Свердловинне водопостачання котеджу
2006-11-22 13:11:25
Організація водопостачання котеджу або дачі з підземних джерел вимагає вибудовування повного технологічного ланцюжка – від буріння свердловини до систем водоочісткі.Начальная стадія цього процесу – визначення водоносність вашої ділянки. Існує два основних типи розташування води під землею: Піщане – піщано-гравійний водоносний горизонт четвертинного й крейдового періоду (піщаний); вапняково – 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, в залежності 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 санітарну якість колодязної води, природно, дуже низька. 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 дорожче колодязя, 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, який 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 ізолюється ділянку свердловини у вигляді таблеток. Потім, під дією води вони перетворюються в 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, місткістю від 100 до 500 літрів в залежності від продуктивності насосного пристрою, розташований на першому поверсі будинку (підвалі) вода поступає через фільтр грубого очищення. Цей бак необхідний для оптимізації роботи погружного 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 зниженні тиску в системі до нижньої встановленої межі. При цьому він закачує воду в бак до тих пір, поки тиск в ньому 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: тривала прокачування води для оцінки її експлуатаційних можливостей, повний хімічний аналіз для висновку про відповідність води вимогам ГОСТу. Власник повинен отримати паспорт на водопідйомну 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 представляють собою 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 побутової занурюваний електронасос фільтр (сітка галуном 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 є перфорованою сталеву трубу, оснащену сіткою галуном плетіння з неіржавіючої сталі або латуні № 52, 56, 68. Експлуатація свердловини здійснюється за допомогою насосів вібраційної дії ("Малюк", "Водолій" тощо). Продуктивність її становить 0,3-0,5 м3/год. 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 технічної та 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 промивкою більш потужними установками роторного типу та подальшої цементацією затрубного простору. Як промивних рідин застосовують екологічно чисті бурові розчини і добавки до них, що мають сертифікат якості і виключають можливість забруднення розкриваються 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 водоподаючого обладнанням 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 "Гідроінжстрой" згідно своєї технології, як експлуатаційної колони 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. Типова схема для глибокої свердловини: обсадна колона (кондуктор – сталь 20, діаметр 159-219 мм) експлуатаційна колона (сталь 20, діаметр 133 мм, різьбове з'єднання) рівень води фільтр (відкритий стовбур діаметром 90 мм) чорні глини (регіональний водоупор) вапняк тріщинуватий – водоносний горизонт нижній водоупор У загальну ціну робіт на об'єкті повинні бути включені проїзд до місця буріння, виробництво робіт, вартість матеріалів, відкачування і гарантія на пробурену свердловину до декількох років. Промислові свердловини Договір на проведення робіт з буріння експлуатаційних промислових свердловин для централізованого водопостачання полягає тільки в тому випадку, якщо у замовника є в наявності ліцензія на право користування надрами (водокористування), яка видається територіальним органом управління фондом надр і суб'єктом Федерації, на території якого буде здійснюватися буріння. Виробництво бурових робіт для централізованого водопостачання здійснюється строго за проектами за наявності дозволу на буріння свердловин. В залежності від місця розташування і геологічних умов буріння промислових експлуатаційних свердловин проводиться потужними буровими установками типу на подільсько-Мячковському промисловий водоносний горизонт або Оксько-протвінскій. Матеріали та обладнання 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 занурювальним насосом, як уже 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 за своїм застосування, тобто залежно від конкретної функції. Вимагають рішення наступні властивості води: – наявність нерозчинених механічних домішок; – необхідність коригування рівня рН; – розчинені у воді залізо і марганець; – жорсткість; – наявність присмаку, запаху, кольоровості; – бактеріологічна забрудненість. Необхідні фільтри і устаткування: – 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 грязеемкость. При сильному забрудненні води або великої продуктивності вони вимагають частої промивки. У цих випадках доцільне застосування автоматизованих систем засипного типу. В якості фільтруючого середовища 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 необхідності боротьби з корозією, оскільки вода як з низьким (менше 6), так і з високим (вище 8) рН володіє підвищеним корозійних впливом. З іншого боку – для забезпечення оптимального режиму експлуатації систем очищення води, так як для нормальної роботи деяких видів фільтруючих середовищ потрібен певний рівень рН. Для зміни рівня рН застосовуються засипки на основі природних кальцитом, які, поступово розчиняючись, збільшують рН. Також використовується дозоване додавання у воду хімічних речовин, що знижують рівень рН. Системи для видалення заліза: 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, що сприяють їх більш інтенсивному окислення. 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 мати 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 органіка важко виводиться з вугілля при зворотному промиванні, то можливий залповий скид 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 вище, ніж вугілля, одержуваного 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. В якості стерилізаторів 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/год. В цьому випадку при досить великих витратах застосовуються гідроакумулятори ємністю 300 л і більше. Розрахунок і підбір обладнання 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. Поэтому насосы ведущих западных компаний имеют несколько степеней защиты: от "обсыхания", перебоев напряжения, попадания в водозабор мелких камней и др. В каждом конкретном случае выбирается оптимальный вариант насоса с учетом таких параметров как внутренний диаметр обсадной трубы скважины, глубина зеркала воды, необходимый расход и давление воды.
ИСТОЧНИК: COK