ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИВНЕВЫХ ВОД ДЛЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ НУЖД Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИВНЕВЫХ ВОД ДЛЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ НУЖД

Палаошев М.О.1, Мусеев Т.С.2 ©

1,2Магистрант, кафедра водоснабжение и водоотведение, Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Аннотация

Статья посвящена применению дополнительного источника водоснабжения -дождевой воды. Рассмотрена актуальность и принципиальная схема дождевой системы. Внимание акцентировано на использовании ресурса в бытовых целях частных домов и коттеджей. Исследование включает сравнение годовых экономических показателей в домах с различными способами водоснабжения.

Ключевые слова: дождевая система, экономическое сравнение, альтернативное водоснабжение.

Keywords: rainwater system, economic comparison, an alternative water supply.

Сегодня более умеренное и соразмерное реальным потребностям пользование водными ресурсами означает, во-первых, признание фундаментального значения, которое эти драгоценные ресурсы имеют для жизни вообще. Кроме того, это становится конкретным выражением принципа, согласно которому всякий природный ресурс необходим не только людям, а значит, не должен расходоваться неоправданно и расточительно. Существует реальная возможность существенно сократить расходы как отдельных пользователей, так и общества в целом, практически сразу, как только реальные потребности в питьевой воде будут отделены от нужд в воде более низкого качества или непитьевой.

Известно, что в зависимости от источника вода зачастую содержит нежелательные вещества.

Природные воды бывают следующие:

• атмосферные (дождевая вода);

• поверхностные проточные (большие и малые реки);

• поверхностные бассейновые (озера и моря);

• родниковые (ключи, бьющие из недр);

• пластовые (залегающие на небольшой глубине).

В частности, дождевая вода содержит меньше веществ по сравнению с водами из всех других источников в силу того, что она не соприкасается с почвой, горными породами, не растворяет соли и минералы и подвержена воздействию различных загрязняющих веществ, зачастую присутствующих в породе или почве.

При условии осуществления минимальной корригирующей обработки такую воду вполне можно использовать для удовлетворения большей части потребностей жилого сектора.

Независимо от размеров, система сбора и использования дождевой воды, как правило, имеет следующую схему:

• участок сбора воды;

• система перевода воды с участка сбора в накопитель;

• узел обработки (очистки) воды;

• накопительный резервуар;

• сеть распределения очищенной воды [1].

© Палаошев М.О., Мусеев Т.С., 2017 г.

Рис. 1. Схема подачи и распределения дождевых вод.

1 - подземная накопительная цистерна; 2 - фильтр; 3 - подача дождевой воды; 4 -погружной насос; 5 - выход в слив и сток дождевой воды; 6 - трубопровод подачи подготовленной дождевой воды; 7 - блок управления насосом; 8 - блок регулировки уровня рабочего контура; 9 - подключение к сети питьевого водопровода на случай нехватки дождевой воды в накопительной цистерне; 10-13 - разборные точки дождевой воды.

Участок сбора воды - это площадь, на которую попадают атмосферные осадки.

Она может представлять собой обычную мощеную поверхность, однако, наилучшей в качественном отношении и содержащей меньше загрязняющих веществ считается вода, стекающая с крыши здания.

В этой связи следует подчеркнуть, что материал кровли в немалой мере воздействует на степень загрязненности собираемой воды и ее дальнейшую очистку.

Система транспортировки воды - это водосливный комплекс, посредством которого собранная с крыши вода транспортируется в накопительный резервуар и затем на блок обработки осадка.

Здесь также самое пристальное внимание следует уделить материалам, из которых выполнены сливы. Совершенно непригодными считаются водосливы старого типа, выполненные из свинца либо содержащие свинец в той или иной пропорции.

Легко представить, что вода будет загрязняться всем, что будет накапливаться на крыше. Следовательно, перед тем как слить воду в накопительный резервуар, ее необходимо должным образом очистить.

Очевидно, что степень последующей очистки определяется, главным образом, назначением воды. Если ее применение ограничивается просто дополнением ресурсов непитьевой воды, первая и самая простая очистка осуществляется путем установки в водосливах крупноячеистых фильтрующих сеток, задерживающих твердые наиболее крупные частицы (листва и пр.).

Периодически рекомендуется производить дезинфекцию осветлительного фильтра, чтобы нейтрализовать бактериальные отложения, неизбежно накапливающиеся на фильтровальной подушке.

Накопительный резервуар представляет собой один из наиболее дорогостоящих компонентов системы, и поэтому следует внимательно отнестись к его выбору. Что касается расположения резервуара, его можно устанавливать как на поверхности, так и заглублено.

В первом случае экономятся расходы на земляные работы и существенно облегчается обслуживание резервуара. Зато врытый в грунт резервуар естественным образом охлаждается, что в значительной мере замедляет разрастание водорослей и бактерий, которому, наоборот, способствует нагревание воды под открытым солнцем.

Для этих целей хорошо подходят резервуары из бетона, оцинкованной стали, полиэтилена, стекловолокна и пр., т. е. из материалов, не меняющих свойства с течением времени и совместимых с качеством аккумулируемой воды.

В силу низкой стоимости и простоты установки на современном рынке утвердились полиэтиленовые резервуары-моноблоки, специально разработанные для данного типа применения, с предустановленными узлами крепления и в комплекте с аксессуарами, что значительно упрощает монтажные работы.

Горловина цистерны и ее крышка должны плотно закрывать резервуар и не допускать размножения комаров, проникновения внутрь насекомых, грызунов и иных мелких животных.

Объем цистерны определяется несколькими факторами, например, частотой дождей в регионе, размерами участка сбора воды, потребностями водоснабжения.

Если цистерна находится на достаточной высоте над обслуживаемым сооружением, подача воды может осуществляться естественным путем. Однако, в большинстве случаев это не так, и приходится прибегать к помощи соответствующих насосных агрегатов.

Для правильной эксплуатации системы предлагаются соответствующие пульты управления и контроля, выполненные в виде единого узла и обеспечивающие корректное распределение воды из накопительного резервуара и ее интеграцию с водой из водопровода [3].

Дальнейшие рассуждения будут проводиться на основе следующих расчетов, являющихся показательными в контексте исследования.

Для анализа экономической выгоды в использовании дождевой системы в России выбран район Краснодарского края с наиболее высоким уровнем осадков за год - 800мм.

Безусловно, возможно применение дождевой системы и в северных районах страны, но для этого необходимы мероприятия по отоплению подземной накопительной цистерны и оборудования, расположенного вне здания.

Рассмотрены четыре способа водоснабжения: подача воды через городскую сеть, с помощью скважинного насоса, использование дождевой и скважинной системы, и сочетание ливневых вод с централизованным водоснабжением.

По каждому способу представлены расценки на оборудование, установку, обслуживание, стоимость централизованного водоснабжения для данного района, сумма расходов за год и за последующие 5 лет, а также нормы расходы на питьевые и хозяйственно-бытовые нужды.

Все данные собраны в таблицу 1.

Таблица 1

Экономические затраты на водоснабжение

Стоим. Стоим. Стоим. Обслужив ания, руб. Расход воды на Стоим. Итого за

Способ водоснабжения Оборудо вания, ру6.1 Установ ки (монтаж одного человека, л/сут 1м3 холодн ой Итого за год, руб. последу ющие 5 лет, руб.

а), руб. Питьев ые нужды Хоз-быт нужды+ поливка воды, руб.

Централизован ный - - - 10 300 45 5000 25000

Скважинный 30000 20000 15000 - 50000 15000

Дождевой + скважинный 70000 + 30000 50000 + 20000 20000 + 15000 - 120000 + 50000 20000 + 15000

Дождевой + централизован ный 70000 50000 20000 45 120000 + 200 20000 + 1000

Данные в таблице были собраны с каталогов производителей, для наглядности цифры округлены и усреднены. Также допущена одна поломка в системе за пять лет.

Сделав анализ по экономическим показателям, можно сделать следующие выводы:

Дождевая система вполне способна стать альтернативным водоснабжением для хозяйственных нужд.

Наибольшие затраты приходятся на первый год, так как оборудование и установка очень дорогостоящие. Это обусловлено редкостью использования и, как правило, такую систему готовы смонтировать далеко не все строительные компании.

Может, пожалуй, показаться, что система ливневых вод настолько дорогая, что не окупится и за сотню лет, но это далеко не так. Всем известно про такое явления, как инфляция. Так вот, повышая годовую плату каждый раз на 500 рублей (это 4-5 рублей за 1м3), наблюдаем арифметическую прогрессию, сумма которой за каждые последующие 5 лет заметно растет. То есть за первые 5 лет пользования централизованным водоснабжением с учетом роста тарифов получаем сумму в 30000 рублей, за вторые уже 42500, а за третьи 55000 рублей и т.д. По существу, проведя грубые расчеты, видим, что, относительно городской подачи воды, ливневая система способна окупить себя за 20-25 лет.

К тому же в пригородных домах и коттеджах не всегда существует возможность подключения к централизованному водоснабжению. Но хочется отметить, если все-таки удастся это сделать, то необходимо иметь в виду, что есть вероятность слабого давления и постоянного недостатка воды, частых перебоев водоснабжения и высоких ежемесячных платежей за воду.

Таким образом, для загородного жилья больше подходят последние три варианта.

С экономической точки зрения видно, что организация водоснабжения через скважину более выгодная. Но, не смотря на это, можно выделить ряд преимуществ дождевой системы:

Грунтовые и артезианские воды являются глубоко минерализованными, что пагубно сказывается на работе стиральных, моечных машин и т. д. Дождевая вода, напротив, схожа с дистиллированной и нанесет минимальный вред технике.

К слову, стремление некоторых домовладельцев использовать дождевую воду вызвано, скорее всего, их желанием внести свой вклад в улучшение экологии окружающей среды. Поэтому в некоторых странах Европы местные власти поощряют это начинание.

В то же время, для сооружения подобной системы, например, в Германии необходимо разрешение местных властей. Независимо от того, оснащается система наружным или внутренним сборным баком, срок её окупаемости довольно длительный, в том числе и из-за роста тарифов на воду.

И в заключении, если принять во внимание, что более 50 % средней ежедневной потребности воды - а это 132 л на человека - составляет непитьевая часть, которую можно заменить дождевой водой, обработанной описанным выше способом, можно представить, что технические системы сбора атмосферных осадков, реализованные в индивидуальном порядке или даже для неширокого коллективного пользования, обеспечивают существенную

экономию средств, при этом первоначальные вложения с учетом имеющихся на рынке предложений представляются весьма умеренными.

На самом деле сокращение среднего уровня ежедневного потребления воды до 60 л на человека позволит в значительной мере уменьшить водозабор поверхностных и подземных вод и, следовательно, предотвратить оседание почвы.

Внедрение данной технологии, безусловно, было бы особенно полезно в нашей стране, где объемы поверхностных и подземных незагрязненных вод постоянно сокращаются и все отчетливее экологический дисбаланс, обусловленный таким управлением природными ресурсами, у которого мало общего с принципами защиты окружающей среды.

1 Оборудование для скважины: насос/автоматическая насосная станция, скважинный оголовок, кабель водопогружной, трос нержавеющий.

Оборудование для дождевой системы: погружной насос, накопительная цистерна, фильтр, блок управления.

Литература

1. Некоммерческое Партнерство Инженеров "АВОК" [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.abok.ru

2. Энциклопедия по отоплению, канализации и водоснабжению [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://aqua-rmnt.com

3. Инжиниринговые решения и внедрения энергоэффективных технологий "АКТИВ ХАУС" [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.active-house.ru

4. Онлайн журнал об обустройстве и обслуживании автономной канализации в частном доме «КАНАЛИЗАТОР-ПРО» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://canalizator-pro.ru