Filter-Ag Plus: характеристики, промивка, підбір балона

Q: Чи знімає Filter-Ag Plus залізо, марганець або жорсткість?

Ні. Це інертне завантаження: воно не має каталітичного покриття, як Katalox Light чи GreensandPlus, і не має обмінної ємності, як смола. Filter-Ag Plus знімає тільки те, що вже є твердою фазою: завись, мул, каламуть, органічні пластівці, окиснене залізо після аерації чи гіпохлориту. Розчинене двовалентне залізо пройде крізь нього без затримки. У даташиті окремо зазначено, що завантаження не видаляє й не вбиває бактерії — це не знезараження.

Матеріал

Що це за завантаження

Filter-Ag Plus — фільтруюче завантаження виробництва Clack Corporation (Віндзор, штат Вісконсин, США). За паспортом безпеки це природна руда — клиноптилоліт, калій-кальцій-натрієвий алюмосилікат (CAS 12173-10-3), спечений за високої температури. Спікання й відрізняє його від дробленого цеоліту: зерно виходить міцнішим і стабільнішим при багаторічних промивках.

Під електронним мікроскопом зерно кутасте, з шорсткою поверхнею й внутрішніми порожнинами від 3 мкм. За даними виробника це дає площу поверхні більш ніж у 100 разів більшу за площу зерна кварцового піску тієї ж крупності. Завись затримується у глибині шару — бриджуванням, проціджуванням і адгезією, — а не плівкою на поверхні, як на піску. Наслідок: повільніше зростає перепад тиску, довші фільтроцикли, рідші промивки.

Зовні це білі або майже білі кутасті зерна фракції 14×30 mesh. Постачається в мішках по 1 ft³ (28,3 л) масою 22,7 кг, артикул A8023; на палеті 40 мішків.

Заводський мішок Filter-Ag Plus A8023, 1 куб. фут, 22,7 кг, Clack Corporation, з відміткою NSF — Заводське фасування: мішок A8023 на 1 ft³ (28,3 л) масою 50 lbs (22,7 кг), відмітка NSF/ANSI/CAN 61. Фото виробника, Clack Corporation.

Гранули завантаження Filter-Ag Plus крупним планом — білі кутасті зерна — Зерно 0,6–1,4 мм: кутаста форма й шорстка поверхня — саме вони дають глибинне затримання зависі. Фото виробника, Clack Corporation.

Фізичні властивості за технічним паспортом виробника (Clack Corporation, Filter-Ag Plus®, форма 2718) і паспортом безпеки SDS від 16.10.2017.
Показник	Значення	Що це означає на об’єкті
Основа	клиноптилоліт (природний цеоліт), спечений	Інертний матеріал: фільтрує, але нічого не окиснює й не обмінює
CAS / EC	12173-10-3 / 215-283-8	Ідентифікація в паспорті безпеки — зручно звіряти при закупівлі
Колір	білий до майже білого	Винос завантаження у промивну воду видно одразу
Насипна щільність (суха)	800 кг/м³ (50 lb/ft³)	Легке: дешевша доставка, менше навантаження на перекриття
Питома вага зерна	2,2 г/см³ (у SDS 2,2–2,4)	Проти 2,65 у піску — шар піднімається меншим потоком
Фракція	0,6–1,4 мм (14×30 mesh)	Ефективний розмір 0,55 мм, коефіцієнт однорідності 1,8
Твердість	4–5 за шкалою Мооса	Помірне стирання; спечене зерно тримає форму краще за дроблене
Тонкість фільтрації	заявлено до 5 мкм (пори від 3 мкм)	Реалістично рахувати схему на 10–20 мкм — див. розділ нижче
Сертифікація	NSF/ANSI/CAN 61	Допущене для контакту з питною водою
Фасування	28,3 л (1 ft³), 22,7 кг, арт. A8023; 40 мішків на палеті	Мішок — базова одиниця розрахунку шару

Режим роботи

Паспортні умови експлуатації

Ліворуч — оригінальні одиниці виробника, праворуч — переведені в метричні. Перерахунок за точним коефіцієнтом 1 gpm/ft² = 2,445 м/год.

Умови експлуатації за технічним паспортом Clack Corporation (форма 2718).
Параметр	Паспорт Clack	У метричних одиницях
pH вхідної води	wide range (широкий діапазон)	не обмежений
Максимальна температура	140 °F	60 °C; матеріал допускає пропарювання
Висота шару	24–48″, оптимально 36″	0,6–1,2 м, оптимально 0,9 м
Вільний простір (freeboard)	50% від висоти шару	при шарі 0,9 м — ще 0,45 м
Швидкість фільтрування	6–15 gpm/ft²	15–37 м/год
Короткочасний пік	20 gpm/ft²	49 м/год
Швидкість зворотної промивки	14–18 gpm/ft²	34–44 м/год
Розширення шару при промивці	30–40% висоти шару	контрольний параметр промивки
Продувка повітрям (за потреби)	1–2 cfm/ft² при 15–20 gpm/ft²	18–37 м/год повітря при промивці 37–49 м/год, 1 хвилина
Підтримувальний шар гравію	required (обов’язковий)	без нього шар піде в дренаж

Два рядки з паспорта, які зазвичай не потрапляють у дилерські описи. Перший: перед першою промивкою шар має насититись водою — сухий цеоліт спливає. Другий: продувку повітрям роблять коротко, одну хвилину — затягнута продувка сортує дрібну фракцію нагору, і саме вона потім дає зростання перепаду тиску.

Головне

Паспорт виробника і норматив розходяться втричі. Хто правий

Це найважливіше, що варто знати про цей матеріал. Паспорт Clack дозволяє 15–37 м/год. Класифікація освітлювальних фільтрів у довідниках водопідготовки виглядає інакше: повільні — 0,1–0,3 м/год, швидкі — 5–12 м/год, надшвидкісні — 36–100 м/год. Тобто паспортний максимум Filter-Ag Plus — це вже режим надшвидкісного фільтрування, а нижня межа ледь перевищує звичайний швидкий фільтр.

Розрахункові швидкості з тих самих довідників ще нижчі:

Розрахункові швидкості освітлювальних фільтрів за Бєліковим («Водопідготовка», бібліотека «Аква-Терм», табл. 4.1) проти паспорта виробника.
Умови роботи фільтра	Нормально	Форсовано
Освітлення води без попередньої обробки	5 м/год	7 м/год
Після відстійників або освітлювачів	8 м/год	10 м/год
Паспорт Filter-Ag Plus	15–37 м/год	49 м/год (короткочасно)

Чому обидві цифри чесні

Вони описують різні задачі. Паспортні 37 м/год — про глибинну фільтрацію відносно чистої води: у шар заходить готова тверда завись, зерно її затримує, більше нічого не відбувається. Нормативні 5–10 м/год — про воду, яку щойно обробили коагулянтом або окисником: у шарі формується свіжий, пухкий, «сминаємий» осад гідроксиду, який на високій швидкості просто проштовхується крізь завантаження.

Довідник фіксує це прямо: здатність фільтра затримати грубу завись залежить від її маси, а тонку й колоїдну — від поверхневих сил. Пластівці гідроксиду заліза належать до другої категорії, і швидкість для них — критичний параметр, а не побажання.

Робоче правило МВК: під реагентну схему закладаємо 12–16 м/год, під чисте освітлення без реагенту — до 20–25 м/год, паспортний максимум лишаємо як короткочасний пік. Далі перевіряємо промивку — і майже завжди саме вона, а не швидкість фільтрування, визначає типорозмір балона.

Ще одне обмеження з довідника, про яке не пише жоден виробник: освітлювальні фільтри застосовують при вмісті зависі до 50 мг/л для одношарового завантаження. Вище — потрібен відстійник або освітлювач перед фільтром, інакше промивка стане безперервною. Так само не варто вести на такий фільтр воду з перманганатною окиснюваністю понад 15 мгО/л або кольоровістю понад 30 градусів: це задача для коагуляції й сорбції, а не для механіки.

Підбір

Типорозмір балона: скільки мішків, яка продуктивність, яка промивка

Розрахунок МВК від площі перерізу корпусу. Кількість мішків підібрана так, щоб шар потрапив у паспортні 0,6–1,2 м і при цьому вільний простір над ним лишався не менший за 50% висоти шару. Мішок неподільний — 28,3 л, тому шар «підганяється» мішками, а не бажанням.

Розрахунок МВК: витрата = швидкість × площа перерізу; шар = об’єм мішків / площа. Площі за номінальним діаметром D = дюйми × 25,4 мм.
Балон	Площа, м²	Мішків	Шар, м	Робоча 12 м/год	Паспорт 37 м/год	Промивка 34 м/год	Промивка 44 м/год
1054 (Ø10″)	0,051	—	не проходить	—	—	1,7	2,2
1252 (Ø12″)	0,073	2	0,78	0,9 м³/год	2,7	2,5	3,2
1354 (Ø13″)	0,086	2	0,66	1,0	3,2	2,9	3,8
1465 (Ø14″)	0,099	3	0,85	1,2	3,7	3,4	4,4
1665 (Ø16″)	0,130	4	0,87	1,6	4,8	4,4	5,7
1865 (Ø18″)	0,164	5	0,86	2,0	6,1	5,6	7,2
2162 (Ø21″)	0,224	7	0,89	2,7	8,3	7,6	9,8
2472 (Ø24″)	0,292	9	0,87	3,5	10,8	9,9	12,8
3072 (Ø30″)	0,456	15	0,93	5,5	16,9	15,5	20,1
3672 (Ø36″)	0,657	21	0,90	7,9	24,3	22,3	28,9

Балон 1054 під це завантаження не підходить — і це не видно з даташиту. Один мішок дає шар 0,56 м, що нижче паспортного мінімуму 0,6 м. Два мішки дають шар 1,12 м, але разом із обов’язковим freeboard 50% це вимагає 1,68 м, а висота корпусу 1054 — 1,39 м. Нижня робоча межа для Filter-Ag Plus — 1252 (Ø12″) на двох мішках. Цікавий побічний ефект: вужчий 1252 дає кращий шар (0,78 м), ніж ширший 1354 (0,66 м), бо в 1354 три мішки вже не вміщаються за freeboard.

Порівняйте дві крайні колонки для 3672: споживачу — до 24,3 м³/год за паспортом, а на промивку треба до 28,9 м³/год. Це типова ситуація, коли економія на корпусі обертається промивним насосом і резервуаром. На великих витратах вихід один — кілька паралельних балонів: миється один, решта тримає подачу.

Розрахунок

Як часто доведеться мити: фільтроцикл через брудоємність

Питання «скільки протримається до промивки» виробник не розкриває — воно залежить від води. Але його можна оцінити через розрахункову брудоємність — скільки кілограмів зависі утримує кубометр завантаження до того, як почнеться проскок.

Розрахункова брудоємність фільтруючого матеріалу при висоті шару 1000 мм (Бєліков, «Водопідготовка», табл. 4.1). Для клиноптилоліту показник вищий: за тим самим джерелом брудоємність природного цеоліту приблизно в 1,3 раза перевищує брудоємність кварцового піску — тож розрахунок нижче консервативний.
Підготовка води перед фільтром	Брудоємність, кг/м³
Вода без реагентів, без відстійника	0,75
Вапнована й коагульована, після відстійника	1,25
Оброблена коагулянтом, без відстійника	1,5
Коагулянт + відстійник, одноступеневе фільтрування	2,5
Двоступенева схема, фільтр першого ступеня	5,5

Наскрізний приклад: балон 1665

Завантаження — 4 мішки, 113,2 л (0,113 м³), шар 0,87 м. Продуктивність — 2,05 м³/год (15,8 м/год). Вода пройшла дозування коагулянту без відстійника, брудоємність 1,5 кг/м³.

Ємність шару до промивки: 1,5 кг/м³ × 0,113 м³ = 0,17 кг = 170 г.
Завись на вході 3 мг/л: 2,05 м³/год × 3 г/м³ = 6,2 г/год → фільтроцикл ≈28 годин, тобто промивка раз на добу.
Завись 5 мг/л → ≈17 годин; завись 10 мг/л → ≈8 годин, тобто три промивки на добу.

Зверніть увагу, як швидко змінюється відповідь: втричі більша завись — утричі частіша промивка й утричі більша витрата води на власні потреби. Саме тому аналіз води зі значенням зависі важливіший за вибір марки завантаження.

Другий критерій зупинки — не час, а тиск. Довідник обмежує опір фільтра перед промивкою величиною 1 бар при висоті шару 1000 мм. На практиці це і є уставка контролера: миємо або за перепадом тиску, або за лічильником об’єму — що настане раніше. Мити «за таймером раз на тиждень» на воді з мінливою каламутністю — найпоширеніша причина проскоку.

Порівняння

Filter-Ag Plus проти Filter-Ag та інших освітлювальних завантажень

Зведення за паспортами виробників (Clack) і довідковими даними (Бєліков, «Водопідготовка», ч. 2, розділи про фільтруючі зернисті матеріали).
Завантаження	Основа	Насипна щільність, кг/м³	Фільтрування, м/год	Промивка, м/год	Розширення шару
Filter-Ag Plus	клиноптилоліт, спечений	800	15–37 (пік 49)	34–44	30–40%
Filter-Ag	алюмосилікат, спінений	380–420	від 12	20–25	35–50%
Turbidex	клиноптилоліт	800	29–49	37–49	30–40%
Гідроантрацит N	антрацит	≈750	5–15 (до 30)	20–30	30–50%
Гарнет	гранат	1900–2400	12–20	32–45	35–50%
Кварцовий пісок	кварц	≈1500	5–12	43–58	30–50%

Головний вибір — не «Plus чи не Plus», а «швидкість чи вода». Filter-Ag Plus дає вдвічі вищу продуктивність з того самого корпусу, ніж Filter-Ag, — але й промивається вдвічі інтенсивнішим потоком (34–44 проти 20–25 м/год). Якщо обмежувач об’єкта — місце, бюджет на корпус і потрібна якість освітлення, виграє Plus. Якщо обмежувач — дебіт джерела і на промивку немає 34–44 м/год, лишається звичайний Filter-Ag з його 20–25.

Окремо про пісок: у таблиці він виглядає найдешевшим, але його нормативна інтенсивність промивки — не менше 12 л/(с·м²), тобто 43 м/год, а без повітряної продувки 12–16 л/(с·м²) (43–58 м/год) протягом щонайменше 20 хвилин. Цеолітові завантаження просять менше води саме тому, що зерно легше: питома вага 2,2 проти 2,65 у кварцу.

Пусконалагодження

Що зробити при завантаженні балона

Гравійна підтримка — обов’язково. Паспорт вимагає підтримувального шару під дренажем. Без нього зерно 0,6 мм піде в щілини дистриб’ютора, а далі — до споживача й у клапан.
Відмити до прозорості. Довідкова вимога до всіх фільтруючих матеріалів — промивати до прозорості відхідної води понад 30 см. На новому цеоліті перша вода завжди біла від пилу.
Дати шару насититись водою. Пряма вказівка паспорта: перед першою зворотною промивкою завантаження має бути змочене. Сухе зерно спливає — частина мішка просто піде в дренаж.
Перевірити розширення. Промивку налаштовують не «за розходомером», а за фактичним розширенням шару 30–40%. Менше — бруд лишиться в завантаженні; більше — зерно піде у скид. Вільний простір під це закладено на етапі підбору балона.
Продувку повітрям — коротко. Якщо схема має air scour: 1 хвилина на початку циклу. Затягнута продувка сортує дрібну фракцію нагору й псує подальшу роботу фільтра.
Респіратор при засипці. У складі до 0,1% кристалічного кварцу (IARC, група 1) з граничним значенням 0,1 мг/м³ по респірабельному пилу. У воді матеріал інертний і сертифікований за NSF 61 — питання лише в пилу під час робіт.

Зберігання: мішки тримати в сухому місці, подалі від окисників і від прямого сонця — паспорт безпеки прямо зазначає, що сонце руйнує упаковку. Відпрацьоване завантаження не належить до небезпечних відходів і, за паспортом, може бути повторно використане після переробки.

Практика МВК

Коли ми ставимо це завантаження — і коли ні

Підходить

Освітлення поверхневої й технічної води з каламуттю, мулом, органічною заваддю.
Другий ступінь після аерації чи дозування окисника — знімає вже утворений осад.
Передочищення перед вугіллям, смолою й мембранами: зняти з них навантаження заваддю.
Заміна багатошарового завантаження одним матеріалом — паспорт прямо допускає таку заміну, і вона зазвичай збільшує ємність наявного фільтра.
Об’єкти, де критичне місце: з того самого корпусу Plus віддає більше, ніж будь-яке класичне механічне завантаження.

Не підходить

Розчинене залізо, марганець, сірководень без окиснення — це задача каталітичних завантажень (Katalox Light, GreensandPlus).
Жорсткість, хлор, органіка на смак і запах — смола й вугілля.
Свердловина з обмеженим дебітом: 34–44 м/год на промивку є не скрізь.
Завись понад 50 мг/л без відстійника — фільтр працюватиме промивками, а не фільтруванням.
Бактеріологія: завантаження не знезаражує, у даташиті це зазначено окремо.

У вузлах механічної фільтрації МВК найчастіше стоїть саме Filter-Ag Plus або близький аналог — Turbidex. Обидва на клиноптилоліті, з практично однаковим режимом, і вибір між ними частіше вирішує доступність партії, ніж паспортна різниця. Причина, чому ми йдемо саме в цей клас: глибинна фільтрація дає довші цикли й рідші промивки при тій самій каламутності, а вища допустима швидкість дозволяє поставити менший корпус там, де місця обмаль.

Умова, яку при цьому перевіряємо першою, — чи дає джерело 34–44 м/год на промивку. Якщо ні, схема змінюється: або кілька паралельних балонів меншого діаметра (миється один, решта тримає подачу), або проміжний бак під промивку, або — якщо ні того, ні того немає — звичайний Filter-Ag з його 20–25 м/год.

Про порядок розрахунку зручно судити з типового вузла на 2 м³/год: балон 16″, завантаження 113,2 л, робоча швидкість 15,8 м/год, промивка 15–30 хвилин по 0,8–1,5 м³ води на цикл, передочищення 100 мкм. Зверніть увагу на об’єм завантаження: 113,2 л — це не результат оптимізації, а рівно чотири мішки по 28,3 л. Завантаження завжди рахується мішками, і при підборі корпусу це варто пам’ятати раніше, ніж почнеться торг за десяті долі кубометра.

Джерела даних

Звідки взяті числа

Технічний паспорт Clack Corporation, Filter-Ag Plus® (форма 2718): фізичні властивості, умови експлуатації, швидкості фільтрування й промивки, розширення шару, вимоги до гравію, насичення шару й продувки повітрям, сертифікація NSF/ANSI/CAN 61, дані фасування (A8023).
Паспорт безпеки (SDS) Clack Corporation від 16.10.2017: склад і ідентифікація (CAS 12173-10-3, клиноптилоліт, спечений), питома вага 2,2–2,4 г/см³, вміст кристалічного кварцу та вимоги до захисту органів дихання, умови зберігання й утилізації. Копія — у розділі документації.
Бєліков С. Є. «Водопідготовка» (бібліотека «Аква-Терм»): класифікація фільтрів за швидкістю, розрахункові швидкості й брудоємність (табл. 4.1), режими зворотної та водоповітряної промивки, граничний опір фільтра, обмеження за заваддю, окиснюваністю й кольоровістю; дані по Filter-Ag, гарнету, антрациту та природних цеолітах у частині 2.
Розрахунок МВК: таблиця типорозмірів (площа перерізу, кількість мішків, висота шару з урахуванням freeboard), витрати на фільтрування й промивку, приклад фільтроциклу. Методика — у довіднику завантажень і балонів.

Filter-Ag® і Filter-Ag Plus® — торгові марки Clack Corporation. МВК не є виробником цих матеріалів; сторінка описує їх застосування в інженерних схемах водопідготовки. Числа наведено за джерелами, рішення по конкретному об’єкту приймається за аналізом води.

Технічна примітка для тих, хто звірятиме одиниці: у частині літератури перевідний коефіцієнт наводиться як 1 gpm/ft² = 2245 л/(м²·год). Точне значення — 2445 л/(м²·год), тобто 2,445 м/год, і власні числа тих самих джерел (5 gpm/ft² = 12 м/год, 8–10 gpm/ft² = 20–25 м/год) сходяться саме з ним. Усі перерахунки на цій сторінці зроблені за точним коефіцієнтом.

FAQ

Часті запитання

Що таке Filter-Ag Plus і чим він відрізняється від звичайного Filter-Ag?

Це два різні матеріали одного виробника (Clack Corporation, США), і плутати їх дорого. Filter-Ag — спінений безводний алюмосилікат, зерно 0,50–1,41 мм, робоча швидкість близько 12 м/год, промивка 20–25 м/год. Filter-Ag Plus — природна руда клиноптилоліт, спечена за високої температури, зерно 0,6–1,4 мм з ефективним розміром 0,55 мм, паспортна швидкість 15–37 м/год, промивка 34–44 м/год. Тобто Plus дає вдвічі вищу продуктивність з того самого балона — але й промивки просить удвічі більше. Це не «покращена версія», а інший баланс: швидкість проти води на промивку.

Яку швидкість фільтрування закладати?

Паспорт Clack дає 15–37 м/год (6–15 gpm/ft²) з короткочасним піком до 49 м/год (20 gpm/ft²). Класична школа водопідготовки з тим самим завданням рахує інакше: розрахункова швидкість освітлювального фільтра без попередньої обробки — 5 м/год нормально й 7 форсовано, після відстійників — 8 і 10 (Бєліков, «Водопідготовка», табл. 4.1). Різниця в 3–5 разів пояснюється просто: паспорт описує глибинну фільтрацію відносно чистої води, норматив — воду з реагентом і свіжим осадом у шарі. МВК під реагентну схему закладає 12–16 м/год і перевіряє результат промивкою.

Скільки води треба на зворотну промивку?

Паспортні 34–44 м/год. У перерахунку на балони це: 1252 — 2,5–3,2 м³/год, 1665 — 4,4–5,7 м³/год, 2472 — 9,9–12,8 м³/год, 3672 — 22,3–28,9 м³/год. Порівняйте з продуктивністю: балон 3672 віддає споживачу 9,9–23,6 м³/год, а на промивку просить до 28,9. Саме тут вирішується доля проєкту — якщо свердловина не дає такої витрати, матеріал не відмиється, і жодна паспортна швидкість не допоможе.

Чи знімає Filter-Ag Plus залізо, марганець або жорсткість?

Ні. Це інертне завантаження: воно не має каталітичного покриття, як Katalox Light чи GreensandPlus, і не має обмінної ємності, як смола. Filter-Ag Plus знімає тільки те, що вже є твердою фазою: завись, мул, каламуть, органічні пластівці, окиснене залізо після аерації чи гіпохлориту. Розчинене двовалентне залізо пройде крізь нього без затримки. У даташиті окремо зазначено, що завантаження не видаляє й не вбиває бактерії — це не знезараження.

Яка тонкість фільтрації насправді?

Виробник заявляє зниження зависі «до 5 мкм і менше» — за рахунок пор у зерні від 3 мкм і глибинної фільтрації. Класичні довідники обережніші: зернисті насипні фільтри надійно затримують частинки від 10 мкм, у окремих конструкціях — від 3 мкм; для звичайного Filter-Ag Бєліков прямо пише 20–40 мкм. Робочий висновок: розраховувати схему варто на 10–20 мкм, а 5 мкм вважати найкращим випадком за сприятливої коагуляції, а не гарантією.

Яка висота шару потрібна і який балон мінімальний?

Паспорт: 0,6–1,2 м, оптимум 0,9 м (36″), вільний простір над шаром — 50% висоти шару. З цих трьох умов випливає практичний висновок, якого немає в даташиті: балон 1054 (Ø10″) під це завантаження не проходить. Один мішок дає шар 0,56 м — нижче мінімуму, два мішки разом із freeboard просять 1,68 м при висоті корпусу 1,39 м. Нижня робоча межа — 1252 (Ø12″) на двох мішках, повноцінний шар 0,85–0,9 м починається з 1465.

Що обов'язково зробити при завантаженні?

Три речі, які пропускають найчастіше. Перше — підтримувальний шар гравію під дренажем: паспорт вимагає його прямо. Друге — дати шару насититись водою до першої промивки: сухий клиноптилоліт спливає, і частина завантаження піде у скид. Третє — респіратор: у складі є до 0,1% кристалічного кварцу, віднесеного IARC до групи 1, з нормативом 0,1 мг/м³ по респірабельному пилу. Матеріал безпечний у воді, але пил при засипці вдихати не можна.

Filter-Ag Plus: паспорт завантаження, промивка, фільтроцикл і підбір балона