Цикл статей о создании биологического фильтра для бассейна, который я успешно эксплуатировал весь предыдущий летний сезон и почти 2 месяца этого года.

Я ничего не понимаю в биологических процессах. Боюсь, неправильно использую некоторые термины из этой области. На теоретическое обоснование происходящего не претендую. Все, что пишу далее, рассматриваю посредством эмпирического научного подхода. Т.е. все выводы делаю на основе экспериментов, наблюдений, конкретных результатов.

Но, как сказал знаменитый Булгаковский персонаж: “Факты - самая упрямая вещь в мире”.

 

Результаты работы биофильтра в прошлом году и начале этого сезона.

Я бы сказал, удивительные результаты. 1 июня прошлого года я установил на даче бассейн объемом 10 м³. Монтировал свой биофильтр.

Регион – Ростовская область. Все лето была страшная жара. Временами за 40 градусов.

Я не использовал ни капли химии. Вода была кристально чистая, ни намека на зеленение.

Эффектнее всего это выглядело, если посветить в бассейн ночью фонариком. Создавалось впечатление, что светишь в метровый слой прозрачного стекла.

Это через слой воды толщиной метр.

У соседей бассейны через неделю превращались в емкости с вонючей зеленой жидкостью. Мне оставалось только пылесосом собирать грязь с дна бассейна. У нас очень пыльный регион. При этом в воде была только тяжелая грязь. Она моментально осаживалась на дно и легко собиралась пылесосом. Фильтровалась простым самодельным синтепоновым фильтром.

В конце августа перед отъездом в Абхазию для эксперимента я добавил в бассейн 1,5 – 2 м³ воды из Дона. В это время всегда вода в Доне цветет. Прибрежная полоска реки и даже песок на берегу зеленые.

Когда вернулся, обнаружил в бассейне привычную кристально-чистую воду.

1 ноября прошлого (2024) года я отключил фильтр и оставил растения зимовать в контейнерах. Растения пожелтели. Естественно вода в контейнерах зимой замерзала полностью, до дна.

Чувствовал себя виноватым перед растениями. Но они перезимовали отлично. В начале апреля этого (2025) года появились зеленые ростки.

Я совершил ошибку. Гораздо проще было срезать засохшие стволы растений зимой. Теперь пришлось тщательно отделять зеленые ростки от прошлогодних засохших стволов и вырезать последние.

Но результат получился замечательным. Все растения ожили. Не пришлось опять ездить по окрестным прудам. Ну, и чувство вины исчезло.

Позже они даже зацвели.

18 мая выглядели так.

А еще зимой не лопнули контейнеры. Очевидно, деформацию при замерзании воды компенсировали стволы и корни растений. Т.е. зиму фильтр пережил прекрасно.

В начале апреля у нас ярко засветило солнце. Я испугался, что вода в бассейне зацветет и включил фильтр. Пока не стал промывать гравий в контейнерах. За счет отфильтрованной грязи он превратился в грунт.

Сейчас конец мая 2025 года. Днем на улице жара, яркое солнце. Вода в бассейне кристально чистая. Собираюсь в ближайшее время заменить гравий в биофильтре. Но, в принципе, замечательно работает и с прошлогодним.

Не могу не отметить, как красиво и необычно смотрятся водные растения. Особенно ночью с простой белой подсветкой.

Отмечу еще эффект успокаивающего журчания воды. Хотя, одной моей знакомой звук не понравился. Сейчас в бассейне осталось кубов 6 воды. За счет этого вода плюхается с большой высоты. В любом случае, этот вопрос решается добавлением незначительных конструктивных элементов.

 

История создания проекта.

Когда разговариваешь со счастливыми обладателями бассейнов, то понимаешь, что счастливыми они остаются не дольше недели. Дальше вода зеленеет, и в ход идет химия или просто замена воды.

В первом случае от бассейнов и купающихся в них несет хлоркой, тратится куча денег и усилий. На форумах описания борьбы за чистую воду в бассейнах подобны эпическим повествованиям Гомера. Но чистой воды все равно не получается.

Интересно, что практически все приверженцы химических методов борьбы с зеленением воды заявляли, что у них в бассейнах чистая вода, хотя, я не мог разглядеть дно. Наверное, психологический эффект невозвратных потерь.

Не устраивали меня подобные способы.

К счастью попалась информация о купальных прудах. Коротко говоря, в Европе отказываются от сложных систем химической очистки воды и используют для этой цели биологические плато.

Это небольшой мелкий прудик, заросший водными растениями. Он изолирован от почвы. Вода с купального пруда принудительно пропускается через растения биоплато. Растения пожирают всю органику, и водорослям, за счет которых зеленеет вода, нечем питаться. От чего они и погибают.

Дополнительно происходит механическая фильтрация воды. Многие отмечаю, что вода в купальном пруде быстро становится прозрачной, после запуска биоплато. Это происходит за счет механической фильтрации. А в дальнейшем, когда растения приживаются, в биоплато наступает биологическое равновесие, и только тогда люди понимают, что такое прозрачная вода. У меня было также.

Главное мое беспокойство и даже уверенность в неудачности проекта вызывало общепринятое требование, что площадь биоплато должна быть по разным источникам от 15 до 30 % площади водоема.

Я явно не мог обеспечить такую площадь поверхности контейнеров фильтра. Понадеялся решить проблему за счет более эффективного прохождения воды через фильтр при использовании электроники. И не ошибся.

 

Конструкция биофильтра.

Руки у меня “кривые”. Не судите строго о конструкции и реализации проекта. Надеюсь, в этом году сделать более аккуратный вариант системы. Сейчас представляю первоначальную реализацию. Кстати, контроллер управления - уже третий вариант. Надеюсь, окончательный.

Я купил три прямоугольных таза для бетона объемами 45, 60 и 80 л. Далее для красоты называю их контейнерами.

45 литровый контейнер почти полностью закопал в землю. Рядом с ним поставил на землю 80 литровый.

Далее собрал горку из земли и установил 60 литровый бак. Получилось, что поток воды из 60 литрового бака стекает в 80 литровый,  а с него в 45 литровый.

Для стекания воды из первых 2х баков я вырезал окошки и добавил “клювики”. Использовал элементы пластиковых водостоков. Конструкция получилась неудачной. При остановке потока вода капала по стенкам баков. Добавил куски пластиковых бутылок. Работает, но смотрится не очень красиво.

Есть мысли для новой конструкции водостоков. Позже попробую реализовать.

45 литровый контейнер назвал накопителем. Вода подается из бассейна в 60 литровый контейнер, стекает в 80 литровый, из него в накопитель. Когда он заполняется, поток воды останавливается, и вода из накопителя выкачивается обратно в бассейн.

 

Пока вода выкачивается из накопителя в контейнерах “тишина”. За счет этого оседают крупные частицы.

Для подачи воды в фильтр и опустошения накопителя необходимы насосы. Я использовал такие.

Они меня вполне устроили.

• Производительность 600-800 литров в час.
• Бесколлекторные.
• Питание 12 В. Потребляют менее 20 Вт.
• Очень важное свойство – подключение шлангов резьба ½ дюйма. Подходят все стандартные фитинги для поливочных систем.

У меня без проблем отработали 2 насоса полный прошлый сезон и почти 2 месяца этого. 3 дня тому назад один насос начал барахлить. После 2 минут работы выключался. Пришлось заменить, но, возможно, отремонтируется.

При цене насосов 500 руб, думаю, вполне приемлемая надежность.

Насосы погружные. Естественно, один насос должен находиться в бассейне, другой - на дне накопительной емкости.

Я подвесил насос на веревке с противоположной, по отношению к биофильтру, стороне бассейна. По половине периметра бассейна протянул поливочный шланг ½ дюйма к фильтру. Думаю, в этом не было необходимости. Можно сделать забор воды из бассейна рядом с первым контейнером, и сэкономить на длине шланга. Также это позволит уменьшить длину проводов к насосу.

Непосредственно опустить шланг в фильтр нельзя. В этом случае после остановки насоса забора воды вода из бассейна будет стекать самотеком. Поэтому я сделал переход на толстую трубу с забором воздуха.

Высота конца цельной трубы забора воды оказалась больше, чем уровень воды в бассейне.

На дне накопителя установлен насос опустошения накопителя. Шланг от него идет в бассейн. Конец этого шланга должен быть выше уровня воды в бассейне. Иначе, при остановке насоса вода будет стекать самотеком.

 

Растения для биофильтра.

Наполовину заполнил контейнеры гравием. Очень трудоемкая операция – мойка гравия.

Во второй контейнер я посадил рогоз широколистный. Его также называют Чакан.

Еле дотащил с ближайшего пруда. Половину по дороге сломал. После посадки налетел ветер и сломал остальные растения. Прудик, где я выкопал рогоз, находится в низине. Там не бывает ветра. Очевидно, по этой причине мои растения оказались такими нестойкими к механическим деформациям. Но они быстро отрасли с корней, и уже рогоз не ломался под воздействием ветра.

В первый бак посадил узколистный рогоз.

С ним проблем не было.

Растения стали быстро разрастаться. Но в какой-то момент почти перестали расти. Очевидно, стало недостаточно питания. Так и должно происходить в биоплато. Растения должны быть голодными.

Залил в бассейн 10 м³ технической воды. Это неочищенная вода из Дона.

Она слегка мутная, какая-то серая. Когда набираешь в прозрачную бутылку, видно, что в ней плавает множество полупрозрачных частиц размерами до 1 мм. А вода в той же бутылке после биофильтра совершенно прозрачная. Очевидно, эффект механической фильтрации.

Через 2 дня в бассейне уже была совершенно прозрачная вода.

 

Первые варианты электронных контроллеров биофильтра.

Сразу скажу, что окончательный вариант контроллера эволюционировал в довольно сложное устройство. Вот, как это происходило.

В первом варианте я решил поступить просто. Установил 2 датчика уровня воды в накопительной емкости: в верхней части бака и около дна на креплении насоса.

Собрал контроллер на ESP32 и моих сетевых платах ввода/вывода.

Хорошо, что в контроллере я реализовал алгоритмы определения неправильной работы системы. Например, если в накопительный бак слишком долго лилась вода, а датчик верхнего уровня так и не сработал, значит где-то утечка. Надо останавливать систему. Были и другие защитные функции.

Месяц система отработала безукоризненно, затем начала сбоить. Неправильно отрабатывали датчики уровней. Они заростали водорослями, и поплавок иногда не поднимался. Приклинить поплавок могла улитка или щепка.

Да и подключение двух датчиков, особенно того, что всегда находится под водой, не очень приятная процедура.

Решил разработать другой контроллер без использования поплавковых датчиков уровня. Наливать воду в фильтр можно по фиксированному времени. Скорость заполнения фильтра величина постоянная.

А для определения опустошения накопительной емкости решил измерять ток двигателя насоса. При работе в холостую, т.е. без воды, потребляемый насосом ток падает.

По этому принципу я разработал контроллер на микроконтроллере STM32F030F4P6. Получилось более сложное устройство, но оно отработало без сбоев до перерыва на зиму.

К тому же не пришлось подключать датчики. Только 2 насоса.

Устройство было выполнено в макетном варианте, параметры задавались в исходном тексте программы и не могли быть изменены после загрузки в микроконтроллер.

Зимой на основе проверенных алгоритмов я разработал и испытал новый контроллер уже в промышленном исполнении.

Параметры работы фильтра задаются через программу верхнего уровня. С помощью ее также можно продиагностировать систему, выбрать оптимальные параметры.

Новый контроллер допускает работу как, без датчиков уровня воды, так и с ними. Есть множество защитных функций, вплоть до аналогового датчика утечки воды. Разные режимы работы. Можно использовать для плавучих биофильтров или декоративных прудиков.

Контроллер идеально отработал и продолжает функционировать с начала апреля этого года.

 

Подробно о новом контроллере напишу в следующей статье.