Водоснабжение своими руками на даче: 🚰 как сделать самому, монтаж, прокладка

Горячее водоснабжение

При наличии магистрального газа, можно обеспечить дом горячей водой с помощью газового нагревателя и бойлера косвенного нагрева. Если газа нет – устанавливается электрический бойлер нужного объема. Труба с горячей водой подводится к коллектору, снабжается шаровым краном и краном для слива.

Как собрать насосную станцию?

Для монтажа станции нужны фитинги из латуни или бронзы и переходники с диаметром 32 мм на окончании трубы, ведущей от колодца. Дальше подключается тройник и сливной кран, на случай, если нужно будет быстро спустить воду с системы. Устанавливается обратный клапан. При необходимости поворота труб, используется уголок 90о.

Алгоритм работ

1. Подключить шаровый кран.
2. Подсоединить фильтр грубой очистки с металлической сеткой.
3. Подключить реле давления и демпферный бак. Для погружных насосов, реле устанавливается на верхней части трубы, гидроаккумулятор и бак подсоединяются снизу.
4. Установить датчик сухого хода.
5. Оборудовать систему фильтром тонкой очистки и переходником на 25 мм.
6. Протестировать станцию. В случае отсутствия откачки нужно перепроверить соединения и состояние гидроаккумулятора.

Где поставить колодец?

Чтобы обеспечить хороший напор воды в системе водоснабжения дачного дома из колодца, он должен находиться в нескольких метрах от дома.

Точное место расположения определяется несколькими факторами:

1. Места и глубина залегания вод. Определяется в результате геодезического анализа или с рамкой (лозой).
2. Отдаленность на 50 м от выгребных ям, туалетов, септиков и прочих загрязнений.
3. Мощность выбранного насоса.
4. Имеет значение и максимальное рабочее давление купленного электронасоса. 1 атм = 10 м по вертикали. Учитывается и длина труб до гидробака: 4 м по горизонтали равно 1 по вертикали.

Получается, что для организации водоснабжения от колодца глубиной 10 м и расположенном в 20 м от дома необходим насос, обеспечивающий давление как минимум 1,5 атм., но желательно, чтобы при расчетах оставался некоторый запас, поэтому нужно ставить колодец так, чтобы оборудование поставляло воду в дом бесперебойно.

Перед началом монтажа оборудования лучше взять пробы воды и сделать анализ в санстанции.

Целью CEETAC (Технического консультативного комитета по Центральной и Восточной Европе) является создание за два-три десятилетия достаточного количества, безопасной, чистой и здоровой воды и людей, живущих в стабильных обществах в регионе ЦВЕ. Это требует сложных действий по управлению водными ресурсами. Важно развивать сети водоснабжения, особенно в небольших муниципалитетах и ​​сельской местности, и в то же время улучшать качество подаваемой воды.Это должно сопровождаться адекватным развитием систем отвода сточных вод и очистки воды. Основная задача — сделать так, чтобы в будущем тарифы на воду позволяли окупать затраты на услуги водоснабжения.

При решении этих серьезных проблем страны ЦВЕ имеют преимущество в наличии квалифицированных специалистов, способных проектировать, строить и поддерживать инфраструктуру водоснабжения.

Для стран ЦВЕ подходы и технологии традиционно аналогичны решениям, используемым в Западной Европе, а правила питьевой воды основаны на рекомендациях ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения).Поскольку все страны намереваются присоединиться к ЕС, новые правила питьевой воды вводятся в действие в соответствии с Директивой ЕС по питьевой воде.

3. Качество и количество воды

Наличие чистой и безопасной воды имеет важное значение для здоровья населения.

Количество воды, необходимое человеку каждый день, зависит от многих факторов. Климат, уровень жизни, осведомленность о гигиене и рабочая нагрузка влияют на потребление воды человеком, которое для нормального функционирования составляет от 3 до 10 литров воды в день.Часть этой воды может быть получена с пищей. Фактором, влияющим на потребление воды, также является ее доступность и способы распределения.

Данные для получения первой оценки потребности сообщества в воде — это количество домашних хозяйств и аэрофотосъемка, семья среднего размера и исследования систем водоснабжения для существующих водных сообществ. Альтернативный подход состоит в том, чтобы нарисовать социальную карту сообщества, опросив мужчин и женщин в сообществе и принимая во внимание наличие в этом районе школ, больниц и т. Д.Другой важный фактор, который необходимо учитывать, — это то, используется ли вода для орошения, даже если в целом приоритет отдается домашнему водоснабжению.

Часто очень трудно точно оценить будущую потребность сообщества в воде. Цифры водопользования также должны включать около 20% допустимых потерь и потерь. Индивидуальные домовые подключения обеспечивают более высокий уровень обслуживания, чем водопроводные сети во дворе дома. При выборе типа услуги финансирование, как правило, является важным фактором вместе с расположением и размером сообщества.

В качестве приблизительной оценки, водоснабжение для централизованного поселения сообщества должно иметь пропускную способность 0,3 литра / сек на 1000 человек, когда вода в основном распределяется с помощью общественных стояков, и около 1,5 литра в секунду на 1000 человек или больше, когда преобладают связи двора и дома.

Основные требования к питьевой воде: она должна быть прозрачной (с низкой мутностью), без соли, без неприятного вкуса или запаха, без химикатов, которые могут вызвать коррозию или образование корки, без тяжелых металлов, без чрезмерного содержания натрия и сульфатов. и нитраты, но, прежде всего, не содержат патогенных организмов, таких как бактерии и вирусы, которые могут вызывать заболевания.ВОЗ опубликовала руководящие принципы, чтобы помочь округам установить стандарты качества, которым должны соответствовать системы водоснабжения в домашних условиях. Эти стандарты часто рассматриваются как долгосрочные цели, а не как жесткие стандарты.

Высокая мутность подразумевает наличие частиц или коллоидного материала, которые обеспечивают места адсорбции для химических веществ, которые могут быть вредными.

Цвет часто возникает из-за природных органических веществ или растворенных неорганических соединений, таких как железо и марганец. Органический краситель при дезинфекции хлором приведет к образованию вредных хлорированных органических веществ, железа или марганца в больших количествах в питьевой воде, что сделает ее вредной для здоровья.Низкий pH может усилить коррозию трубопроводов, а слишком высокий pH может привести к отложению карбоната кальция и образованию корок.

Некоторые химические вещества, такие как аммиак, кальций, хлорид, фторид, магний, нитраты, натрий, калий, сульфат и цинк, могут присутствовать в больших количествах. Чрезмерные уровни вредного воздействия на здоровье, но во многих случаях для поддержания живых организмов необходимы ограниченные количества, и поэтому желательны низкие концентрации в системах водоснабжения.

При оценке существующего или потенциального водоснабжения необходимо предпринять усилия для отбора подходящих проб воды и их максимально полного анализа.

4. Интегрированное управление водными ресурсами (ИУВР)

ИУВР занимается управлением устойчивыми водными ресурсами с учетом неумолимого роста населения мира и использования воды в экономических целях. Использование воды следует рассматривать как пирамиду, причем домашнее использование представляет собой наименьшее, но наиболее важное количество на вершине пирамиды. ИУВР было разработано как философская структура для объединения различных секторов. Это важно, потому что помогает избежать конкуренции между пользователями в тех странах, где водные ресурсы ограничены.

Вода — это поток, а не данный ресурс, расположенный в каком-то фиксированном месте в пространстве и времени. Это конечный, но возобновляемый ресурс, и скорость, с которой вода используется в конкретном месте, по сравнению со скоростью пополнения, определяет, есть ли дефицит (засуха) или избыток. Если вода используется в одном месте, это может повлиять на ее изобилие и способность людей использовать ее в другом месте. Крупномасштабные примеры неправильного использования водных ресурсов увеличили политическое и научное внимание к совершенствованию ИУВР как средству разрешения конфликтов.

В основе ИУВР лежат так называемые Дублинские принципы, впервые изложенные в 1992 году во время Дублинской национальной конференции по водным ресурсам и окружающей среде, а затем ратифицированные в главе 18 Конференции ООН по окружающей среде и развитию 1992 года в Рио-де-Жанейро. Жанейро. Эти принципы гласят:

1. Пресная вода — это ограниченный и уязвимый ресурс, необходимый для поддержания жизни, развития и окружающей среды.

2. Развитие и управление водными ресурсами должно основываться на подходе, основанном на широком участии, с привлечением пользователей, плановиков и политиков на всех уровнях

3.Женщины играют центральную роль в обеспечении, управлении и сохранении воды.

4. Вода имеет экономическую ценность во всех ее конкурирующих видах использования и должна быть признана экономическим товаром.

ИУВР является частью более широких усилий по устойчивому управлению мировыми ресурсами, поэтому оно пытается работать в рамках всего гидрологического цикла. Таким образом, ИУВР включает в себя все различные фазы потока воды.

Прежде чем рассматривать, как внедрить ИУВР для общинных проектов и проектов санитарии, мы кратко рассмотрим причины этого.Использование воды для бытовых нужд часто составляет относительно небольшую часть от общей потребности в воде. В любом случае необходимо иметь запас питьевой воды: количество воды, хранящейся в хранилище для бытовых нужд, которое нельзя использовать для небытовых целей. Как оценка, так и сохранение запасов чрезвычайно сложны, но необходимы. Идеальная ситуация находится в странах, где ИУВР полностью включено в национальную стратегию, а активный спрос управляется на местном уровне.

Есть 6 ключевых принципов, которые могут гарантировать соблюдение принципов ИУВР.Они перечислены и кратко объяснены здесь ниже:

1) Управление водосборными бассейнами и охрана источников имеют важное значение для обеспечения устойчивости водоснабжения : водные ресурсы должны быть достаточными для текущего и будущего использования в домашних условиях, надежными в течение многих лет, и сообщество должно владеть их. Если это не так, необходимо принять меры для обеспечения адекватного снабжения. Это может включать участие сообщества в управлении водными ресурсами; разработка структуры для решения вопросов распределения, когда общий источник используется большим количеством сообществ; эффективный мониторинг, чтобы знать, сколько воды доступно и когда.

2) Эффективность водопользования и управление спросом должны быть решены, чтобы свести к минимуму потребность в развитии новых источников : необходимо, в сотрудничестве с сообществом, определить все виды использования воды и все возможные действия, которые может ограничить чрезмерное потребление воды в этих различных целях. Важным элементом управления спросом является повторное использование воды и многократное использование воды.

3) Следует признавать и поощрять многократное использование воды. : общинам следует различать воду для бытовых нужд и воду не для бытовых целей (орошение, производство продуктов питания, услуги прачечной, домашний скот).Важно различать способы использования воды в жизнедеятельности людей. Система водоснабжения должна быть спроектирована так, чтобы удовлетворять как можно больше из этих потребностей.

4) Все заинтересованные стороны должны участвовать в принятии решений, но особое внимание следует уделять активному участию пользователей: Принятие решений ИУВР является сложным. Там, где существует национальная структура ИУВР, основным видом деятельности является обеспечение представительства водного комитета в органах управления водными ресурсами на местном / региональном уровнях.При отсутствии национальной структуры проекту может потребоваться создание новых институтов для управления водными ресурсами. Это будет сложный процесс с необходимостью вовлечения всех групп пользователей в сообщество.

5) Вопросы гендера и справедливости должны решаться на протяжении всего проектного цикла. : бремя и выгоды должны распределяться поровну между мужчинами и женщинами, бедными и богатыми людьми. Это требует особых усилий, чтобы позволить женщинам и бедным людям заявить о своем праве в принятии решений.

6) Цены на водоснабжение должны устанавливаться таким образом, чтобы препятствовать расточительному использованию, обеспечивая при этом право доступа к необходимому минимуму для всех : деньги, уплаченные за воду, могут использоваться для возмещения затрат, а также для эксплуатации и технического обслуживания, но цены должны быть предназначены только для минимизации отходов. Ценообразование на воду — сложный вопрос, и здесь он не будет подробно обсуждаться.

Эти шесть принципов могут быть использованы в качестве основы для оценки успеха отдельных проектов в достижении наилучшей практики ИУВР.С каждым сообществом следует обращаться с учетом его социальной, экономической и физической реальности, включая также другие сектора, которым может потребоваться вода.

5. Искусственное пополнение

Искусственное пополнение — это процесс увеличения резервуара подземных вод со скоростью, превышающей естественное восполнение. Участие сообщества необходимо на следующих этапах: во время планирования представителям сообщества разъясняются основные параметры, чтобы они понимали доступные варианты с их преимуществами и недостатками; На этапе реализации мужчины и женщины сообщества могут взять на себя транспортировку материалов на объект, а также проведение обучения и контроль качества.Мужчины и женщины в общинах также могут выполнять текущие операции и техническое обслуживание. После этого община должна участвовать в разработке местных правил управления новыми водными ресурсами.

Методы искусственного пополнения баланса можно разделить на две большие группы: прямые методы и косвенные методы. Прямые методы подразделяются на методы поверхностного нанесения и подповерхностные методы. Косвенные методы используют технику индуцированной подпитки (откачивающие скважины, коллекторные колодцы и инфильтрационные галереи).Им требуются высококвалифицированные кадры для модификации водоносных горизонтов и сооружений по охране грунтовых вод.

Методы подпитки представлены в следующей схеме:

Подполняемый водоносный горизонт должен быть неограниченным и толстым, поверхностный слой почвы должен быть достаточно проницаемым, без глинистых линз, уровни грунтовых вод в зоне залегания должны быть достаточно глубокими Чтобы выдержать подъем уровня грунтовых вод, материал водоносного горизонта должен иметь умеренную гидравлическую проводимость.

В отдельных районах, где гидрогеология благоприятствует пополнению запасов путем распространения излишков поверхностных вод, методы затопления очень полезны. На участках с неровным рельефом максимальная площадь контакта с водой для подпитки воды из источника потока или канала может быть предусмотрена строительными канавами или бороздами. Канаву также можно использовать для прямой искусственной подпитки неглубоких водоносных горизонтов с высокой скоростью инфильтрации.

Искусственные бассейны подпитки либо выкопаны, либо окружены дамбами. На аллювиальных участках несколько бассейнов подпитки обычно строятся параллельно ручью.

Для увеличения инфильтрации и распространения потока на большую площадь можно изменить естественный дренажный канал. Методы модификации обычно применяются на аллювиальных участках. Поверхностное орошение часто приводит к затоплению полей, что способствует пополнению запасов грунтовых вод. Таким образом, системы поверхностного орошения вызвали непреднамеренное пополнение запасов во многих областях, и емкость грунтовых вод увеличилась. Однако использование насосных систем для подъема грунтовых вод для орошения привело к значительному падению уровня воды.

Для проникновения в менее проницаемые горизонты, обеспечивающих прямой доступ к водоносному горизонту, когда гидрогенные водоносные горизонты не имеют гидравлического соединения с поверхностными водами, могут быть построены питательные ямы и шахты.

Сбор дождевой воды направлен на сохранение поверхностного стока путем сбора его в резервуары, как поверхностные, так и подземные. Методы должны быть привязаны к конкретному участку, выбор и эффективность конкретного метода определяется местной геологией, гидрогеологией, условиями местности, общим количеством осадков и их интенсивностью и т. Д.Сбор урожая на крышах состоит из сбора дождевой воды с крыш зданий и сбора в резервуаре подземных вод для полезного использования в будущем. Подпитка может происходить через заброшенную выкопанную скважину, заброшенную скважину, перезарядную яму, траншею перезарядки и скважину подзарядки. Дождевая вода может собираться также через поверхностные водосборы, крупномасштабные коммунальные системы, которые собирают и хранят воду, протекающую в определенной части местного ландшафта.

Воду можно также накапливать, строя плотины, полукруглые или изогнутые берега земли, возводимые в основном ручным трудом, тягой животных и легкими машинами.Подземные барьеры используются для удержания сезонных подповерхностных потоков и облегчения забора воды через колодцы и скважины. Для этого через русло реки сооружается непроницаемый барьер от поверхности до непроницаемого слоя внизу. Его строительство следует начинать сразу после основного сезона дождей. Плотину следует располагать там, где русло реки уже и слой песка истончается. Еще одно решение для хранения дождевой воды — перколяционные баки. Это искусственно созданные поверхностные водные объекты, которые затопляют земную поверхность с достаточной проницаемостью, чтобы способствовать достаточному просачиванию или задержанному поверхностному стоку для подпитки грунтовых вод.Резервуар может быть расположен либо поперек небольших ручьев, создавая небольшие контрольные дамбы, либо в примыкающих к ручьям необрабатываемых землях, путем сооружения напорного канала, соединяющего резервуары и ручей.

6. Методы водоснабжения

6.1 Сбор дождевой воды

Сбор дождевой воды заключается в улавливании дождя там, где он падает, или в улавливании и хранении стока на фермах, деревнях и городах. Также следует принять меры, чтобы вода оставалась чистой.Этот метод широко использовался для обеспечения питьевой водой в Европе и Азии, особенно в сельских районах. Там, где водопроводная вода была обеспечена, важность дождевой воды, имеющей источник, уменьшилась. На некоторых тропических островах дождевая вода продолжает оставаться единственным источником домашнего водоснабжения. Сбор дождевой воды следует рассматривать в качестве источника воды для бытовых нужд в странах, где дожди идут во время сильных штормов. Он используется по-разному: в некоторых частях мира требуется только небольшая емкость для хранения, в засушливых районах потребуется достаточно большая площадь поверхности для сбора и емкость для хранения, чтобы обеспечить достаточное количество воды.

Сбор дождевой воды может состоять из поверхности сбора, резервуара для хранения и желобов или каналов для транспортировки воды от одного к другому. Иногда он включает в себя систему первой промывки для отвода исходной грязной воды, которая содержит мусор с крыши, накопившийся во время длительных засушливых периодов, фильтровальное оборудование и отстойные камеры. Для очистки воды до, во время и после хранения доступно большое количество разнообразных систем. Уровень сложности также варьируется от чрезвычайно высоких технологий до очень простых методов.Фильтры часто используются для фильтрации воды, поступающей в резервуар, и используют песок, камень, гравий или древесный уголь или их комбинацию в качестве фильтрующего материала. Резервуар для хранения обычно является самым крупным элементом капиталовложений в систему сбора дождевой воды для бытового водоснабжения, поэтому он требует самого тщательного проектирования, чтобы обеспечить максимальную емкость при минимальных затратах. Для больших объемов хранения чаще всего используются резервуары или цистерны, построенные из кирпичной или каменной кладки.

При проектировании системы сбора воды основной расчет заключается в том, чтобы правильно определить размер резервуара для воды, цистерны или плотины, чтобы обеспечить адекватную емкость для хранения.Требования к хранению зависят от местных данных об осадках, поверхности сбора, коэффициента стока, количества пользователей и норм потребления или потребности в воде для продуктивного использования. Самый простой способ рассчитать необходимый объем воды — использовать следующую формулу:

V = (txnxq)

Где:

V: объем резервуара
т: количество дней в засушливый период
n: количество людей с использованием резервуара
q: общее среднее потребление на душу населения в день (включая все виды использования).

Сбор дождевой воды благотворно влияет на здоровье семьи, потому что женщины и другие люди, набирающие воду, тратят меньше времени на сбор воды, поэтому, чтобы сэкономить время для других домашних задач, вода доступна во дворе дома, поэтому риск несчастных случаев для детей и женщин ниже, и, наконец, употребление большего количества чистой и безопасной воды имеет несколько преимуществ для здоровья.

Загрязнение воды может быть вызвано самим кровельным материалом или веществами, скопившимися на крыше или в желобе.Распространенная стратегия — отводить впустую первые литры стока в начале каждого дождя.

Основная цель управления водосбором, включая водосборы дождевой воды, — удерживать воду там, где она выпадает в виде осадков. Вода становится доступной для домашнего и производственного использования, и это может значительно способствовать сокращению масштабов нищеты в сельских районах и малых городах. Первоначальные капитальные затраты на сбор дождевой воды могут быть высокими, но это дает выгоды, стоимость которых может превышать стоимость системы.Ввиду нехватки воды и продовольствия как в сельских, так и в городских районах, внутренние системы сбора дождевой воды могут быть включены во все новые проекты государственного жилья. Правительствам следует также продвигать эти системы в частных домах.

6.2 Отвод родниковой воды

Родник можно определить как место, где происходит естественный поток грунтовых вод. Родниковая вода обычно поступает из водоносного горизонта или потока воды через трещиноватую породу. Вода вытесняется потоком к поверхности, где твердый слой или слой глины блокируют подземный поток, и воду можно легко найти там, где она выходит.Инженеры могут помочь спроектировать систему водоснабжения, а члены сообщества должны будут следить за ней.

Первым шагом является идентификация источника пружины. Есть много типов разных источников, классифицируемых в зависимости от условий, при которых в них поступает вода. Самое важное различие — это гравитационные и артезианские источники. Гравитационные источники возникают в неограниченных водоносных горизонтах, где поверхность земли опускается ниже уровня грунтовых вод или где обнажение непроницаемой почвы препятствует нисходящему потоку грунтовых вод и заставляет их подниматься на поверхность.Артезианские источники встречаются в замкнутых водоносных горизонтах: перекрывающий их непроницаемый слой не позволяет им подняться до уровня свободного зеркала грунтовых вод. В этом случае артезианские грунтовые воды находятся под давлением. Артезианские источники — это места выхода грунтовых вод на поверхность. Артезианские источники обычно имеют более высокую производительность, чем гравитационные источники, и имеют то преимущество, что вода защищена от загрязнения непроницаемым слоем, поэтому она обычно не бактериологически свободна.

Второй важный шаг — не проводить технико-экономическое обоснование источника родника, чтобы предоставить информацию и данные для проектирования системы водоснабжения.Местные жители являются важными источниками информации и должны участвовать в принятии решений о целесообразности разработки конкретного источника. Правильное технико-экономическое обоснование источника источника должно длиться не менее одного года. Следует учитывать следующие аспекты:

• Потенциальное воздействие на окружающую среду от создания источника, включая риски оползней, эрозии, антропогенной деятельности, которая может вызвать загрязнение источника, присутствие нежелательных деревьев и растений.

• Качество родниковой воды, включая толщину почвенного слоя, тип почвы и скорость инфильтрации поверхностных вод.Если почва недостаточно толстая, следует ограничить деятельность человека в зоне водосбора. Следует периодически проверять температуру и цвет воды. Периодическая лабораторная проверка качества является необходимой частью технико-экономического обоснования.

• Количество родниковой воды с точки зрения скорости потока и консистенции. Различия в урожайности весны в засушливые и дождливые сезоны — важный критерий для определения того, является ли весна подходящим источником: соотношение между самой высокой и самой низкой урожайностью должно быть ниже 20.Урожайность измеряется в л / с, и в процессе измерения участвуют два выбранных обученных сельских жителя, которые измеряют расход из источника в течение периода исследования.

Последним этапом является проектирование и строительство источника водоснабжения из источника для определенного места. Основные компоненты в конструкции системы включают в себя реальную родниковую зону сбора, где вода из водоносного горизонта фактически направляется в единственную точку сброса, подающую трубу, сборную камеру и выход в резервуар для хранения.Конструкция должна соответствовать конкретным местным условиям, предотвращать патогенное заражение и загрязнение, не оказывать вредного воздействия на окружающую среду и быть надежной с точки зрения количества.

6.3 Перекачивание воды

Энергия человека и животных часто является наиболее доступной для перекачки воды небольшими общинами в развивающихся странах, особенно в сельских районах. При подходящих условиях ветровая энергия актуальна. Дизельные двигатели и электродвигатели следует использовать только при наличии необходимого топлива и электроэнергии.Преобладающие местные условия и возможности управления определяют наиболее подходящий и надежный тип насоса. Участие представителей различных групп пользователей в выборе и испытании насосов помогает убедиться, что выбранный тип подходит им.

Основное применение насосов в небольших коммунальных системах водоснабжения — перекачка воды из колодцев, поверхностных водозаборов или в водохранилища и распределительную систему.

Существуют разные типы насосов, и чтобы выбрать наиболее подходящий для конкретной цели, необходимо учитывать следующие технические критерии:

• Требуемый объем подачи

• Вертикальное расстояние от уровня подачи до уровня подачи

• Ожидаемое изменение уровня воды у источника

• Долговечность основных компонентов

• Доступность и стоимость запасных частей

• Простота обслуживания

Поршневой насос: это тип насоса, наиболее часто используемый для небольшие запасы воды.Его можно разделить на всасывающие насосы (плунжер и его цилиндр расположены над уровнем воды, ими можно управлять руками или ногами), подъемные насосы (цилиндр и плунжер расположены ниже уровня воды в колодце), насосы нагнетательные. (То же, что и всасывающий насос, но закрытый сверху, чтобы его можно было использовать для нагнетания воды выше уровня насоса). Всасывающие насосы обеспечивают напор до 7 м, подъемные насосы могут поднимать воду из колодцев на глубину 180 м и более.

Роторный насос: в этом насосе используется непрерывная цепь из небольших ведер, дисков, узлов или однонаправленный винтовой ротор для переноса воды от дна колодца к вершине.Инвестиционные затраты на этот насос невелики и поэтому он привлекателен как семейный насос. Приводы для этого типа насоса — ручное управление, электродвигатели, дизельные и бензиновые двигатели.

Насос с осевым потоком: радиальные ребра или лопасти установлены на крыльчатке или колесе, которое вращается в неподвижном корпусе. Вращающаяся крыльчатка механически поднимает воду. Неподвижные направляющие лопасти предотвращают завихрение потока воды при входе в рабочее колесо или выходе из него.

Центробежный насос: важнейшим компонентом центробежного насоса является рабочее колесо и отливка.При вращении с достаточной скоростью крыльчатка передает кинетическую энергию воде, отливка имеет такую ​​форму, что кинетическая энергия частично преобразуется в полезное давление, которое заставляет воду попадать в нагнетательную трубу. Вода, выходящая из проушины крыльчатки, создает всасывание. Рабочее колесо и соответствующая часть отливки создают сцену. Можно использовать больше ступеней, если требуемое давление выше, чем может произвести одна ступень.

Эрлифтный насос: эрлифтный насос поднимает воду путем нагнетания небольших, равномерно распределенных пузырьков сжатого воздуха у основания выпускной трубы, закрепленной на колодце.Для этого требуется воздушный компрессор. Поскольку смесь воздуха и воды легче, чем вода за пределами выпускной трубы, смесь выталкивается вверх гидростатическим напором.

Гидравлический гидроцилиндр: гидроцилиндр использует энергию, содержащуюся в потоке воды, проходящей через него, для подъема небольшого объема воды на более высокий уровень. Используется принцип скачка давления, возникающего при внезапной остановке движущейся массы воды. Гидравлический цилиндр не требует внешнего источника энергии, он требует очень небольшого и нечастого обслуживания.Ему нужна вода, работающая с высокой скоростью: он будет работать наилучшим образом, если напор подачи составляет около одной трети напора подачи.

6.4 Забор подземных вод

Для коммунальных систем водоснабжения грунтовые воды почти всегда являются предпочтительным источником, и их использование, вероятно, все еще намного ниже потенциала во многих странах.

Знание того, каким образом вода существует в водоносных пластах грунта, может обеспечить успешную разведку подземных вод.Необходимо собрать и сопоставить имеющуюся гидрологическую информацию об изучаемом районе. Чтобы получить данные, которые послужат основой для составления гидрогеологической карты, следует провести обследование исследуемой территории, желательно ближе к концу засушливого сезона. Эта гидрогеологическая карта должна показывать распределение водоносных горизонтов, источников, глубину уровня грунтовых вод и пьезометрические уровни. Геофизические исследования (т.е. измерения удельного сопротивления) очень полезны для понимания распределения и качества подземных вод.Иногда бывает необходимо пробурить небольшие скважины для постразведочных целей, чтобы дополнить данные, полученные с помощью наземных геофизических методов. Для получения максимального количества информации из скважины может потребоваться геофизический каротаж.

Самый старый и простой метод забора грунтовых вод — вырыть яму в земле на глубину ниже уровня грунтовых вод. Водоносный горизонт должен быть отведен на большей площади контакта, если требуется большая пропускная способность. Это может быть сделано путем увеличения ширины выемки за счет галерей или увеличения глубины застройки вырытых колодцев или скважин.Инфильтрационные галереи разделены на канавы и водостоки. Канавы — это просто выемки в земле, чтобы сделать водоносный горизонт доступным с поверхности. Дренажные каналы имеют поры, перфорации или открытые стыки, позволяющие проникать грунтовым водам. Галереи очень дороги и сложны в строительстве, поэтому их следует использовать только там, где уровень грунтовых вод находится на небольшой глубине (не более 5-8 метров от поверхности земли).
Выкопанные колодцы можно сделать простым рытьем ямы в земле, и для их строительства обычно не требуется специального оборудования или навыков.Вырытые колодцы обычно имеют ограниченную емкость, поэтому их использование ограничено отдельными домашними хозяйствами и другими небольшими системами водоснабжения. Они также обеспечивают хранение воды. Глубина, на которую можно и нужно выкопать колодец, во многом зависит от типа грунта и колебаний уровня грунтовых вод. Частные колодцы обычно имеют глубину менее 10 м; вырытые колодцы для коммунального пользования часто имеют глубину 20-30 м.
Скважина имеет отливку, состоящую из труб в неводоносных пластах и ​​перфорированной или щелевой секции экрана в водоносном горизонте.Скважины следует использовать, когда уровень грунтовых вод находится на значительной глубине от поверхности земли. Они могут быть построены до 200 м и более в зависимости от используемого метода. На строительство скважины сильно влияют местные факторы и относительно неизвестные подземные условия. Для использования в этих различных средах было разработано несколько методов бурения и строительства. Кроме того, крайне важен выбор правильного необходимого материала. Скважины очень подходят для снабжения питьевой водой, потому что простые меры предосторожности будут достаточными для защиты воды от загрязнения.
В некоторых случаях могут быть подходящими вертикальные или горизонтальные водосборники или их комбинация. При отборе грунтовых вод уровень грунтовых вод всегда понижается. Возможный эффект заметного понижения уровня грунтовых вод должен быть тщательно исследован.

6.5 Забор поверхностных вод и небольшие плотины

Наиболее удобным источником воды для небольших населенных пунктов часто является естественный ручей или близлежащая река.Речной водозабор должен располагаться там, где есть достаточный поток, а уровень позволяет самотеком, чтобы минимизировать затраты на перекачку. Качество воды также важно, поэтому водозабор должен быть восходящим потоком из густонаселенных или сельскохозяйственных угодий или мест водопоя скота. Конструкция водозабора не должна допускать засорения, и при речной транспортировке катящихся камней или валунов может потребоваться защита водозабора из бетона, камня или кирпича. На водозаборнике обычно ставят сетку, которую убирают от плавающих или взвешенных веществ большого и малого размера.Дно водозаборной конструкции должно быть не менее чем на 1 м над руслом реки. После водозабора может потребоваться строительство подводной плотины, чтобы обеспечить доступность воды на необходимой глубине даже в засушливые периоды.

На качество воды в озере влияет самоочищение посредством аэрации, биохимических процессов и осаждения взвешенных частиц. В глубоких озерах волны и турбулентность не повлияют на более глубокие слои. Поскольку перемешивание отсутствует, разовьется термическая стратификация, которая может быть достаточно стабильной и должна приниматься во внимание при выборе места и глубины водозабора озера для целей водоснабжения.Глубокие озера будут иметь по направлению к дну воду с низким содержанием питательных веществ и хорошим химическим качеством, которое будет одинаковым на всей глубине. Следует предусмотреть возможность забора воды на некоторой глубине ниже поверхности.

Водозаборы рек и озер следует периодически проверять, а плавучие материалы и мусор следует периодически удалять с экранов и плотин. Необходимо проверить наличие повреждений всасывающего патрубка, берегоукрепления и водослива тяжелыми материалами или сильного потока мусора.

7. Водоподготовка

Во многих ситуациях обработка сырой воды необходима, чтобы сделать ее пригодной для питья и домашнего использования. В большинстве развивающихся стран малые города и сельские общины не могут управлять сложными системами водоснабжения, которые превосходят местные возможности и возможные региональные структуры поддержки. Стоимость строительства и эксплуатации, а также потребности в эксплуатации и техническом обслуживании являются ключевыми факторами, которые необходимо тщательно учитывать при планировании и проектировании небольшой водоочистной станции.

Очистка воды должна сочетаться с другими стратегиями, такими как управление водосборными бассейнами и землепользованием для защиты поверхностных и грунтовых вод, выбор и защита наилучших доступных источников воды, адекватная и хорошо обслуживаемая система распределения. Хорошее качество питьевой воды зависит не только от повышения качества воды или процессов очистки воды. Типы риска, существующие в источнике водоснабжения, а также институциональные и социально-экономические условия, преобладающие в целевом сообществе, определяют уровень технологии очистки воды.Лучшим подходом является многоступенчатая очистка воды: последовательные этапы постепенно удаляют загрязняющие вещества из сырой воды и последовательно производят безопасную и полезную конечную воду. Следует количественно оценить и сбалансировать сильные и слабые стороны каждого этапа обработки, чтобы все загрязняющие вещества были эффективно удалены при разумных затратах. Завершающим этапом очистки воды станет дезинфекция. Это эффективно только в том случае, если на предыдущих этапах было удалено большинство болезнетворных микроорганизмов, передающихся через воду, и уменьшено количество твердых частиц или других загрязнителей.Это должно позволить использовать только небольшую дозу дезинфицирующего средства.

Основной риск для здоровья, связанный с системами водоснабжения, использующими поверхностные воды, — это загрязнение сточными водами. Это приводит к появлению большого количества бактерий, вирусов и простейших и может вызывать заболевания, передающиеся через воду. Все патогенные организмы, а также химические вещества высокого риска, такие как тяжелые металлы, фторид, мышьяк, нитраты и органические компоненты, должны быть удалены. Другими веществами, которые необходимо удалить или значительно уменьшить, являются взвешенные твердые частицы, вызывающие помутнение, соединения железа и марганца, придающие горький вкус или окрашивающие белье, а также чрезмерное количество углекислого газа, разъедающее бетон и металлические детали.Для небольших коммунальных систем водоснабжения другие качественные характеристики, такие как жесткость, TDS и содержание органических веществ, как правило, менее важны. Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с рекомендациями по качеству питьевой воды.

Некоторые процессы очистки воды служат одной цели, а другие — многократно. Часто результат лечения можно получить разными способами. В следующей таблице приведены сводные данные по удалению некоторых загрязнителей воды с помощью различных процессов очистки. Это сравнение, очевидно, носит общий характер, поскольку необходимо учитывать множество факторов.Подробное описание процессов очистки воды для небольших коммунальных систем водоснабжения будет приведено ниже.

0: нет эффекта
+: положительный эффект
-: отрицательный эффект

Очистка грунтовых вод :
Подземные воды при правильном отборе не содержат мутных и патогенных организмов, а если они происходят из чистого песчаного водоносного горизонта, других опасных вещества также будут отсутствовать. В этом случае рекомендуется только дезинфекция, грунтовые воды можно использовать без дополнительной обработки.Когда грунтовые воды поступают из водоносного горизонта, содержащего органические вещества, содержание кислорода может быть истощено, и вода может растворять железо, марганец и тяжелые металлы. Эти вещества можно удалить с помощью аэрации и фильтрации. Иногда подземные воды содержат также фторид, мышьяк и соли или могут быть загрязнены опасными отходами, и, если нет альтернативного источника воды, эти загрязненные источники, возможно, придется использовать. В этом случае источник необходимо обработать с помощью химической коагуляции и флокуляции, обмена железа и различных технологий фильтрации, в том числе GAC.К сожалению, многие из этих процессов очистки связаны с дорогостоящими технологиями, но они необходимы, чтобы сделать воду пригодной для питья и бытовых нужд.

Очистка поверхностных вод :
Источником воды в поверхностных источниках является частично отток грунтовых вод, а частично — дождевая вода, стекающая по земле в водоприемники. Отток грунтовых вод будет приносить растворенные твердые вещества в поверхностные воды, а поверхностный сток является основным источником мутности и органических веществ, а также патогенных организмов.В поверхностных водоемах растворенные минеральные частицы останутся неизменными, но органические примеси разложатся. Незагрязненная поверхностная вода с постоянно низкой мутностью может быть очищена медленной фильтрацией через песок или прямой быстрой фильтрацией с последующим хлорированием. SSF имеет преимущество в низких эксплуатационных требованиях. Когда мутность воды высокая или присутствуют водоросли, блоки SSF быстро забиваются. В этом случае необходима предварительная обработка, такая как осаждение, грубая фильтрация (гравий), быстрая фильтрация или комбинация нескольких из этих процессов.Химическая коагуляция и флокуляция могут улучшить удаление за счет осаждения и фильтрации коллоидных взвешенных частиц.

Во время очистки воды важно не только иметь оценку качества сырой воды, но также эффективность работы и цели очистки для очистных сооружений.

7.1 Аэрация

Аэрация — это процесс очистки, при котором вода находится в тесном контакте с воздухом. Аэрация широко используется для очистки грунтовых вод со слишком высоким содержанием железа и марганца.Соединения железа и марганца будут реагировать с атмосферным кислородом, попадающим в воду в результате аэрации. Они будут преобразованы в нерастворимые гидраты оксидов железа и марганца, которые впоследствии можно будет удалить осаждением или фильтрацией. Важно знать, что, когда вода содержит органические вещества, образование осадков железа и марганца в результате аэрации, вероятно, будет не очень эффективным. В этом случае может потребоваться химическое окисление, изменение щелочности или специальные фильтры.Однако эти методы дороги и сложны, поэтому часто они не подходят для сельских общин в развивающихся странах.

Тесный контакт между водой и воздухом при очистке питьевой воды в основном достигается за счет диспергирования воды в воздухе тонкими слоями или мелкими каплями (аэраторы с падающими каплями воды) или путем смешивания воды с диспергированным воздухом (пузырьковые аэраторы).

7.2 Коагуляция и флокуляция

Коагуляция и флокуляция обеспечивают процесс очистки воды, при котором мелкодисперсные взвешенные и коллоидные вещества в воде агломерируются и образуют хлопья.Коллоидные частицы имеют средний размер между растворенными твердыми частицами и взвешенными веществами и удерживаются во взвешенном состоянии за счет баланса между электростатическим отталкиванием и гидратацией. Коллоиды обычно имеют поверхностный заряд из-за наличия двойного слоя ионов вокруг каждой частицы, и этот заряд отвечает за электростатическое отталкивание. Это электростатическое отталкивание между этими отрицательными зарядами нейтрализует силы электронного притяжения, которые связывают частицы вместе. Некоторые химические вещества (называемые коагулянтами) способны уменьшить диапазон электростатического отталкивания за счет сжатия двойного слоя ионов вокруг коллоидных частиц.Они позволяют частицам флокулировать, образуя хлопья, которые могут вырасти до достаточного размера и удельного веса, чтобы их можно было удалить путем осаждения, фильтрации или флотации.

При коагуляции и флокуляции часто удаляются вещества, вызывающие помутнение и цвет. Обычно процессы очистки воды с использованием химикатов не подходят для небольших коммунальных систем водоснабжения. их следует использовать только в том случае, если необходимый результат лечения не может быть достигнут с помощью другого процесса обработки без использования химикатов.

Наиболее часто используемый коагулянт — это квасцы (Al ₂ (SO ₄ ) ₃ * nH ₂ O (с n = 14, 16 или 18)). Также используются соли железа или сульфат трехвалентного железа с тем преимуществом, что их можно использовать в более широком диапазоне pH для хорошей коагуляции. Алюминат натрия в основном используется для коагуляции при среднем pH. Синтетические органические полиэлектролиты стали доступны в виде коагулянтов, но они, как правило, неэкономичны для небольших систем водоснабжения. Для хорошей коагуляции оптимальная доза коагулянта может быть определена с помощью лабораторного эксперимента, называемого тестом в сосуде.Оптимальная доза зависит от природы сырой воды и ее общего состава, и это самая низкая доза коагулянта, которая дает удовлетворительное осветление. В развивающихся странах женщины из низших классов обнаружили, что некоторые семена содержат вещества для роста рассады, которые также обладают флокулирующими свойствами, то есть полиэлектролиты Moringa oleifera, M. stenopetala и Stychnos potatorum. Эти коагулянты семян более чувствительны, чем квасцы, к минералогическому составу взвешенных веществ и применимы в основном в тропических и субтропических странах (при довольно высоких температурах).Для определения оптимальной дозы коагулянта семян, а также для распространения или продажи стандартных растворов коагулянтов семян требуется участие учителей или торговых точек.

Для быстрого диспергирования всей дозы химикатов в массе сырой воды используется быстрое перемешивание. Это осуществляется с помощью гидравлических или механических быстрых смесителей, которые должны быть расположены рядом со зданием, где готовятся растворы или химические вещества. Следующим этапом после быстрого перемешивания является флокуляция.Флокуляция — это процесс мягкого и непрерывного перемешивания коагулированной воды с образованием хлопьев за счет агрегации мельчайших частиц, присутствующих в воде. Существуют механические и гидравлические флокуляторы: в механических флокуляторах перемешивание воды достигается с помощью таких устройств, как лопасти, грабли или лопаточные барабаны, в гидравлических флокуляторах перемешивание достигается за счет действия небольших гидравлических структур.

При проектировании флокулятора важно выбрать правильный продукт G * t, который должен быть настолько высоким, насколько это согласуется с оптимальным образованием хлопьев, не вызывая разрушения или дезинтеграции хлопьев после их образования.t — время задержки, G — градиент скорости [с ^-1 ], определяемый как:

G = (P / (V * m)) ^1/2

с P = r * g * h * Q ==> мощность, передаваемая воде

r = 1000 кг / м ³ ==> плотность воды
g = 9,81 м / с ² ==> ускорение свободного падения
h ==> потеря напора вода, проходящая через флокулятор [м]
Q ==> объемный расход в м ³ / с

V ==> объем воды, к которой приложена мощность

м ==> динамическая вязкость вода [кг / м * с]

7.3 Осаждение

Осаждение — это осаждение и удаление взвешенных частиц, которые происходят, когда вода стоит на месте или медленно течет через бассейн. Турбулентность обычно отсутствует или незначительна, и частицы, имеющие удельный вес (плотность) выше, чем у воды, могут осесть. Эти частицы будут оседать на дне резервуара, образуя слой ила, и вода, достигающая выпускного отверстия резервуара (обычно помещается сверху на стороне, противоположной загрузке), будет в осветленном состоянии.Отстойники необходимо регулярно чистить, чтобы удалить слой осадка, образовавшийся на дне.

Расчет скорости осаждения помогает определить эффективность отстойника. Скорость (с) осаждения частицы, которая за время выдержки (T) будет проходить через всю глубину (H) резервуара, составляет:

с ₀ = H / T; T = (B * L * H) / Q, поэтому с ₀ = Q / B * L

с ₀ = скорость осаждения
T = время задержки [ч]
Q = расход [м ³ / ч]
H = глубина бака [м]
B = ширина резервуара [м]
L = длина [м]

Из соотношения вы можете видеть, что эффективность осаждения в основном зависит только от соотношения между входящей формой скорость и площадь поверхности танка.Это называется поверхностной нагрузкой. Частицы, имеющие скорость осаждения выше, чем s ₀ , будут полностью удалены, а частицы, которые оседают медленнее, чем s ₀ , будут удалены для пропорциональной части s: s _0. Если осаждение используется без предварительной обработки. При обработке поверхностная нагрузка обычно должна быть в пределах 0,1-1 м / ч. Для отстойников, в которые поступает вода, прошедшая химическую коагуляцию и флокуляцию, возможна более высокая нагрузка, где-то от 1 до 3 м / ч.

Резервуары для небольших водоочистных сооружений обычно имеют прямоугольную форму с горизонтальным потоком. Отстойники с вертикальными стенками обычно строятся из кирпича или бетона; Вырытые отстойники в большинстве случаев имеют пологие берега со сложным грунтом с защитным покрытием при необходимости. Повышение эффективности осаждения может быть достигнуто за счет установки на дне лотков, тарелок или трубок. Тем не менее, важно помнить, что будет образовываться больше ила, поэтому могут потребоваться дополнительные устройства для удаления.

В небольших коммунальных системах водоснабжения флотация растворенным воздухом (DAF) может использоваться, в частности, для флотации водорослей, что может вызвать проблемы с фильтрацией, если ее не уменьшить. DAF заключается в впрыске в резервуар мелких пузырьков, которые позволяют собирать и удалять мелкие легкие частицы, такие как хлопья, содержащие краситель или водоросли. Базовая технология довольно сложна и может включать в себя несколько этапов, таких как добавление и смешивание химикатов, флокуляция, закачка воды, насыщенной воздухом под давлением, сопла для сброса давления, резервуар для фильтрации и быстрая фильтрация.По этой причине обычно не рекомендуется использовать этот процесс в небольших коммунальных системах водоснабжения.

7.4 Технология многоступенчатой ​​фильтрации

Технология многоступенчатой ​​фильтрации (MSF) представляет собой комбинацию медленной фильтрации через песок (SSF) и фильтрации через крупный гравий (CGF). Эта комбинация позволяет обрабатывать воду со значительными уровнями загрязнения, и это надежный и надежный метод очистки, которым могут пользоваться операторы с низким уровнем формального образования.Это намного лучше, чем химическая очистка воды, для условий сельских и малых и средних муниципальных образований.

Медленная фильтрация через песок :
Очистка воды в SSF является результатом сочетания физико-химических и биологических механизмов, которые взаимодействуют сложным образом. Растворимые вещества в песчаной подушке потребляются бактериями и другими микроорганизмами. Основными физическими механизмами, способствующими удалению частиц, являются поверхностное натяжение, перехват, перенос, а также механизм прикрепления и отрыва.Блок SSF в основном состоит из конструкции, содержащей системы контроля потока и дренажа, слой надосадочной воды и фильтрующий слой. Для непрерывного питания должно быть не менее двух параллельно работающих агрегатов. Для поддержания надлежащей скорости фильтрации через выходное и входное отверстия фильтрующего слоя можно использовать регулируемый поток. В регулируемом потоке на выходе выпускной клапан постепенно открывается, чтобы компенсировать увеличение потери напора на фильтрующем материале. Уровень надосадочной воды всегда поддерживается близким к максимальному.В фильтрах с регулируемым впуском увеличение потери напора компенсируется увеличением высоты надосадочной воды. Слой надосадочной воды обеспечивает статический напор, необходимый для прохождения воды через песчаный слой. Адекватный выбор песка включает сортировку по размерам, характеризующуюся эффективным размером размера (d ₁₀ ) и коэффициентом однородности (u _c = d ₆₀ / d ₁₀ ). Песок, загружаемый в SSF, должен быть чистым и не содержать глины, земли и органических материалов.Присутствие пыли, по-видимому, приводит к высоким начальным потерям напора и ограничивает существенное развитие активной и эффективной микробной популяции в фильтрующем слое. Установки
SSF должны работать непрерывно, так как это способствует повышению качества сточных вод и уменьшению требуемой площади фильтрации. После нескольких недель или месяцев работы блок SSF постепенно забивается. Соскоблив верхний слой фильтрующего слоя, гидравлическая проводимость будет восстановлена ​​после вторичного периода созревания (обычно 0-10 дней).Соскобленный песок следует мыть и хранить. После нескольких прогонов фильтра эта работа приводит к постепенному уменьшению единицы глубины песчаного пласта до минимального значения (0,3 — 0,5 м). Тогда возникнет необходимость в повторной шлифовке.
Существуют большие различия в применении технологии SSF в зависимости от стандартов качества воды, качества сырой воды, типа и уровня предварительной очистки и местных условий. Даже если может быть достигнута высокая эффективность удаления, одна только SSF не всегда может производить воду высокого стандарта.Ограничения могут быть связаны с наличием следующих загрязняющих веществ и параметров:

• Взвешенные твердые частицы или мутность: взвешенные твердые частицы могут привести к значительному увеличению потерь напора и неблагоприятным условиям для биомассы, активной в фильтрующем слое.

• Железо и марганец: высокие концентрации железа (> 1 мг / л) могут значительно способствовать засорению блока SSF.

• Водоросли: массовый рост водорослей может вызвать быстрое снижение проницаемости фильтрующего слоя.

• Органический краситель и органический углерод: TOC и ХПК обычно нелегко удалить с помощью SSF.

• True color: истинный цвет удаляется SSF только в диапазоне 25-30%.

• Сильное микробиологическое заражение.

• Низкая температура: низкая температура увеличивает вязкость воды и снижает биологическую активность в песчаном слое.

• Питательные вещества: микроорганизмы, активные в песчаном дне, нуждаются в питательных веществах (углерод, азот, фосфор и сера) для своего метаболизма и роста.Полное отсутствие питательных веществ в поступающей воде может снизить эффективность SSF.

• Растворенный кислород: при низком уровне растворенного кислорода на коже фильтра могут развиться анаэробные условия. Это может вызвать серьезные проблемы с качеством воды, например неприятный запах и привкус.

Поверхностные воды с относительно умеренным или высоким уровнем загрязнения не могли быть обработаны непосредственно установками SSF.

В течение последних нескольких десятилетий были разработаны альтернативы предварительной обработки для расширения применения SSF на более бедные источники воды без необходимости использования квалифицированного персонала, сложного механического оборудования или химических материалов, т.е.е. седиментация, длительное хранение в бассейнах или грубая фильтрация (CMF).

Фильтрация грубой среды :
В фильтрах грубой очистки пористая среда, такая как гравий и песок, используется в качестве предварительной обработки. В динамических гравийных фильтрах вода поступает в установку и проходит через мелкий гравий в дренажную систему. При умеренном уровне SS в исходной воде этот мелкий гравий в конечном итоге забивается. Если происходят быстрые изменения, засорение может происходить намного быстрее. В конце концов, гравийный слой будет заблокирован, и весь объем воды будет просто стекать по забитой поверхности в отходы, защищая последующие этапы обработки, которые труднее поддерживать.В зависимости от направления потока в слое гравия вторым этапом обработки являются системы с восходящим, нисходящим или горизонтальным потоком. Потеря напора в CMF невелика, обычно несколько сантиметров, с максимальным значением около 0,30 м. Поскольку блоки CMF в небольших системах водоснабжения работают с низкими значениями расхода и низкого давления, некоторые упрощенные клапаны, затворы и водосливы можно использовать вместе с более коммерческими гидравлическими устройствами. Основными критериями для проектирования CMF являются эффективность удаления и потери напора, связанные с удержанием частиц в фильтрующем слое.Фильтрующий материал должен иметь большую площадь поверхности, чтобы улучшить удаление частиц, и высокую пористость, чтобы обеспечить накопление отделенных твердых частиц. Испытания показали, что ни шероховатость, ни форма фильтрующего материала не оказали большого влияния на эффективность фильтра. Обычно используется гравий, но также можно использовать битый кирпич, пальмовое волокно и пластик.
Работа на установках CMF требовала частого (по крайней мере, ежедневного) контроля притока и стока, а также качества фильтрованной и сырой воды.Техническое обслуживание связано в основном с процессом очистки. Чтобы облегчить это, необходимо построить как минимум два блока параллельно. Рекомендуется частая очистка CMF, чтобы ограничить развитие потери напора и избежать проблем в работе.

В целом результаты работы MSF очень удовлетворительны. Тем не менее, производительность может отличаться в разных регионах мира. Многое зависит от характеристик сырой воды (мутность, SS, гранулометрический состав, температура, истинный цвет) и частично от сезонных климатических колебаний.MSF может адаптироваться к типу сырой воды и концентрации загрязнения. Технология MSF обладает огромным потенциалом для снижения физико-химического и бактериологического риска, связанного с поверхностными источниками воды.

Экономическая эффективность систем MSF увеличивается с увеличением размера системы. Стоимость эксплуатации и обслуживания в основном определяется затратами на рабочую силу. Капитальные и текущие расходы увеличиваются с увеличением уровня загрязнения их сырой воды.

7.5 Быстрая фильтрация

Песок также является средой, обычно используемой для быстрой фильтрации, но используется гораздо более крупный песок, чем в SSF, с эффективным размером зерна в диапазоне 0,4–1,2 мм. Скорость фильтрации намного выше, обычно от 5 до 15 м ³ / м ² * ч. Этот крупнозернистый песок позволяет примесям проникать глубоко в фильтрующий слой, давая ему высокую способность удерживать отложенные примеси. Очистка быстрых фильтров осуществляется путем обратной промывки: большой поток чистой воды направляется обратно через фильтрующий слой.Эта вода для обратной промывки уносит отложившийся материал, который забивал фильтр. Очистка быстрых фильтров выполняется быстро и может выполняться по мере необходимости, даже ежедневно. Лимит налагается только на количество использованной чистой воды.

Быстрая фильтрация как множество применений: ее можно использовать для удаления железа и марганца, как правило, в сочетании с аэрацией, в качестве предварительной обработки для снижения нагрузки на следующие SSF или для очистки воды, очищенной путем коагуляции, флокуляция и седиментация.Быстрые фильтры могут работать под действием силы тяжести или под давлением, вода может течь вверх или вниз, и их можно размещать последовательно или параллельно.

Операция : во время фильтрации вода поступает в фильтр через впускной клапан, движется вниз к фильтрующему слою, протекает через него, проходит нижнюю дренажную систему, расположенную на дне, и вытекает через другой клапан. Из-за постепенного закупоривания пор сопротивление фильтрующего слоя потоку воды, направляемому вниз, будет постепенно увеличиваться.Это снизит скорость фильтрации, если она не будет компенсирована повышением уровня сырой воды над фильтрующим слоем. Устройство управления скоростью фильтрации позволит фильтрам работать с постоянным уровнем сырой воды, обеспечивая регулируемое сопротивление потоку воды. Они открываются постепенно и автоматически, чтобы компенсировать увеличение сопротивления слоя фильтра и поддерживать постоянные рабочие условия. Когда регулятор скорости фильтрации полностью открыт, засорение фильтра не может быть дополнительно компенсировано, и скорость фильтрации будет падать.Фильтр выводится из эксплуатации для обратной промывки. Другой вариант — работа с постоянным уровнем воды. В этом случае скорость фильтрации можно регулировать скоростью подачи сырой воды, которую можно легко регулировать для удовлетворения потребности в фильтрованной воде.
Другие опции, широко используемые в Европе и Северной Америке, — это переменный уровень воды с постоянным или понижающимся контролем. Последняя является наиболее простой системой и рекомендуется для небольших водоочистных сооружений в развивающихся странах. В этом виде RF все фильтры имеют открытое соединение как с трубопроводами неочищенной, так и с фильтрованной водой.Следовательно, у них примерно одинаковый уровень сырой воды и уровень фильтрованной воды, так что они работают под одним напором. Скорость фильтрации, напротив, будет другой: более высокая у фильтров, только что очищенных обратной промывкой, и самая низкая для самых продолжительных проходов в текущем цикле наполнения. Подача воды должна быть достаточно высокой, чтобы удовлетворить потребность в фильтрованной воде. Во время фильтрации слой фильтра постепенно забивается, и уровень сырой воды во всех фильтрах будет повышаться. Блок фильтра, который проработал дольше всего, сначала достигнет максимально допустимого уровня воды, поэтому он будет остановлен и промыт.После очистки этот фильтр будет иметь наименьшее сопротивление, поэтому значительная часть воды будет проходить через него, уменьшая нагрузку на другие фильтры. Когда во втором фильтре будет достигнут максимальный уровень сырой воды, он будет промыт обратной промывкой и так далее.

Для проектирования RF необходимо выбрать следующие параметры: размер зерна фильтрующего материала, толщина фильтрующего слоя, глубина надосадочной воды и скорость фильтрации. Эти проектные факторы должны основываться на опыте, полученном на существующих станциях, или на результатах, полученных на пилотных станциях.Резервуар фильтра обычно изготавливается из железобетона, прямоугольного сечения и с вертикальными стенками. Для защиты арматурных стержней от коррозии необходимо предусмотреть достаточное бетонное покрытие. В прошлом было разработано множество дренажных систем, но они либо слишком дороги, либо не могут обеспечить и равномерное распределение воды по всей меньшей площади фильтрующего слоя. Значительное внимание следует уделить составу песка.

Из-за сложной конструкции и необходимости квалифицированной эксплуатации фильтры RF не очень подходят для применения в деревенских водоочистных сооружениях, особенно если они используются в качестве финальных фильтров при очистке мутной речной воды, где требуется бактериологическая безопасность. затем следует обеспечить хлорирование со всеми связанными с этим трудностями.Самая большая трудность, с которой сталкиваются при быстрой фильтрации в сельском масштабе, — это процесс обратной промывки: использовать насос для промывочной воды неэкономично. Единственное эффективное и удобное применение RF — это грубая фильтрация, которая используется, когда мутность притока к медленным песчаным фильтрам превышает 25 мг / л. Такая предварительная обработка защищает песочные фильтры от быстрого засорения.

7.6 Технологии опреснения

Из-за нехватки воды конкуренция за воду между муниципальными пользователями и ирригационными системами может резко возрасти.Некоторые эксперты предсказывают, что в этом столетии опресненная вода станет важным источником воды, поскольку 70% населения живут в пределах 50 миль от моря. Опреснение может обеспечить устойчивое водоснабжение многих муниципалитетов и предприятий. Это может быть предпочтительная технология для развития промышленности в регионах с дефицитом воды в Азии, Африке и Южной Америке.

Вода обычно делится на три категории в зависимости от общего содержания растворенных твердых веществ (TDS). Пресная вода обычно покрывает воду с TDS до 1.000 мг / л, солоноватая вода от 1.000 до 10.000 мг / л и морская вода выше 35000 мг / л. «Сложная» солоноватая вода имеет концентрацию TDS выше 10.000 мг / л.

Технологии опреснения можно в основном разделить на два типа: технология термического опреснения и технология мембранного опреснения. Термическая технология включает:

• Многоступенчатая мгновенная дистилляция (MSF): вода нагревается до 110 градусов Цельсия и затем проходит через камеры (ступени) пониженного давления.В результате вода испаряется, образуя пар, который конденсируется за счет теплообмена с питательной водой. Таким образом восстанавливается испарение (конденсация). На практике из одной тонны пара производится около 9 тонн дистиллята. Масштабирование может быть проблемой, но не так актуально, как для многоступенчатой ​​дистилляции.

• Многоступенчатая дистилляция (MED): дистилляция происходит в серии камер (или эффектов), работающих при все более низком давлении, что обеспечивает более низкую температуру кипения морской воды при каждом последующем воздействии.Теплообменные трубки в первом эффекте нагреваются паром от котла или турбины. Холодная морская вода либо распыляется, либо распределяется по поверхности трубы испарителя тонкой пленкой, что способствует быстрому кипению и испарению. Пар, поступающий в трубки, конденсируется (внутри трубок) в чистую воду. Пленка морской воды, образовавшаяся снаружи трубок, закипает, поскольку она поглощает тепло от пара внутри трубок. Пар из морской воды вводится в трубы теплообменника для следующего эффекта.В этом процессе обычно бывает 8-16 эффектов. Образование накипи — основная проблема, которую нужно избегать. В процессе MED можно получить до 15 тонн дистиллята на тонну пара.

• Сжатие пара (VC): морская вода, предварительно нагретая в теплообменнике исходящими потоками концентрата и пресной воды, распыляется на трубы теплообменника. Он закипает и частично испаряется. Пар поступает в компрессор, где он сжимается, повышая его температуру насыщения.Пар конденсируется внутри теплообменных трубок и выделяет тепло конденсации для испарения предварительно нагретой и переработанной морской воды снаружи. Мощность парокомпрессионных установок зависит от размера компрессоров. Блоки обычно используются для небольших приложений в удаленных местах.

Мембранная технология включает:

• Электродиализ (ED): электроды, подключенные к внешнему источнику постоянного тока, помещаются в емкость с соленой водой, так что электрический ток переносится через раствор ионами.Они имеют тенденцию мигрировать к электроду с противоположным зарядом. Чтобы преодолеть обратную диффузию ионов в объем, между электродами помещают полупроницаемые мембраны. Чтобы предотвратить образование накипи, электрический ток меняется на противоположный, и пресная вода и рассол обмениваются внутри мембранного пакета несколько раз в час, так что загрязняющие и накипные составляющие вымываются.

• Обратный осмос (RO): RO представляет сегодня быстрорастущий сегмент рынка опреснения.Под любой системой обратного осмоса является полупроницаемая мембрана, которая позволяет очищаемой жидкости проходить через нее, отклоняя высокий процент нежелательных компонентов. В системах обратного осмоса разность динамического давления должна быть больше осмотического давления, чтобы направить поток в обратном направлении и направить воду со стороны морской воды через мембрану на сторону чистой воды. Расход пермеата пропорционален этой разнице. Предварительная обработка питательной воды необходима для предотвращения загрязнения и / или образования накипи, что приводит к снижению проницаемости и необходимому более высокому давлению.Обычно предварительная обработка состоит из фильтрации для удаления SS и дозирования кислоты или кислоты / антискаланта для предотвращения осаждения, но это зависит от местоположения. Мембраны для обессоливания обратного осмоса изготавливаются из различных полимерных материалов и могут иметь две возможные конфигурации: полое волокно или спиральная намотка. Для повышения давления питательной воды используется насос: давление подачи обычно в 2-3 раза превышает осмотическое давление. Важным параметром при проектировании системы обратного осмоса является скорость извлечения, определяемая как отношение потока пермеата к потоку исходного материала.

Во всех типах технологий обессоливания соленая вода разделяется на два потока: поток пресной воды с низкой концентрацией соли и поток рассола или концентрата с высокой концентрацией соли. Как дистилляция, так и мембранные процессы широко используются для опреснения морской воды, а RO также применяется для солоноватой воды и воды с низкой соленостью. Electrodialisys (EC) подходит только для пресной или солоноватой воды. Энергозатраты на RO и ED для солоноватой воды и воды с низкой соленостью намного ниже, чем в процессах дистилляции.Около 50% недавно установленных мощностей по опреснению морской воды основано на технологии обратного осмоса. Значительный рост этой технологии обусловлен более низким потреблением энергии, более низкими удельными инвестиционными затратами, более коротким временем строительства завода и легким увеличением производительности мембранных систем по сравнению с системами дистилляции.

Установкам для термического опреснения требуется большое количество тепловой энергии в виде пара и электроэнергии (2-4 кВтч / м ³ ). Обычно они присоединяются к электростанциям, где имеется пар для выработки тепловой энергии.Общее потребление энергии системами опреснения выше по сравнению с системами обратного осмоса. Системы обратного осмоса требуют только электроэнергии (3-6,5 кВтч / м ³ ). Значительные улучшения в регенерации энергии и мембранах обратного осмоса недавно снизили эту энергию примерно до 2,5–3 кВтч / м ³ .

Двойные опреснительные установки (термическая дистилляция + электростанция) неудобны в сельской местности и малых городах из-за высоких капитальных затрат по сравнению с объемами производства. Технологии мембранного опреснения не распространены в системах водоснабжения небольших населенных пунктов из-за требуемых механических частей и чувствительных мембран.Эти технологии могут быть рассмотрены в ситуациях, когда невозможно найти достаточное количество пресной воды, и вода должна доставляться грузовиками издалека. В таких ситуациях опресненная вода может быть дешевле. Прежде чем принять решение о выборе технологии опреснения, все другие варианты источников воды должны быть рассмотрены на предмет долгосрочной осуществимости и устойчивости.

7.7 Дезинфекция

Дезинфекция — это уничтожение или полная инактивация вредных микроорганизмов, присутствующих в воде.Считается последним этапом водоподготовки. В небольших сообществах он может применяться на уровне домохозяйств, если население рассредоточено, или на центральном уровне в сообществах с высокой плотностью населения. Дезинфекция может быть физической или химической.

Физическая дезинфекция:
На уровне семьи наиболее часто используются два метода физической дезинфекции:

• Кипячение: это очень эффективно, поскольку уничтожает патогенные микроорганизмы. Проблемы возникают из-за вкуса воды, часто плохого, и из-за того, что вода долго остывает.

• Солнечная дезинфекция: солнечная дезинфекция использует пастеризацию, которая работает в зависимости от времени / температуры для уничтожения водяных микробов или патогенных организмов. Солнечная дезинфекция зависит от многих параметров, таких как широта, высота, время суток и т. Д., Поэтому она так и не стала популярной.

Самый практичный физический метод, который можно использовать на центральном уровне, — это ультрафиолетовое облучение. Ртутные лампы низкого давления используются для получения УФ-излучения с длиной волны 254 нм, которое разрушает ДНК микроорганизмов и вирусов, убивая их за короткое время.Эффективная интенсивность излучения зависит от состояния воды: такие параметры, как мутность, содержание органических веществ, железа и марганца, сильно влияют на дезинфекцию, поскольку эти элементы поглощают УФ-излучение. Эти УФ-системы очень просты в использовании и обслуживании, тем не менее, они не используются в развивающихся странах. Это может измениться в ближайшие годы.

Химические дезинфицирующие средства
Химические средства используются для уничтожения микроорганизмов. Химическое вещество, используемое в развивающихся странах, должно быть простым в обращении, транспортировке и хранении, уничтожать микробы и патогенные микроорганизмы, быстро растворяться в воде, обеспечивать остаточный эффект и легко обнаруживаться и измеряться.Очевидно, они не должны быть токсичными и не должны придавать воде неприятный вкус, цвет или запах. Наиболее распространенными дезинфицирующими средствами, используемыми при очистке воды, являются:

• Озон: он становится очень распространенным в промышленно развитых странах, имея то преимущество, что не придает воде неприятный вкус или цвет. Озон не подходит для развивающихся стран из-за его высоких затрат на установку и эксплуатацию, необходимости надлежащего обслуживания и эксплуатации, а также потребности в непрерывном источнике питания.

• Йод: он широко используется для индивидуального водоснабжения и для небольших объемов воды, но он не получил широкого распространения при очистке воды на более комплексной стадии (общины или муниципалитеты). Основная причина заключается в том, что считается, что он вреден для людей, чувствительных к йоду, если используется в течение длительного времени, он намного дороже хлора (до трех раз) и очень летуч в водных растворах.

• Бром: он более эффективен, чем хлор и йод, во всем диапазоне pH, но он не получил широкого распространения в качестве дезинфицирующего средства для питьевой воды.Это связано с тем, что им нелегко манипулировать, он не встречается. Поскольку имеется небольшой опыт в отношении его применения, его использование для небольших систем водоснабжения не рекомендуется.

• Перманганат калия: он очень эффективен, но оставляет пятна в контейнере, поэтому не рекомендуется для коммунальных систем водоснабжения.

• Серебро: оно обладает бактерицидными свойствами и не опасно для человека в небольших количествах (20-75 мкг / литр).Его дозируют непосредственно из растворов или прямым электролизом. Недостатки в том, что это не так быстро, это не очень хороший вирулицид, и он очень дорогой, даже в десять раз дороже дешевых дезинфицирующих средств. Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о дезинфекции медью и серебром.

• Хлор: обеззараживание воды хлорированием было, пожалуй, самым важным технологическим достижением в истории очистки воды. Его внедрение вместе с фильтрацией в развивающихся странах значительно увеличило продолжительность жизни.Характеристики, которые делают его очень ценным, — это его бактерицидная активность широкого спектра и хорошая стойкость в системах водоснабжения, простота оборудования, необходимого для его дозирования, а также его экономическая эффективность и доступность даже в удаленных местах. Вещества из семейства хлора, наиболее часто используемые для дезинфекции воды, — это хлорированная известь, гипохлориты с высокой концентрацией и гипохлорит натрия. Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о хлоре как дезинфицирующем средстве. Количество хлора, добавляемого в воду, называется дозой и обычно измеряется в мг / л.Остаточный хлор — это количество хлора, оставшееся после времени контакта, обычно составляющего 30 минут. ВОЗ рекомендует для надлежащей дезинфекции концентрацию остаточного хлора от 0,5 до 5 частей на миллион. Важно, чтобы этот верхний предел не превышался.

Системы дезинфекции : небольшие коммунальные системы водоснабжения должны быть спроектированы так, чтобы их можно было легко эксплуатировать и управлять ими местным населением. Домохозяйства могут собирать дезинфицирующее средство в жидкой форме из центрального пункта распределения и использовать его для дезинфекции своих контейнеров.Химикат может быть доставлен извне или произведен на месте с помощью генератора. Важно чистить и дезинфицировать всегда новые резервуары и трубы, прежде чем они будут введены в эксплуатацию. Новые колодцы и небольшие водоемы, используемые для водоснабжения, также следует дезинфицировать, чтобы избежать заражения бактериями. Часто бывает непросто подавать дезинфицирующее средство с постоянной скоростью. Если водоемы открытые, лучше провести дезинфекцию на бытовом уровне.

8. Передача воды

Передача воды означает транспортировку воды от источника до очистных сооружений и в зону распределения.Это может быть реализовано с помощью безнапорных трубопроводов, трубопроводов под давлением или их комбинации. Для небольших коммунальных систем водоснабжения наиболее распространены напорные трубопроводы, поскольку они не сильно ограничены топографией местности, которую предстоит пересечь. Безнапорные водоводы (каналы, акведуки и туннели) предпочтительны в холмистой местности или в районах, где требуемый уклон водовода более или менее совпадает с уклоном местности. Маршруты всегда нужно уточнять у членов сообщества.

Для проектирования системы передачи воды важно знать потребность в воде в день максимального потребления и количество часов, в течение которых передача может работать каждый день.Давление актуально только для напорных трубопроводов. Подключение потребителей к магистральным трубопроводам должно быть ограничено, чтобы давление можно было поддерживать близким к минимуму. Требуется несколько метров водяного столба, чтобы предотвратить проникновение загрязнений через неисправные соединения или детали. Большие расстояния или особая топография могут вызвать высокое давление. Чтобы ограничить максимальное давление, можно разделить маршруты на две секции с помощью бака тормозного давления. Строительство расширительных баков, воздушных судов или водонапорных башен, а также выбор надлежащего материала могут предотвратить развитие критических давлений, таких как гидравлические удары.Скорость в линиях передачи воды должна быть от минимальной для предотвращения застоя воды до максимальной для контроля потерь напора и уменьшения воздействия гидроудара. Напорная магистраль передачи обычно имеет расход от 1 до 2 м / с.

Если воду необходимо транспортировать на большие расстояния и / или на большую высоту, требуется передача с помощью насоса. Напор насоса представляет собой сумму статического напора плюс потери напора на трение для расчетной скорости потока. Потери напора для определенного расхода можно рассчитать для труб различного диаметра.Выбранный диаметр должен представлять собой выбор с наименьшими затратами с учетом капитальных вложений, затрат на техническое обслуживание и затрат энергии на перекачку. В небольших коммунальных системах водоснабжения часто требуется значительный напор. Чаще всего выбираются насосы центробежного (радиального потока) типа для мокрых ям или сухих ям. В мокром яме насосы погружены в воду, в сухом яме насос находится в сухом помещении, отделенном стеной.

Выбор материала сильно влияет на инвестиционные затраты.Ковкий чугун и сталь — самые прочные материалы для труб и лучший выбор, когда ожидается высокое давление. В любом случае рекомендуется поддерживать максимальное давление в трубах низким, поскольку стоимость клапана и фитингов значительно возрастает для труб более высокого класса давления. По сравнению с металлическими трубами цементно-асбестовые трубы легче и удобнее в обращении. Они широко используются в размерах до 300 мм. Асбест не оказывает канцерогенного действия при использовании для подачи питьевой воды, но опасен при вдыхании.По этой причине были введены альтернативные материалы, такие как ПВХ, ПЭ или ДИ. Трубы из ПВХ обладают хорошей устойчивостью к коррозии и легко соединяются, но теряют прочность при длительном воздействии прямых солнечных лучей. Полиэтилен высокой плотности очень подходит для труб малого диаметра, поскольку он может поставляться в бухтах, что сокращает количество необходимых соединений. Полиэтилен не портится под прямыми солнечными лучами. Для трубопроводов диаметром до 200 мм предпочтительны ПВХ и ПЭ, если не ожидается высоких рабочих давлений.Если можно поддерживать низкое давление, эти трубы можно использовать также для диаметров до 500-600 мм. Чугун, высокопрочный чугун и сталь используются только для трубопроводов большого диаметра или там, где требуется очень высокое давление.

9. Водораспределение

Водораспределительные системы транспортируют воду от источника или точки водоподготовки к потребителям. Расход сильно варьируется от часов пик, когда много воды используется для мытья или питья, до часов минимального потребления ночью.В небольших коммунальных распределительных системах лучше построить балансировочный резервуар для хранения, потому что подача дизельного топлива или электроэнергии к насосам обычно ненадежна. В небольших населенных пунктах вода обычно подается для бытовых и домашних нужд, включая в некоторых случаях ирригацию. Минимального давления 15 м водяного столба обычно достаточно, чтобы избежать проникновения загрязненной просачивающейся воды.

Возможные схемы водораспределения бывают разветвленными и кольцевыми.Схема этих типов раздачи представлена ​​ниже.

A. Разветвленная система распределения B. Система распределения петлевой сети *

Разветвленные сети преимущественно используются для систем водоснабжения малой мощности, доставляющих воду в основном через стояки. Их недостатки — низкая надежность, опасность загрязнения, возможность накопления осадка. Кроме того, колебания потребности в воде вызывают большие колебания давления в системах. Их преимущества в том, что они просты в конструкции, а направление и расход можно легко определить для всех труб.Напротив, замкнутые распределительные сети являются более сложными, так как заказчик может снабжаться более чем в одном направлении. Их преимущество в том, что они имеют лучшую гидравлику и возможность подачи воды даже в случае отключения электросети при выполнении операций по очистке или ремонту.

Пункты, в которых вода подается пользователям, называются сервисными соединениями. Это могут быть домовые, дворовые, групповые подключения или общественные водонапорные трубы. Подключение к дому — это водопровод с внутренней сантехникой, подключение во дворе аналогично подключению к дому с той разницей, что в нем нет внутреннего трубопровода: кран находится во дворе.Групповые соединения — это внешние отводы, общие для группы домохозяйств. Трубы для общественных стояков являются наиболее распространенным средством подключения к услугам в небольших населенных пунктах. Они выполнены из кирпича, кирпича или бетона и могут иметь платформу на разных уровнях. Каждый кран должен располагаться в удобном месте, чтобы обеспечить снабжение не менее 40-70 человек. Ходьба для наиболее удаленного пользователя должна быть ограничена до 200 м (500 м в малонаселенной сельской местности). Многоступенчатая труба может обеспечить водой до 250-300 человек. Проблемы, возникающие из стоячих труб, включают возможные потери воды и риск образования застойных бассейнов с грязной водой с соответствующей опасностью для здоровья.Один из способов решения этой проблемы — оплата потребленной воды. При проектировании системы распределения воды следует учитывать возможность увеличения потребности в воде.

Суточная потребность в воде меняется в течение года. Максимум рассчитывается путем добавления 10-30% к средней дневной потребности. Гораздо большее изменение происходит в течение одного дня (почасовая вариация) с двумя пиками, одним утром и одним вечером. Пиковый коэффициент, на который умножается средняя почасовая потребность, зависит от размера и характера обслуживаемого сообщества.Как правило, он высокий для небольших деревень и более низкий для малых городов. Чтобы уравновесить почасовые колебания потребности в воде, за которыми система водоподготовки не сможет следить, вода хранится в резервуарах для обслуживания. Для их измерения расчетная почасовая потребность в воде (выраженная в процентах от общей потребности в пиковый день) отображается на графике вместе с постоянной скоростью подачи. Сумма максимальной разницы между двумя линиями в один и тот же час дает требуемый объем хранения в случае, если они работают 24 часа в сутки.Резервуар следует размещать на более высоком уровне, чем зона раздачи, но как можно ближе к нему. Если участок ровный, следует использовать приподнятые резервуары. Надземные резервуары, как правило, меньше по размеру и служат для незначительного уравновешивания колебаний спроса, а больше воды закачивается непосредственно в сеть. Наземные резервуары объемом несколько тысяч кубометров обычно изготавливаются из железобетона. Более мелкие могут быть из массивной бетонной или кирпичной кладки. Водонапорные башни изготавливаются из стали, железобетона или кирпича на бетонных колоннах.Стальные резервуары обычно размещаются на стальном или деревянном опорном каркасе.

Этапы проектирования системы распределения воды обычно следующие:

• Выбор предварительной схемы источника и типа сети;

• Распределение ареала по районам;

• Оценка населения каждого района;

• Расчет потребности в воде для каждого района в узловой точке;

• Расчет необходимого диаметра трубы.

Компьютерные программы, использующие моделирование, улучшили гидравлическое проектирование распределительных сетей, что позволяет выполнять очень точные и быстрые вычисления, часто подходящие для небольших сообществ или сельских распределительных систем, а также для крупных городских сетей.

Количество воды, за которую может быть выставлен счет, всегда будет меньше, чем поставленное количество (неучтенная вода). Количество воды, проходящей через кран, меньше подаваемого из-за наличия утечки. Утечка — серьезная проблема, и ее следует избегать, уменьшая дефекты труб, улучшая качество соединений, избегая коррозии, высокого давления и экстремальных температур.Регулярные проверки техническими специалистами или обслуживающим персоналом также могут помочь решить проблему. Как только утечка обнаружена, например, путем измерения расхода воды за соответствующий период, определение ее точного местоположения может стать сложной проблемой. Наиболее распространенными устройствами, используемыми для этой цели, являются акустические детекторы и детекторы шума утечки. Трубы можно поддерживать в чистоте, промывая их водой и сжатым воздухом или используя цилиндрический тампон, вставленный в трубу и перемещаемый под давлением воды. Дезинфекцию труб можно производить очисткой или химической обработкой.

Большая часть информации и (*) изображения взяты из:

«Small Community Water Supplies», IRC — Международный центр водоснабжения и санитарии, под редакцией Джо Смет и Кристин ван Вейл, 2002 г.

Для получения дополнительной информации :

«Водоснабжение малых общин», IRC — Международный центр водоснабжения и санитарии, под редакцией Джо Смет и Кристин ван Вейл, 2002 г.

http://www.irc.nl/page/1917

3 способа, которыми страны могут улучшить водоснабжение малых городов

Также доступно на: Français

Небольшие города * обычно плохо обслуживаются национальными или региональными предприятиями водоснабжения. Децентрализация получает все большее распространение, но даже если местные органы власти на уровне небольших городов имеют право управлять водоканалами, им часто не хватает капитала и навыков для этого. В ответ некоторые органы местного самоуправления и государственные учреждения концентрируют свои усилия на улучшении работы коммунальных служб или укреплении управления на уровне сообществ.В других случаях они предпочитают привнести в частный сектор знания о том, как более эффективно, по доступной цене или рационально предоставлять чистую воду и услуги санитарии большему количеству людей. Не существует единого решения для решения зачастую очень сложных проблем водоснабжения и санитарии.

Есть много способов, которыми государственный сектор может использовать свои собственные ресурсы через партнерство с частным сектором. Мы обнаружили, что для того, чтобы отечественный частный сектор в полной мере реализовал свой потенциал в подсекторе малых городов, им необходимо способных и уполномоченных государственных учреждений для структурирования рынка и регулирования частных операторов.

Уроки, извлеченные из конкретных примеров стран (Колумбия, Бангладеш, Филиппины, Уганда, Камбоджа, Нигер и Сенегал) в новом глобальном исследовании, опубликованном Программой водоснабжения и санитарии Глобальной практики водных ресурсов, предлагают следующие три основных способа поддержки государственных учреждений в в целях создания благоприятного делового климата для участников рынка в малых городах. Предоставление услуг водоснабжения и канализации (ВСС):

1. Повышение вовлеченности граждан : Вовлечение гражданского общества и других заинтересованных сторон в хорошо спланированный и обеспеченный ресурсами процесс диалога имеет решающее значение для решения проблем и повышения осведомленности о проблемах участия частного сектора.В Бангладеш было обнаружено, что недостаточное внимание к этому вопросу пагубно сказывается на усилиях по улучшению услуг водоснабжения. Напротив, правительство Филиппин создало Центр государственно-частного партнерства (ГЧП), который действует как центр знаний о ГЧП. Центр ГЧП предоставляет различные программы по наращиванию потенциала для органов местного самоуправления с точки зрения понимания концепции ГЧП, того, как структурировать, разрабатывать и готовить проекты ГЧП, а также как осуществлять и контролировать проекты ГЧП.
2. Поощрять развитие рынка : Открытие рынков означает, что национальные правительства делегируют ответственность за предоставление государственных услуг местным органам власти, которые, в свою очередь, ищут поддержки со стороны частного сектора, чтобы дополнить свои собственные навыки.В Сенегале правительство структурировало рынок, создав национальную холдинговую компанию сельских активов ВСиВО или OFOR. OFOR сгруппировало 1500 сельских трубопроводных систем страны в пять зон обслуживания, которые затем были переданы частным операторам. С 2015 года SEOH (частный оператор) обеспечивает безопасной питьевой водой 400 000 человек в районах Notto Diosmone Palmarin и Gorom Lampsar.
3. Мобилизовать внутреннее финансирование : Разработать планы действий, предназначенные для местных финансовых учреждений, чтобы помочь им понять бизнес ВСиВО и предложить финансовые продукты, подходящие для сектора ВСиВО.В Бенине местные коммерческие банки взяли на себя обязательство поддерживать сектор водоснабжения, предоставляя частным операторам в малых городах заемные средства, акционерный капитал и различные финансовые инструменты для строительства новых водопроводных сетей. На Филиппинах наиболее распространенным и предпочтительным типом партнерства являются совместные предприятия, для которых частные операторы предоставляют частные акции и ссуды.