Свердловинне водопостачання котеджу

Організація водопостачання котеджу або дачі з підземних джерел вимагає вибудовування повного технологічного ланцюжка - від буріння свердловини до систем водоочистки. Початкова стадія цього процесу - визначення водоносности вашої ділянки

Існує два основних типи розташування води під землею:

Піщане - піщано-гравійний водоносний горизонт четвертинного і крейдяного періоду (піщаний);

Вапнякове - водоносні горизонти кам'яновугільного періоду.

Піщані глибини залягання:

- колодязні 10-15 м,

- четвертинні 15-30 м,

- крейдяні (над'юрскіе) 30-50 м.

Вапнякові глибини залягання - від 30 до 230 м - називаються артезіанськими. У Московській області перші артезіанські горизонти залягають нерівномірно:

- південний напрямок 30-60 м,

- північний напрям 90-180 м,

- західно-східний напрямок 60 - 90 м.

Великі витрати води забезпечують свердловини завглибшки від 20 до 200 метрів, залежно від залягання підземних вод. Поверхневі води в звичайних колодязях не в змозі впоратися із завданням забезпечення водоспоживання до 500 літрів на годину. Вони надійні при водоспоживання до 100 літрів на годину, але санітарна якість колодязної води, природно, дуже низьке. Відходи промислових підприємств потрапляють навіть в найглибші рівні грунтів. Нітрати і нітрити, важкі метали, бактерійні забруднення - джерело багатьох бід для здоров'я людини потрапляють в організм разом з водою.

Свердловина за сумарними витратами набагато дорожча за колодязь, але ризик попадання неякісної води при правильній технології водоочистки мінімальний.

"Піщані" свердловини дозволяють забезпечити водою дачний будинок має дві точки водозабору - кран на кухні і кран для поливу. Щоб забезпечити котедж з європейським рівнем комфорту, що має декілька санвузлів, пральну і посудомийну машини, басейн, необхідна артезіанська свердловина. Термін служби "піщаної" свердловини визначається властивостями конструкційних матеріалів і професійним рівнем монтажників і складає в середньому - від 5 до 15 років. Водовіддача залежить від сезонного поповнення водоносного шару - в посушливі періоди свердловина може "пересихати".

Артезіанські води держава вважає родовищем і, відповідно, регулює їх споживання, ліцензуючи такі свердловини. Технологічно грамотно споруджена артезіанська свердловина безперебійно працює до 50 років.

Для забезпечення чистоти розтину і ізоляції використовуваного водоносного горизонту потрібна особлива конструкція свердловини. Вона повинна мати обсадних колон, необхідну для запобігання обвалення стінок при проході через рихлі відкладення, а також для ізоляції нецільових водоносних горизонтів. З'явилися нові спеціальні речовини для ізоляції - компактоніти, які засипаються в ізольовану ділянку свердловини у вигляді таблеток. Потім, під дією води вони перетворюються на непроникну пластичну масу, яка утворює біля входу в цільовий горизонт надійну пробку і не дає забруднень. Внутрішні труби і матеріали вносять свою складову до чистоти споживаної води. Останнім часом застосовуються міцні пластики ПВХ або ПНД. Полівінілхлоридні труби легкі і міцні, довговічні, не схильні до корозії. Екологічна і гігієнічна чистота труб ПВХ доведена відповідними випробуваннями і вимогами, що пред'являються до харчових пластиків.

Спеціальні бурильні установки здійснюють процес буріння свердловини. У готову свердловину вставляють сталеві товстостінні труби. Через них занурюють глибинний насос діаметром 3-4 дюйми. Напірний трубопровід від насоса виходить на поверхню і виводиться в будинок. Якщо верхня частина свердловини з ввідною трубою поглиблені на 1,5-2 метри в землю, то промерзання води в зимовий період виключено. Щоб виключити попадання в свердловину грунтових вод, над гирлом свердловини встановлюється кесон - своєрідний колодязь у вигляді підземної металевої камери, яка служить для зручності експлуатації насоса і обслуговування системи водопостачання.

Далі в мембранний бак, ємкістю від 100 до 500 літрів залежно від продуктивності насосного пристрою, розташований на першому поверсі будинку (підвалі) вода поступає через фільтр грубого очищення. Цей бак необхідний для оптимізації роботи заглибного насоса за рахунок зберігання запасу води під тиском. Вода надходить у відкритий кран не від насоса, а під тиском з цього бака. Збільшується термін служби насоса, оскільки він працює в режимі, що забезпечує автоматичне включення тільки при великих витратах води або при пониженні тиску в системі до нижньої встановленої межі. При цьому він закачує воду в бак до тих пір, поки тиск в нім не досягне максимального значення.

Буріння свердловини займе від трьох до семи днів, залежно від її глибини і складності. Визначити, де під землею є вода, може тільки професійний бурильник. Консультація з фахівцями допоможе вибрати оптимальний варіант, який забезпечить роботу системи водопостачання на довгий-довгий час.

Наступні етапи роботи зі свердловиною: тривале прокачування води для оцінки її експлуатаційних можливостей, повний хімічний аналіз для висновку про відповідність води вимогам ГОСТу. Власник повинен отримати паспорт на водопідіймальну установку з вказівкою її основних характеристик. Цей документ необхідний як для органів місцевого нагляду, так і при експлуатації ремонтно-відновлювальних роботах.

Індивідуальні свердловини можна розділити на два типи (умовно): дрібні і глибокі.

Дрібна свердловина

Дрібні свердловини буряться, як правило, на водоносні піщані горизонти, що залягають на глибині 15-35 метрів. Буріння проводиться шнеками, які по вигляду є робочу частину штопора.

Типова схема дрібної свердловини:

герметичний оголовок із замком і введенням-виводом для шланга від насоса обсадна колона (сталь 20, діаметр 127-159 мм, різьбове з'єднання) рівень води побутовий занурюваний електронасос фільтр (сітка галунового плетіння з неіржавіючої сталі, 52-72 отвори на 1 кв. см) відстійник з гравійної підсипанням водоносний горизонт (пісок) водоупор (глина)

Як обсадної колони використовуються безшовні гарячекатані труби (Сталь 20) діаметром 127-159 мм, тип з'єднання - різьбовий. Фільтр являє собою перфоровану сталеву трубу, оснащену сіткою галунового плетіння з неіржавіючої сталі або латуні № 52, 56, 68. Експлуатація свердловини здійснюється за допомогою насосів вібраційної дії ("Малюк", "Водолій" та т. п. ). Продуктивність її складає 0,3-0,5 м3/час. В силу своєї малодебітних, свердловини даного типу мало придатні для водопостачання і застосовуються, в основному, для поливу садових ділянок. Втім, іноді вони можуть використовуватися для водопостачання невеликих дачних будиночків, при цьому застосовується бак-наповнювач. Як правило, вода з таких свердловин відноситься до розряду технічною і малопридатна для побутових потреб і пиття. Крім того, для такої води характерні високі концентрації заліза, іноді - марганцю.

Глибока свердловина

Для автономного водопостачання якнайкращим варіантом є артезіанська свердловина глибиною більше 30 метрів (вапнякові водоносні шари). Буріння в даному випадку проводиться з промиванням потужнішими установками роторного типу і подальшої цементацією затрубного простору. Як промивальні рідини застосовують екологічно чисті бурові розчини і добавки до них, що мають сертифікат якості і виключають можливість забруднення викриті водоносних горизонтів. Для цементації затрубного простору використовують високоякісні цементні суміші, що забезпечують надійну ізоляцію і виключають вірогідність забруднення з поверхні розкритих водоносних горизонтів.

Вихід з глибокої свердловини може досягати 5 м3/час. Оснастивши її відповідним водоподаючим устаткуванням можна створити систему комфортного водоспоживання.

Як обсадної колони, так званого кондуктора, служать труби (Сталь 20) діаметром 133 мм. Безпосередньо в інтервалі водоносного горизонту можлива установка перфорованої колони.

Існує декілька варіацій облаштування свердловин. Наприклад, ЗАТ "Гидроїнжстрой" згідно своєї технології, як експлуатаційна колона використовує полівінілхлоридні труби (ПНДТУ 273) з товщиною стінки 12 мм і діаметром 135 мм, які відповідають вимогам, що пред'являються до харчових пластиків. До того ж на смакові якості води, на відміну від металевих, не впливають. . Виробництво бурових робіт для централізованого водопостачання здійснюється строго по проектах за наявності дозволу на буріння свердловин.

Залежно від місця розташування і геологічних умов буріння промислових експлуатаційних свердловин проводиться потужними буровими установками типу на подільсько-мячковській промисловий водоносний горизонт або оксько-протвінскій. Матеріали і устаткування При монтажі водопостачання свердловини рекомендується використовувати екологічно чисті сертифіковані матеріали виробництва провідних вітчизняних і західних фірм, таких як: GRUNDFOS, WILLO (Німеччина), PEDROLLO (Італія) та ін.

Забезпечення автоматичного управління заглибним насосом, як вже говорилося вище, проводиться за допомогою мембранного бака, але при цьому використовується реле тиску і система управління, які, взаємодіючи, здатні і підтримують постійний тиск в системі. Системи очищення води У сучасній техніці водопостачання реалізований цілий ряд пристроїв, що дозволяють вирішувати практично будь-які проблеми з водою. Всі ці складні системи можна назвати фільтрами. Вони можуть бути класифіковані по своєму застосуванню, тобто залежно від конкретної функції.

Вимагають рішення наступні властивості води:

- наявність нерозчинених механічних домішок;

- необхідність коректування рівня рН;

- розчинені у воді залізо і марганець;

- жорсткість;

- наявність присмаку, запаху, кольоровості;

- бактеріологічна забрудненість.

Необхідні фільтри та обладнання:

- фільтр осадовий;

- фільтр знезалізнення;

- пом'якшувач;

- бак-солерозчинник ;

- фільтр вугільний;

- ультрафіолетовий стерилізатор;

- система підготовки питної води.

Осадові системи:

Призначені для видалення з води механічних частинок, піску, суспензій, іржі, а також колоїдних речовин. Для видалення щодо крупних частинок (понад 20-50 мікрон) застосовують сітчасті або дискові системи. Недолік - порівняно низька брудоємність. При сильному забрудненні води або великої продуктивності вони вимагають частої промивки. У цих випадках доцільне застосування автоматизованих систем засипного типу. Як фільтруюче середовище застосовують в основному зневоднений алюмосилікат, що забезпечує фільтрацію частинок від 20 мікрон. Для більш тонкого очищення застосовують засипку із спеціальної кераміки.

Системи-коректори рН:

Необхідність в коректуванні рівня рН виникає у разі потреби боротьби з корозією, оскільки вода як з низьким (менше 6), так і з високим (вище 8) рН володіє підвищеним корозійним впливом. З іншого боку - для забезпечення оптимального режиму експлуатації систем очищення води, так як для нормальної роботи деяких видів фільтруючих середовищ потрібний певний рівень рН.

Для зміни рівня рН застосовуються засипки на основі природних кальцитов, які, поступово розчиняючись, збільшують рН. Також використовується дозоване додавання у воду хімічних речовин, що знижують рівень рН.

Системи-обезжелезівателі:

Системи цього класу призначені головним чином для видалення з води заліза і марганцю, наявних там в розчиненому стані. В якості фільтруючого середовища використовуються різні природні речовини, що включають в свій склад двоокис марганцю (Birm, Filox, Greensand і т. п. ). Двоокис марганцю служить каталізатором реакції окислення, при якій розчинені у воді залізо і (або) марганець переходять в нерозчинну форму і випадають в осад, який затримується в шарі фільтруючого середовища і надалі вимивається в дренаж при зворотній промивці. В процесі окислення заліза і марганцю деякі системи також ефективно видаляють розчинений у воді сірководень. Деякі з фільтруючих середовищ вимагають регенерації перманганатом калію. При великих концентраціях заліза і (або) марганцю застосовують спеціальні методики, які б їх інтенсивнішому окисленню. Найбільш перспективним напрямком в цій області представляється озонування.

Системи-пом'якшувачі:

Обширний клас пристроїв, призначених для зниження жорсткості води. Завдяки застосуванню спеціальних засипок системи цього типу можуть володіти комплексною дією і здатні також видаляти з води певні кількості заліза, марганцю, нітратів, нітритів, сульфатів, солей важких металів, органічних сполук.

Активоване вугілля вже давно застосовується в водоочистці для поліпшення органолептичних показників води (усунення стороннього присмаку, запаху, кольоровості). Завдяки своїй високій адсорбційної здатності активоване вугілля ефективно поглинає залишковий хлор, розчинені гази, органічні сполуки. Однак, так як накопичується, важко виводиться з вугілля при зворотному промиванні, то можливий залпове скидання забруднень у вихідну лінію. Для запобігання цьому явищу засипка з активованого вугілля вимагає періодичної заміни. В даний час для збільшення ресурсу роботи застосовують активоване вугілля з шкаралупи кокоса, адсорбційна здатність якого в 4 рази вища, ніж вугілля, що отримується традиційними методами (наприклад з деревини берези). Для боротьби з біологічним заростанням застосовують також спеціальні вугілля з бактеріостатичними присадками, а також системи промивання зворотним струмом.

Ультрафіолетові стерилізатори:

Найбільш поширеним методом боротьби з бактеріологічним забрудненням (наявністю у воді мікробів і бактерій) є опромінення води ультрафіолетом. Параметри випромінювання підібрані таким чином, що гарантують майже повну стерилізацію води. Як стерилізатори цього типу широко застосовуються спеціальні ультрафіолетові лампи, змонтовані в жорсткому корпусі, усередині якого протікає вода, піддававшись дії ультрафіолетового випромінювання.

Системи підготовки питної води:

Найбільш прогресивними системами підготовки питної води в даний час є обратноосмотичні системи. Вода, що отримується за допомогою таких установок володіє прекрасними смаковими якостями і по своїх властивостях близька до талої льодовикової води. Ключовий компонент такої системи - напівпроникна мембрана, від якості і матеріалу якої залежить ступінь очищення води, що досягає 98-99%. Для забезпечення нормальної працездатності, система комплектується попередніми картриджними фільтрами, насосом і т. д. в залежності від параметрів початкової води.

Встановлюються такі системи, як правило, на кухні і використовуються тільки для отримання води, що витрачається на харчові цілі. Також можуть бути використані комерційні системи підготовки питної води. Вибір насосного обрудования Одним з ключових механізмів водопостачання свердловини є насос. Глибинні свердловинні насоси здатні піднімати воду з глибини до 300 м, створюючи при цьому необхідний тиск води в будинку з витратою до 15 м3/час. У цьому випадку при досить великих витратах застосовуються гідроакумулятори ємністю 300 л і більше.

Розрахунок і підбір устаткування на стадії проектування системи автономного водопостачання проводиться на підставі вихідних даних про джерело водопостачання. У разі використання свердловини головною вимогою до насосного устаткування є надійність. Тому насоси провідних західних компаній мають декілька ступенів захисту: від "обсихання", перебоїв напруги, попадання у водозабір дрібних каменів і ін.

У кожному конкретному випадку вибирається оптимальний варіант насоса з урахуванням таких параметрів як внутрішній діаметр обсадної труби свердловини, глибина дзеркала води, необхідна витрата і тиск води