Водоснабжение дачного дома схема в блоге Дача, Ферма, Огород

Схема организации автономного водоснабжения загородного дома

Наличие водопровода на даче удобно и в некоторых случаях просто необходимо, но зачастую требует устройств с которыми человек живущий в городе и пользующийся централизованным водопроводом просто не сталкивался. На данный момент существует большое количество схем и устройств для подачи воды, ее распределения и очистки.
Самым простым способом водоснабжения является установка вибрационного насоса в колодец (скважину) и прокладка резинового шланга в дом. При этом можно сделать дистанционное включение включая насос в розетку непосредственно возле конца шланга. Такой способ самый экономный, но и самый неудобный. Есть вероятность затопления, повреждения шланга на линии. При работе в скважине вибрационный насос издаёт очень громкий звук усиливаемый самой трубой вызывая тем самым дискомфорт Да и пожилым людям будет неудобно.

Следующим способом организации водоснабжения стоит считать установку 

насосной станции.

Насосная станция это сразу готовое решение с расширительным баком, насосом, автоматикой.
Это может быть актуально в том случае если у Вас в поселке существует центральное водоснабжение, но не хватает давления(вода из крана льется тоненькой струйкой). Насосная станция будет высасывать воду из трубы центрального водоснабжения создавая давление и обеспечивать Ваш дом хорошим напором воды. При установке необходимо только подвести электричество и врезать насосную станцию в имеющийся водопровод. Так же насосная станция хороша при более сложном устройстве водоснабжения когда в колодце (скважине) недостаточный приток воды и необходимо устраивать накопительный бак большого объема для бесперебойной подачи воды к потребителям. Данная ситуация весьма неприятна и требует внимательного и взвешенного подхода к организации подачи воды. Минусы насосной станции в её узко направленности, она применяется только в некоторых случаях, требует определенных сложных манипуляций при первом запуске (наполнения водой трубы от воды до насоса).

При поломке необходимо искать только подходящие к ней зап.части, а также невозможность усовершенствования или замены отдельных узлов.

Отдельно хочется описать самую распространённую систему подачи воды в которой используется 

насос ( вибрационного или роторного типа) расширительный бак, автоматика, фильтра и прочее.

Насос необходимо подбирать исходя из параметров его эксплуатации с небольшим запасом, для этого в большинстве случаев необходимо знать два параметра — высоту напора и производительность. Эти показатели взаимосвязаны так как чем выше (дальше) необходимо подать воду тем большую производительность насоса следует выбрать.Так же необходимо учитывать что указанные характеристики насосов даны для идеальных условий эксплуатации и зачастую далеки от реальных показателей после сборки всей системы водоснабжения, следует учитывать потери на соединениях, обратных клапанах и фильтрах на которых потери давления связаны с пропускной способностью фильтра.

Фильтр для систем водоснабжения бывают нескольких типов и конструкций, но для минимальной системы достаточно сетчатого фильтра для задержания крупных нерастворимых частиц и фильтра тонкой очистки, причем фильтр тонкой очистки для дачи следует устанавливать в легкодоступном месте. Фильтр тонкой очистки при активном использовании довольно быстро засоряется, и как следствие уменьшается его пропускная способность. По прошествии небольшого время насосу для достижения рабочего давления в системе приходится работать все дольше для преодоления засорившегося фильтра. Для случаев когда поступающая вода имеет сильные загрязнения картридж у фильтра придётся менять очень часто в этом случае стоит задуматься об установке само промывного фильтра (фильтра с краном). Хотелось бы обратить внимание на то что качество очистки сетчатыми фильтрами значительно ниже чем фильтрами со сменным картриджем поэтому рекомендуется ставить вначале сетчатый, а затем картриджный фильтр тля получения воды нормального качества.

Для нормальной работы системы необходим  расширительный бак (гидроаккумулятор)

, без него система будет работать неправильно со скачками давления и малым напором поэтому необходимость его установки даже не обсуждается. Бак мембранного типа представляет собой ёмкость в которую вставлена резиновая груша, разделяющая ее на две части. С одной стороны мембраны находится воздух закаченный туда под давлением с другой стороны после запуска системы колодезным насосом или вибрационным насосом заполняется водой. Заполнение водой происходит до давления выставленного на реле давления после чего насос отключается и расширительный бак начинает вытеснять из себя воду поддерживая давление в системе до нижнего выставленного порога. Расширительный бак призван выполнять сразу несколько функций предотвращает возможность гидравлического удара, сохраняет некоторое количество воды в системе под давлением и предотвращает износ насоса в следствии частого включения вовремя падения давления.

Использование расширительного бака даёт возможность не включаться насосу при незначительном потреблении воды из системы. Расширительные баки выпускаются различного объема и при подборе следует учитывать количество воды которое будет потребляться. Так например если количество потребителей не превышает трех человек то имеет смысл ставить небольшой на 20-24 литра, при большем количестве людей или при наличии бытовой техники потребляющей воду следует ставить баки большего объема.Следует помнить что чем меньше объем расширительного бака тем чаще будет включаться погружной насос.

Неотъемлемой частью системы автономного водоснабжения является реле давления которое в зависимости от настроек поддерживает давление в заданных пределах. При выборе реле давления основным фактором является мощность насоса, регулировка давления срабатывания и количество включений. В короткой статье невозможно описать все ситуации и варианты устройства водопровода для загородного дома, но надеемся, что данный материал помог Вам лучше понять данный вопрос, а на оставшиеся вопросы с удовольствием ответят наши сотрудники.

Схема водоснабжения частного дома – элементы системы, правильный их подбор и точность места установки

Содержание:

1. Виды схем водоснабжения частных домов
2. Схема системы водоснабжения частного дома
3. Полезные советы
4. Заключение по теме

Лет 20-30 тому назад говорить о комфортном проживании в загородном доме или на даче было нельзя. Особенно это касалось водоснабжения. Повезло тем, кто жил в поселках, где была проведена централизованная водопроводная сеть, но чаще дачные поселки обходились или колодцами, или скважинами, поверх которых устанавливали ручные колонки. Поэтому водоснабжение дома заключалось в том, что из источника вручную вода доставлялась в ведрах. Что смог принести, тем и пользовался. Сегодня многое изменилось с появлением на рынке огромного количества различного насосного оборудования, с помощью которого в дом можно подать воду под давлением. То есть, комфортность проживания повышается. Правда, необходимо отметить, что схема водоснабжения частного дома хоть и приносит большое количество приятных моментов, но есть у нее и свои слабые места.

Водопроводная схема частного дома

Виды схем водоснабжения частных домов

По понятным причинам первой схемой надо считать подключение к центральному водопроводу. Если таковой присутствует в дачном поселке, значит, отчасти владельцу дачи повезло. Создать водопровод для дома не очень сложно.

Во-первых, надо обратиться в районную организацию, которая контролирует водопроводную систему. Подается заявление и несколько документов, которые подтверждают права на дом и участок. После чего эта организация (районный Водоканал) разрабатывает проект на воду в частный дом. В нем будет отражено, к какому участку надо подключаться, то есть, устанавливается точка подключения, на какой глубине она располагается, плюс диаметр трубы и напор, который данной организацией гарантирован.

В принципе, это самый оптимальный вариант. Но есть у него несколько недостатков.

• В таких водопроводных сетях давление воды может падать практически до нуля, то есть, гарантировать нормальное функционирование системы никто не может.
• Если на центральной линии произошла авария, что случается, то дом на несколько дней остается без воды.
• Необходимо будет оплачивать (каждый месяц) счета, в основе которых лежат кубометры использованной воды.

Но есть у центрального водопровода одно достаточно большое преимущество, оно очень ценно в условиях загородных поселков. Если в поселке отключают электричество, вода из крана подается.

Проведение ветки водопровода в дачном поселке

Автономное водоснабжение

В настоящее время чаще всего схема водоснабжения частного дома основывается на использовании источников воды в виде колодца или скважины. Конечно, перед хозяином дачи встанет вопрос, что лучше, колодец или скважина.

Необходимо отметить тот факт, что автономное водоснабжение, в котором источников воды становится колодец, обустраивается только в том случае, если водоносный слой с пригодной для питья воды располагается не очень глубоко – до 10 мм. При этом сам пласт воды должен быть большим, объемным. То есть, воды должно хватить на долгое время при достаточно большом ее потреблении.

Есть у колодца одно значительное преимущество перед скважиной. Когда в поселке отключат электроэнергию, воду из колодца можно набрать ведром. Сооружать его проще, если все процессы провести самостоятельно, то цена вопроса упадет до приобретения необходимых строительных материалов. Срок службы данного сооружения – не менее 50 лет. У скважины он не превышает 35 лет.

Колодец или скважина

Внимание! Узнать, что лучше: строить колодец или скважину, надо обратиться к соседям, которые этими сооружениями уже пользуются. Сравнив воду из обоих, можно принимать решение.

Хотя необходимо отметить, что у скважины немало положительных характеристик.

• У них больший дебит.
• Вода из них чистая без большого объема примесей.

А вот к минусам можно отнести немалые затраты, касающиеся монтажных работ. Самостоятельно пробурить шахту без специальных буровых приспособлений не получится. Поэтому придется вызывать специалистов и оплачивать их услуги.

Схема системы водоснабжения частного дома

Итак, переходим к основной теме – к схеме. В принципе, она одинаковая, как для колодцев, так и для скважин.

• Источник водозабора.
• Насос.
• Трубопровод, соединяющий насос с системой водоочистки.
• Накопительный бак или гидроаккумулятор.
• Водоочистка с системой фильтров.
• Коллектор, который разделяет водопровод на системы холодного и горячего водоснабжения.

Принципиальная схема водоснабжения дома

Что касается насосного оборудования, то здесь две позиции: насосы, которые устанавливаются в шахты водозаборных сооружений, и которые устанавливаются вне источников воды. К первым относятся погружные или глубинные модели. Ко вторым поверхностные. Говорить, что какой-то лучше другого, нельзя. Просто поверхностный насос устанавливается в доме или в другом подсобном помещении и к нему доступ свободный, что дает возможность беспрепятственно обслуживать и ремонтировать его.

Внимание! Если производится монтаж поверхностного насоса, то необходимо на конец трубы, которая будет спускаться в скважину или колодец, прикрепить сетчатый фильтр из нержавейки. Он будет сдерживать большие частички песка и камни. Ячейка такой сетки не превышает 5 мм.

Очень важный момент – это правильно выбрать насос по мощности и напору. Первый отвечает за подачу необходимого объема воды за один час. Второй отвечает за подачу воды на определенную высоту. С мощностью понятно, а вот с напором надо разобраться. К примеру, глубина источника – 10 м, а расстояние до дома 30 м. Значит, потребуется насос, который выдает давление 15 м, потому что горизонтальный напор равен 0,1 вертикальных. То есть, в данной ситуации прибор не только поднимет воду из глубины 10 м, но и перекачает ее на расстояние 50 м.

Погружной или поверхностный насос

Внимание! Возьмите за основу простой постулат: чем ближе располагается источник водозабора, тем лучше. Просто уменьшаются расходы на прокладку труб по улице, плюс – можно использовать насос с низкими характеристиками.

Следующий элемент в системе водоснабжения дома – это накопительный бак. Очень необходимая вещь, которая поможет не испытывать неудобства, если отключили электроэнергию, и насос не работает, то есть, не качает воду. Если это простая емкость из металла или пластика, то ее рекомендуется установить, как можно выше. Именно таким способом можно гарантировать давление в водопроводной сети. Поэтому баки устанавливают или на постамент, или подвешивают под потолком. Но лучше всего, если его установить на чердаке. Правда, придется провести теплоизоляцию емкости.

Если возможность установить бак как можно выше отсутствует, то существует еще один способ для достижения необходимого давления в системе: после накопительного бака для водоснабжения устанавливается электрический насос. Вне зависимости от расположения бака, он будет качать воду в трубопровод. Это дает возможность устанавливать резервуары для накопления воды даже под землей. Существенный минус такого способа – зависимость от электроэнергии: при ее отсутствии система не сможет функционировать. Поэтому чаще применяют первый способ и устанавливают бак на постаменте.

В настоящее время на рынке появились так называемые гидроаккумуляторы. Это металлические емкости, внутри которых располагается резиновая емкость. Между стенками металла и резины закачивается воздух или азот. Он и будет создавать давление. Когда вода попадает в резиновую емкость, она расширяется и сжимает воздух. Последний уплотняется и старается вытолкнуть воду из резервуара. Это и есть давление. Поэтому гидроаккумуляторы можно устанавливать в любом месте.

Гидроаккумуляторы

Далее по схеме водоснабжения частного дома идет система фильтрации. Понятно, что вода из колодца или скважины не обладает максимальным качеством. В ней всегда присутствуют различные примеси (органические и неорганические), соли, оксиды металлов и так далее. Чтобы сделать ее пригодной для питья, необходимо снизить содержание всех примесей до минимума. Поэтому в схему и устанавливаются фильтры разного назначения.

Одни останавливают крупные частички, другие мелкие, третьи отвечают за смягчения воды, четверные за сдерживание металлов железа и так далее. Конечно, такое количество фильтрующих элементов устанавливать не надо, ведь вода из колодца или скважины может быть достаточно чистой. Поэтому в первую очередь еще до начала проведения монтажных работ надо сделать анализ воды, который покажет, какие фильтры придется устанавливать.

Необходимо отметить, что данная схема водоснабжения частного дома не является строгой. То есть, можно по мере необходимости менять местами элементы системы. К примеру, можно водоочистку установить впереди накопительного бака. Или можно перед поверхностным насосом установить фильтр грубой очистки, а после него фильтр тонкой очистки. Таким образом, можно сократить негативное воздействие больших взвешенных частиц на рабочий орган насосного агрегата. То есть, продлить срок его эксплуатации.

Система фильтрации — водоочистка

Холодное и горячее водоснабжение

Теперь о коллекторе, который разделяет поток воды на две ветки. Одна будет подавать на потребители холодную воду, вторая, пройдя через нагревательный прибор, будет подавать горячую воду. В принципе, коллектор собой представляет устройство, состоящее из трубы, из которой выходят две трубы меньшего диаметра, и между ними устанавливаются отсекательные вентили. Это на случай, если придется проводить ремонт отдельно системы холодного или горячего водоснабжения. На фото ниже такой коллектор показан.

Коллектор для разделения водопровода на систему холодного и горячего водоснабжения

И буквально несколько слов о горячей воде. В этой водопроводной ветке самым главным элементов будет нагревательный элемент – котел. Здесь огромное разнообразие моделей, которые разделяются по функциональности. К примеру, одно- или двухконтурный, на газе, электроэнергии или на твердом топливе. Есть небольшие настенные приборы, есть огромные напольные, с помощью которых можно не только организовать горячее водоснабжение, но и отопление дома.

Полезные советы

• Необходим ли проект водоснабжения частного дома? В принципе, система несложная. Можно для простоты последующих действий накидать на бумагу саму схему с указанием места расположения ее элементов.
• Если в автономный водопровод устанавливается поверхностный насос, то его надо обязательно разместить в помещении, где температура зимой не будет падать ниже +2С.
• Все трубные разводки, которые располагаются на улице, надо будет утеплить, чтобы вода в них зимой не замерзла. Обычно для этого используют специальные утеплители в виде цилиндров, изготовленных из вспененных полимерных материалов.
• Если опускаемая в шахту колодца труба будет из пластика, то необходимо ее закрепить. Чаще всего это делают так: забивают в донный фильтр металлический штырь, к которому трубу и прикрепляют.
• Установка кессона решит многие проблемы. Это защита ствола источника водозабора от негативных нагрузок, это утепление шахты, это возможность установить внутрь сразу несколько элементов системы локального водопровода. К примеру, можно внутрь установить насос, гидроаккумулятор, блок автоматики, задвижки и прочую запорную арматуру. В настоящее время производители предлагают кессоны из металла или пластика. Вторые дешевле, и их проще устанавливать вручную за счет небольшого веса изделия.
• Рекомендуется особое внимание уделить теплоизоляции колодца, если схема водоснабжения частного дома основывается на нем. Обычно вокруг ствола выкапывается траншея на глубину промерзания грунта, и в нее засыпается керамзит. Толщина слоя теплоизоляции не должна быть меньше 10 см. Но, чем толще, тем лучше.

Кессон в системе локального водопровода

Заключение по теме

Итак, по этой схеме сооружается водоснабжение дома. Но приходится учитывать теперь и то, как использованную воду надо будет отводить. То есть, водопровод и канализация – две системы взаимосвязанные между собой. Нет одной без другой. Поэтому сразу планируйте расходы по сооружению канализационной системы с учетом сбора и частичной утилизации стоков.

Не забудьте оценить статью:

Система водоснабжения | Описание, очистка, распределение и качество воды

система водоснабжения

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Бенджамин Латроб Джон Блумфилд Джервис Индраварман I Секст Юлий Фронтин Сэр Хью Мидделтон, первый баронет

Похожие темы:

насос очистка воды ступенчатый колодец акведук искусственное озеро

Посмотреть все материалы по теме →

система водоснабжения , инфраструктура для сбора, передачи, очистки, хранения и распределения воды для жилых домов, коммерческих учреждений, промышленности и ирригации, а также для таких общественных нужд, как пожаротушение и уличная промывка. Из всех коммунальных услуг обеспечение населения питьевой водой является, пожалуй, наиболее важным. Люди зависят от воды для питья, приготовления пищи, стирки, выноса отходов и других бытовых нужд. Системы водоснабжения также должны соответствовать требованиям для общественной, коммерческой и производственной деятельности. Во всех случаях вода должна соответствовать требованиям как по качеству, так и по количеству.

Историческая справка

Разработки в области систем снабжения

Вода была важным фактором в размещении первых оседлых сообществ, и эволюция общественных систем водоснабжения напрямую связана с ростом городов. В освоении водных ресурсов за пределами их естественного состояния в реках, озерах и родниках рытье неглубоких колодцев было, вероятно, самым ранним нововведением. По мере увеличения потребности в воде и разработки инструментов колодцы стали углубляться. Выложенные кирпичом колодцы были построены горожанами в бассейне реки Инд еще в 2500 году до нашей эры, а колодцы глубиной почти 500 метров (более 1600 футов), как известно, использовались еще в Древнем Китае.

Строительство qanāt s, слегка наклонных туннелей, проложенных в склонах холмов и содержащих грунтовые воды, вероятно, возникло в Древней Персии около 700 г. до н.э. Со склонов холмов вода самотеком подавалась по открытым каналам в близлежащие города. Использование qanāt s стало широко распространенным по всему региону, и некоторые из них все еще существуют. До 1933 года иранская столица Тегеран полностью получала воду из системы из канала с.

Необходимость направлять воду из отдаленных источников была результатом роста городских сообществ. Среди наиболее примечательных древних систем водоснабжения — акведуки, построенные между 312 г. до н. э. и 455 г. н. э. по всей Римской империи. Некоторые из этих впечатляющих работ все еще существуют. В трудах Секста Юлия Фронтина (который был назначен начальником римских акведуков в 97 г. н.э.) содержится информация о проектировании и строительстве 11 основных акведуков, которые снабжали сам Рим. Типичный римский акведук, простирающийся от дальнего родникового района, озера или реки, включал ряд подземных и надземных каналов. Самой длинной была Аква Марсия, построенная в 144 г. до н.э. Его источник находился примерно в 37 км (23 милях) от Рима. Сам акведук был 9Однако его длина составляла 2 км (57 миль), потому что ему приходилось извиваться вдоль контуров суши, чтобы поддерживать постоянный поток воды. Около 80 км (50 миль) акведук находился под землей в крытой траншее, и только последние 11 км (7 миль) он проходил над землей по аркаде. Фактически, большая часть общей длины акведуков, питающих Рим (около 420 км [260 миль]), была построена в виде крытых траншей или туннелей. При пересечении долины акведуки поддерживались аркадами, состоящими из одного или нескольких уровней массивных гранитных опор и впечатляющих арок.

Викторина «Британника»

Вода и ее различные формы

Акведуки заканчивались в Риме распределительными резервуарами, из которых вода подавалась в общественные бани или фонтаны. Несколько очень богатых или привилегированных граждан имели водопровод прямо в свои дома, но большинство людей носили воду в контейнерах из общественного фонтана. Вода текла постоянно, излишки использовались для очистки улиц и промывки канализации.

Древние акведуки и трубопроводы не выдерживали большого давления. Каналы строились из тесаного камня, кирпича, щебня или грубого бетона. Трубы обычно делались из просверленного камня или выдолбленных деревянных бревен, хотя также использовались глиняные и свинцовые трубы. В средние века не было заметного прогресса в методах или материалах, используемых для подачи и распределения воды.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подписаться сейчас

Чугунные трубы с соединениями, способными выдерживать высокие давления, почти не использовались до начала 19 века. Примерно в то же время паровая машина была впервые применена для откачки воды, что позволило всем, кроме самых маленьких сообществ, получать питьевую воду непосредственно в отдельные дома. Асбестоцемент, ковкий чугун, железобетон и сталь стали использоваться в качестве материалов для водопроводов в 20 веке.

Разработки в области водоподготовки

Помимо количества подаваемой воды, также важно качество воды. Даже древние понимали важность чистоты воды. Санскритские писания, датируемые 2000 г. до н. э., рассказывают, как очищать грязную воду путем кипячения и фильтрации. Но только в середине 19 века была доказана прямая связь между загрязненной водой и болезнью (холерой), и только в конце того же века немецкий бактериолог Роберт Кох доказал микробную теорию болезней, создание научных основ очистки и санитарии питьевой воды.

Водоподготовка – это изменение источника воды для достижения качества, соответствующего поставленным целям. В конце 19-го и начале 20-го века главной целью была ликвидация смертельных болезней, передающихся через воду. Примерно в то же время началась очистка общественной питьевой воды от патогенных или болезнетворных микроорганизмов. Методы очистки включали фильтрацию через песок, а также использование хлора для дезинфекции. Фактическая ликвидация таких болезней, как холера и брюшной тиф, в развитых странах доказала успех этой технологии очистки воды. В развивающихся странах болезни, передающиеся через воду, по-прежнему являются основной проблемой качества воды.

В промышленно развитых странах внимание переключилось на хронические последствия для здоровья, связанные с химическим загрязнением. Например, предполагается, что следовые количества некоторых синтетических органических веществ в питьевой воде вызывают рак у людей. Свинец в питьевой воде, обычно выделяемый из проржавевших свинцовых труб, может привести к постепенному отравлению свинцом и вызвать задержку развития у детей. Дополнительная цель снижения таких рисков для здоровья видна в постоянно растущем числе факторов, включаемых в стандарты питьевой воды.

Источники воды

Глобальное распространение

Вода присутствует в изобилии на поверхности Земли и под ней, но менее 1 процента ее составляет жидкая пресная вода. Большая часть воды Земли, которая оценивается в 1,4 миллиарда кубических километров (326 миллионов кубических миль), находится в океанах или заморожена в полярных ледяных шапках и ледниках. Океанская вода содержит около 35 граммов на литр (4,5 унции на галлон) растворенных минералов или солей, что делает ее непригодной для питья и для большинства промышленных или сельскохозяйственных целей.

Существует достаточно пресной воды — воды, содержащей менее 3 граммов солей на литр или менее одной восьмой унции солей на галлон — для удовлетворения всех потребностей человека. Однако она не всегда доступна в то время и в том месте, где она необходима, и она неравномерно распределена по земному шару, что иногда приводит к нехватке воды для уязвимых сообществ. Во многих местах наличие воды хорошего качества еще больше сокращается из-за развития городов, промышленного роста и загрязнения окружающей среды.

Элементы общественного водоснабжения – Питьевая вода и здоровье

По сути, система водоснабжения может быть описана как состоящая из трех основных компонентов: источник водоснабжения, обработка или очистка воды и распределение воды к пользователи. Вода из источника подается на очистные сооружения по трубопроводам или акведукам либо под давлением, либо по открытому каналу. После очистки вода поступает в распределительную систему напрямую или транспортируется к ней по подводящим трубопроводам.

Источник

Для общественного водоснабжения источник сырой воды должен обеспечивать количество, достаточное для удовлетворения всех муниципальных, институциональных и промышленных нужд, а также для пожаротушения. Можно использовать как поверхностные, так и подземные воды. Хотя большинство систем водоснабжения снабжаются только одним источником, бывают случаи, когда используются как поверхностные, так и подземные источники воды.

Поверхностные воды берутся из крупных рек или озер. Даже небольшой ручей может быть пригоден, если он перекрыт плотиной. Подземные воды обычно получают путем бурения колодцев в зоне насыщения, расположенной ниже уровня грунтовых вод.

Качество и очистка сырой воды

Качество поверхностных вод варьируется. Характерно, что такие воды содержат микроорганизмы, а также неорганические и органические взвеси и растворенные твердые вещества. Они также могут иметь нежелательный цвет, вкус и запах. Поверхностные воды подвержены загрязнению сточными водами городов, промышленными отходами, сельскохозяйственными стоками, отходами жизнедеятельности животных и птиц. Температура поверхностных вод колеблется в зависимости от климатических изменений.

Хотя подземные воды также подвержены загрязнению в результате деятельности человека, они часто бывают прозрачными, бесцветными и содержат более низкие концентрации органических веществ и микроорганизмов, чем поверхностные воды, из-за естественной фильтрации, осуществляемой просачиванием воды через почву, песок , или гравий. И наоборот, содержание минералов, в том числе ионов кальция и магния — основных факторов, влияющих на «жесткость воды», — может быть выше в подземных водах, чем в близлежащих поверхностных водах. В целом минеральный состав подземных вод отражает минеральные характеристики почвы района. С течением времени качество подземных вод обычно более постоянно, чем качество поверхностных вод. Температуры подземных вод также более постоянны, обычно приближаясь к среднегодовой температуре региона, в отличие от постоянных колебаний, отражающихся в температурах поверхностных вод.

Чтобы грунтовые воды стали пригодными для общественного водоснабжения, может потребоваться только дезинфекция для обеспечения надлежащей защиты здоровья. С другой стороны, может оказаться необходимым удалить из воды некоторые нежелательные компоненты и/или уменьшить количество других до допустимых пределов, в зависимости от типа загрязнения, применимых критериев или стандартов и/или желания пользователей. Поверхностные воды обычно требуют более тщательной очистки, чем подземные. Обработка сырой воды может включать коагуляцию, осаждение, фильтрацию, умягчение и удаление железа в дополнение к дезинфекции.

Коррозионная активность поверхностных и подземных вод сильно различается в зависимости от их рН, жесткости и других характеристик. Некоторые воды могут также содержать растворенные минералы, которые оседают внутри трубопроводов, что приводит к образованию накипи. Высококоррозионные сырые воды могут быть обработаны для уменьшения этого свойства в сочетании с другими необходимыми видами очистки. Температура очищенной воды обычно такая же, как у сырой воды. Небольшие изменения могут быть вызваны температурой окружающего воздуха во время пребывания в очистных сооружениях. Высокая температура воды ускоряет коррозионное действие и снижает вязкость воды.

Распределение воды

Та часть общественной системы водоснабжения, которая транспортирует воду от очистных сооружений к пользователям, называется системой распределения. Физические аспекты, такие как дизайн, конструкция. и работа таких систем может иметь серьезные последствия для качества воды. Сложность и требования к этим системам делают их наиболее дорогостоящим отдельным элементом в системе водоснабжения.

Во избежание возможного загрязнения и в связи с тем, что она доставляется потребителям под давлением, очищенная или готовая вода транспортируется по трубопроводам или трубам, а не по открытым каналам. В дополнение к сети взаимосвязанных магистралей или труб системы распределения воды обычно включают в себя хранилища, клапаны, пожарные гидранты, сервисные соединения с пользовательскими объектами и, возможно, насосные станции. Способность распределительной системы поставлять достаточное количество воды для удовлетворения текущих и прогнозируемых потребностей бытовых, коммерческих и промышленных пользователей, а также обеспечивать необходимый поток для противопожарной защиты, зависит от пропускной способности сети трубопроводов системы. Во всех, кроме самых крупных систем. поток, необходимый для борьбы с крупным пожаром, обычно является основным фактором, определяющим требования к количеству хранимой воды, размеру магистрали в системе и поддерживаемому давлению. Стандарты противопожарного потока требуют минимального остаточного давления воды 20 фунтов на квадратный дюйм манометра (psig) во время потока. Обычной практикой является поддержание давления от 60 до 75 фунтов на квадратный дюйм в промышленных и коммерческих районах и от 30 до 50 фунтов на квадратный дюйм в жилых районах. Магистральные сети и трубы распределительной системы должны быть рассчитаны на такое давление.

Поток в системах распределения воды может регулироваться либо под действием силы тяжести, либо под давлением (откачиванием). Часто в системах общественного водоснабжения используется комбинация того и другого. В самотечных системах вода накапливается в стратегических местах, достаточно приподнятых для создания рабочего давления, необходимого для перемещения воды к точкам спроса. Когда повышенное водохранилище или хранение нецелесообразно, необходимое рабочее давление обеспечивается насосами в системе. В этих системах давления насосы обычно располагаются на очистных сооружениях и, возможно, в распределительной системе. В комбинированных системах часто предусматриваются устройства для хранения воды вместе с приспособлениями для насосов. Этот тип системы обеспечивает хранение воды в периоды наименьшего спроса, гарантируя при этом наличие достаточного количества воды для удовлетворения пикового спроса. Как правило, вода закачивается непосредственно в распределительную систему. Количество воды, превышающее потребность, автоматически подается в хранилище или резервуар. Система также может быть спроектирована таким образом, чтобы насосы снабжали водохранилище напрямую; вода, в свою очередь, может поступать в распределительную систему самотеком.

Резервуары могут располагаться в начале распределительной системы, т. е. сразу после очистки воды, или в промежуточной точке системы. Хранящаяся вода может использоваться для удовлетворения меняющихся потребностей или для выравнивания скорости потока или рабочего давления в системе. Резервуары могут быть классифицированы как подземные, наземные, надземные или напорные. Подземный резервуар или бассейн, открытый или закрытый, может находиться на уровне или ниже уровня грунта и образован либо земляными работами, либо насыпью. Такие резервуары принято облицовывать бетоном, торкретом, асфальтом или битумной мембраной, бутилкаучуком. Напорная труба состоит из цилиндрической оболочки с плоским дном, опирающейся на фундамент на уровне земли. Приподнятый резервуар представляет собой резервуар, поддерживаемый над землей конструкционным каркасом. Сталь и дерево использовались при строительстве стояков и приподнятых резервуаров, которые обычно закрыты. Для очищенной воды предпочтительнее использовать крытые водоемы, так как вода в открытых водоемах подвержена осыпанию пыли, переносимых пылью микроорганизмов и копоти; к заражению животными, в том числе птицами и людьми; и к росту водорослей. Может оказаться необходимым контролировать рост водорослей и микробной слизи в открытых распределительных резервуарах путем добавления в воду сульфата меди и/или хлора. Кроме того, обычно считается, что для обеспечения надлежащей дезинфекции в распределительной системе должно быть достаточно остаточного количества хлора. В крупной распределительной системе может потребоваться повторное хлорирование воды. Это часто достигается на распределительных водоемах.

Подробная схема системы распределения и характеристики ее потока зависят от обслуживаемой территории и ее топографии, плана улицы, местоположения источника снабжения и других переменных. Независимо от типа системы обычно имеется по крайней мере одна первичная питающая линия или передающая магистраль, которая транспортирует большое количество очищенной воды от очистных сооружений и/или насосных станций к определенному месту внутри системы. Если система распределения большая, может быть более одной магистрали передачи, каждая из которых обслуживает определенную географическую область в рамках всей системы. Затем этот поток распределяется локально между пользователями через ряд постепенно уменьшающихся труб или магистралей. Обслуживаемые здания подключаются к сети небольшими трубами, называемыми коммуникационными линиями или соединениями.

Эта сеть соединительных труб различных размеров обычно проектируется как сетка с рядом петель, чтобы избежать тупиков. Результатом является циркуляционная система, способная подавать воду во все точки внутри системы, поддерживая работу, даже если часть системы должна быть удалена для обслуживания и ремонта или если часть системы должна быть выведена из эксплуатации из-за загрязнения. Для этого все распределительные системы должны иметь достаточное количество клапанов, типов и размеров, чтобы можно было изолировать различные секции.

Магистрали обычно изготавливаются из чугуна, ковкого чугуна, стали, железобетона, пластмассы или асбестоцемента. Тип используемой трубы определяется соображениями стоимости, местными условиями и требуемым размером трубы. Материалом трубопроводов для инженерных сетей, т. е. бытовых соединений, может быть оцинкованное кованое железо, свинец, оцинкованная сталь, медь, пластмасса, чугун или ковкий чугун. Из них наиболее широко используется медь. Свинец, медь, цинк, алюминий и такие сплавы, как латунь, бронза и нержавеющая сталь, также могут использоваться в дополнение к черным металлам в насосах, небольших трубах, клапанах и других приспособлениях. Футеровки могут использоваться для предотвращения коррозии и/или уменьшения шероховатости труб. Например, железные и стальные трубы и фитинги часто футеровываются цементным раствором и/или битумным материалом. Пластиковые трубы также могут использоваться в системах водоснабжения, особенно в бытовых сетях. Термопластичные материалы, используемые в пластиковых трубах, включают поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ), акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС), полибутилен (ПБ) и пластик, армированный стекловолокном (FRP).

Трубопроводы, используемые в распределительной системе, изготавливаются различной длины в зависимости от материала и размера и должны быть соединены. С трубами из данного материала применяют несколько видов соединений. Соединения для чугунных или ковких чугунных труб могут быть раструбными, механическими, фланцевыми, резьбовыми или нажимными (резиновая прокладка). Во многих соединениях, таких как раструб, необходимо заполнить пространство, образовавшееся в месте соединения двух концов трубы. Например, в чугунной трубе пространство может быть заполнено или герметизировано пенькой или джутом, а затем в соединение залит свинец для завершения уплотнения. Так, в качестве материалов для соединений используются свинец и заменители свинца, соединения серы, смеси цементных растворов, каучук, а также асбест, пенька, джут и другие вещества, применяемые в качестве набивки. Отрезки стальных труб могут быть соединены сваркой, резиновыми прокладками, резьбой или механическим соединением. Отрезки асбестоцементной трубы обычно соединяют с помощью нажимного соединения и резинового кольца. Пластиковые магистрали обычно имеют вставные или роликовые соединения, в то время как развальцованные, компрессионные, зажимные или растворяющие соединения используются с коммуникационными линиями.

Несущая способность магистральных и небольших труб зависит от их размера и длины, давления и сопротивления потоку, т. е. внутреннего трения, изгибов или поворотов трубы, соединений, регулирующих клапанов и других устройств. Внутренняя поверхность трубы, независимо от материала, из которого она изготовлена, оказывает сопротивление потоку воды. Например, новые стальные и нефутерованные чугунные или ковкие чугунные трубы имеют примерно одинаковое сопротивление, а футерованные чугунные или ковкие, асбестоцементные и пластмассовые трубы с цементным покрытием несколько меньше. Инкрустация, вызванная бугорками, ржавчиной и осадочными отложениями различных солей, таких как осадки железа и марганца, также увеличивает сопротивление потоку воды.

Туберкулез считается результатом коррозионного воздействия воды на металлические трубы. Бугорки, образующиеся в результате скопления продуктов коррозии, часто напоминают ракушки. Микроорганизмы посредством своих биохимических реакций также участвуют в коррозии и образовании бугорков. В последнем процессе могут участвовать сульфатредуцирующие бактерии. Рост других микроорганизмов, в том числе железобактерий, вызывает накопление биологической слизи, что также способствует сопротивлению трению. В распределительной системе эти события могут привести к ухудшению качества воды, подаваемой пользователям.

Обзор общепринятой инженерной практики, связанной с надлежащим проектированием, строительством и эксплуатацией распределительных систем, выходит за рамки данного отчета. Однако следует признать, что случайные или случайные события, такие как разрыв трубы или ситуации, приводящие к перекрестным соединениям или обратному сифонированию, могут серьезно повлиять на химическое или бактериологическое качество воды в распределительных системах и, таким образом, на качество воды, подаваемой пользователям. перечисляет несколько недавних инцидентов этого типа и их последствия.

ТАБЛИЦА II-1

Некоторые недавние инциденты, вызванные гидравлическими проблемами в распределительных системах и их последствиями.

На качество воды в распределительных системах также могут влиять перекрёстные соединения, которыми могут быть любые прямые или косвенные физические соединения или структурные устройства, которые позволяют непитьевой воде или воде сомнительного или заведомо плохого качества поступать или обратно течь в снабжение питьевой водой (Angele, 1974). Прямым соединением считается расположение, при котором система безопасного водоснабжения физически соединяется с системой, содержащей небезопасную воду или сточные воды. Если расположение таково, что небезопасная вода может выдуваться, всасываться или иным образом отводиться в безопасную систему, соединение считается непрямым. Загрязненная вода может попасть в питьевую систему либо через распределительную систему, либо через неисправность водопроводной системы пользователя. Перекрестные соединения. вместе с обратным потоком или обратным сифонированием являются наиболее важными факторами в защите распределительной системы от загрязнения. Обратное сифонирование происходит, когда питьевая или безопасная система находится под давлением ниже атмосферного; в этой ситуации атмосферное давление в небезопасной системе заставит поток двигаться в направлении частичного вакуума, связанного с безопасной системой. Предотвращение обратного потока может быть достигнуто с помощью вакуумных прерывателей, предназначенных для подачи воздуха для устранения любого вакуума в водопроводе или трубе, поворотных соединений, которые позволяют подключаться либо к источнику питьевой воды, либо к другому источнику воды, но не к обоим одновременно. , воздушные зазоры и предохранители обратного потока пониженного давления, т. е. устройства с не менее чем двумя независимо действующими обратными клапанами, разделенными автоматическим предохранительным клапаном перепада давления.

Подход к исследованию

Хотя качество воды в водопроводе может быть приемлемым сразу после очистки, оно может ухудшиться еще до того, как попадет к пользователям. Это может быть результатом химических или биологических преобразований.

Водоснабжение общего пользования дезинфицируется для обезвреживания инфекционных агентов, защиты пользователей от возможного повторного заражения и контроля последующего микробного роста, который может изменить качество воды. По этим причинам обычной практикой является добавление хлора в воду для обеспечения остаточной концентрации, которая будет сохраняться до тех пор, пока вода не достигнет пользователя. Однако небольшие количества хлора или потеря остаточного хлора в системе распределения могут привести к повторному росту микробов и/или образованию слизи, что, в свою очередь, может повлиять на мутность воды или вызвать проблемы со вкусом и запахом. Например, истощение растворенного кислорода в результате микробной активности может способствовать выработке сероводорода сульфатредуцирующими бактериями. Кроме того, микробное производство или высвобождение продуктов метаболизма, например, эндотоксинов или внеклеточных продуктов водорослей, может напрямую влиять на здоровье пользователей. Имеются данные о том, что на коррозию трубопроводов из стали, чугуна и ковкого чугуна без футеровки может существенно влиять микробная активность. Таким образом, микроорганизмы могут изменить качество воды в распределительных системах до того, как она попадет к пользователям.

Коррозия металлов может не только изменить свойства поверхности трубы, но и привести к образованию растворимых продуктов коррозии, которые, в свою очередь, могут повлиять на качество воды. Существует также вероятность того, что некоторые компоненты чугуна, асбестоцемента, бетона, пластмассы и других материалов для труб могут попасть в воду. Образование накипи и отложений на стенках труб в периоды низкой скорости потока может привести к высвобождению или повторному взвешиванию связанных материалов при увеличении скорости воды.

В этом отчете рассматриваются факторы или потенциальные условия, связанные с системами распределения воды, и их влияние на качество воды, с особым вниманием к их возможному влиянию на здоровье пользователей общественного водоснабжения. Обсуждения сосредоточены на готовой воде, т. е. изменениях качества, происходящих между моментом, когда вода покидает очистные сооружения, и моментом, когда она достигает потребителей. Химический контроль на очистных сооружениях рассматривается только потому, что он влияет на изменение качества готовой воды в системе распределения. Рассмотрев и оценив те условия или факторы, влияющие на ухудшение качества воды в распределительных системах, и, в некотором смысле, определив, что известно, а что неизвестно, комитет смог дать рекомендации относительно процедур контроля и определить существующие потребности в исследованиях.

Подробное рассмотрение физической надежности или целостности общественной системы водоснабжения выходит за рамки данного отчета. Однако важно осознавать, что качество воды в распределительных системах может ухудшиться, если система спроектирована, построена и обслуживается не в соответствии с принятой инженерной практикой. Например, перекрестное соединение в системе вместе с обратным потоком или обратным сифонированием, которое позволяет небезопасной воде или даже сточным водам попасть в систему, представляет собой наиболее серьезный источник потенциального загрязнения. Такое изменение качества воды может создать прямой риск для здоровья пользователей или сделать воду неприемлемой с эстетической точки зрения. Утечки или механические повреждения трубопроводов распределительной системы могут иметь тот же эффект. В этом случае необходимо уделить внимание надлежащим процедурам ремонта или, если уж на то пошло, установке трубопровода, например, необходимости адекватной дезинфекции новой или отремонтированной распределительной трубы перед вводом ее в эксплуатацию. Кроме того, насосное оборудование должно соответствовать требованиям системы, и должны быть доступны резервные блоки, готовые к немедленному вводу в эксплуатацию в случае необходимости. Низкоскоростное течение, при котором вода имеет продолжительный контакт с трубами, также может вызвать ухудшение качества воды. Этому застою могут способствовать тупики в распределительной системе или превышение размеров труб или магистралей. Наконец, следует отметить, что открытые распределительные или обслуживающие резервуары в системе также могут привести к загрязнению воды до того, как она попадет к пользователям.