Автономное водоснабжение частного дома

Автономная система водоснабжения представляет собой независимую коммуникацию, которая обеспечивает поступление воды в дом. Устанавливается она там, где отсутствует возможность подключиться к системе централизованной подачи воды. Как правило, это дома за чертой города. Автономное водоснабжение загородного дома представляет собой систему, состоящую из следующих элементов:

Источник водоснабжения (колодец или скважина);
Ревизионный колодец;
Расширительный мембранный бак;
Система фильтрации;
Коллектор;
Водонагреватель;
Сантехническое оборудование

Источник водоснабжения

Автономное водоснабжение невозможно без источника воды. Существует несколько вариантов источников получения воды для ведения хозяйства в удаленных от города районах. Это могут быть колодцы, скважины «на песок» и скважины «на известняк» (артезианские).

Колодцы

Наиболее доступным и распространенным способом добычи воды является колодец. Глубина колодца зависит от места его расположения и обычно не превышает 10 - 15 м.

Преимущества колодца

Не требуется оформление документов на устройство колодца, срок службы около 50 лет, удобно очищать и дезинфицировать воду, не требуется ежемесячно вносить оплату за воду, стоимость колодца дешевле стоимости бурения скважин, вода, которая поступает из колодца, чистая, без привкуса хлора и т.д.

Недостатки колодца

Вода из колодца может быть недостаточно чистой и содержать различные бактерии, нитраты или тяжелые металлы. Поэтому прежде чем использовать такую воду в питьевых целях, необходимо провести химический и бактериологический анализы. Поэтому рекомендуется в систему водопровода включить фильтры доочистки воды. Количество воды, которое можно получить из колодца за единицу времени (дебит) является ограниченным и, как правило, не превышает 200 л/ч. Еще одним недостатком является то, что нет никаких гарантий в том, что выкопанный вами колодце не заилится или не пересохнет через год своего существования.

Скважина

Скважины бывают различных видов в зависимости от конструктивных особенностей, глубины установки и характеристики извлекаемой воды, но для бурения на загородном участке подойдут только два вида:

Песчаная скважина бурится на сравнительно не большую глубину (до 50м), в зависимости от глубины залегания песчаного водоносного горизонта. Дебит такой скважины находится в районе 1 - 1,5 м3/ч, чего вполне достаточно для нормального водоснабжения одного небольшого загородного дома. Качество воды в такой скважине значительно лучше, чем в колодце, однако анализ воды перед ее использованием все-таки необходим, так как в песчаный водоносный слой могут попадать поверхностные и грунтовые воды. Так же в нижней части скважины необходим сетчатый фильтр грубой очистки воды от песка и других твердых примесей. Такой фильтр нуждается в периодической чистке, так как вследствие его загрязнения уменьшается дебит скважины. По санитарным нормам источник воды должен располагаться не ближе чем 30м от очистных сооружений (септики, выгребные ямы, фильтрующие колодцы), мест сброса отходов, площадок для мойки машин, и других источников загрязнения.
Артезианская скважина (на известняк) является лучшим решением для водоснабжения загородного дома. Забор воды в ней происходит из известнякового водоносного слоя, который в зависимости от месторасположения может залегать на глубине достигающей нескольких сотен метров. Вода в этом слое находится под давлением, поэтому статический уровень воды меньше чем глубина самой скважины. Из артезианской скважины можно получать более 10 м3/ч воды, чего достаточно для водоснабжения даже нескольких коттеджей. Вода в большинстве случаев не нуждается в доочистке и пригодна для питья, так как от поверхностных вод ее защищают водонепроницаемые слои грунта. Срок службы артезианской скважины составляет 15-30 лет, и как правило, в процессе эксплуатации с ней не возникает никаких проблем. Над скважиной устанавливается металлический герметичный колодец – кессон, для защиты от грунтовых вод и легкого обслуживания скважины.

Следует обратить внимание что вода, находящаяся в известняковых водоносных горизонтах является собственностью государства, поэтому прежде чем бурить скважину, необходимо получить соответствующее разрешение.

Водозаборная скважина известняковый горизонт;
Водозаборная скважина песчаный горизонт;
Абиссинский колодец;
Водозаборный колодец;
Песчаный водоносный горизонт;
Артезианский водоносный горизонт;

Насосное оборудование для подъёма воды

Следующим шагом в строительстве водопровода будет выбор насоса, с помощью которого вода будет подниматься из колодца или скважины и доставляться в дом к точкам разбора воды.

Поверхностные насосы – такие насосы используются для подачи воды с поверхности открытых водоемов, неглубоких скважин и колодцев. Важной характеристикой подобных устройств является устойчивость к попаданию внутрь различных взвесей и песка, которые могу содержаться в перекачиваемой воде. В связи с этим рекомендуется при выборе отдавать предпочтения устройствам с корпусами и рабочими поверхностями из нержавеющей стали, так как этот материал более устойчив к абразивным частицам по сравнению с чугуном. При изготовлении насосов широко применяются композиты и пластик, которые совершенно не подвергаются коррозии.

Погружные насосы – этот вид насосов применяется при залегании грунтовых вод на глубине свыше 8 метров. Они имеют, как правило, форму цилиндра небольшого диаметра, так как используются в узких скважинах и более глубоких колодцах. Автономное водоснабжение частного дома с таким колодцем не принесет дополнительных хлопот. Погружные насосы бывают колодезные и скважинные.

Скважинные насосы – такие насосы располагаются на свешивающемся тросе в скважине и способны качать воду с глубины до 200 метров. К подобным устройствам предъявляются повышенные требования касательно надежности и долговечности, ведь бывает достаточно затруднительно вытащить их из скважины, чтобы провести профилактические работы. Поэтому насосы для скважин делают, преимущественно, из нержавеющей стали повышенной прочности. Параметры насоса выбираются в зависимости от статического и динамического уровня воды в скважине, а так же ее дебите.

Следует отметить, что все вышеперечисленные насосы боятся так называемого «сухого хода», то есть работы без воды, поэтому необходима обязательная установка датчиков «сухого хода», которые выключают насос в случае падения уровня воды в колодце или скважине ниже допустимого. Трубопровод, идущий из колодца или скважины в дом, должен находиться в земле ниже глубины промерзания грунта, или если это невозможно, должным образом утеплен, что бы избежать замерзания в зимнее время.

Расширительный мембранный бак. Гидроаккумулятор

Следующим основным элементом в системе водопровода является гидроаккумулятор (расширительный бак). Как и в системе отопления, бак может быть открытого и закрытого типа. Недостатком гидроаккумулятора открытого типа является то, что его необходимо устанавливать на чердаке, утеплять, а так же обеспечить его автоматикой предотвращающей его переполнение. Вода из такого бака поступает в систему водопровода самотеком, вследствие чего давление в системе будет низкое.

Мембранный гидроаккумулятор может быть установлен в подвале, к нему подключается датчик давления, который управляет работой насоса. При разборе воды из системы давление падает, реле давления включает насос, который непосредственно качает воду к потребителю, а когда разбор воды прекращается насос наполняет водой расширительный бак до максимального давления, после чего автоматика выключает насос. Гидроаккумулятор так же служит небольшим резервуаром для аварийного запаса воды, например при отключении электричества, поэтому при выборе его объема запас не будет лишним. А так же большой объем гидроаккумулятора уменьшает количество включений и выключений насоса, тем самым, увеличивая его срок службы.

Насосные станции

Насосная станция представляет поверхностный насос, соединенный гибкой подводкой с гидроаккумулятором и управляющим насосом реле давления. Поверхностный насос осуществляет забор воды из открытого источника и подачу её под давлением в гидроаккумулятор. После выключения насоса, водоснабжение потребителей осуществляется за счет воды, запасенной под давлением в гидроаккумуляторе. После того, как давление воды в гидроаккумуляторе упадет до заданного уровня, реле давления включит насос и цикл повторится. В ряде случаев, насосные станции используются для повышения давления воды в системе. Если гидроаккумулятора насосной станции не достаточно, то в систему можно включить дополнительный мембранный бак большего объема.

Оборудование для очистки и водоподготовки

Вода в колодце или скважине далека от идеальной, поэтому необходимо провести химический анализ, чтобы узнать, какие примеси, соли, газы, химические элементы в ней содержатся. Исходя из этого, определяют, какая система очистки нужна в каждом конкретном случае.

От правильности выбора системы и эффективности ее работы зависит качество воды и, в итоге, ваше здоровье. Если химический анализ не сделать, то можно потратить деньги на покупку и установку системы очистки, но ее работа окажется неэффективной.

Комплекс работ, проводимых по очистке воды, поступающей из скважины, состоит из таких этапов:

Механическая очистка;
Осветление;
Умягчение;
Обезжелезивание;
Обеззараживание ультрафиолетом.

Фильтр-грязевик с обратной промывкой;
Компрессор для принудительного нагнетания воздуха;
Аэрационная колонна;
Фильтр-обезжелезиватель с безреагентной загрузкой;
Фильтр-умягчитель;
Угольный "полировочный" фильтр

Фильтр механической очистки — первая преграда, которую встречают примеси при очистке воды. Механическая очистка воды является предварительной и осуществляет ее подготовку к последующим этапам очищения. Фильтр механической очистки удаляет из воды частицы песка, глины, ржавчины, зоо- и фитопланктона и других загрязнений органического и неорганического происхождения. Уже на этом, первом этапе, можно заметить видимые результаты очистки — из воды устраняется мутность.

В ходе механической очистки вода процеживается и отстаивается, тяжелые примеси оседают и задерживаются фильтровальным материалом, а легкие, напротив, всплывают на поверхность. Фильтры механической очистки воды используют как в бытовых системах очистки воды, так и на предприятиях, в коммунально-бытовом обслуживании, сельском хозяйстве.
Осветление - это один из этапов очищения воды. Данным процессом устраняют ее мутность за счет уменьшения количества взвешенных примесей. Случается, что мутность воды поверхностных источников, особенно в период паводков, достигает 2500 мг/л, что почти вдвое превышает норму питьевого назначения.

У взвешенных примесей есть различные степени дисперсности. Наиболее современным методом уменьшения количества в воде тонкодисперсных примесей считается коагуляция - процесс водообработки коагулянтом (химическое вещество, способствующее оседанию и укрупнению коллоидных частиц). Когда жидкость осветляется, ее помещают в резервуары для чистой воды. Используемые на практике способы очищения значительно снижают бактериальную среду и загрязненность воды. Используемый метод, описанный выше, способен существенно снизить содержание микроорганизмов на девяносто пять процентов. Но, несмотря на это, в воде все еще могут оставаться источники инфекционных заболеваний, такие как вирусы энцефалита и полиомиелита, бациллы туберкулеза, брюшного тифа и дизентерии. Для того чтобы окончательно избавиться от микробов, воду нужно обязательно обеззаразить.
Умягчение воды. Питьевое водоснабжение предполагает получение воды, избавленной от находящихся в ней солей тяжелых металлов, для чего используют систему умягчения воды. Длительное использование слишком жесткой воды может преждевременно вывести из строя различные бытовые приборы – стиральные, посудомоечные машины, системы отопления.
Обезжелезивание. Обезжелезивание призвано решить проблему «ржавой» воды. Одно из наиболее эффективных решений, которые доступны индивидуальному пользователю, – это засыпной фильтр.

«Засыпкой» называют специальные гранулы, предназначенные для окисления растворенного в воде железа. Вода проходит через плотную массу покрытых специальным составом гранул. При этом происходит окисление растворенного двухвалентного железа до трехвалентного, нерастворимого. Оно затем выпадает в осадок в виде хлопьев обыкновенной ржавчины. Частицы окисленного железа удаляются периодически промывкой.
Обеззараживание ультрафиолетом. Ультрафиолетовые стерилизаторы – это устройства, которые обеззараживают воду, идущую на питьевое водоснабжение, от вирусов и бактерий, находящихся в ней. Ультрафиолетовые лучи от ртутно-кварцевой лампы вызывают на генетическом уровне изменения в ДНК микроорганизмов, препятствуя их размножению и жизнедеятельности. Это относится к бактериям, размножающимся вегетативным путем, и спорообразующим.

Ультрафиолетовый стерилизатор устанавливают на линии потребления для предотвращения повторного заражения воды. Через ультрафиолетовый стерилизатор пропускают только воду, которая уже прошла предварительную очистку.

Преимущественно фильтры механической очистки воды являются только подготовкой воды к более глубокому очищению другими способами — химическим или биологическим. Однако в ряде случаев фильтровальные установки механической очистки используют в качестве законченных систем водоподготовки, например, если есть возможность использовать воду после этого способа очистки в технологических процессах производства.