Система очистки и обеззараживания воды с озонированием

для общественных бассейнов, включая детские

Нормативная база
Для России действует СанПиН 1.2.3685-21 (приложение по бассейнам) и ГОСТ Р 53491.2-2012. Ключевые нормативы:

Ступень 1. Переливной бак-уравнитель
Бассейн работает по переливной схеме: уровень воды в чаше находится на уровне борта, излишки переливаются в жёлоб по периметру, самотёком попадают в переливной бак. Объём бака — 5–10% объёма чаши.
Для детских бассейнов (скиммерный вариант для малых чаш) — вместо переливного жёлоба скиммеры (настенные заборники), бак не нужен, но подпитка идёт через скиммер.
Переливной бак оснащается:

• Поплавковым клапаном подпитки свежей водой (автоматическое поддержание уровня).
• Переливом в канализацию (защита от перелива).
• Датчиком уровня (сигнал в ПЛК).
• Сеткой на входе (задержание крупного мусора — игрушек, плавок, волос).

Норматив подпитки свежей воды:

• Взрослый бассейн: не менее 50 л на каждого купающегося в сутки.
• Детский бассейн: не менее 2 м³ на каждого ребёнка в сутки (или полный обмен, если ванна проточная).

Ступень 2. Насосная станция
Циркуляционные насосы — центробежные, из нержавейки или чугуна с эпоксидным покрытием. Производительность рассчитывается на полный оборот воды в чаше за нормативное время.
Пример: детский бассейн 30 м³, оборот за 30 минут → расход 60 м³/ч. Два насоса по 60 м³/ч (1 рабочий + 1 резерв, или 2×50% с частотным регулированием).
Перед насосом — волосяной уловитель (корзина из нержавейки с перфорацией 3–5 мм) — защита рабочего колеса от волос, нитей, мелких предметов.
Важный нюанс: напор насоса должен обеспечивать не только подъём воды, но и сопротивление фильтра (5–10 м вод. ст. при чистом песке, до 15–20 м при загрязнённом), сопротивление теплообменника (2–5 м) и гидравлическое сопротивление трубопроводов и донных форсунок (5–10 м). Типовой напор — 18–25 м.

Ступень 3. Корректировка pH
pH воды в бассейне критичен: при pH > 7,8 хлор теряет эффективность (переходит в гипохлорит-ион, который в 5 раз слабее гипохлоритовой кислоты), а при pH < 7,0 — вода раздражает глаза и коррозирует оборудование.
Снижение pH — дозирование соляной кислоты (HCl 30–35%) или углекислого газа (CO₂). CO₂ предпочтительнее: мягче, не вызывает локального перекисления, безопаснее в обращении. Растворяется через эжектор в байпасной линии.
Повышение pH (редко, если вода источника кислая) — дозирование Na₂CO₃ (кальцинированная сода).
Оборудование:

• Датчик pH (компенсационный, с автоматической температурной коррекцией) — в проточной камере на линии после фильтра.
• Насос-дозатор (мембранный, с регулируемой производительностью) — управляется ПЛК.
• Ёмкость-хранилище реагента (полиэтилен, с вентиляцией).

Ступень 4. Механическая фильтрация
Основной барьер для взвешенных частиц. В бассейнах применяются скорые песчаные фильтры.
Конструкция: вертикальный или горизонтальный стальной сосуд с эмалевым или эпоксидным внутренним покрытием. Загрузка — кварцевый песок фракции 0,4–1,2 мм, слой 0,8–1,2 м. Для многослойных фильтров — антрацит (верхний слой, 0,8–1,4 мм) + кварцевый песок (нижний, 0,4–0,8 мм). Многослойная загрузка задерживает больше взвеси и реже требует промывки.
Параметры:

• Скорость фильтрации: 20–40 м/ч (норма для общественных бассейнов). При 40 м/ч — компактнее, но хуже качество. Для детских бассейнов — 20–25 м/ч (лучше очистка).
• Время между промывками: 2–7 дней (по перепаду давления 0,5–0,8 бар или по таймеру).
• Промывка: обратный поток воды 40–50 м/ч + водо-воздушная промывка (воздух от воздуходувки). Промывная вода — в канализацию.
• Расход воды на промывку: 3–5% объёма чаши на одну промывку.

Особенность для бассейнов с озонированием: песчаный фильтр не только задерживает взвесь, но и служит биологическим фильтром — на поверхности песка образуется биоплёнка из бактерий, которая окисляет органику (мочевину, пот). Это снижает нагрузку на озон и хлор. Но при сильном загрязнении биоплёнка превращается в «грязный песок» — источник хлораминов и запаха.

Ступень 5. Озонирование — ядро технологии.
Что озон делает в бассейне
Озон в бассейне — не основной дезинфектант (им остаётся хлор), а окислитель-восстановитель, который решает три задачи, с которыми хлор не справляется:

1. Разрушение хлораминов. Хлор, реагируя с мочевиной и аммиаком из пота и мочи, образует моно-, ди- и трихлорамины (NH₂Cl, NHCl₂, NCl₃). Именно они — причина «запаха бассейна», раздражения глаз, астмоподобных реакций. Трихлорамин (NCl₃) — летучий токсин, накапливающийся в воздухе над чашей. Озон окисляет хлорамины до азота и хлорид-иона, устраняя запах и раздражение.
2. Окисление органики-предшественника. Мочевина, креатинин, мочевая кислота, косметика — при взаимодействии с хлором образуют побочные продукты (тригалометаны, хлоруксусные кислоты). Озон окисляет эти органические молекулы до хлорирования, снижая образование побочных хлорпродуктов в 2–4 раза.
3. Инактивация криптоспоридий. Cryptosporidium parvum — простейшее, устойчивое к хлору (цисты выживают при 10 мг/л хлора в течение 24 часов). Заражение криптоспоридиями от детских бассейнов — основная причина вспышек diarrhoea. Озон инактивирует ооцисты за 1–2 минуты при концентрации 1 мг/л — хлору для этого нужны сутки.

Схема озонного контура
Озон вводится не в основной поток, а в байпасную линию — 10–25% от общего расхода воды отводится после фильтра, обрабатывается озоном, и возвращается в магистраль перед хлорированием.

Почему байпас, а не полный поток:

• Озонирование полного потока потребует озонатора в 4–10 раз мощнее — это дороже и нецелесообразно.
• Нет необходимости обрабатывать 100% воды — достаточно обработать часть и вернуть её в общий поток, где разбавленный озон продолжает работать.

Генерация озона
Концентратор кислорода + озонатор — стандарт для общественных бассейнов.
Охлаждение — воздушное (для малых озонаторов, до 20 г/час) или водяное через чиллер.
Контактная колонна. Вертикальный сосуд из нержавейки AISI 316L, объём — на 3–5 минут пребывания байпасного потока. Внутри — диффузоры мелкопузырчатой аэрации (керамика, 0,1–0,3 мм пузырьки) или эжекторный ввод перед колонной. Время контакта 3–5 минут — меньше, чем для питьевой воды, потому что:

• Цель — не полное окисление (это сделает хлор), а разрушение хлораминов и снятие части органики.
• Вода проходит через блок озонирования многократно (обороты), суммарный эффект накапливается.

Деструкция остаточного озона
Угольный фильтр — колонна с гранулированным активированным углём, устанавливается после контактной колонны на байпасной линии. Функции:

• Разлагает остаточный озон (O₃ → O₂) — каталитически на поверхности угля.
• Сорбирует побочные продукты озонирования (альдегиды, кетоны).
• Сорбирует хлорамины, не разрушенные озоном.

Критически важно: без угольного деструктора озон попадёт в чашу бассейна. Даже следовые количества (0,05 мг/л) при прямом контакте с кожей и слизистыми могут вызвать раздражение, особенно у детей. Уголь — последний барьер перед возвратом воды.
Ресурс угля в бассейновой схеме — 1–2 года (нагрузка невысокая, вода предварительно отфильтрована). Замена — по падению качества (появление следового озона после фильтра, контроль датчиком).
Контроль

• Датчик растворённого озона — после угольного фильтра, перед возвратом в магистраль. Если озон обнаружен (>0,05 мг/л) — тревога, проверка угольного фильтра.
• Редокс-датчик (ORP) — в магистрали после смешения байпаса с основным потоком, перед хлорированием. Озонирование повышает ORP (окислительно-восстановительный потенциал) воды — это показатель того, что окислительная обработка прошла.
• Газоанализатор O₃ в воздухе помещения — в техническом помещении блока озонирования. ПДК рабочей зоны — 0,1 мг/м³.

Ступень 6. Хлорирование
Нужен пролонгированный дезинфектант, который сохраняется в воде чаши и трубопроводах между оборотами.
Гипохлорит натрия (NaOCl) — 12–15% раствор, дозирование насосом-дозатором после возврата озонированного байпаса в магистраль. Доза подбирается по остаточному свободному хлору 0,3–0,5 мг/л в чаше.
Контроль: амперометрический датчик свободного хлола в проточной камере (после фильтра или на линии подачи в чашу). ПЛК управляет насосом-дозатором.
Почему хлор всё равно нужен:

• Озон работает только в технологическом тракте, в чаше его нет.
• Хлор обеспечивает остаточный барьер в воде, где купаются люди — защита от перекрёстного заражения между купающимися.
• Озон снижает потребность в хлоре на 30–60% (меньше органики → меньше хлора нужно → меньше хлораминов → меньше запаха). Но полностью заменить хлор в общественном бассейне озоном нельзя по нормативу.

Ступень 7. УФ-обеззараживание (для детских бассейнов)
УФ-стерилизатор (254 нм, доза 40 мДж/см²) устанавливается после хлорирования, перед подачей в чашу. Назначение — дополнительный барьер против криптоспоридий, вирусов и бактерий, устойчивых к хлору.
Особенно важен для детских бассейнов, где:

• Температура воды выше (30–34°C) — комфорт для бактерий.
• Меньший объём чаши при той же нагрузке людей — концентрация загрязнений выше.
• Дети менее гигиеничны — выше риск попадания фекалий (и с ними криптоспоридий) в воду.
• Норматив ОМЧ жёстче — 50 КОЕ/мл (против 100 для взрослых).

УФ не оставляет остатка — это разовый барьер на линии подачи. Но в комбинации с озоном (перед хлорированием) и хлором (остаток в чаше) образует тройную систему дезинфекции — стандарт для современных детских бассейнов в Европе.
Детский бассейн — более тёплый, более загрязнённый (мочевина, фекалии), с более жёстким нормативом микробиологии. Поэтому доза озона выше, УФ обязателен, промывка фильтра чаще, подпитка свежей воды многократно больше.

Сравнительный анализ систем очистки «без озонирования» / «с озонированием»:


Озонирование не делает воду «без хлора» — норматив требует остаточного хлора. Но оно делает воду комфортной: без запаха, без раздражения, с минимальным риском инфекций. Для детского бассейна это не роскошь, а необходимость — дети чувствительнее к хлораминам и криптоспоридиям.