Довідник інженера

Фільтруючі завантаження і балони: таблиці швидкостей, об’ємів і розмірів

Зведені паспортні дані по 30 фільтруючих матеріалах (смоли, активоване вугілля, каталітичні засипки, освітлення, корекція pH), каталог корпусів FRP від 0817 до 63×86 і площі перерізу балонів. Плюс калькулятор, який за продуктивністю підбирає типорозмір і перевіряє, чи вистачить води на зворотну промивку.

Калькулятор: який балон потрібен

Введіть потрібну продуктивність і оберіть завантаження — підберемо типорозмір за паспортною швидкістю фільтрування, порахуємо об’єм засипки та витрату води на зворотну промивку.

Продуктивністьм³/годЗавантаженняпаспортні швидкостіДебіт джерелам³/год · для перевірки промивки

Рекомендований типорозмір—

—Швидкість фільтрування, м/год

—Об’єм завантаження, л

—Мішків завантаження

—Промивка, м³/год

—Висота шару, м

—Висота / Ø корпусу, мм

—

Таблиця 1

Завантаження: швидкості, розширення, робочий pH

Швидкість фільтрування визначає, скільки води «потягне» балон певного діаметра. Швидкість зворотної промивки — скільки води треба, щоб цей балон обслужити. Розширення показує, наскільки підіймається шар при промивці — звідси й правило ⅔.

Робочі швидкості під задачу, а не паспортний максимум виробника — чому саме так, пояснюємо нижче під таблицею.
Завантаження	Група	Фасування	Розширення при промивці, %	Швидкість фільтрування, м/год	Швидкість зворотної промивки, м/год	Робочий pH
X1, X2	Комплексні (mix)	12 л / 25 л	3	20–25	13–15	1–14
X5	Комплексні (mix)	12,5 л / 25 л	3	20–25	13–15	1–14
X3	Комплексні (mix)	15 л	3	20–50	13–15	1–14
XaiR	Комплексні (mix)	15 л	10	9–28	25–40	1–14
Crystal-Right CR100	Комплексні (mix)	28,3 л	5–10	20–25	13–15	7–14
Taptec (Dowex)	Іонообмінні смоли	25 л	3	20–40	7–15	1–14
Pure Resin PC002	Іонообмінні смоли	25 л	3	20–25	7–15	1–14
Pure Resin PMB 101-2	Іонообмінні смоли	25 л	3	20–25	7–15	1–14
Pure Resin Pa202	Іонообмінні смоли	25 л	3	20–25	7–15	1–14
Hydrolite ZGC108UP	Іонообмінні смоли	25 л	3	20–25	7–15	1–14
Hydrolite ZGD 730	Іонообмінні смоли	25 л	3	20–25	7–15	1–14
Вугілля GAC PLUS	Активоване вугілля	20 / 25 кг (≈40 / 50 л)	20–30	5–15	20–30	1–8
JACOBI AquaSorb 1000 8×30	Активоване вугілля	25 кг = 50 л	20–30	5–15	20–30	1–8
JACOBI AquaSorb 1200	Активоване вугілля	25 кг = 50 л	20–30	5–15	20–30	1–8
JACOBI CR 12×40	Активоване вугілля	25 кг = 50 л	20–30	5–15	20–30	1–8
JACOBI CR 8×30	Активоване вугілля	25 кг = 50 л	20–30	5–15	20–30	1–8
JACOBI CS 12×40	Активоване вугілля	25 кг = 50 л	20–30	5–15	20–30	1–8
JACOBI CS 8×30	Активоване вугілля	25 кг = 50 л	20–30	5–15	20–30	1–8
JACOBI CX-MCA 12×40	Активоване вугілля	25 кг = 50 л	20–30	5–15	20–30	1–8
Вугілля RWAP 1208	Активоване вугілля	20 / 25 кг (≈40 / 50 л)	20–30	5–15	20–30	1–8
Birm	Каталітичні (знезалізнення)	28,3 л	5–10	9–12	24–30	6,8+
Greensand Plus	Каталітичні (знезалізнення)	14,2 л / 20 кг	5–10	7–12	24–30	6,8+
Katalox Light	Каталітичні (знезалізнення)	28,3 л	5–10	9–12	24–30	6,8+
M.dox 80 (0,8–2,4 мм)	Каталітичні (знезалізнення)	14,5 л / 20 кг	5–10	12	60–70	6,8+
Гідроантрацит N — Grade I	Механічне освітлення	25 кг = 50 л	15–20	5–15	20–30	1–8
Filter-Ag	Механічне освітлення	28,3 л	5	12	20–25	1–14
Filter-Ag Plus	Механічне освітлення	28,3 л	5	12–30	35–45	1–14
Turbidex	Механічне освітлення	28,3 л	5–10	15–40	34–44	5–8
Corosex	Корекція pH	18,7 л / 23 кг	5–10	12–15	24–30	5–7
Imerys / Calcite	Корекція pH	15,6 л / 23 кг	5–10	12–15	24–30	5–7

Чому ці швидкості нижчі за паспортні

У даташиті Filter-Ag стоїть до 50 м/год — і це чесне число. Але воно про механічне освітлення відносно чистої води: фільтр знімає грубу завись, більше нічого в шарі не відбувається.

На реальному об’єкті той самий матеріал майже завжди працює інакше. Перед фільтром вводять окисник — гіпохлорит натрію, повітря (аерацію), перекис водню — або коагулянт. Залізо переходить у нерозчинну форму, каламуть збирається в пластівці, і завдання фільтра змінюється: тепер він має затримати свіжоутворений осад, а не пісок. Робоча швидкість під таку задачу падає до 10–12 м/год.

Те саме стосується решти матеріалів у таблиці. Тому тут наведено швидкості, за якими рахують реальні станції — їх же бере калькулятор вище. Якщо звірятимете з даташитом виробника й побачите більше число, це не помилка: це інший режим роботи.

Правило просте: чим більше осаду утворюється в шарі, тим нижча швидкість і тим частіша промивка. Поставити паспортний максимум там, де перед фільтром іде реагент, — класичний спосіб отримати проскок заліза на новому завантаженні.

Таблиця 2

Корпуси FRP: розміри, вага, об’єм завантаження

Це окремий довідник — він не прив’язаний до конкретного завантаження. Позначення читається як дюйми: 1054 — це Ø10″ × висота 54″, 2472 — Ø24″ × 72″. «Горловина» (2,5″, 4–0, 4–4) визначає, який керуючий клапан стане на балон.

Робоче завантаження ≈ ⅔ об’єму корпусу — верхня третина лишається вільною під розширення шару при зворотній промивці. * Ø для 2162 (4–4) виправлено з 480 на 544 мм: 480 мм — це діаметр 18-дюймового корпусу, у вихідній таблиці була описка.
Типорозмір	Ø, дюйми	Горловина	Висота / Ø, мм	Вага порожнього, кг	Об’єм корпусу, л	Робоче завантаження, л
0817	8"	2,5"	446 / 206	4,8	11,7	8
1035	10"	2,5"	903 / 257	8,63	39	26
1044	10"	2,5"	1130 / 257	9,1	51	34
1054	10"	2,5"	1390 / 257	9,3	63	42
1252	12"	2,5"	1342 / 308	10	97	65
1344	13"	2,5"	1142 / 334	9,5	86	57
1354	13"	2,5"	1400 / 334	10,4	104	70
1465	14"	2,5"	1679 / 360	15,25	150	100
1665	16"	4–0	1678 / 410	16,55	183	122
1865	18"	4–0	1721 / 480	31,9	233	157
1865	18"	4–4	2030 / 480	31,9	236	157
2162	21"	4–0	1728 / 544	41	311	208
2162	21"	4–4	2063 / 544 ^*	41	311	208
2472	24"	4–0	1915 / 620	46	450	300
2472	24"	4–4	2158 / 620	46	450	300
3072	30"	4–0	1833 / 772	70,4	707	472
3072	30"	4–4	2142 / 772	70,4	707	472
3672	36"	4–0	1839 / 925	86	998	665
3672	36"	4–4	2151 / 925	86	998	665
4272	42"	6–6	2224 / 1074	170	1308	870
4872	48"	6–6	2225 / 1227	210	1675	1116
63×67	63"	6–6	2025 / 1625	306	2590	1726
63×86	63"	6–6	2453 / 1625	360	3280	2186

Як це влаштовано

Що відбувається всередині балона

Уся арифметика довідника впирається у дві геометрії: скільки завантаження входить у корпус і наскільки шар підіймається під час промивки. Зліва — робочий режим, справа — зворотна промивка.

Розріз фільтрувального балона: ліворуч режим фільтрування — вода йде вниз крізь щільний шар і вгору по райзеру; праворуч зворотна промивка — вода йде вниз по райзеру, знизу вгору крізь розпушений шар і в дренаж — У режимі фільтрування шар лежить щільно і займає ⅔ корпусу — верхня третина порожня не «про запас», а під розширення. Під час промивки вода йде у зворотному напрямку: вниз по центральній трубі, крізь нижній дистриб’ютор і вгору крізь шар, піднімаючи зерна на 5–30 % і виносячи затриманий бруд у дренаж. Якщо вільного простору бракує — частина завантаження йде в каналізацію разом із брудом.

Таблиця 3

Діаметр балона → площа перерізу

Робоча формула підбору: швидкість = продуктивність ÷ площу перерізу. Порахували площу — і одразу видно, чи вкладаєтесь у паспортний діапазон завантаження.

Площа рахується за номінальним діаметром: S = π·D²/4. У багатьох довідниках площу беруть за фактичним зовнішнім діаметром корпусу (наприклад, 18" → 480 мм замість 457) — це дає на 3–7 % більшу площу і, відповідно, занижену розрахункову швидкість. Номінальний діаметр — консервативніший і безпечніший варіант.
Ø, дюйми	Ø, мм	Ø, м	Площа перерізу, м²
8"	203,2	0,2032	0,0324
10"	254	0,254	0,0507
12"	304,8	0,3048	0,073
13"	330,2	0,3302	0,0856
14"	355,6	0,3556	0,0993
16"	406,4	0,4064	0,1297
18"	457,2	0,4572	0,1642
21"	533,4	0,5334	0,2235
24"	609,6	0,6096	0,2919
30"	762	0,762	0,456
36"	914,4	0,9144	0,6567
42"	1066,8	1,0668	0,8938
48"	1219,2	1,2192	1,1675
63"	1600,2	1,6002	2,0111

Як цим користуватися за 4 кроки

Візьміть потрібну продуктивність Q, м³/год — пікову, а не середню за добу.
Порахуйте потрібну площу: S = Q ÷ v, де v — паспортна швидкість фільтрування з Таблиці 1. Беріть середину діапазону, а не максимум: максимум — це межа, а не робоча точка.
Знайдіть балон у Таблиці 3, де площа ≥ розрахованої, і подивіться його об’єм завантаження в Таблиці 2. Перевірте висоту шару: об’єм завантаження ÷ площу перерізу має дати не менше 0,7 м. Низькі корпуси (0817, 1035, 1044, 1344) дають шар 0,25–0,67 м — вода проскакує крізь них, не встигаючи очиститись.
Перевірте промивку: Q_пром = S × v_пром. Якщо джерело стільки не дає — міняйте завантаження або схему, а не заплющуйте очі.

Підбір

Яка проблема води — таке завантаження

Таблиці вище кажуть, ЯК працює матеріал. Ця — КОЛИ його взагалі можна ставити. Найдорожчі помилки трапляються не в розрахунку швидкості, а тут: матеріал обрано правильний за каталогом і непрацездатний за складом води.

Підбір завжди починається з аналізу води, а не з каталогу: той самий Birm на одній свердловині працює роками, а на сусідній — не працює жодного дня.
Проблема у воді	Що ставлять	Обмеження, через яке рішення не спрацює
Жорсткість — накип, білий наліт	Іонообмінні смоли (Taptec, Pure Resin PC002, Hydrolite ZGC108UP), Crystal-Right CR100, комплексні X1/X2	Потрібен сольовий бак і скид розсолу в каналізацію. Залізо понад 0,5 мг/дм³ «забиває» смолу — спершу знезалізнення, потім пом’якшення.
Залізо і марганець — руді патьоки	Birm, Greensand Plus, Katalox Light, M.dox 80, комплексні X1/X2	Каталітика працює лише від pH 6,8 і за наявності окисника (розчинений кисень, аерація, хлор або KMnO₄). У безкисневій воді зі свердловини без аерації не працює жодне з цих завантажень.
Сірководень — запах тухлих яєць	Katalox Light, M.dox 80, аераційні схеми (XaiR)	Спершу окиснення — аерація або реагент, і лише потім фільтр. Вугілля тут лише «поліруючий» бар’єр, основне навантаження воно не тримає.
Каламуть, завись, пісок	Filter-Ag, Filter-Ag Plus, Turbidex, гідроантрацит	Знімають механіку, але не розчинене: залізо у двовалентній формі пройде наскрізь. Робоча тонкість Filter-Ag — близько 20 мкм.
Хлор, органіка, запах і присмак	Активоване вугілля GAC PLUS, JACOBI AquaSorb / CR / CS, RWAP 1208	Ресурс скінченний і не відновлюється — вугілля змінюють, а не регенерують. Перед смолою і мембранами осмосу вугільний ступінь обов’язковий: хлор руйнує і те, і те.
Низький pH, агресивна вода, корозія міді	Imerys / Calcite (CaCO₃), Corosex (MgO)	Підіймаючи pH, ці матеріали одночасно піднімають жорсткість. Corosex діє різко, тому його зазвичай ставлять не окремо, а в суміші з кальцитом; шар витрачається і його треба періодично досипати.

Обмеження

Що варто знати про окремі завантаження

Паспортні швидкості однакові у всіх постачальників — а от умови, за яких матеріал працює, у прайсі зазвичай не пишуть.

Birm

Найдешевша каталітика — і найвибагливіша. Потребує розчиненого кисню (без аерації на закритій свердловині не працює), pH від 6,8 і лужності вище за суму сульфатів і хлоридів. Хлор Birm руйнує: після дозування гіпохлориту ставити його не можна.

Greensand Plus

Працює лише з окисником: або періодична регенерація перманганатом калію, або постійне хлорування перед фільтром. Без окисника марганець не знімається взагалі.

Katalox Light

Покриття з діоксиду марганцю на легкій основі — тому промивка 24–30 м/год, а не 60–70, як у важких аналогів. Це головний аргумент на слабких свердловинах.

M.dox 80

Важке завантаження: промивка 60–70 м/год. Для балона 1354 це понад 5 м³/год — дебіт більшості приватних свердловин закінчується раніше. Перевіряти промивку ДО замовлення.

Filter-Ag / Filter-Ag Plus

Легкий алюмосилікат, тонкість близько 20 мкм. Plus тримає вищу швидкість, але й промивку вимагає 35–45 м/год — це вже не «легкий» режим.

Активоване вугілля

Головний параметр — не швидкість, а час контакту: чим менший балон, тим коротший ресурс. Кокосове (CS, CX-MCA) щільніше й довше тримає органіку, кам’яновугільне (CR) дешевше. Регенерації на об’єкті не буває — лише заміна.

Іонообмінні смоли

Розширення всього 3 %, тому в балон їх засипають більше, ніж каталітики. Вбивці смоли — вільний хлор, залізо і органіка: перед пом’якшувачем має стояти механіка, а за наявності хлору — вугілля.

Crystal-Right CR100

Синтетичний цеоліт: знімає жорсткість, залізо і марганець одним шаром, регенерується сіллю. Але вимагає pH від 7 — на кислій воді не працює.

Питання

Часті питання по підбору завантаження

Скільки завантаження входить у балон?

Приблизно ⅔ об’єму корпусу. Наприклад, у 1054 (об’єм корпусу 63 л) засипають 42 л, у 1252 (97 л) — 65 л, у 2472 (450 л) — 300 л. Верхню третину лишають вільною: під час зворотної промивки шар розширюється на 3–30 % залежно від матеріалу, і якщо простору немає, завантаження просто вимиває в дренаж.

Що означає 28,3 л у фасуванні завантажень?

28,3 літра — це один кубічний фут (ft³), міжнародна одиниця фасування фільтруючих матеріалів. Звідси й похідні: 14,2 л — це ½ ft³. Виробники дозують засипку у ft³, тому мішки мають «дивні» об’єми.

Чому швидкість зворотної промивки більша за швидкість фільтрування?

Під час фільтрування вода лише проходить крізь шар, а під час промивки вона має підняти й розворушити зерна, щоб винести затриманий бруд. Для цього потрібен потік у 2–5 разів інтенсивніший. Саме промивка, а не фільтрування, найчастіше стає обмеженням: свердловина може давати 1,5 м³/год, а балон 1354 з Birm вимагає 2,0–2,6 м³/год.

Що робити, якщо дебіту свердловини не вистачає на промивку?

Три робочі варіанти: взяти завантаження з м’якшим режимом промивки (наприклад, Filter-Ag — 20–25 м/год замість 60–70 у M.dox), поставити проміжний бак-накопичувач із насосом на промивку, або розбити один великий балон на два менші, що промиваються по черзі. Ставити «найкраще» завантаження в балон, який нічим промити, — типова помилка.

У виробника написано 50 м/год, а у вас 12. Хто помиляється?

Ніхто — це різні режими. Паспортний максимум виробник дає для механічного освітлення відносно чистої води. Якщо ж перед фільтром дозують гіпохлорит, подають повітря, перекис водню чи коагулянт — а так працює більшість станцій знезалізнення й освітлення, — фільтр затримує вже не завись, а свіжоутворений осад, і робоча швидкість падає до 10–12 м/год. У довіднику наведені саме робочі швидкості під задачу: за паспортним максимумом станцію не рахують.

Чому в цій таблиці розміри балонів не прив’язані до завантажень?

Бо прив’язки й немає. Перелік корпусів FRP (0817, 1054, 1252 … 63×86) — це окремий каталог: будь-яке завантаження можна засипати в будь-який типорозмір. Розмір обирають за розрахунком — від потрібної продуктивності, паспортної швидкості фільтрування і наявного дебіту на промивку. У вихідних зведених таблицях ці два довідники часто друкують поруч, і це збиває з пантелику.

Ці дані підходять для проєктування?

Це довідкові паспортні діапазони виробників — вони потрібні для попереднього підбору. Для проєкту потрібен аналіз води: за складом визначають, чи взагалі працюватиме обраний матеріал (наприклад, Birm не працює за наявності хлору й потребує розчиненого кисню), яка буде реальна фільтроцикл і витрата реагенту. Надішліть аналіз — порахуємо схему повністю.

Далі за темою: як обрати засипку для знезалізнення · системи пом’якшення й іонний обмін · калькулятори жорсткості, SDI й окупності