Какие бывают фильтры для скважины, их виды и конструкция

Зачем нужна очистка воды из скважины

Вода в свежепробуренной скважине остается недолго в чистом виде. Поначалу в ней почти нет примесей. Со временем даже визуально можно замечать помутнение, появление осадка, специфического запаха и легкого окраса. В этом случае поможет надежная фильтрация.

На необходимость фильтрации указывает целый ряд причин:

Если периодически не чистить скважину, то в ней могут скапливаться вещества, которые будут запускать гнилостные процессы способствовать образованию ила.
Редкая очистка воды приводит к тому, что жидкость начинает приобретать металлический, очень неприятный привкус.
Сантехника, приборы и посуда после длительного использования неочищенной воды приобретают желтоватый оттенок.
Из-за загрязнений в подземных водах в питьевой воде могут накапливаться вредные примеси.
Илистый и мутный осадок в емкости с водой свидетельствует о развитии в ней вредных бактерий.
Если не проводить периодическую фильтрацию воды, то это приведет к тому, что может появиться въедливый запах «тухлых яиц» или сероводорода при включении крана.

В целях исследования воду доставляют в лабораторию, чтобы провести ее полный химический анализ (ведь нам требуется добиться соответствия санитарным нормам). Диагностика перед процедурой фильтрации должна проводиться регулярно, так как даже замена отдельных элементов водоочистной системы со временем не спасет от загрязнений, и вода может испортиться. Результаты анализов подтолкнут к решению главного вопроса – выбору системы водоочистки. На сегодняшний день существует несколько видов таких систем.

Изготовление фильтров для скважины своими руками

Размер отверстий зависит от характеристик грунта.

Самое распространенное устройство очистки, применяемое дачниками и хозяевами частных домов, — это дырчатая с перфорацией система. По конструкции он представляет собой трубу с проделанной перфорацией (отверстиями). Устройство очень простое, но достаточно эффективное. Для изготовления в качестве расходных материалов вам потребуется металлическая или пластиковая труба длиной примерно 4,5-5 м.

При использовании металлических труб можно применить геологический или нефтяной сортамент. Используя сверла, проделывают перфорацию отрезка трубы.

Изготовление дырчатого фильтра своими руками проводят по следующей технологии. Измеряют длину отстойника, которая должна составлять от 1 до 1,5 м. Длина будет зависеть от глубины скважины. На поверхность трубы наносят разметку, учитывая, что перфорированный участок составляет не менее 25% длины всей трубы, определяют необходимую длину. Длина трубы также зависит от глубины скважины и может составлять 5 м. Отступив от края трубы, проводят сверление отверстий. Шаг отверстий составляет 1-2 см, принимаемое расположение — в шахматном порядке. Рекомендуется просверливать отверстия не под прямым углом, а под углом 30-60 градусов с направлением снизу вверх. По окончании работ перфорированная поверхность трубы зачищается от острых выступов. Внутренняя часть трубы чистится от стружки и закрывается деревянной пробкой. Перфорированная зона обкручивается сеткой мелкого плетения из латуни, а лучше из нержавейки. Сетка закрепляется на заклепки. Использование сетки позволяет избежать быстрого засорения отверстий фильтра.

Виды сеток для фильтра: а — Галунное плетение; б — Квадратное.

Большая пропускная способность обеспечивается щелевой конструкцией фильтров. Площадь щели фильтра превосходит по величине площадь отверстия примерно в 100 раз. На поверхности фильтра нет так называемых глухих зон.

Для изготовления своими руками щелевого фильтра вместо дрели потребуется инструмент для фрезерования. В зависимости от способа изготовления отверстий, может потребоваться газовый резак. Ширина щелей находится в пределах 2,5-5 мм, а длина — 20-75 мм, расположение отверстий в поясном и шахматном порядке. Поверх отверстий накладывается металлическая сетка.

Плетение сетки выбирается галунное, материал — латунь. Выбор размера отверстий сетки проводится опытным путем, просеивая песок. Наиболее подходящий размер сетки — тот, в котором при просеивании пропускается половина песка. Для особо мелкого песка подходящим вариантом будет та сетка, которая пропускает 70%, для крупного песка — 25%.

Размер частичек песка определяет его состав:

крупный песок — частички 0,5-1 мм;
средний песок — частички 0,25-0,5 мм;
мелкий песок — частички 0,1-0,25 мм.

Перед наложением сетки на перфорированную поверхность наматывается стальная нержавеющая проволока с шагом 10-25 мм. Диаметр проволоки должен составлять 3 мм. Прочность конструкции обеспечивается точечной спайкой участков проволоки по длине намотки, примерно каждые 0,5 м. После намотки проволоки наносят сетку и стягивают ее проволокой. Шаг проволоки при стягивании составляет 50-100 мм. Сетка для фиксации может спаиваться или скручиваться стальной проволокой.

Проволочное устройство очистки для скважины отличается сложностью своей конструкции. Для изготовления такого фильтра своими руками требуется использовать проволоку специальной формы сечения. Пропускная способность системы во многом зависит от шага намотки проволоки и формы ее сечения.

Технология намотки заключается в следующем. Подготавливается щелевая конструкция системы очистки. Размер отверстий зависит от размера природных частиц. Прежде чем приступить к намотке проволоки, к каркасу накладываются 10-12 прутьев с диаметром не менее 5 мм.

Самое простое устройство фильтра имеет гравийное сооружение. Сооружают такую систему в грунтах с глинизированным и мелким песками. Процесс сооружения фильтра начинают с подготовки скважины, диаметр скважины должен быть с запасом на обсыпку гравием. Гравий выбирается одноразмерной фракции и засыпается с устья в скважину. Толщина обсыпки должна быть не менее 50 мм. Размер частиц гравия выбирается относительно размера частиц породы. Частицы гравия должны быть в 5-10 раз меньше.

Материалы для фильтрационного оборудования

В качестве материалов применяют нержавеющую сталь, пластмассу и черные металлы. Рассмотрим подробнее особенности и характеристики каждого из них.

Нюансы использования нержавейки

Лучшим материалом для изготовления скважинных фильтров является нержавеющая сталь. Она способна выдерживать высокие сминающие и изгибающие воздействия, а легирование делает ее невосприимчивой к окислению.

Трубы из нержавейки отличаются длительным сроком службы, однако стоимость их достаточно высока.

Все эксплуатационные характеристики нержавеющей стали характерны и для изготовленных из нее фильтровой сетки и проволоки, использующейся для навивки на деталь.

Для изготовления скважинного фильтра используется специальная сетка из металла или из синтетических нитей

Особенности применения пластика

Пластмасса – еще один материал, который широко используется для производства фильтров. Пластик абсолютно инертен, поэтому не подвержен процессам окисления. Он очень прост в обработке и имеет длительный срок эксплуатации.

Стоимость деталей из пластмассы невелика, что очень привлекает владельцев скважин.

Скважинные фильтры из пластиковых труб очень просты в обработке и стоят недорого. Однако их можно использовать только на небольших глубинах, что обусловлено небольшим запасом прочности

Основным недостатком пластика является низкая прочность. Вследствие этого он не способен выдерживать серьезные сдавливающие нагрузки, которые характерны для больших глубин.

Тонкости использования черных металлов

Черные металлы в качестве фильтров можно использовать только для скважин, дающих воду для технических целей. Это обусловлено тем, что они окисляются водой, в результате чего в ней появляется оксид железа. Медики не доказали, что он вреден для организма.

Однако при концентрации этого вещества больше, чем 0,3 мг/л вода будет оставлять неприятные желтые пятна на сантехнике, посуде и белье. Оцинкованные черные металлы тоже подвержены окислению.

Визуально вода с небольшим количеством примесей выглядит практически прозрачной. Но налет, образующийся на сантехнике, заставляет задуматься о вреде для здоровья при использовании такой воды в качестве питьевой

В результате чего в воде появляется не только оксид железа, но и оксид цинка. Последний раздражает слизистые оболочки и приводит к расстройству пищеварения.

Таким образом, специалисты настоятельно не рекомендуют использовать для изготовления фильтров для скважины черные металлы, в том числе и оцинкованные.

Это касается не только основы, но и фильтровой сетки, нижних секций обсадных труб, а так же проволоки, которая используется при креплении и изготовлении конструкции. В противном случае воду, полученную из скважины с таким фильтром, можно будет использовать только для технических целей.

Таким образом, для глубоких скважин следует лучше всего использовать детали из нержавеющей стали, а для небольших глубин или в случае использования дополнительной обсадной трубы оптимально монтировать пластиковые комплектующие.

Типы скважинных фильтров

Главным элементом для скважины на воду является фильтр. От того, насколько правильно он выбран, зависит длительность безотказной работы скважины, ее размеров и постоянство дебита.Это говорит о том, что фильтрам необходимо соответствовать некоторым требованиям:

Устройства должны обеспечивать при небольших размерах максимальную пропускную способность и минимальное гидравлическое сопротивление, что означает наибольший отбор количества воды.
Обладать устойчивостью к электрохимической и химической коррозии, не иметь осадка, выпадающего из воды.
Материалы, из которых изготавливаются элементы, должны соответствовать всем санитарным нормам.
Цена фильтра должна быть приемлемой.

Важной характеристикой фильтра является его скважность – соотношение всей площади отверстий ко всей рабочей площади устройства. От этой величины напрямую зависит дебит или водоотдача скважины.Типы скважинных фильтров:

Щелевые.
Пластинчатые.
Проволочные.
В виде сетки.
Клеенные гравийные.
Для высокого давления напылённые,из полиэтилена или полипропилена.
Объёмные.

Помимо этого роль фильтра может выполнять мелкогравийная обсыпка, которая выполняется вокруг собственного фильтра. Делают ее при сооружении скважины.
Из двух скважин при равных остальных условиях более высокую водоотдачу будет иметь устройство с большей площадью фильтра. Для достижения этого, можно увеличивать диаметр фильтра или его длину.

Варианты очисток

Фильтр скважинный подбирается с учетом химического состава воды. При этом даже в самом чистом колодце проводится обязательная процедура -механическая очистка. Она предназначается для выведения крупных частиц песка, гравия и других примесей.

Первичная очистка воды

Обязательными элементами в скважинной колонне являются фильтры для грубой очистки воды из скважины. Их устанавливают на дне колодца и разделяют на такие группы, в зависимости от основания:

Перфорированные. Изготовлены из нижнего участка обсадной трубы, в которой проделаны отверстия диаметром 10-20 мм.
На щелевой основе. Жидкость пропускается через надрезы шириной до 20 мм.

Однако обе технологии не гарантируют высокой степени очистки, поэтому специалисты проводят монтаж гравийного фильтра. Он предлагается в 2 вариантах исполнения:

В качестве дополнительной загрузки, которая помещена в каркас.
В качестве отсыпки пространства возле обсадной трубы.

Системы глубокой водоподготовки

Если качество воды не соответствует санитарным нормам даже после грубой очистки, потребуется организовать дополнительную водоподготовку с помощью следующих приспособлений:

Ионообменный фильтр для жесткой воды из скважины. Представляет собой резервуар с загрузкой, в качестве которой используется ионообменная смола. В ее составе присутствуют специальные ионы, вступающие в реакцию с загрязнителями, такими как марганец, железо и кальций. Минусом системы является необходимость регулярной замены картриджа или регенерации загрузочного слоя.
Мембранные системы. Состоят из нескольких мембран, способных пропускать жидкость, но удерживать сторонние примеси (бактерии, железо, органические компоненты и др.). Для частных целей принято использовать технологию обратного осмоса, когда молекулы воды пропускаются через мембранные поры, а ненужные составляющие удерживаются. Метод не подходит для чрезмерно загрязненных колодцев и снижает концентрацию солей до критического уровня. Еще полипропиленовые фильтры с мембраной позволяют очистить воду из скважины от извести.
Фильтры для очистки воды из скважины от железа. Работают на основе простой или модифицированной загрузки. Перед проведением очистки железо или марганец окисляются с помощью аэрации, озонации, взаимодействия с хлорным реагентом и перманганатом калия. Технология эффективно выводит указанные металлы, но требует обустройства системы промывки.
Сорбционные варианты. Разработаны для тонкой фильтрации в качестве конечной стадии. Роль загрузки выполняет уголь, удерживающий всевозможные загрязнения, включая нитраты и нитриты. В процессе эксплуатации фильтрующий слой нуждается в замене, что требует финансовых вложений.
Обеззараживатели. Используются для очистки воды от микроорганизмов. В большинстве случаев такие установки работают за счет ультрафиолетового излучения.
Фильтры для умягчения воды.

Нередко фильтры для смягчения воды или очистки ее состава от различных примесей включают в себя несколько разных элементов.

Комплексные схемы очистки и водоподготовки

Целесообразно использовать не один какой-то фильтр, а целый комплекс последовательно установленных фильтров, каждый из которых выполняет свою задачу. Первым бастионом на пути загрязнений устанавливают фильтры грубой очистки, после чего в дело вступают сорбционные фильтры, ультрафиолетовые обеззараживатели, обезжелезиватели различных конструкций. Набор этих фильтров, а также их характеристики, должны быть подобраны в соответствии с расходом, кислотностью и составом воды.

Ниже представлены некоторые из комплексных систем водоочистки, обезжелезивания и умягчения воды при автономном водоснабжении.

1 — окислительный бак; 2 — повысительная станция; 3 — обезжелезиватель; 4 — умягчитель; 5 — соляной бак; 6 — фильтр тонкой очистки; 7 — ультрафиолетовая лампа

1 — насосная станция; 2 — фильтр-грязевик; 3 — аэрационная колонна; 4 — безреагентный обезжелезиватель; 5 — сорбционный фильтр; 6 — умягчитель; 7 — соляной бак; 8 — фильтр тонкой очистки

1 — вода из скважины; 2 — механическая очистка; 3 — вытеснение растворённых в воде газов; 4 — удаление железа и солей; 5 — тонкая угольная очистка; 6 — фильтр с обратным осмосом; 7 — чистая техническая вода; 8 — питьевая вода

Качество воды из скважины

В сравнении с колодцем скважина является более безопасным, с санитарной точки зрения, питьевым источником, так как она закрытая и вероятность внесения в нее внешних загрязнений существенно ниже.

Химические и микробиологические показатели воды зависят от разновидности скважины.

Абиссинский колодец имеет глубину около 8-12 м. Обычно вода в нем слабо минерализована, достаточно чистая. Но микробиологический состав не всегда соответствует нормативам. В ней могут присутствовать представители азотной группы (нитриты, нитраты, аммиак), пестициды и другие загрязнения из почвы.
Скважина на песке имеет большую глубину, чем «абиссинка». Она меньше подвержена поверхностному загрязнению и обычно менее минерализована, чем артезианская. Но в ряде случаев в этом источнике могут также присутствовать и опасные микроорганизмы, железо, кальций, органика, азотная группа.
Артезианская скважина самая глубокая. Обычно она идеальна по своей микробиологии, но нередко минерализована. В артезианской воде присутствуют соли жесткости (прежде всего кальция), сероводород, а также неорганическое железо и марганец. Так как последнее находятся в неокисленной форме, вода на вид прозрачная, а окрашивается и обретает осадок только после отстаивания. Кроме того, на санитарной технике, чайнике формируется коричневый или черный налет.

Какая бы ни была скважина, перед ее использованием необходимо отвести воду на анализ в специализированную лабораторию.

При этом обязательным для любого источника является определение следующих показателей:

цветности;
мутности;
железа общего;
жесткости общей;
хлоридов;
нитритов, нитратов, аммиака;
окисляемости;
щелочности;
рН;
наличие и концентрацию микроорганизмов.

Эти данные помогут не только выявить проблемные показатели в воде, но и правильно подобрать систему очистки. Возможно, могут понадобиться и другие данные, например, содержание марганца, который нередко сопровождает железо.

Если по всем показателям вода соответствует нормативам, то можно обойтись без водоподготовки. Исключение можно сделать, когда умягчение требуется для воды, используемой для нагревательных приборов. Ведь даже при средней жесткости происходит образование накипи.

Варианты очисток

Устройства для обработки скважинной воды зависят от того, какие проблемные показатели характерны для источника. Однако есть такая ступень водоподготовки, без которой не обойтись даже в самой чистой скважине – механические фильтры. Именно с них и начнем описание.

Первичная очистка воды

Скважину важно обеспечить фильтром грубой очистки, который будет задерживать частички песка, ила, глины и т.п. Он располагается в основании скважинной колонны и может быть нескольких видов.

В первую очередь они отличаются друг от друга в зависимости от основания, на котором находится фильтрующий элемент:

перфорированное представляет собой нижний участок обсадной трубы, в котором проделаны округлые отверстия диаметром в 10-20 мм;
щелевая основа отличается тем, что вода просачивается через надрезы, ширина которых составляет также до 20 мм.

Последний вариант лучше пропускает воду, но хуже выдерживает давление грунта.

Ни щели, ни округлые отверстия не обладают достаточной очищающей способностью, поэтому комплектуются фильтрующими элементами:

намотанной с определенным шагом проволокой;

специальной сеткой, которой сверху покрывают основание.

Между фильтрующей структурой и основанием должен быть каркас, например, прутки, расположенные вдоль трубы.

Особым типом механического фильтра является гравийный, который может быть исполнен в 2 вариантах:

как дополнительная фильтрующая загрузка, засыпанная в каркас придонного фильтра;
в виде отсыпки пространства вокруг обсадной трубы.

Если описанные варианты полностью не устраняют взвеси, то устанавливают дополнительный фильтр механический грубой очистки в качестве первой ступени водоподготовки.

Системы глубокой водоподготовки

Если вода в скважине не соответствует нормативам, после грубой очисти, то необходима дополнительная водоподготовка, состав которой определяется тем, какие показатели не соответствуют ПДК.

1. Ионообменный фильтр – емкость, загрузкой в которой является ионообменная смола. Она насыщена ионами, которые в процессе очистки попадают в воду, а на их место в смолу переходят загрязнители: кальций, марганец, железо и т. д. Такие фильтры чаще всего используют для борьбы с жесткостью. Их недостатком является необходимость регенерации загрузки или полной замены картриджа.

Мембранные фильтры содержат несколько слоев полупроницаемых мембран, которые пропускают воду, но задерживают загрязнители: железо, марганец, органику, бактерии, вирусы и прочее. Вариантом такой очистки является обратный осмос, в процессе которого молекулы воды под давлением проходят через поры мембран, а остальные компоненты не могут этого сделать. Это очень эффективный способ водоподготовки. Но он не подходит при высокой концентрации загрязнителей и приводит к чрезмерному обессоливанию воды, что может быть опасно для здоровья человека.
Для обезжелезивания и деманганации чаще применяют фильтры с обычной или модифицированной загрузкой. Перед фильтрованием железо или марганец подвергают окислению, для чего могут использовать аэрацию, озонацию, добавление хлорного реагента, перманганата калия. Эта традиционная схема позволяет избавиться от указанных металлов. Отрицательной стороной является необходимость промывки и образование сточных вод, которые нельзя сбрасывать в локальные очистные сооружения из-за токсичности для активного ила.
Сорбционные фильтры позволяют осуществить тонкую очистку. Обычно их используют в качестве конечной ступени. Это фильтры с угольной загрузкой, которая может задерживать различные загрязнения, в том числе органические вещества, нитраты, нитриты. Фильтрующий материал приходится периодически заменять, что требует финансовых затрат.
Если в воде были обнаружены микроорганизмы, то не обойтись без обеззараживателей. Обычно это ультрафиолетовые установки, представляющие собой закрытые камеры, внутри которых располагается излучатель, не контактирующий непосредственно с водой.

В некоторых случаях локальная станция водоподготовки включает в себя несколько элементов, например, механический фильтр, станцию обезжелезивания, сорбционный фильтр и колбу с бактерицидным излучателем.

https://youtube.com/watch?v=yyqnoL8gr0M

Особенности

Получение чистой воды с последующим сохранением ее полезных свойств — ключевая задача для всех жителей планеты. Поэтому организация фильтрующих систем отыгрывает важную роль и требует тщательного внимания.

Иногда домовладельцы считают, что если в течение нескольких дней жидкость из новой скважины остается чистой и прозрачной, то со временем в ней не начнут скапливаться сторонние компоненты. Однако колодец постепенно загрязняется мусором и отходами, которые просачиваются через почвенные слои и попадают прямо в систему водоснабжения. Поэтому фильтры для скважины на воду — обязательный элемент, к которому предъявляются повышенные требования.

Как устроена система очистки для скважины

Фильтр – участок обсадной колонны в рабочей зоне. Его назначение заключается в предотвращении попадания крупных частиц внутрь устройства, при этом должна беспрепятственно проходить чистая вода вовнутрь колонны.
Помимо этого фильтр будет дополнительной защитой поверхностей ствола от непредвиденного обрушения.Конструкция включает в себя три основные части:

Фильтр, пористая перегородка, разделяющая твердую и жидкую часть водоносного слоя. Другими словами он отсекает песок, мелкий гравий и ил от воды.
Участок над фильтром. Это особая зона, которая играет роль фитинга при фиксации изделия на обсадной трубе.
Отстойник для скопления крупных частиц породы, которые могут просочиться внутрь обсадной трубы.

Схема скважинного фильтра

Основные причины неудовлетворительной работы фильтров очистки воды из скважины

К сожалению, нередки случаи, когда после использования очистки в воде остаются ненужные примеси, а вкусовые качества оставляют желать лучшего. Причины такого результата могут быть разными. Среди часто встречающихся можно выделить следующие:

неправильно подобраны виды фильтров;
недостаточное их количество;
ошибки при выборе размеров;
негерметично закрыт отстойник;
отдельные части используемого фильтра изготовлены из материала, не противостоящего коррозии.

Фильтр должен быть нужного размера и правильно установлен, тогда вода из скважины будет чистой и полезной.На заметку! При выборе фильтра необходимо учесть все условия и показатели скважины – и лучше сделать это с участием специалиста. Отдельные виды фильтров невозможно извлечь для ремонта, не повредив обсадные трубы. В такой ситуации придется потратить много сил, средств и времени на восстановление функционирования источника.

Как уменьшить жесткость воды, сделать ее прозрачной, вкусной и безопасной для употребления – это задачи для фильтровальных установок. Но даже самое современное оборудование с точнейшим электронным контролем не справится с работой без участия человека. Умение грамотно, правильно воспользоваться фильтром – залог успеха в процессе очистки воды. Здоровье человека напрямую зависит от качества употребляемой воды.

Подводя итоги

Разобравшись с процессом изготовления скважинных фильтров, вы имеете общее понятие о принципе их работы и процессе изготовления. Теперь перед вами встал другой вопрос: какой же фильтр выбрать? Какой из всех видов подойдет вам больше всех? Разобраться с этим вопросом вам поможет следующее.

Вода должна быть чистой!

Обращайте внимание на фракцию примесей. От нее будет зависеть возможность использования фильтра с простой конструкцией.
Имеется ли «конечный» фильтр
Имеется ввиду фильтр, который устанавливается на выходе. Если он отсутствует, то скважинный фильтр должен быть очень надежным.
Принимайте во внимание также размеры пропускаемых частиц.
В качестве материала для трубы используйте исключительно металл. Пластик хоть и дешевле, но зато у вас возникнет масса проблем при соединении металлической решетки с такой трубой.
Если у вас будет выбор между нержавейкой и обычным металлом, всегда отдавайте предпочтение нержавеющей стали

Для многих это не будет новинкой, но все же некоторые люди не придают особой важности этому материалу. Он сможет прослужить вам намного дольше под влиянием даже самых сильных минералов в земле.

Напоследок хотелось бы отметить следующее: ни в коем случае даже не пытайтесь сэкономить на изготовлении фильтра для скважины. Вода обязана быть чистой.

Виды фильтров для очистки воды скважин и их конструкция

Зачем нужна очистка воды из скважины

Изготовление фильтров для скважины своими руками