Что такое и из чего состоит Водозаборный узел
Водозаборный узел — ключевой элемент системы водоснабжения, — комплексный инженерный объект, включающий в себя несколько связанных инженерных систем и строительных конструкций, обесепечивающих забор исходной воды, ее очистку, хранение и подачу потребителям.
Водозаборный узел может забирать воду из подземных водоносных горизонтов (Водозабор подземных вод) или поверхностных источников (река, озеро, море и т.п.).
В настоящей статье рассматриваются преимущественно Водозаборы подземных вод, хотя многие из обсуждаемых правил применяются к Водозаборам любого типа.
Состав ВЗУ подземных вод, в общем случае, следующий:
- Обустроенные артезианские скважины (не менее 2-х);
- Насосные станци первого подъема (скважинные насосы с обвязкой и автоматикой);
- Cистема водоочистки;
- Накопительные резервуары (хранение запаса воды для пикового потребления и, часто, пожарного запаса);
- Насосная станция второго подъема (раздача воды потребителям);
- Система санации / микробилогического контроля;
- Насосная станция пожаротушения (специальное исполнение насосной станции для подачи воды к гидрантам и пожарным машинам в экстренных условиях);
- Здание ВЗУ и/или оборудованные контейнеры с вентиляцией и отоплением (для размещения оборудования);
- Коммуникации (колодцы с арматурой, и поворотные колодцы канализации, дренажи, пожарные гидранты, электрощитовая и т.п.)
- Отдельная специально оборудованная и обустроенная территория Первого пояса (зоны) санитарной охраны (ограждение, подъездная дорога и разворотная площадка для пожарной техники, озеленение и т.п.)
Задача ВЗУ — обеспечения водой требуемого качества, в необходимом количестве, и необходимых режимах (при пиковых нагрузках) производственного или жилого комплекса.
ВЗУ является одновременно объектом критической инфраструкты и объектом недропользования, что обуславливает специфику нормативного и законодательного регулирования сторительства и экплуатации таких объектов.
Далее мы рассмотрим каждую из этих систем более подробно, а также обсудим основные технические и законодательные моменты, которые необходимо учитывать при строительстве водозаборного узла.
Бурение и обустройство Артезианских Водозаборных скважин
Водозаборные узлы часто используют артезианские скважины в качестве источника воды. При планировании водозабора следует иметь ввиду следующие основные моменты.
- Скважины водозабора должны обеспечивать, как минимум, максимальную суточную потребность Объекта в воде, т.е. обладать необходимым «дебетом»;
- Дебет скважины зависит от ее диаметра и характиристик водоносного горизонта;
- Геологи обладают данными о характеристиках водоносного горизонта и глубине его залегания. Но эти данные приблизительны и не в состоянии учесть индивидуальных особенностей конкретной местности: гарантию определенного дебета конкретной скважины дать не может никто. Поэтому рекомендуется при проектировании брать разумные запасы.
- Бурение 2-х и более сважин рядом в один и тот же водоносный горизонт с целью увеличения дебета бессмысленно: у скважин будет общий дебет, они будут «перетягивать» воду друг у друга.
- При бурении нескольких скважин в один горизонт с целью увеличения дебета геологи рассчитывают необходимое удаление скважин. Эти величны, обычно, измеряются в сотнях метров. Такой вариант бывает приемлем для крупных промышленных предприятий с большой территорией, но редко бывает реалистичен для локальной жилой застройки, где, с учетом зон санитарной охраны (ЗСО), и большой стоимости земли, нет возможности выделить необходимую территорию по такой водозабор.
- Для увеличения дебета можно пробурить 2 скважины рядом на разные водоносные горизонты (при этом стоит иметь ввиду, что качество воды в таких скважинах может сильно отличаться).
- По нормам, каждый водозабор должен иметь не менее 2-х скважин: не с целью увеличения дебета, а с целью резервирования. (ВЗУ — объект критической инфраструктуры, при аварии на одной из скважин он обязан сохранять работоспособность и обеспечивать потребителей водой.) Такие резервные скважины можно бурить рядом, на один водоносный горизонт, т.к. их одновременная работа не предусматривается.
- Стоимость бурения скважины тем больше, чем больше глубина залегания водоносного горизонта, и чем больше диаметр скважины.
- Точная глубина скважины не может быть предсказана, поэтому бурильщики берут деньги за фактически пробуренный метраж до получения воды.
- В редких случаях, скважна может не дать воды вообще (водоносный горизонт не равномерен, в нем есть «пробелы»), или попасть в «линзу» с глинистой породой, сделающей дальнейшее берение невозможным, а очистку воды очень дорогой. В таких форс-мажорных случаях часто выгоднее перебурить скважину в другом месте.
- Стоимость бурения будет также зависить от геологической породы, которую требуется пробурить.
- Лучше искать подрядную организацию, занимающуюся бурением в конкретном регионе: ее геологи хорошо знают местные горизонты и их особенности, а бурильщики знают породы и в каких режимах их лучше «проходить». Это снижает риски для Заказчика.
- Скважины водазабора должны быть опредленным образом обустроены: они должны выходить в помещение водозабора (быть «накрыты» зданием водозабора), или иметь отдельный «домик» построеный над ними, и запирающийся на замок, даже если проектом принято обустройство кессона. Такие нормы приняты по соображениям безопасности.
Насосная станция первого подъема Водозабора
Насосная станция первого подъема — это скважинные насосы с обвязкой (напорный трубопровод, обратный клапан, датчик давления, манометр, гидроаккууммулятор, электрощит, автоматика рабочего включения/выключения и автоматика защитного отключения).
- На Водозаборных узлах станцию первого подъема необходимо оснащать водомерным узлом: поверенным и опломбированным водосчетчиком с сетчатым фильтром и трубной обвязкой. Учет добытого ресурса обязателен с точки зрения недропользования.
- Для больших скважин и, соответственно, производительных и тяжелых насосов над скважиной необходимо предусматривать подъемный механизм. Но даже для нетяжелого наососа грамотно установленный блок сильно облегчит задачу по обсуживанию скважинного насоса.
- Если насос оснащается жесткой напорной трубой, в крыше ВЗУ рекомендуется предусмотреть люк.
- Скважинные насосы производятся многими компаниями, у Заказчика есть выбор. Однако на этом узле не рекомендуется экономить: ремонт или замена скважинного насоса требуют его подъема с глубины нескольких десятков метров — такие работы дороже, чем ремонт наземных насосов, так что следует обеспечивать максимальную надежность и бесперебойность работы данного узла.
- Важно помнить, что напор скважинного насоса рассчитывается не от глубины его опуска, а от динамического (не статического!) уровня воды в скважине.
- Выбор рабочей точки скважинного насоса необходимо производить с учетом потребностей (по расходу и напору) всех режимов работы системы водоочистки (включая, например, режим обратной промывки — кратковременный, но требовательный по расходу, и критически важный для нормальной работы засыпных фильтров).
Система водоочистки в составе Водозаборных сооружений
В большинстве случаев, вода из артезианских скважин не пригодна для использования в питьевых, и даже технических нуждах без предварительной очистки. Скважинные воды часто содержат большое количество растворенных железа, марганца, солей жесткости, иногда серводорода, избыточное количество бора, кремния, фтора.
Поэтому составной частью многих Водозаборных узлов является система водоочистки (водоподготовки).
Обычно, эту систему стремятся расположить после первого подъема и перед накопительными резервуарами по следующим соображениям:
- Загрязненная вода, попавшая в резервуары, увеличит частоту и сложность моек резервуаров.
- В загрязненной воде лучше размножаются микроорганизмы и труднее с ними бороться.
- Дешевле стоит и лучше работает система водоподготовки, нагрузка на которую постоянна, а после второго подъема система может испытывать неравномерность потока и высокие пиковые нагрузки.
Состав системы водоподготовки полностью определяется задачей, которую необходимо решить, т.е. фактическим составом исходной воды и требуемым качеством воды на выходе.
Поскольку состав исходной воды не может быть точно известен до того, как скважина пробурена, следует понимать, что проектные решения в этой части нередко требуют уточнения и корректировки по результатам фактического анализа воды.
(Важно! Заказчику следует помнить, что не стоит отбирать пробу на анализ воды сразу по окончании бурения: сначала надо «прокачать» скважину, т.е. сливать из нее воду в течение нескольких дней, лучше пары недель. Дело в том, что сразу после бурения анализ воды обычно ужасен: потревоженные горные породы отдают в воду много «мусора» возникшего при бурении. Рассчитанная на такой анализ система водоподготовки будет очень дорогой. После прокачки вода становится чище и стабильнее, и можно рассчитать разумно необходимую систему очистки.)
Обычно, система водоочистки содержит в своем составе несколько засыпных фильтров, дозаторов, при неудачном составе воды или высоких технологичесих требованиях — мембранную очистку, как правило, на основе технологии обратного осмоса.
Технология и конструктивное исполнение системы очистки питьевой воды должны отвечать ряду требований, прежде всего санитарных. Производственные объекты могут предъявлять дополнительные требования к качеству воды: как повышенные, так и пониженные — в зависимости от типа производства и процессов, в которых будет использоваться вода.
Всякая отраслевая задача имеет свою специфику, и ВЗУ не исключение: особенности технологических решений и автоматизации, компактность исполнения (для сокращения затрат на строительство), интеграция в выбранный конструктив элементов ВЗУ, экономичная работа с промывными водами собственных нужд и т.д.
На рынке существует множество компаний, владеющих технологиями подготовки, например, питьевой воды, но мы рекомендуем выбирать те из них, которые владеют спецификой ВЗУ, как объекта: это поможет минимизировать проблемы и затраты Заказчика.
Резервуары ВЗУ
Выбор конструктивного исполнения резервуаров Водозабора — одно из ключевых решений, определяющее в значительной степени архитектуру и планировочные решения всего ВЗУ.
Кроме того, проблемная конструкция и низкое качество резервуаров могут создать много проблем при эксплуатации и обслуживании ВЗУ, существенно увеличить их стоимость.
К этому решению Заказчику следует подходить максимально взвешенно и внимательно.
Железобетонные резервуары Водозабора
Традиционно, резервуары для ВЗУ изготавливались из железобетона и заглублялись под землю. Такой тип резервуаров до сих пор актуален для больших водозаборов, где необходимо хранить очень большие объемы воды.
В то же время, это решение имеет целый ряд недостатков.
- При проектировании требуется серьезный конструктивный расчет таких резервуаров с учетом грунтовых нагрузок. При большом заглублении (а это распространенный случай, т.к. увеличивая глубину резервуара можно съэкономить площадь), толщина стенок становится весьма значительной.
- Квалификация строителей такого гидротехнического сорружения должна быть высокой, и технология должна соблюдаться неукоснительно: сооружение слишком серьезное, чтобы можно было «кроить» на песке, марке бетона, толщине и шаге арматуры и т.п. строительным «хитростях». Строить резервуары надо четко про проекту!
- Резервуары должны отливаться монолитом. Попытки «съэкономить» и соорудить их из ЖБИ, обычно, заканчиваются плохо: герметичности достичь не удается.
- Необходимо применять высокие марки бетона и специальные присадки.
- Должен быть качественно выполнен дренаж для отвода грунтовых вод и гидроизоляция.
- Узел ввода коммуникаций требует особого внимания для обеспечения герметичности ввода. Существует несколько решений, включая использование погружных насосов для второго подъема для избежания прохода стенки резервуара на глубине.
- В эксплуатации отдельную проблему представляет контроль биологического обрастания, санация и мойка таких резервуаров: бетон — пористый материал. Внутренняя поверхность резервуара должна быть отлита качественно, быть гладкой, не иметь «каверн» и труднодоступных для мойки и обработки зон.
- Иногда такие резервуары изнутри покрываются специальными составами. Свойства покрытия будут зависеть существенным образом от качества поверхности, ее подготовки и качества нанесения соответствующего покрытия.
- И т.д.
В итоге, качественно выполнить железобетонные резевуары, — задача дорогая и технически сложная, но необходимая в случае если надо хранить тысячи кубометров воды.
Для малых и средних ВЗУ есть более технологичные (и, нередко, более экономичные) альтернативы.
Пластиковые резервуары Водозабора
Пластиковые емкости из полиэтилена, небольших размеров (5-10 м3), заводской готовности, удобны, широко распространены и стали уже привычны. Они подходят для совсем маленьких ВЗУ.
Менее известен факт, что типовым и экономиным решением является изготовление на заводе и сборка по-месту пластиковых цилиндрических вертикальных резервуаров из полипропилена, — объемом до 50 м3. С помощью серии таких резервуаров можно обеспечивать запасы воды в сотни кубических метров, пользуясь всеми преимуществами такого технологичного и гигиеничного пластика, как полипропилен. Для ВЗУ среднего размера этот вариант стоит рассмотрения.
Резервуары из нержавеющей стали
Такие же и большего размера резервуары могут быть изготовлены из нержавеющей стали (этот материал, конечно, дороже, чем пластик). Здесь выбор еще больше: есть резервуары не только вертикального исполнения со сборкой и сваркой по месту, но и горизонтального, на большие объемы.
Нержавеющая сталь прочнее полипропилена и полиэтилена.
Такие решения «любимы» и широко распространены на промышленных предприятих, — особенно пищевого, косметического, фармацевтического профилей.
Металлы хорошо проводят тепло, поэтому для сокращения «запотевания» и образования конденсата на стенках резервуа, Заказчик нередко требует укомплектовать такие резервуары теплоизолирующими кожухами.
Стеклопластиковые резервуары
Для технической воды могут применяться стекло-пластиковые резервуары также различного исполнения и объема.
Для питьевой воды мы не рекомендуем это решение категорически! Даже если производитель рассказывает про «волшебные» свойства своего стекло-пластика, особые покрытия и показывает гигиенический сертификат. Есть вещи, которые, во избежание больших проблем, не следует делать: совсем. Тем более, что есть масса альтернатив.
Стальные резевуары с покрытием
Наконец, резервуары могут быть изготовлены из черной стали, и защищены антикоррозионными покрытиями. С нашей точки зрения, это не очень качественное решение, — из-за очевидных проблем с коррозией, и ее продуктами в воде, деградацией покрытий, — но в некоторых случаях такие решения «имеют право на жизнь» и применяются.
Особенно часто резервуары из черной стали применяются при наземном, климатическом исполнении резервуаров. Такие емкости собираются на открытом воздухе, на специально отлитых под них фундаментах и оснащаются теплоизолирующими кожухами с греющим кабелем. Таким способом может быть организавано хранение очень значительных объемов воды: конструктивные достоинства и стоимостные параметры черной стали нередко компенсируют в таких ситуациях недостатки, связанны с корозией.
В этом случае, конечно, предусматриваются меры по защите от коррозии и ее минимизации, атакже по очистке воды от ее продуктов.
Резевуары в контейнерах (резевуар-контейнеры)
Отдельно стоит упомянуть контейнерное исполнение резервуаров: когда стенки емкостей встраиваются в контейнер, как внутренняя обшивка. Это решение гибкое, технологичное и обладает целым рядом достоинств (в частности, мобильность).
Данное решение сочетает в себе плюсы разных конструкционных материалов: сам контейнер изготовлен из конструкционной стали (соответсвенно, прочен, мобилен). Но черная сталь не котактирует с водой: внутрення стенка резервуара может быть выполнена, например, из полипропилена или тонколистовой нержавейщей стали. Следовательно, проблема коррозии не возникает.
Часто такое исполнение применяется когда и само здание ВЗУ строится в контейнерном исполнении.
Нердко применяются гибридные контейнеры: когда одна часть контейнера является накопительной или технологической емкостью, а в другой монтируется оборудование.
Особенности исполнения резервуаров Водозабора
При использовании резервуаров любого типа, возникает выбор: можно использовать их в подземном или наземном исполнении. Наземное исполнение, в свою очередь, может быть климатическим, для установки резервуара под открытым небом, или резервуары можно расположить в здании.
В общем случае, наша организация является сторонником расположения резервуаров в здании: такое решение имеет ряд преимуществ технического характера, и поэтому широко распространено в промышленности. Однако, в каждом конкретном случае есть смысл рассмотреть и альтернативные решения, оценить достоинства и недостатки применительно к особенностям конкретного Объекта и задачи.
Каким бы ни было исполнение резервуаров, строительные и санитарные нормы требуют, чтобы резевуар был герметичен, мог быть качественно и полностью санирован, и «дышал» (т.е. сообщался с наружным воздухом) через канал оборудованный фильтрами, исключающими проникновение в резервуар животных, насекомых, пыли, дождевой и поверчностной воды и т.п.
Вакуумирование резервуаров должно быть исключено.
В этом плане, резервуары располагаемые внутри здания имеют очевидное преимущество: их дыхательные линии и переливные сифоны хорошо защищены от внешних воздействий уже самим зданием, и дополнительно требуется лишь установка стандартных фильтров дыхания. При этом можно поставить стерилизующие или HEPA-фильтры — и они будут надежно работать.
Наша компания владеет уникальным инженерным решением по сооружению резервуаров для ВЗУ среднего размера, которое не только экономит деньги Заказчика, но и обеспечивает принципиально лучшие санитарные условия эксплуатации резервуаров, а также оптимально для решения противопожарных задач.
Резервуары пожарного запаса воды
Накопительные резервуары ВЗУ могут включать или не включать пожарный запас: в зависимости от наличия или отсутствия альтернативного источника забора воды для пожаротушения.
На крупных и промышленных объектах нередко резервуары пожарного запаса строятся отдельно от основных накопительных резервуаров. Это хорошее решение, если пожарный запас велик (определяется проектыми расчетами, в зависимости от типа объекта, его размера и ряда других факторов), поскольку санитарные требования к пожарным резервуарам отсутствуют, при большом объеме, их выделение становится целесообразно и экономически, и технически.
Противопожарные аспекты при создании Водозаборов подробнее обсуждаются в следующем разделе.
ВЗУ — обеспечение Пожаротушения
Водозаборный узел является частью противопожарных систем объекта, т.к. пожаротушение должно быть обеспечено водой. И отдельные поселки, и территории предприятий обязаны иметь запас воды для пожаротушения!
Единственное исключение — это наличие природного или искусственного водоема на территории объекта: достоточного объема, всегда наполненного, оборудованного подъездами и разворотными площадками для пожарных машин.
Если такого водоема нет, тогда проект водозабора должен предусмотреть наличие пожарного запаса воды. Это может быть сделано 2-мя способами: резервуары запаса воды могут быть увеличены на расчетный объем пожарного запаса, или могут быть предусмотрены отдельные пожарные резервуары.
Первый вариант применяется на небольших объектах, для которых расчетный противопожарный запас воды относительно невелик, и нет технической и экономической целесообразности строительства раздельных резервуаров.
Противопожарный резервуар должен быть оснащен насосной станцией пожаротушения. Эта станция напоминает обычную станцию второго подъема, но выполнена в соответствие со специальными требованиями, имеет отдельное подключение, специальный электрощит, трубную обвязку и т.д. (Например, станция пожаротушения должна быть лишена всех систем защитного отключения: при пожаре неважно, что насосы вышли, например, в кавитацию — важно чтобы они продолжали работать).
В колодце или здании ВЗУ должен быть предусмотрен пожарный гидрант для быстрого и удобного заполнения водой пожарной машины.
ВЗУ должен быть обустроен подъездной дорогой и разворотной площадкой для пожарной машины.
Внезависимости от наличия насосной станции и гидранта, должна быть предусмотрена и обеспечена возможность для пожарной машины произвести наполение водой непосредственно из емкостей, с помощью всасывающих помп самой машины, без напорного трубопровода. Эта возможность предусматривается на случай полного отключения электричества на объекте во время пожара.
Из изложенного выше видно, что правила пожарной бесопасности оказывают большое влияние практически на все основные проектные решения при создании ВЗУ: планировочные, конструктивные, технологические, раскладку и состав коммуникаций, обустройство территории и т.д.
Насосная станция второго подъема
Насосная станция второго подъема обепечивает подачу воды потребителям, забирая ее из резервуаров ВЗУ.
В большинстве случаев, потребление воды различными потребителями неравномерно, и скорости потоков воды, которые должна обеспечивать насосная станция, лежат в широком диапазоне. По этой причине насосные станции второго подъема исполняют чаще всего в виде мультинасосных станций, в которых несколько насосов установлены параллельно и система автоматики включает то, или иное количество насосов, в зависимости от текущего потребления воды.
Такая конфигурация позволяет подавать воду более равномерно, экономить электроэнергию и моторесурс насосов, а также обеспечить разумное «горячее» резервирование (например, установкой в станцию 1-го дополнительного насоса, по сравнению с расчетным количеством).
Чаще всего в таких насосных станциях применяются вертикальные центробежные насосы.
Отдельного рассмотрения заслуживает применение частотно-регулируемых приводов (так называемых «частотников») на насосных станциях второго подъема.
Задача раздачи воды при переменном расходе — как раз та задача, для решения которой, по большому счету, «частотники» и создавались.
Частотное регулирование экономит электроэнергию, ресурс насоса и двигателя, исключает высокие пусковые токи, минимизурует возможность гидроударов, а также размер и стоимость гидроакуммулятора и т.д.
В отличие от насосов и станций без частотных приводов, частотное регулирование позволяет исключить колебания давления воды в трубопроводе при изменении расхода в широком диапазоне, — поддерживает его практически постоянным, — что бывает важно для потребителей.
Единственный недостаток частотного регулирования — к стоимости станции добавляется стоимость «частотника». Впрочем, в настоящее время, данные приводы применяются настолько массово, что их стоимость в последние годы стала разумной и доступной даже для бытового применения.
Применение частотного регулирования открывает для грамотных специалистов массу возможностей конфигурации насосных станций второго подъема. Для сравнительно небольших систем, применяя частотное регулирование, нередко удается не увеличить, а, наоборот, уменьшить стоимость станции второго подъема, — при этом увеличив и надежность и качество ее работы.
Одним из примеров таких решений является замена мультинасосной станции одним насосом, со встроенным частотным регулированием, датчиком и контроллером. Увеличение стоимости отдельного насосного агрегата компенсируется меньшим их числом, отсутствием шкафа управления и коллекторной обвязки. Такая система и дешевле, и лучше технически. Правда резерв в этом случае будет «холодным», но для многих объектов это не является проблемой.
Отдельное внимание при выборе насоной станции и оценке ее качества следует обратить на трубную обвязку: качество и материал труб, тип и качество и характеристики арматуры (особенно обратных клапанов!), диаметры, конфигурация обвязки. Обвязка станции расположена близко к насоным агрегатам и потому испытавает более интенсивные и специфические нагрузки, по сравнению с остальными частям трубопровода, — следовательно, должна быть выполнена качественно, и с применением правильных комплектующих.
При монтаже станции присоединение подводящик и отводящих трубопроводов к коллекторам (с какой стороны) должно учитывать, будут ли насосы станции работать одновременно, или последовательно. При одновременной работе подключать надо строго по-диагонали. Если в станции всего 2 насоса, и один из них горячего резерва (т.е. не не будет работать одновременно с первым), то конфигурация подключения может быть любой.
Диаметры подводящих и отводящих трубопроводов нельзя принимать по диаметру патрубков насосов и коллектора станции: такой «подбор» может привести, например, к кавитации и быстрому разрушению рабочих колес насосов.
Диаметр конкретного трубопровода зависит, как от его длинны, так и от его конфигурации (количества поворотов, разветвлений, типа и расположения запорной и регулирующей арматуры и т.п.), и определяется при помощи гидравлического расчета.
Вывод: Выбор насосной станции второго подъема, на первый взгляд, простая задача. Но даже для ее решения лучше заручиться помощью специалистов — они проанализируют целый спектр вариантов исполнения станции, и помогут выбрать решение оптимальное, как по цене, так и по техническому исполнению, — для конкретной задачи Заказчика, учитывающее особенности его Объекта.
Специалисты также выполнят гидравлический расчет подводящих и отводящих трубопроводов, для конкретного Объекта, чтобы Заказчик правильно заказал трубопроводную и запорную арматуру для монтажа.
Санитарные требования к системам ВЗУ
Санитарные требования в отношение Водозаборных узлов имеют 2 основных аспекта
1. Питьевое водоснабжение
Если Водозаборный узел обеспечивает питьевое водоснабжение предприятия или жилой затройки, необходимо соблюдать следующие требования:
- Все части системы, контактирующие с питьевой водой должны быть выполнены из материалов пищевого качества и иметь соответствующий сертификат (санитарно-гигиеническое заключение) СанПиН.
- Качество воды после системы водоочистки должно соответствовать СанПиН 1.2.3685-21, СанПиН 2.1.3684-21 (Обратите внимание! Это новые нормативные документы, вступившие в действие в 2022 году, и заменившие собой массу старых СанПиН-ов!)
- В обязательном порядке должна проводиться дезинфекционная обработка воды. Также есть санитарное требование по поддержанию в питьевой воде определенного уровня остаточного свободного хлора — для обеспечения микробиологической чистоты емксотей и трубопроводов питьевого водоснабжения. Для небольших систем этим, иногда, пренебрегают, заменяя хлорирование на обработку УФ-излучением перед подачей воды в трубопровод, с обязательным периодическим регламентным санированием трубопроводов и емкостей на регулярной основе!
2. Зоны Санитраной Охраны (СЗО) скважин
Вне зависимости от назначения конкретного ВЗУ, нельзя допускать загрязнения подземных водоносных горизонтов и добытой воды — с этим связаны законодательные требования по организации и обустройству Зон Санитарной Охраны (ЗСО) вокруг любого Водозабора. Подробнее ЗСО обсуждаются в следующем разделе.
Зоны Санитарной Охраны (ЗСО) Водозаборов. СанПиН 2.1.4.1110-02
Организация Зон Санитарной Охраны (ЗСО) вокруг Водозабора обусловлена необходимостью защитить источник водоснабжения от загрязнения посторонними (потенциально опасными) примесями.
(Не путать ЗСО с СЗЗ — санитарно-защитными зонами, — этот похожий по звучанию термин относится к противоположной ситуации — терииториям выделямым вокруг потенциальных источников загрязнения — промышленных предпрятий, очистных сооружений, складов ГСМ и т.п. Соответственно и применимая нормативная база совершенно иная.)
Задача ЗСО — обеспечить защиту от загрязнения, как непосредственно воды, подаваемой потребителям, так и источника водоснабжения: подземного водоносного горизонта или водоема.
В отношениии водоемов, санитарная охрана распространяется на все его побережье, а не только на окрестности ВЗУ.
Санитарно-защитная полоса выделяется также и вдоль магистральных трубопроводов, например, питьевой воды.
Выделяют 3 зоны (пояса) санитарной охраны. В отношении каждого из них действуют определенные правила: что можно и что нельза располгать на территории данного пояса, и как должна быть обустроена его территория.
Первый пояс санитарной охраны
Требования по этому поясу в значительной степени определяют объем работ по обустройству территории ВЗУ и оказывают влияния на планировочные решения проекта.
- В этом поясе нельза располагать никакие посторонние здания и сооружения (кроме относящихся к ВЗУ), и никакие очистные сооружения (даже относящиеся к ВЗУ).
- Территория первого пояса должна быть огорожена и охраняться, исключая доступ посторонних лиц — это режимная территория.
- Территория должна быть обустроена системами отвода ливневых вод.
- Терриория первого пояса должна быть озеленена и обустроена по определенным правилам (например, посадка выскоких деревьев не разрешена, дорожки должны иметь твердое покрытие и т.д.).
Второй и третий пояса санитарной охраны
Требования по этим поясам, в основном, касаются того, какие объекты могут или не могут быть размещены в данных зонах. По-сути, любой объект, представляющий ту или иную опасность загрязнения, биологического или химического, не может находиться в зоне санитарной охраны.
Выделение зон санитарной охраны — одна из задач проектирования Водозабора.
Законодательство РФ в этом вопросе проявляет разумную гибкость, и позволяет провести обоснованное сокращение ЗСО. Для этого оформляется отдельный раздел проекта (Сокращение ЗСО) и этот раздел обязательно должен пройти экспертизу.
Такая услуга часто востребована Заказчиками, т.к. на многих объектах территория дефицитна, а сокращение первой зоны, кроме того, снижает издержки на обустройство.
Важное замечание
На терриории предприятий и поселков нередко создается одновременно несколько объектов, требующих создания зон санитарной охраны или защиты — взаимно влияющих друг на друга.
Чаще всего это ВЗУ, Очистные сооружения хозяйственно-бытовой канализации, ливневые очистные сооружения.
Разработку проектных решений (как минимум, планировочных) для данных объектов лучше всего проводить совместно, в комплексе, чтобы не возникла ситуация, когда планировоные решения для одной из систем войдут в противоречие с другими.
Планировку всех сооружений, с учетом ЗСО, следует проводить в рамках единой концепции, чтобы выбрать оптимальную и наиболее выгодную и удобную для Заказчика конфигурацию систем, учитывающую все Санитарные нормы для каждой из них в рамках единого планировочного решения.
От Подрядчика такой работы, конечно, требуется знание нормативной базы и технические компетенции по всем инженерным системам, включенным Заказчиком в задачу.
Ключевые конструктивные решения ВЗУ
Существует широкий набор конструктивных решений для строительства различных частей Водозабора.
Правильный выбор исполнения для конкретного ВЗУ может сэкономить Заказчику значительные суммы денег и предотвратить возникновение целого ряда технических проблем и вопросов со стороны надзорных органов при пуске и эксплуатации ВЗУ.
Два фундаментальных выбора конструктивного решения ВЗУ, влияющих на все аспекты его исполнения, включая его стоимость:
- Исполнение резервуаров;
- Исполнение здания ВЗУ.
Варианты исполнения резервуаров обсуждены нами выше в отдельном разделе.
Здесь же мы обсудим варианты исполнения здания.
Каркасное здание в общепромышленном исполнении
Если у заказчика нет архитектурных требований к зданию (нет необходимости вписать комплекс сооружений ВЗУ в архитектурный ансамбль определенного стиля), то стандартным решением является быстровозводимое каркасное здание в общепромышленном исполнении (стальной сборный каркас + навесные сэндвич-панели).
Это стандарное решение имеет ряд достоиств: например, невысокую стоимость здания, и высокую скорость его возведения, гибкость в отношении размеров и конфигурации здания и др.
Контейнерное исполнение
Для малых и средних ВЗУ, в зависимости от решения по исполнению резервуаров, может быть доступна интересная альтернатива — контейнерное исполнение. Все части системы монтируются в стандартных контейнерах, в заводских условиях, и поставляются на объект в практически готовом виде.
Контейнеры устанавливают на легких фундаментах, подключают к внешним коммуникациям.
Такое решение экономит и деньги, и время Заказчика.
Емкостное оборудование также в некоторых случаях также может быть выполнено контейнерным способом.
Здание ВЗУ с индивидуальной архитектурой
Самым сложым, с точки зрения организации исполнения проектных работ, является случай, когда Заказчику необходимо вписать внешний вид здания ВЗУ в архитектурный ансамбль предприятия или жилого комплекса.
В лучшем случае, имеется возможность построить общепромышленное здание, и затем сделать соответствующую наружную отделку. Но если архитектурное решение сделать этого не позволяет, — необходимо сотрудничество инженерной организации, разбирающейся в строительстве ВЗУ и гидротехнических сооружений, архитектурного бюро и строительной организации, проектирующих и возводящих весь комплекс зданий Объекта. Причем сотрудничесво необходимо начинать с этапа проектирования.
Коммуникации Водозаборного узла
При рассмотрении проектных решений следует уделять внимание способам подключения коммуникаций и исполнению вспомогательных сооружениий (колодцев, укрытий), расположенных на территории ВЗУ.
Правильный подход к их сооружению может существенно облегчить (а неправильный существенно затруднить), как эксплуатацию ВЗУ, так и работу по получению разрешений и согласований.
Электропитание ВЗУ
ВЗУ — объект критической инфраструктры. Поэтому требуется подвести электропитание по 2-м незавимым линиям. Если подвести 2 линии невозможно, обязательна установка электрогенератора резервного питания.
Даже если питание подведено по 2-м независимым линиям, установка резервных генераторов, хотя и не обязательна, но рекомендуется.
Генераторы, по соображениям безопасности, обычно устанвливают на улице в отдельностоящей «будке», или пристраивают ее к зданию ВЗУ.
Следует помнить, что хотя генераторы и могут быть установлены в первом санитарном поясе (потому что относятся к технически сооруженим самого водозабора), они являются потенциальным источником загрязнения нефтепродуктами.
Поэтому должны быть предусмотрены все меры для исключени попадания нефтепродуктов в скважину и воду (в частности поддон под генератором от разлива топлива и масла, удаление от оголовка скважины и невозможность течения топлива к оголовку).
По этим же причинам, нельзя обустраивать на территории ВЗУ бак хранения топлива для генератора — топливо не может храниться и во втором поясе санитарной охраны.
Хозяйственно-бытовая канализация
Может быть подведена к ВЗУ, с соблюдением мер предосторожности для избежания микробилогического загрязнения, но Локальные очистные сооружения не могут располагаться в первом и втором поясах санитарной охраны.
Поскольку современные ВЗУ в значительной степени автоматизированы, постоянное присутсиве персонал на них, как правило, не требуется — это позволяет во многих случаях полностью збежать необходимости подведения хозяйственно-бытовой канализации и обустройства санитарных комнат на территории ВЗУ.
Исключением могут быть крупные ВЗУ, на которых, по необходимости или по регламенту предприятия (например, «Водоканала»), может находиться постоянный дежурный персонал.
Ливневая канализация
Территория ВЗУ (первый пояс санитарной охраны) обязана быть оборудована системой сбора и отвода ливневых стоков (для исключения подтопления и попадания поверхностных вод в скважины), но очистные сооружения ливневого стока располагать на его территории нельзя.
Вспомогательные Водозаборные сооружения
Колодцы
Количество, конструкция, назначение и «начинка» колодцев будут определяться многими проектныи решениями: конструктивными, планировочными, технологическими. Какого-то «стандартного набора» колодцев не существует.
Они выполняют вспомогательные функциии, и потому устанавливаются по-необходимости.
Укрытия
Отдельные домики-укрытия в обязательном порядке должны устанавливаться над оголовком скважины, если оголовок не выходит в здание ВЗУ.
Также генераторная выполняется, обычно, в виде отдельно стоящего укрытия или небольшой пристройки к зданию ВЗУ.
На территории ВЗУ (первого пояса ЗСО) категорически запрещено размещение бытовок и любых других конструкций для постоянного или временного проживания людей!
Обустройство территории Первого пояса (зоны) санитарной охраны Водозабора
Территория ВЗУ (первого пояса зоны санитарной охраны) должна быть обустроена в обязательном порядке — это требование законодательства.
Обустройство необходимо проводить по определенным правилам, предписанным СанПиН 2.1.4.1110-02, и учитывать роль ВЗУ, как источника воды для пожаротушения.
Основные правила обустройства следующие
- Территория ВЗУ должна быть огорожена и охраняться, доступ посторонних лиц на нее воспрещен.
- Территория должна быть оборудована ливнестоками и дренажами.
- Территория должна быть озеленена. При этом посадка высокоствольных деревьев запрещена.
- Все дорожки должны иметь твердое покрытие.
- Должна быть построена дорога с твердым покрытием и разворотной площадкой для пожарных машин, обеспечивающая доступ пожарных машин к запасу воды, причем забор должен быть возможен и безнапорным способом.
Следует также помнить про запрет расположения в первом поясе санитарной охраны сооружений, к ВЗУ не относящихся, а также объектов представляющих опасность бактериологического и/или химического загрязнения (такие объекты нельзя располагать и во втором поясе), и объектов проживания людей, — как временного, так и постоянного.
Нормативаня база, Правовое регулирование и Поднадзорность Водозаборов
Даже небольшой ВЗУ — поднадзорный объект для ряда ведомств, связанных с безопасностью и использованием такого рода объектов инфраструктуры.
В предыдущих разделах обсуждались правовые аспекты и законодательное регулирование проектирования и строительства ВЗУ применительно к конкретным частям и системам водозабора.
В настоящем разделе приводится краткое обобщение нормативной базы и органов контроля.
Санитарные нормы 1
Все источники водоснабжения подпадают под регулирование СанПиН 2.1.4.027-95. «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения. Санитарные правила и нормы.» и, соответственно, поднадзорны РосПотребНадзору.
СанПиН содержит определение зон санитарной охраны источников водоснабджения (выделяется 3 зоны или пояса), правила их расчета и выделения, а также указания, относительно режимов работы каждой из зон, что и как можно или нельзя в каждой из этих зон размещать.
Санитарные нормы 2
Действуют в отношении источников питьевого водоснабжения.
По-сути, на такие Водозаборы распространяются все правила касающиеся пищевых продуктов (например, какие материалы и устройства допускаются к контакту с питьевой водой, а какие нет), т.к. питьевая вода употребляется человеком в пищу.
А также подконтрольно и качество воды: СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения».
В отношении питьевой воды и питьевого водоснабжения, в 2022 году вступили в силу новые СанПиН 1.2.3685-21, СанПиН 2.1.3684-21, заменившие, обобщившие и собравшие в единый документ ряд старых нормативных актов. В настоящее время, следует руководствоваться именно ими.
Противопожарные нормы
В большинстве случаев, ВЗУ должен обепечивать запас воды для пожаротушения.
Соответственно, конструкция ВЗУ и его обустройства должны обепечивать соблюдение всех противопожарных правил в этой части. ВЗУ может быть проинспектирован Пожарным надзором.
ВЗУ — объект недропользования
Пресные воды считаются недрами, достоянием нации и принадлежат государству. Так что ВЗУ поднадзорны и Роснедрам.
С точки зрения проектирования и строительства, достаточно руководствоваться СанПиН, не забыв маленького пункта в нем — про обязательный учет ресурса, т.е. забранной воды.
Установка опломбированных и поверенных водосчетчиков на скважинах обязательна!
Экология
Если сброс воды с ВЗУ (например, с систем фильтрации), производится не в канализацию, а на рельеф, то (как и для любого другого объекта генерирующего жидкие стоки), надо согласовывать точку сброса и делать раздел «Экология» в проекте.
Так что ВЗУ може быть проверен и в рамках Государственного экологического надзора.
Строительные номы и проектирование
Многие правила действующие в отношении строительства Возодаборов прописаны в СП 31.13330.2012 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
Проектирование Водозаборов, поскольку проект должен в обязательном порядке пройти экспертизу, необходимо выполнять в соответствие с постановлением № 87 «О составе разделов проектной документации» Правительства РФ.
Что из этого следует на практике
Фундаментальным документом для подтверждения соответствия ВЗУ действующему законодательству является проект, выполненный в необходимом объеме (постановление №87 Правительства РФ) и прошедший экспертизу.
Все остальные согласования и разрешения (вт.ч. разрешение на строительство) получаются на основе прошедшей экспертизу проектной документации.
Если Заказчик принял решение строить Водозабор, следует как можно раньше привлечь к работам специализированную проектную организацию, которая знает нормативную базу и перечень мероприятий, которые надо выполнить, чтобы успешно построить ВЗУ, соответствующий действующей нормативной базе.
Уже при посадке ВЗУ на ген.план надо корректно выбрать местоположение площадки и расположения на ней основных сооружений, обеспечив возможность правильного расположения скважин, соблюдения правил зон санитарной охраны (их сокращения, при необходимости), возможности корректного обустройства территории с учетом пожарных подъездов и т.п.
Предпроектные изыскания, гидрогеологические исследования, предварительный анализ технологических и конструктивные решений являются критически важным этапом при строительстве ВЗУ, должны быть грамотно выполнены еще до стадии проектирования. Чтобы на этапе проекта (или, что хуже, при прохождении проектом экспертизы для получения разрешения на строительство) не выяснилась невозможность реализации принятых планировочных и конструктивных решений с точки зрения законодательства (и, соответственно, невозможности получения разрешительной документации).
Если помимо ВЗУ планируется сооружение локальных очистных сооружений (ЛОС), то посадку лучше производить комплексно, потому что эти объекты должны быть удалены друг-от друга и для каждого из них должны быть созданы свои санитарно-защитные зоны.
При несогласованной «посадке» таких сооружений на ген.план может возникнуть ситуация, когда одно из сооружений, например, по экологическим правилам, просто невозможно будет разместить в границах выделенной для него площадки.
Эксплуатация ВЗУ, построенного без должной разрешительной документации и/или с нарушениями законодательства может быть запрещена одним или несколькими проверяющими органами.
Выводы
Проектирование и строительство ВЗУ требует специальных технических компетенций.Проектирование и строительство ВЗУ требует знания специальной действующей нормативной базы.ВЗУ — ответственный и поднадзорный нескольким Государственным инспекциям объект.Для принятия качественных технических, проектных решений, для каждого Водозабора необходим тщательный и разноплановый анализ условий конкретного объекта и местности, особенностей задачи и требований Заказчика.Необходима серьезная подготовительная, проектная и согласовательная работы (обследование, изыскания, проектирование, экспертиза, получение разрешений).Требуется аккуратная, с соблюдением проекта и технологий, реализация проектных решений на всех этапах возведения ВЗУ. (“Случайные” отступления от проекта, свойственные некоторым строительным организациям, в случае с таким сложным и поднадзорным объектом, как водозаборный узел, могут иметь очень серьезные технические, юридические и финансовые последствия для Заказчика.)Комплексный подход и компетенции инжиниринговых организаций, специализирующихся на создании такого рода инженерных объектов, их опыт, часто помогают значительно оптимизировать капитальные затраты Заказчика и исключить для него ряд разнообразных проблем, — на всех этапах возведения ВЗУ — и, впоследствии, при его эксплуатации.
Перечень работ по созданию ВЗУ (и что мы делаем для наших Заказчиков)
Перечень основных работ, необходимых для строительства Водозаборного узла.
- Предпроектные изыскания;
- Проектирование;
- Прохождение экспертизы проекта (в т.ч. гос.экспертизы);
- Получение согласований и разрешений (в том числе согласование точки сброса, проекта сокращения ЗСО, получение разрешения на строительство и пр.);
- Бурение и обустройство скважин;
- Строительство, включая специальные сооружения (например, резервуары), внутриплощадочные коммуникации;
- Расчет, поставка и монтаж насосного обрудования;
- Расчет технологии очистки воды, поставка и монтаж фильтрующего оборудования;
- Обустройство территории;
- Пуско-наладка и ввод ВЗУ в эксплуатацию, обучение эксплуатирующего персонала.
Нашей организацией накоплен значительный опыт проектирования и строительства ВЗУ на всех этапах сооружения объекта, в том числе полностью «под ключ».
Мы работаем в 2-х вариантах:
- Выполняя полный цикл работ «под ключ» и сдавая Заказчику готовый ВЗУ;
- Выполняя отдельные специализированные этапы работ (например, проектирование, или строительство резервуаров, или поставка системы водоочистки и т.д.)
Наша организация также занимается созданием «смежных» объектов для промышленных предприятий и девелоперов МЖС: это локальные очистные сооружения хозяйственно-бытовой канализации и очистные сооружения ливневой канализации.
