Калькулятор водоподготовки
Доза коагулянта (Al₂(SO₄)₃, FeCl₃), хлорирование, фильтрация (Козени-Кармен), Na-катионирование, обратный осмос, индексы Ланжелье и Ризнера.
Водоподготовка: от источника до потребителя
Водоподготовка — комплекс технологических процессов обработки природной воды для приведения её качества в соответствие с требованиями потребителей: питьевое водоснабжение (СанПиН 1.2.3685-21), промышленное использование, подпитка котлов и систем охлаждения. Типовая схема включает коагуляцию, осветление, фильтрацию, дезинфекцию и при необходимости — умягчение, обессоливание, обезжелезивание. Конечная цель — обеспечить питьевое водоснабжение населения.
Проектирование водоочистных сооружений (ВОС) в России регулируется СП 31.13330.2021 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», а качество питьевой воды — СанПиН 1.2.3685-21 и ГОСТ Р 51232-98. Контроль осуществляет Роспотребнадзор и предприятия Водоканала.
Коагуляция и флокуляция
Коагуляция — процесс укрупнения коллоидных частиц и взвесей путём добавления реагента-коагулянта, нейтрализующего заряд частиц. Основные коагулянты: сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃, хлорное железо FeCl₃, полиоксихлорид алюминия (PAX). Доза определяется мутностью и цветностью исходной воды, уточняется пробной коагуляцией (Jar-test).
Флокуляция — формирование крупных хлопьев из микрохлопьев коагулянта. Ускоряется добавлением флокулянтов (полиакриламид, крахмал). Оптимальный pH для алюминиевых коагулянтов — 6.5-7.5, для железных — 5-8.5. Необходима достаточная щёлочность воды для связывания кислоты, образующейся при гидролизе коагулянта.
🧪Коагулянты
Расчёт дозы по мутности и цветности, расход реагента, контроль щёлочности и необходимость подщелачивания.
⚗Дезинфекция
Хлорирование, расчёт CT-показателя, оценка инактивации патогенов, контроль остаточного хлора по СанПиН.
🌊Мембранные процессы
Обратный осмос и нанофильтрация: осмотическое давление, селективность, удельное энергопотребление.
6 модулей водоподготовки
Комплексный набор инструментов для расчёта процессов очистки и подготовки воды по российским нормативам
Коагуляция
Расчёт дозы коагулянта (Al2(SO4)3, FeCl3, PAX) по мутности и цветности, расход реагента, контроль щёлочности, необходимость подщелачивания содой.
Хлорирование
Доза хлора с учётом хлорпоглощаемости, расход реагента (Cl2, NaOCl, Ca(OCl)2, ClO2), CT-показатель, инактивация Giardia и вирусов, проверка по СанПиН.
Фильтрация
Скорость фильтрации, потери напора (Козени-Кармен), режим промывки, расход воды на промывку, форсированная скорость по СП 31.13330.
Умягчение (Na-катионирование)
Объём фильтроцикла, расход NaCl на регенерацию, периодичность регенераций, выбор смолы (КУ-2-8, Lewatit). Для котельных и ГВС.
Обратный осмос
Степень извлечения, рабочее давление, TDS пермеата и концентрата, удельное энергопотребление, расход антискаланта. BW, SW, NF мембраны.
Оценка качества воды
Индексы Ланжелье (LSI) и Ризнера (RSI) для оценки коррозионной активности и склонности к накипи. Проверка показателей по СанПиН 1.2.3685-21.
Фильтрация и осветление воды
Типы фильтров (СП 31.13330)
- • Скорые — 5-12 м/ч, кварцевый песок 0.5-2.0 мм, загрузка 0.7-2.0 м
- • Двухслойные — 10-20 м/ч, антрацит + песок, улучшенное качество
- • Медленные — 0.1-0.4 м/ч, биологическая плёнка, без коагулянта
- • Контактные — 4-6 м/ч, фильтрация снизу вверх
- • Промывка — 12-18 л/(с*м2), 5-8 мин, расход 3-5% от суточного
Потери напора
- • Козени-Кармен — h = 180·ν·v·L·(1-ε)² / (g·d²·ε³)
- • Чистая загрузка — 0.3-1.5 м вод.ст. при начальном фильтрации
- • Загрязнённая — до 2.5-3.0 м к концу фильтроцикла
- • Факторы — вязкость (температура), пористость, гранулометрия
- • Контроль — перепад давления (манометры до и после фильтра)
Мембранные технологии водоподготовки
Типы мембранных процессов
- • Микрофильтрация (MF) — поры 0.1-10 мкм, удаление взвесей, бактерий
- • Ультрафильтрация (UF) — поры 0.01-0.1 мкм, удаление вирусов, коллоидов
- • Нанофильтрация (NF) — MWCO 200-1000 Да, умягчение, снижение цветности
- • Обратный осмос (RO) — полное обессоливание, до 99.5% по солям
- • Предподготовка — антискалант, микрофильтрация, дехлорирование
Ключевые параметры RO
- • Recovery — 70-85% (BW), 35-50% (SW), 80-90% (NF)
- • Давление — 8-15 бар (BW), 50-70 бар (SW), 5-10 бар (NF)
- • Удельный расход — 0.5-2.5 кВт*ч/м3 (BW), 3-5 кВт*ч/м3 (SW)
- • SDI — индекс загрязнения: <3 для спиральных элементов
- • Срок службы мембран — 3-7 лет при правильной эксплуатации
Оценка стабильности воды: индексы Ланжелье и Ризнера
Индекс Ланжелье (LSI)
- • LSI = pH - pHs — разность между фактическим pH и pH насыщения
- • LSI > 0 — вода пересыщена CaCO3, тенденция к отложению (накипь)
- • LSI = 0 — равновесие, вода стабильна
- • LSI < 0 — вода агрессивна, растворяет CaCO3, коррозия бетона и металлов
- • Применение — системы охлаждения, теплообменники, трубопроводы ГВС
Индекс Ризнера (RSI)
- • RSI = 2*pHs - pH — уточняющий индекс стабильности
- • RSI < 6 — интенсивное накипеобразование
- • RSI 6-7 — приблизительное равновесие
- • RSI 7-8 — слабая коррозия
- • RSI > 8 — сильная коррозия, необходима стабилизация воды
Как использовать калькулятор водоподготовки
Выберите модуль расчёта
Калькулятор содержит 6 модулей: коагуляция, хлорирование, фильтрация, умягчение (Na-катионирование), обратный осмос, оценка качества воды (индексы LSI/RSI). Выберите нужную вкладку.
Введите параметры исходной воды
Для коагуляции: мутность, цветность, щёлочность, производительность. Для хлорирования: хлорпоглощаемость, требуемый остаточный хлор. Для фильтрации: расход, площадь фильтров, характеристики загрузки. Подсказки указаны у каждого поля.
Задайте технологические параметры
Выберите тип коагулянта, дезинфектанта, мембраны или смолы. Укажите концентрацию раствора реагента, степень извлечения (для RO), интенсивность промывки (для фильтров). Используйте типовые значения из подсказок.
Проанализируйте результаты
Результаты вычисляются мгновенно. Индикаторы показывают соответствие нормативам (СП 31.13330, СанПиН 1.2.3685-21). Для проектной документации ВОС необходимы лабораторные данные, пробная коагуляция и специализированное ПО.
Часто задаваемые вопросы
Похожие калькуляторы
Калькулятор водоотведения: аэротенк, отстойник, БПК, дождевая канализация
Расчёты водоотведения: аэротенк (БПК, возраст ила), отстойник, БПК/ХПК, дождевая канализация, септик, нормативы сброса (ПДС).
/wastewater-calculatorКалькулятор ПЛК (программируемых контроллеров)
Расчёты для ПЛК: выбор контроллера, таймеры, масштабирование, память, коммуникации, надёжность
/plc-programming-calculatorКалькулятор промышленного IoT (IIoT)
Расчёты IIoT: устройства, связь, шлюзы, облако, энергопотребление, ROI
/industrial-iot-calculatorКалькулятор надёжности
Расчёты надёжности: Вейбулл, системная надёжность, испытания, анализ отказов, резервирование
/reliability-calculatorКалькулятор строительной механики: балки, колонны, армирование и ветровая нагрузка
Расчёты строительной механики: изгиб балки, момент инерции, устойчивость колонны (Эйлер), армирование по СП 63, ветровая нагрузка по СП 20.
/structural-engineering-calculatorГеотехнический калькулятор: несущая способность грунта, осадка и откосы
Геотехнические расчёты: несущая способность грунта (СП 22), осадка фундамента, давление грунта (Кулон/Ренкин), устойчивость откоса, сваи (СП 24).
/geotechnical-calculatorКалькулятор экологической инженерии: ПДВ, рассеивание, НВОС и отходы
Экологические расчёты: рассеивание выбросов (ОНД-86), ПДВ, класс опасности отходов, плата НВОС, шумовое загрязнение, ОВОС.
/environmental-engineering-calculatorКалькулятор гидроэнергетики: мощность ГЭС, турбины и малые ГЭС
Расчёты гидроэнергетики: мощность ГЭС (P = ρgQHη), выбор турбины (Пельтон/Фрэнсис/Каплан), малые ГЭС, AEP, гидрология.
/hydropower-calculatorКалькулятор накопителей энергии
Расчёты систем накопления энергии: аккумуляторы, ГАЭС, маховики, водород, тепловые накопители
/energy-storage-calculatorКалькулятор SCADA-систем
Расчёты SCADA: теги, серверы, сеть, архив, лицензирование, надёжность
/scada-calculatorКалькулятор технического обслуживания (ТОиР)
Расчёты ТОиР: MTBF/MTTR, планирование ТО, стоимость простоя, запчасти, предиктивное ТО
/maintenance-calculatorКалькулятор коррозии
Расчёты коррозии: скорость, катодная защита, покрытия, гальваническая коррозия, ресурс трубопровода
/corrosion-calculatorКалькулятор сварки
Расчёты сварки: режимы, расход материалов, предварительный нагрев, прочность шва, деформации
/welding-calculatorКалькулятор композитных материалов
Расчёты композитов: правило смесей, ламинат, прочность Tsai-Hill, объём волокна, автоклав
/composite-materials-calculatorКалькулятор полимерной инженерии
Расчёты полимеров: реология, механические и термические свойства, рецептура, старение, выбор
/polymer-engineering-calculator
Был ли этот калькулятор полезен?
Инструмент справочный — не заменяет эксперта
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.
Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.
Профессиональные решения — медицинские, финансовые, инженерные — должны приниматься только после консультации с квалифицированным специалистом. Не используйте автоматический расчёт как единственное основание для важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший из-за использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию результатов.