Водоснабжение дома: бурение артезианской скважины, обустройство системы водоснабжения и канализации

Статья по материалам нашей компании в журнале
«Вестник промышленности и торговли».

Сегодня, в период бурного развития индивидуального домостроения, владельцы частных домов, в первую очередь, сталкиваются с проблемой водоснабжения, потому что зачастую в местах, выделенных под индивидуальную застройку, водопровод либо полностью отсутствует, либо качество воды в нем не соответствует санитарным нормам. А ведь вода — это не только химический элемент их двух атомов водорода и одного атома кислорода, но и основа жизни, от которой зависит наше здоровье. Поэтому неудивительно, что спрос на современные автономные системы водоснабжения неуклонно растет.

В зависимости от требуемого количества и качества воды, а также исходя из геологического разреза, можно выделить два вида скважин: песчаную и артезианскую. Мелкая скважина на песок, имеющая водозаборную часть в песчаном горизонте, где вода просачивается сквозь сетчатый фильтр в ствол скважины, пригодна для водоснабжения дачных участков, как правило, в летний период. Вода из песчаной скважины чище, чем колодезная. Тем не менее, песчаный водоносный слой имеет связь с поверхностными водами, поэтому в нем может содержаться целый букет разных примесей, способных сделать воду непригодной для питья. Непродолжительный срок службы песчаной скважины, небольшая производительность (0,5 м³ в час) и периодическое засорение частицами грунта не позволяют использовать скважину в качестве надежного источника водоснабжения в коттеджах.

Артезианская скважина имеет водозаборную часть в известняке (в трещинах и кавернах твердой известняковой породы), где вода находится под давлением, за счет которого уровень воды поднимается над поверхностью известняка. Для дома с европейским уровнем комфорта, имеющего несколько санузлов и бассейн, необходима артезианская скважина, отличающаяся высоким качеством воды. К тому же такие скважины могут прослужить до 80 лет. Однако не следует забывать, что вода в известняковом водоносном горизонте является стратегическим запасом государства, и скважина подлежит лицензированию.

Выбираем место под скважину

Автономное водоснабжение для загородного дома рекомендуется начинать после электрификации участка, так как электроэнергия необходима как для монтажа оборудования, так и для запитывания электродвигателя скважинного насоса. Не следует располагать скважины на месте проезда или стоянки автомобилей, потому что кессон не рассчитан на такие нагрузки.

Категорически запрещается бурить водяную скважину на месте будущего гаража или иного строительного объекта, располагать ее в подвале или ближе трех метров от любого строения. Удобно, когда водяная скважина пробурена вблизи места ввода водопроводных труб в дом. К скважине должен быть обеспечен беспрепятственный проезд техники на весь период эксплуатации скважины, пусть даже ценой демонтажа пролета забора.

Бурение скважины

Процесс бурения включает в себя непосредственно само бурение скважин, обсадку трубами и прокачку насосом до визуально чистой воды. Если пробурить скважину по всем правилам и углубить на 1,5-2 м в землю ее верхний оголовок и вводную трубу — промерзание воды зимой исключено. Для бурения индивидуальных скважин используются металлические трубы из черного металла диаметром 133 мм, которые соединяются в обсадную колонну на резьбовом соединении. Чтобы резьбовое соединение было надежным, толщина стенки трубы не должна быть меньше 4,5 мм. В качестве дополнительных обсадок можно использовать трубы из пищевого полиэтилена диаметром 117 мм или 110 мм, которые соединяются также на резьбе. Опасайтесь оцинкованных труб, соединяющихся на сварке.

Для бурения артезианских скважин используется роторное бурение. Рядом со скважиной выкапывается колодец, вода из которого буровым насосом под давлением подается в скважину. Бур разрушает породу, которая выносится на поверхность нагнетаемым глиняным раствором. Продолжительность бурения артезианской скважины может составить от 5 до 10 дней, в зависимости от ее глубины. Не нужно забывать, что известняк — твердая порода, поэтому трудно поддается бурению. Если обсадная труба плохо «посажена» на известняк, то в водозаборную часть может поступать загрязненная вода с верхних песчаных горизонтов. Более ответственные специалисты учитывают эту особенность, и после бурения скважины до известняка ставят металлическую трубу и закачивают в нее цементный раствор, который «пломбирует» возможные трещины породы и герметизирует контакт металлической обсадной трубы и подошвы известняка.

Европейская технология предлагает применять двухтрубную конструкцию скважины с использованием полимерных труб. В этом случае ствол в известняке обсаживается пластиковой трубой с перфорацией в водозаборной части, причем пластиковая труба выводится на поверхность. Поскольку скважина выше подошвы известняка обсажена сначала металлической трубой, внутри которой располагается пластиковая труба, то эта конструкция получила название двухтрубной. При бурении под обсадную трубу 159 мм используют пластиковую трубу диаметром 135 мм, а для 133 мм — пластиковую трубу диаметром 117 мм или 110 мм. Межтрубное пространство целесообразно заполнить специальной глиной — компактонитом, обладающей свойством увеличиваться в объеме под воздействием влаги и играющей роль герметичной пробки, наглухо перекрывающей доступ в известковые слои загрязненной воды из верхних горизонтов.

Основная проблема, с которой сталкиваются специалисты во время бурения скважины на песок: неопределенность расположения водоносного песка в точке бурения. Вода может быть найдена на двух соседних участках, а на земле заказчика ее может и не быть. После бурения любых скважин выполняется комплекс работ по их освоению: мощная прокачка воды для оценки ее эксплуатационных возможностей и забор на полный химический анализ для получения заключения на соответствие требованиям ГОСТа.

Обустройство скважины

Следующий этап — в готовую скважину опускается глубинный насос диаметром 75- мм и производится полное обустройство скважины на воду и подвод воды в дом. Под обустройством скважины подразумевается монтаж кессона или скважинного адаптера, насоса. Кессон — это подземный герметичный металлический колодец, защищающий скважину от промерзания и загрязнений. Специалисты советуют устанавливать металлические кессоны, которые герметично привариваются к обсадной трубе на глубине 2 м. В месте сварки кессона к обсадной трубе выполняется дополнительное механическое усиление, поскольку в случае высокого залегания грунтовых вод на кессон для скважины действует выталкивающая сила Архимеда.

Также необходима герметизация компрессионными фитингами из полиэтилена низкого давления (ПНД) гидравлического и кабельного выводов из кессона, поскольку именно через эти соединения попадает грунтовая вода. Если кессон невозможно установить, то используют скважинный адаптер, который позволяет осуществить выход водопроводных труб из скважины ниже глубины промерзания, обеспечив при этом гидравлическую герметичность трубопроводов и возможность монтажа/демонтажа скважинного насоса. Вариант монтажа скважинного адаптера представлен на рис.1. По трубе 1 (ПНД32) вода от скважинного насоса подается к съемной части скважинного адаптера 2, который соединяется с водоподающей трубой 1 переходом 3 (латунный переход ПНД32х1).

Рис. 1.

Неподвижная часть скважинного адаптера 4 герметично через резиновое уплотнение закреплена на обсадной трубе 5 накидной гайкой, входящей в комплект. Через латунный переход 6 (ПНД32х1) скважинный адаптер соединен с трубой 7 (ПНД32), по которой вода в траншее ниже глубины промерзания подается в дом. При монтаже насоса вся колонна, состоящая из скважинного насоса, водоподъемной трубы и съемной части адаптера, монтируется в скважину с помощью несложного приспособления и за счет соединения типа «ласточкин хвост» крепится к неподвижной части. В случае необходимости демонтажа скважинного насоса или необходимости слить воду из системы водоснабжения вся колонна поднимается вверх.

Что касается насоса, то по габаритам он должен помещаться с определенным зазором в скважину, соответствовать источнику электроэнергии и удовлетворять потребность в воде. По размерам бытовые скважинные насосы можно разделить на 3-х дюймовые (диаметром 75 мм) и 4-х дюймовые (диаметром мм). 3-х дюймовые насосы подходят для любых конструкций скважин и применяются для монтажа в обсадную трубу диаметром не менее 89х5 мм. 4-х дюймовые скважинные насосы применяются для монтажа в обсадную трубу с диаметром не менее 114х5 мм, что уже на пределе минимальных зазоров между насосом и стенкой обсадной трубы.

По типу электродвигателя насосы делятся на однофазные и трехфазные. Трехфазные насосы необходимо укомплектовывать дополнительным пультом управления, который существенно удорожает систему водоснабжения загородного дома, но в то же время и предохраняет скважинный насос не только от повышенного/пониженного напряжения, но и от перекоса фаз в электросети, что наблюдается почти повсеместно.

Что касается обеспечения потребления воды, то необходимый напор зависит от параметров скважины. К напору, который необходимо иметь в системе водоснабжения загородного дома, нужно добавить высоту водяного столба, на который необходимо поднять воду. Например, динамический уровень воды в скважине 50 м. Необходимо давление в доме 5 бар (50 м водяного столба). Следовательно, скважинный насос должен обеспечивать напор м или 10 бар.

Из всего многообразия скважинных насосов специалисты рекомендуют насосы фирмы «GRUNDFOS» серии SQ (Дания), которые специально разрабатывались для нужд систем водоснабжения загородного дома. Эти скважинные насосы имеют высокую надежность, систему встроенных защит и могут работать в условиях нестабильного электроснабжения. Помимо этого, они имеют встроенную защиту от перегрузок, повышенного/пониженного напряжения, сухого хода и обладают функцией плавного пуска, что исключает повышенные пусковые токи и гидроудары в системе водоснабжения загородного дома. Монтаж скважинных насосов этих модификаций не вызывает затруднений за счет малых габаритов и веса.

Вода в дом

В качестве водоподъемных труб и труб, которые прокладываются в траншею, целесообразнее использовать полиэтиленовые трубы ПНД диаметром 32 мм или 40 мм. Важно, чтобы труба была рассчитана на необходимое давление. Для водоподъемной трубы — высота столба воды плюс 40-50 м, что обеспечит комфортное давление воды в системе водоснабжения.

Мембранный бак помогает насосу поддерживать давление в системе водоснабжения. Эта емкость небольшого ( -200 л) объема служит для поддержания заданного давления. Скважинный насос закачивает в него воду до тех пор, пока давление не достигнет максимального значения. При расходовании воды давление в системе и баке понижается, и насос вновь включается — полный аналог городского водоснабжения. Кроме того, тактовый режим работы насоса позволяет свести расход электроэнергии к минимуму.

Водоочистка

В большинстве случаев водоочистка необходима, поскольку артезианские воды часто содержат железо, марганец, сероводород. Последствия использования такой воды сразу проявляются: рыжие подтеки на сантехнике, рыжее белье после стирки, накипь в чайнике, неприятный запах.

Самый простой метод водоочистки — картриджный фильтр механической очистки, который удаляет из воды различные примеси и взвеси. К сожалению, эффективность таких фильтров при очистке артезианских вод крайне мала. Более сложные методы — умягчение, обезжелезивание, озонирование. Для удаления железа целесообразно применять аэрационные колонны, которые эффективны при концентрациях железа до 5 мг/л. При более высоких концентрациях железа очистка производится с помощью «зеленого песка», который регенерируется раствором марганцовки и относится к реагентным способам очистки.

Умягчение воды целесообразно производить в колоннах с ионообменными смолами, которые позволяют справиться с небольшими концентрациями железа (до 1 мг/л). По сути, данный способ позволяет совместить сразу все обязательные процедуры в одной очистительной колонне.

Тем не менее, необходимо помнить, что во время регенерации фильтров водоочистки высвобождается большое количество воды (от 500 до 700 л), необходимой для обратной промывки фильтра. Причем эта вода должна проходить с определенной скоростью (до 2 м³/час) и напором (до 3 бар). Регенерация происходит с периодичностью один раз в 1-2 недели. Таким образом, работу фильтров водоочистки необходимо согласовывать с возможностями системы канализации и производительностью скважинного насоса. Более того, в случаях применения марганцовки, категорически запрещается сбрасывать воду после регенерации в системы очистки сточных вод.

Канализация

По мнению специалистов, самое практичное решение — автономная канализация типа «Топас». Очищенные стоки допустимо сбрасывать в ливневую канализацию (канавы вдоль дорог и проездов) или на рельеф. Для обслуживания не требуется ничего, кроме ведра, куда с определенной периодичностью откачивается избыточный активный ил, иногда проводятся операций по прочистке трубопроводов, распылителей и т.д. Выбор систем канализации сегодня достаточно велик.

При монтаже трубопроводов необходимо соблюдать уклон строго 2 см/м, при высоком уровне грунтовых вод использовать изделия из водонепроницаемых материалов (пластик, сталь, монолитный бетон с гидрофобизирующими добавками), а не из сборного железобетона. Необходимо помнить, что занижение полезного (рабочего) объема аэрационной установки, также как и существенное завышение (свыше 20-25%) ведет к снижению степени очистки стоков, что чревато неприятными запахами при сбросе такого стока (после аэрационной установки) на рельеф.

Очистная система ТОПАС

Периодически необходимо проводить сервисное обслуживание локального очистного сооружения: промывать мамут-насосы (главный, циркуляционный и рециркуляционный), фильтры крупных нечистот, волосоуловителя, компрессора. Требуется очистка стенок вторичного отстойника локального очистного сооружения, фильтров воздуходувки, поплавков.

Обязательно нужно удалять ил из очистной станции, проводить замер концентрации активного ила, проверять герметичность соединений, врезок и крышек.

Если неукоснительно соблюдать все правила монтажа и эксплуатации, системы водоснабжения и водоотведения прослужат долгие годы.

«Вестник промышленности и торговли»
Текст Марина Павленко

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > https://resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.