Современный квартирный сантехник

Рис. 8.1, а. Типовой колодец, вырытый вручную

Рис. 8.1, б. Схема типовой скважины

Другие колодцы (рис. 8.1, б), вырытые при помощи специальных приспособлений, могут быть пробурены несколькими методами. Такие колодцы иногда называют скважинами. Скважины могут достигать глубины нескольких сотен футов.

При этом сточные воды сбрасываются в систему очистки стоков. Каждый загородный дом имеет свой отдельный канализационный отстойник и поле фильтрации, как это показано на рис. 8.2. Очищенные или частично очищенные сточные воды из системы очистки стоков будут окончательно очищаться, когда будут протекать через грунт. Одним из факторов, который часто не учитывался прежде, было расстояние от колодца до системы очистки стоков.

Рис. 8.2. Современная система очистки стоков, использующая канализационные трубы, трехкамерный отстойник с жирособирателем, а также полем фильтрации

Когда первые хозяева обустраивались на новом участке, они могли расположить садовый туалет слишком близко к колодцу с водой.

Результатом этого было неизбежное загрязнение колодца отходами жизнедеятельности человека, что в свою очередь могло стать причиной распространения последующих заболеваний тифом, гепатитом и др. Появление же в домах стационарного водопровода привело к ликвидации садовых туалетов и созданию современной системы очистки сточных вод.

Владельцу загородного дома следует знать о минимальной толщине почвенного слоя, необходимого для очистки сточных вод из системы очистки. На рис. 8.3 представлены абсолютные минимально-необходимые значения толщины этого слоя. Эти значения приведены для песчаных и рыхлых почв. Если же почва богата глиной, то эти размеры должны быть больше.

Рис. 8.3. Наименьшие расстояния при выборе местоположения колодца

Уровни или горизонты грунтовых вод, определяющие глубину колодца, показаны на рис. 8.1. Следует также отметить, что несколько горизонтов грунтовых вод, или водоносных слоев, могут находиться на различной глубине под поверхностью земли. Большая часть колодцев, выкопанных вручную, потребляет воду из наиболее мелкозалегающих пластов, в то время как скважины могут проходить на один или более слоев вглубь. Насколько глубоким должен быть колодец, зависит от количества потребляемой воды, от того, насколько гарантировано водоснабжение на этой глубине и от ценовых возможностей. Стоимость колодца, пробуренного на глубину 500 футов (152,4 м), приблизительно сравнима со стоимостью нового дома.

Другим важным фактором является качество воды в водоносном слое. Мелкозалегающие пласты чаще, чем глубокозалегающие, бывают загрязненными. Например, когда в конце XIX века на Среднем Западе появились первые поселенцы, то там использовались колодцы, выкопанные вручную. Они потребляли воду из мелкозалегающих пластов. Эта вода почти не содержала возбудителей инфекций или вредных химикатов. С тех пор широкое использование нитратных удобрений, сброс промышленных отходов, разливы нефтепродуктов и увеличение размеров и количества откормочных хозяйств привели к загрязнению этих водоносных пластов. В большинстве случаев вода из этих водоносных слоев стала более не пригодна для питья и даже для мытья посуды.

Эта ситуация привела к созданию местных систем коллективного водоснабжения. Они представляют собой системы водоснабжения, принадлежащие потребителям на долевых условиях. Обычно 15 или более домовладельцев объединяются и нанимают бурильщика, чтобы пробурить колодец глубиной до еще безопасного водяного горизонта. Затем они заключают договор на прокладку трубопроводов к домам пользователей. Кроме того, вода может быть дополнительно обработана – добавлены фториды и средства очистки, такие как хлор, а также добавлены смягчители воды. Некоторые местные системы коллективного водоснабжения обеспечивают также и систему сбора и отведения сточной воды. Однако в основном местная система коллективного водоснабжения обеспечивает только безопасной по санитарным нормам водой, и частный домовладелец продолжает использовать ту же самую систему очистки стоков.

Индивидуальные колодцы

Большинство загородных жителей все еще предпочитают пользоваться своими собственными колодцами. Владелец дома может добавить некоторые химические продукты (обычно хлор) для того, чтобы обеззаразить, воду и, может быть, отфильтровать ее.

Эта система состоит из колодца, насоса, резервуара и водопроводных труб и контрольного оборудования. На рис. 8.4 показана основная подобная схема. Существует множество типов и марок насосов, а также несколько разновидностей колодцев.

Рис. 8.4. Конструкция типового колодца

Типы колодцев

Как уже было ранее сказано, существуют два типа скважин: выполненные с помощью специальных буровых установок и колодцы, выкопанные вручную. В каждом типе используется одно и то же основное оборудование, но имеются некоторые различия. Любой колодец должен быть плотно закрыт, чтобы предотвратить попадание в него змей и других животных. Все трубы, которые идут к колодцу и от него, должны быть защищены от замерзания и повреждения. Это реализуется различными способами.

Вырытые вручную колодцы представляют собой опасность, когда они ветшают или оставляются открытыми. Известны многочисленные случаи падения детей в открытые колодцы. Кроме того, кирпичная кладка в таких колодцах, как это показано на рис. 8.5, может быть разрушена погодными условиями, временем или транспортными средствами. Колодец должен, по крайней мере, один раз в год подлежать проверке.

Рис. 8.5. Готовый колодец с крышкой и заполнением

Такие колодцы должны быть плотно закрыты в двух местах. Часто в боковой стенке колодца имеется отверстие для подвода подающей трубы, как представлено на рис. 8.5. Чтобы плотно закрыть колодец, требуется закрыть его верхнюю часть и боковую стенку. Верх колодца может быть закрыт специальной крышкой, продающейся в фермерских магазинах. Крышка должна быть довольно тяжелой, как показано, и иметь вес, по крайней мере, 40 фунтов (18,1 кг), чтобы ее не сдуло сильным ветром. Отверстия на боковых сторонах могут быть замазаны цементным раствором или закрыты металлическими экранами. Если боковые стенки или верх колодца начинают разрушаться, а качество воды все еще остается хорошим, тогда в такой колодец помещают обсадную трубу с перфорацией, как это показано на рис. 8.5. Эта труба крепится на соответствующем уровне в вышеупомянутом колодце, и в колодец вокруг нее насыпается гравий. Гравий засыпается на высоту нескольких футов, а сверху него насыпается грунт. Гравий дает возможность воде продолжать стекать из водоносного пласта. Обсадная труба в буквальном смысле превращает обычный колодец в скважину. Заборные трубы монтируются в обсадную трубу, и колодец становится безопасным и пригодным к дальнейшему использованию.

Скважины также имеют свои отличительные черты. Для того чтобы построить колодец, профессиональный бурильщик колодцев пробуривает отверстие на заданную глубину. Бурильщик хорошо осведомлен о залегании водоносных слоев в этом районе и может проинформировать о глубине залегания, качестве воды и предполагаемой стоимости работ. На первых порах колодец представляет собой просто отверстие в почве. В этой связи стороны колодца будут осыпаться и обваливаться. Для того чтобы начать использовать колодец, его крепят обсадной трубой. Чтобы вода стекала в трубу на глубине водоносного слоя, нижняя часть трубы должна быть перфорирована, как это показано на рис. 8.1, б. Отверстия в обсадной трубе могут быть сделаны тремя способами, которые выбираются на усмотрение бурильщика.

Возможно приобретение готовой специальной перфорированной трубы. В некоторых случаях бурильщик может сам пробить отверстия в обсадной трубе при помощи горелки или перфорационным инструментом перед установкой обсадной трубы в колодец. Третий способ заключается в использовании специального инструмента с разрывным зарядом для пробивания отверстий в обсадной трубе. Перфорация должна быть нанесена в соответствии с глубиной залегания и толщиной водоносного пласта. Обсадная труба выше водоносного пласта не перфорируется. Размер перфорации также варьируется. Если водоносный слой состоит из крупных песчинок, то перфорационные отверстия могут быть маленькими настолько, чтобы просто не допускать попадание песка в колодец. Если же частички слоя и так мелкие, тогда перфорационные отверстия должны быть совсем маленькими, для того чтобы предотвратить заиливание колодца. На некоторых участках это может быть настоящей проблемой, а поэтому колодец должен периодически чиститься.

Диаметр канала ствола может быть 3" (76,2 мм), но чаще всего они бывают от 8" (203 мм) до 12" (305 мм). Чем больше диаметр, тем больше воды может находиться в трубе одновременно, и тем легче происходит установка насоса и обслуживание колодца. Когда колодец пробурен и вставлена обсадная труба, то верхнюю его часть укрепляют и герметизируют, т. е. плотно закрепляют при помощи цемента, как это показано на рис. 8.6. Этот цементный раствор кроме крепления служит для предотвращения попадания смазочных масел, горючего или других загрязняющих веществ в колодец.

Более старые колодцы снабжались стальными трубами. К сожалению, сталь ржавеет и может загрязнять воду частичками ржавчины и портить ее вкус. Стальная обсадная труба может служить до 30–40 лет, но неизбежно будет вызывать сложности. Сооружение нового колодца может быть очевидным разрешением этой проблемы, но, в некоторых случаях, профессиональная служба по надзору за колодцами может вставить в старую стальную обсадную трубу пластиковый вкладыш. Это предотвращает попадание коррозийных частичек от старой обсадной трубы и восстанавливает качество воды. С некоторых пор бурильщики колодцев начали использовать поливинилхлоридные обсадные трубы из высокопрочной пластмассы, которые не так портятся, как стальные. При бурении неглубоких колодцев это почти не сказывается на стоимости.

Рис. 8.6. Требования по уплотнению поверхности для колодцев с водой

Рис. 8.7. Крышка колодца соответствует по размеру диаметру обсадной трубы

Пробуренные колодцы плотно закрываются либо насосом, либо крышкой. Она обычно представляет собой колпак из литого металла или пластмассы, который соответствует по диаметру обсадной трубе колодца, как это показано на рис. 8.7. Крышка колодца плотно прилегает вокруг трубы или труб, которые поднимают воду из колодца. Это дает возможность предохранять колодец и легко удалять крышку при его обслуживании.

Ремонт и содержание колодца

Для обслуживания колодца необходимо просто поддерживать в чистоте область вокруг трубы. Однако в колодцах возможен рост водорослей, которые могут придать воде неприятный запах тухлого яйца и ужасный вкус. Это характерно для выкопанных вручную колодцев, которыми не пользуются в течение месяца или более. Однако скважины также подвержены этому. Есть два типа водорослей, которые вызывают такие проблемы. Как черные, так и красные водоросли могут разрастись настолько, что забить фильтры и перекрыть поток воды. Если вы столкнетесь с такой проблемой, то будет нужно очистить колодец.

Для того чтобы очистить колодец и избавиться от поросли и неприятных запахов, вы, во-первых, должны удалить колпак или крышку колодца. Затем вы заливаете обычное бытовое отбеливающее средство (5 % раствор гипохлорита натрия) в колодец. С помощью приблизительно от ? (1,9 л) до ? галлона (2,8 л) можно обработать около 300 куб. футов воды (8,5 м

). Затем вы подсоединяете поливочный шланг к ближайшему крану и спускаете конец в колодец. Расположите шланг таким образом, чтобы струя воды не ударяла по стенкам выкопанного колодца. Для скважины это непринципиально. Затем включите воду и прокачайте воду через насос и резервуар приблизительно в течение 30 минут.

Если у вас в колодце или в доме имеются водяные фильтры, то вы должны прочистить и их. Следует удалить элементы старого фильтра. Поставьте на место фильтрующие элементы после того, как очистите колодец.

Насосы

В загородных домах для подачи воды обычно используются два типа насосов: поверхностные и погружные насосы. Поверхностные насосы, несомненно, наиболее широко используются и менее дорогие. Они имеют несколько модификаций и могут работать до глубины 150 футов (45,7 м). Погружные насосы обычно применяются на больших глубинах, но могут также использоваться и на мелкозалегающих пластах.

Поверхностный лопастной насос имеет одно рабочее колесо, чтобы закачивать воду по трубам. Для вращения рабочего колеса чаще всего используется однофазный электромотор. Имеются три разновидности поверхностных лопастных насосов: простые, с эжектором и многоступенчатые. Для каждого типа насоса необходим клапан, гидрозатвор, находящийся снизу водоприемной трубы. Этот клапан называется обратный клапан или всасывающий клапан (рис. 8.8).

Рис. 8.8. Типовой обратный клапан

При отсутствии обратного клапана вода в насосе и в трубе опустилась бы до уровня воды в колодце. В результате воздушный карман между уровнем воды и насоса нарушил бы непрерывную подачу воды. В отсутствие постоянного водяного потока насос не будет работать.

Обратный клапан, показанный на рис. 8.8, представляет собой довольно простое устройство. Слабая пружина поддерживает клапан в контакте с седлом, пока насос не работает. Когда насос начинает работать, усилие потока воды преодолевает сопротивление пружины и клапан открывается, засасывая воду в водоприемную трубу.

Насос состоит из мотора и рабочего колеса, и существует несколько основных способов их размещения. Они оба могут быть установлены прямо наверху обсадной трубы колодца или сбоку. При расположении сбоку они могут находиться в 45–50 футах (13,7– 15,2 м) от самого колодца.

После установки поверхностного лопастного насоса перед началом работы его нужно залить водой. Это означает, что насос должен быть заполнен водой, так чтобы рабочее колесо могло создавать напор в магистрали. К новым устройствам должна прилагаться инструкция по эксплуатации. Если же вы заливаете старый насос, то найдите пробку на верхней части корпуса насоса. Некоторые блоки могут иметь одну большую пробку и пробку поменьше рядом. Открутите обе. Маленькая – это входное отверстие, через которое вода затекает в насос и трубы. Залейте воду в большое отверстие до полного заполнения. Если вся система работает нормально, то после заполнения уровень воды будет оставаться постоянным. Если уровень воды в заливочном отверстии продолжает падать, то это иная проблема. Это, вероятно, может происходить либо из-за утечки в водоприемных трубах, либо повреждения обратного клапана (табл. 8.1).

Стандартный поверхностный лопастной насос использует одну трубу для всасывания. Здесь действует такой же принцип, как и тогда, когда мы всасываем содовую воду через соломинку. Стандартный поверхностный лопастной насос приводится в действие за счет создания давления, соизмеримого с атмосферным. Это давление составляет около 14 фунтов/дюйм

(0,99 кг/см

), что позволяет осуществлять подъем воды только на 22 фута (6,7 м).

Таблица 8.1. Неисправности насоса и их устранение

* Проверьте заливку перед поиском других причин. Отверните заливную заглушку и посмотрите, есть ли вода в заливочном отверстии.

Для глубин от 15 (4,57 м) до 90 футов (27,4 м) используется система насоса с эжектором (jet-системы). Для этой системы характерно наличие двух труб. Вода быстро закачивается сквозь большую трубу напротив отверстия маленькой трубы внутри специального фитинга. Это создает как бы сифон ниже уровня воды в колодце. При этом такой насос может выталкивать воду с бо?льших глубин, чем простой поверхностный насос. По этой причине такие насосы имеют в наличии две трубы от насоса. Одна труба почти всегда меньше, чем другая. Их типовые размеры составляют 1" (25,4 мм) и 1,25" (32 мм).

Для глубин от 75 (22,9 м) до 150 футов (45,7 м) используются поверхностные многоступенчатые насосы. Они направляет водяной поток к передней части стенок фитинга в нескольких местах, для того чтобы создать специальную многоступенчатую конструкцию гидравлической части.

Решающими факторами при выборе насоса является скорость течения воды, расходы на установку и подключение и глубина водоносного пласта. Большинство моторов для поверхностных насосов питаются напряжением 110 В или, при некоторых простых изменениях проводки, напряжением 220 В для более эффективной работы. Простые поверхностные насосы менее дороги и проще в установке, чем поверхностные насосы с эжектором. В табл. 8.2 представлены основные типы для сравнения. Как вы можете видеть, существует перекрывание в размере нескольких футов при изменении глубины от одного типа насосов к другому. Но также можно заметить, что чем глубже данный тип насоса используется, тем меньший поток воды обеспечивается.

Погружные насосы используются на глубинах, превосходящих область использования поверхностных насосов. Как показано на рис. 8.9, погружной насос представляет собой группу рабочих колес, находящихся в одной обсадной трубе. Вся система располагается ниже уровня воды в колодце и поднимает ее наверх. Несколько рабочих колес действуют совместно для увеличения мощности. Количество рабочих колес, используемых в насосе, варьируется, но наиболее стандартное число 10. Десять рабочих колес, как вы можете представить, обеспечивают достаточную мощность, чтобы поднять воду на поверхность земли.