instalatérské praxi se filtrům s takovou zrnitostí říká střednězrnné filtry.
Rychlost filtrace
Filtr je zásobník, v jehož spodní části je odvodňovací zařízení jednoho nebo druhého provedení pro vypouštění filtrované vody a pro přívod vody pro zpětné proplachování filtru. Je určena kapacita filtru rychlost filtrace. Rychlost filtrace je třeba chápat nikoli jako rychlost pohybu vody v pórech, ale jako rychlost vertikálního pohybu vody nad filtrační vrstvou.
Rychlost filtrace je určena vztahem V = Q/F (m/hod.)
Q – množství vody procházející filtrem za jednotku času (m³/hod);
F – filtrační plocha (m²).
Filtrační vrstva může být homogenní nebo heterogenní. Filtry s nejednotnou filtrační vrstvou zahrnují dvouvrstvé (pískové, antracitové) a vícevrstvé. Při filtraci dochází k zadržování částic, které znečišťují vodu, v tloušťce vrstvy filtračního pískového média, kde jsou tyto částice z vody odstraněny a zadrženy na zrnkách písku.
Agregační stabilita a koagulace
Ne všechny částice jsou schopny ulpívat na zrnkách písku během filtrace. Částice, které znečišťují vodu, mají v přirozeném stavu tzv agregační stabilita, zabraňující jak jejich vzájemné adhezi, tak přilnavosti k jakémukoli povrchu. Nicméně po úpravě vody koagulanty klesá agregační stabilita suspendovaných a koloidních částic, v důsledku čehož se zvyšuje jejich schopnost vzájemné adheze a adheze ke zrnům písku. Princip rychlé filtrace spočívá ve filtraci agregovaně nestabilní suspenze schopné ulpívání. Pouze po předběžné chemické úpravě vody koagulanty, v důsledku čehož suspenze ztrácí svou agregační stabilitu, lze dosáhnout velmi vysokého efektu pročištění vody pomocí rychlých filtrů při vysokých rychlostech filtrace.
Normy rychlosti filtrace pro bazén
V praxi čištění pitné vody se granulované filtry dělí podle rychlosti filtrace na pomalé – s rychlostí filtrace do 0,3 m/hod a rychlé tlakové a netlakové filtry s rychlostí filtrace od 2 do 15 m/hod. . Tlakové filtry fungující na principu rychlé filtrace neboli „rychlotlaké filtry“ jsou velmi široce používány při čištění vody v bazénech.
Rychlost filtrace v těchto filtrech by neměla překročit 30 m/hod v bazénech pro dospělé a 20 m/hod v bazénech pro děti (viz GOST R 53491.1-2009 „Bazény. Příprava vody.“).
Standardní rychlost filtrace 30 m/hod se zdá být poměrně kontroverzní. To vyžaduje objasnění. Dříve v Ruské federaci existovala referenční příručka pro SNiP 2.08.02-89 „Veřejné budovy a stavby“ NÁVRH BAZÉNŮ, kterou vyvinula TsNIIEP pojmenovaná po B.S. Mezentsev (nyní zrušeno). Podle tohoto dokumentu by rychlost filtrace neměla překročit 18 m/hod. Před objevením tohoto dokumentu, při výpočtu rychlosti filtrace, byl projektant povinen použít SNiP 2.04.02-84 „Zásobování vodou. Externí sítě a struktury.” Podle SNiP 2.04.02-84 by maximální přípustná rychlost filtrace na filtrech se středním zatížením zrn neměla překročit 6 m/hod (viz tabulka č. 21). To vysvětluje obrovskou velikost filtrů v bazénech postavených před rokem 1989.
Rád bych krátce probral standardní rychlost filtrace – ne více než 18 m/hod. Tento údaj se objevil jako výsledek vědeckého výzkumu a modelování procesů filtrace vody v bazénu. Studie ukázaly, že pokud rychlost filtrace překročí 18 m/hod., pak prudce naroste množství nečistot, které projdou vrstvou filtračního média a nejsou v ní zadrženy. Bylo také zjištěno, že když se rychlost filtrace sníží z 30 m/hod. na 15 m/hod., kvalita filtrace zvýší 4krát!
Filtrační materiály a plnění bazénových filtrů
Filtrační materiál pro plnění filtrů musí mít požadovaný pórovitost, dostatečná mechanická pevnost proti oděru při procesu praní a dostatečná chemická odolnost. Tyto požadavky jsou dobře splněny křemenný písek, což je hlavní filtrační materiál používaný pro čištění vody. Existuje vztah mezi velikostí zrna filtračního média, rychlostí filtrace a tloušťkou vrstvy média. Je třeba vzít v úvahu, že doba provozu filtru mezi promýváním se snižuje se zvyšující se rychlostí filtrace a klesající velikostí náplně.
Bazénové filtry se obvykle vydávají k mytí, když rozdíl tlaku vody před a za filtrem dosáhne 3 m vodního sloupce (0,3 bar).
Při procesu filtrace dochází k nejrychlejšímu znečištění horních vrstev náplně a tlakové ztráty ve filtru, při kterém se odstraňuje k mytí, je dosaženo ještě dříve, než je využita celá kapacita náplně zadržující nečistoty. Je však třeba počítat s tím, že při procesu praní se zrnka filtračního média drtí a postupně odnášejí spolu s prací vodou. V tomto případě se tloušťka nosné vrstvy postupně zmenšuje. Pokud filtr není vybaven speciálním průhledovým okénkem pro sledování úrovně naplnění, lze to vidět pouze otevřením horního nakládacího poklopu filtru. Nakládací poklop se neotevírá často: obvykle jednou ročně. Proto výška filtrační vrstvy by měla být taková, aby zajistila účinnou filtraci i při určitém snížení tloušťky náplně. Podle GOST R by výška zatěžovací vrstvy filtru neměla být menší než 1,2 m.
Drenážní rozvody rychlofiltrů
Nejběžnějším typem drenáže je vysoce odolná drenáž. Tento typ drenáže zajišťuje rovnoměrnou distribuci vody po ploše filtru jak při filtraci, tak při zpětném proplachu. Drenážní systém filtru je jedním z jeho nejdůležitějších prvků. Nerovnoměrný průtok mycí vody přiváděné vysokou rychlostí může vést k nerovnoměrnému a neuspokojivému mytí filtru, způsobit posun nosných vrstev a narušit správnou funkci filtru. Dostatečnou míru rovnoměrnosti splachování lze dosáhnout instalací vysokoodporových vpustí. Podívejme se na některé z nejpoužívanějších provedení takových odtoků.
Trubková drenáž
Jedná se o systém plastových trubek instalovaných ve spodní části filtru. Jedná se o tzv. rámový kolektorový systém. Štěrbiny ve větvích hlavních trubek jsou vyrobeny o šířce 0,3 mm.
Odvodnění uzávěru (dno trysky)
U tohoto drenážního systému se k rozvodu vody používají uzávěry se štěrbinami o šířce 0,5 mm instalované v tzv. „falešném dně“ (deska s tryskami). Drenáž uzávěrem zajišťuje rovnoměrnější rozložení vody po ploše filtru jak při filtraci, tak při mytí filtru. Zároveň se výrazně zvyšuje jak kvalita filtrace, tak i stupeň čištění filtračního média při praní. Drenáž uzávěru má větší mechanickou pevnost a je lépe opravitelná. Filtry vybavené drenážním uzávěrem jsou dražší než filtry s tradičním rámovým kolektorovým systémem. Toto zvýšení nákladů však lze považovat za zcela oprávněné a použití takových filtrů je vhodnější.
Mytí filtrů
Rychlé filtry se čistí o mytí filtračního materiálu zpětný tok čisté vody přiváděné zespodu přes drenážní systém. Před praním se filtr vypne. Rychlost proplachovací vody procházející filtrem je několikanásobně vyšší než rychlost filtrace. Voda rozvíří písek a intenzivně jej omývá od nečistot přijatých během filtračního procesu. Prací voda je odváděna do kanalizace přes horní drenážní filtrační zařízení. Při výpočtu filtračního zařízení je nesmírně důležité vybrat správné proplachovací čerpadlo, jinak bude proplachování filtru neúčinné nebo se písek dostane do kanalizace spolu s proplachovací vodou. Podle SP 31.13330.2012 tabulka č. 16 by se intenzita přívodu mycí vody do střednězrnného filtru měla pohybovat v rozmezí od 12 do 14 l/s na 1 m2 filtrační plochy. A podle GOST 15 l/s na 1 m 2 filtrační plochy.
Boční poklopy a průhledová okna
Jako další možnosti nabízejí výrobci filtrů boční poklopy a kontrolní okénka. I když nejsou často objednávány, jsou tyto možnosti nesmírně důležité. V první řadě samozřejmě za službu údržby bazénu. Prohlížecí okno se používá ke sledování stavu a výšky vrstvy filtračního média. A spodní poklop je určen pro vykládání písku a snadný přístup k drenážnímu systému, pokud je nutné jej opravit. Význam bočního poklopu pochopíte, když si na chvíli představíte, jaké to je vysypat několik tun písku horním nakládacím poklopem filtru. K tomuto účelu můžeme doporučit použít násadu mopu s navázaným cedníkem.
Horizontální filtry
Největší průměr běžných vertikálních filtrů je 3000 mm, což odpovídá ploše filtru cca 7 m2. K přepravě takových filtrů je zapotřebí speciální přeprava, což zvyšuje již tak značné náklady na takové filtry. Navíc ne vždy je možné takové filtry přivézt do technické místnosti bazénu. Potíže s pohybem zařízení nejčastěji vznikají, když rekonstrukce starých bazénů, kde nejsou technologické otvory, většinou ponechány při novostavbě. Někdy je překážkou umístění vertikálních filtrů ve stávající technické místnosti nedostatečná výška stropu v této technické místnosti. V tomto případě je použití horizontálních filtrů zcela opodstatněné. Jejich cena je vyšší, ale je třeba mít na paměti, že při stejných geometrických rozměrech je filtrační plocha takových filtrů dvakrát větší než u konvenčních vertikálních.
