Водоподготовка

Когда скважина пробурена и обустроена по всем правилам, Вы получаете долгожданную воду – чистую, холодную, прозрачную. Но! Пить ее НЕЛЬЗЯ, пока не будет проведен химический и биологический анализ.

Качество питьевой воды определяет физико-механический и химический состав. Наличие примесей, вкус, цвет, запах распознать легко, тогда как химические загрязнения определяются только лабораторным путем.

Прозрачная вода из скважины далеко не всегда «чистая» и может таить в себе скрытую опасность. Плохое качество грозит серьезными последствиями для здоровья. В 65% случаев вода из скважины требует дополнительной водоподготовки.

Состав которой оптимален и сбалансирован по химическим и органолептическим показателям, а содержание неорганических веществ и органических примесей находится в пределах допустимой нормы.

Качество воды выявляют результаты лабораторного анализа. Проводить его желательно в ОБлСЭС, а не в коммерческой лаборатории. На основании заключения подбираются и устанавливаются фильтры.

Только грамотный подбор оборудования для системы водоподготовки обеспечит надлежащее качество воды из крана. Каждая скважина уникальна – она имеет определенный дебит и химический состав, поэтому так важно учесть все индивидуальные особенности.

В норме из скважины должна идти прозрачная вода, без песчинок, мути и глинистых примесей. Правильная конструкция скважины отсекает верховые воды - главный носитель патогенной микробиологии. При соблюдении зоны санитарной охраны даже после длительной эксплуатации показатели не меняются.

По окончании буровых работ вы получаете экземпляр договора с пунктом о том, что добытая вода визуально не имеет цвета и механических примесей. Дальше проводите анализ воды и при необходимости устанавливаете систему водоподготовки. Это тот случай, когда работу выполняют профессионалы, и они несут ответственность за результат.

К сожалению, на практике все иначе, если за халтуру берутся бракоделы. Итог – грубые нарушения технологии, остановленное в рыхлых породах бурение, негерметичная конструкция.

Чтобы довести воду из такой скважины до качества питьевой, требуется серьезная дорогостоящая доочистка. Но порой система водоподготовки стоит дороже самой скважины, которую нужно еще и обслуживать (менять фильтры, загрузки, следить за оборудованием).

Потенциальную опасность создают механические, микробиологические, химические, а также радиологические загрязнения воды. В каждом случае с проблемами можно и нужно бороться.

Если вода идет мутная, желтая, с примесями, из глинистого разреза, то фильтры мало чем помогут. Мелкодисперсную взвесь глины задержать сложно. Постепенно она выстилает ровным слоем все стенки трубопровода, окрашивая и «забивая» трубы.

Наименее серьезна ситуация, когда скважина «пескует» – в воде присутствует небольшое содержание песчаных примесей. В этом случае выбирается насос, мало чувствительный к механическим частицам, и устанавливаются 2 фильтра – сначала грубой, затем тонкой механической очистки

Основной «поставщик» микробиологии – верховые воды. Они не пригодны для питья, поскольку собирают с ближайших окрестностей все бытовые и канализационные стоки, удобрения с полей и огородов, имеют мутный цвет и запах. Такую воду допустимо использовать только как техническую – в лучшем случае для мытья автомобиля.

С качественной водой «верховодка» смешиваться не должна, поэтому при бурении она отсекается за счет правильной конструкции и комплекса дополнительных работ (цементации межтрубья, затрубья, башмака кондукторной колонны, установки пакера). При нарушении технологии гарантировать микробиологический состав воды невозможно.

Для приведения микробиологических показателей в норму существует широкий спектр оборудования: от ультрафиолетовых облучателей до привычного хлорирования.

• УФ-стерилизаторы обеззараживают и дезинфицируют воду без применения химических реагентов. ДНК вирусов, бактерий и микроорганизмов уничтожается под воздействием ультрафиолетового излучения. Ртутно-кварцевые лампы устанавливаются как можно ближе к месту конечного потребления, что предотвращает повторное заражение воды.

Чем опасны химические загрязнения? Если механические примеси видно сразу, то отклонения от нормы химсостава воды помогают определить только результаты лабораторных анализов (например, выявляют наличие в воде марганца, нитратов, кремния). Наибольшие проблемы создают жесткость, высокое содержание в воде нитратов, железа, марганца.

Если от воды с негативной микрофлорой мы сразу ощущаем последствия в виде неприятных желудочно-кишечных расстройств, то с химией все не так просто. Некоторые химические вещества, постоянно попадая в наш организм с водой, накапливаются. Химические загрязнения гораздо более опасны именно потому, что имеют вследствие накапливания отложенный период негативного влияния (нитраты, марганец, тяжелые металлы). 

Откуда в воде из скважины нитраты? В настоящее время довольно активно под жилую застройку распродаются бывшие земли сельхозназначения. Не так давно здесь выращивали рекордные урожаи, пасли на лугах домашний скот, подкармливали почву тоннами минеральных удобрений, навоза. В процессе их распада и формируются нитраты, проникая в толщу грунта до 60 м. Высокая концентрация наблюдается на участках, где устраивались скотомогильники – результат разложения органики. При этом нитраты очень плохо фильтруются почвой, даже по прошествии длительного времени (в отличие от других поверхностных загрязнений).

Пробурить скважину «поглубже» с целью избавиться от нитратов абсолютно точно не выйдет. К примеру, пробуренная скважина глубиной 20 м дает показатель 100 по нитратам, а рядом, на глубине 80 м - 98. Они фактически никуда не исчезают. В процессе медленной инфильтрации нитраты постепенно достигают водоносных горизонтов. Их смывает с поверхности земли дождями и вместе с грунтовыми водами приносит в зону питания вашей скважины, расположенной обычно выше по рельефу.

К сожалению, вряд ли вам удастся узнать, что закапывалось в колхозные земли, там, где теперь вода прокладывает свой путь к вашей скважине. Да и водичка идет холодная, прозрачная, на вкус сладковатая – чего опасаться? А есть чего - самых убийственных последствий, связанных с действием нитратов на организм человека.

Отечественные нормы указывают крайний порог в 45 мг/л. По нормативам зарубежных стран ПДК в разы меньше. Убрать нитраты из питьевой воды помогает специальное фильтрационное оборудование. При правильном выборе фильтров вода очищается практически на 100%.

Железо можно назвать самым распространенным химическим элементом на Урале. В той или иной степени оно встречается в каждой скважине. При концентрации, превышающей ПДК 0,3 мг/л, добытая прозрачная вода под воздействием света и воздуха окрашивается в желто-бурые оттенки различной интенсивности. Это результат химической реакции перехода железа из растворенной 2-валентной в связанную 3-валентную форму. 

Высокая концентрация железа встречается везде, где есть ожелезненные гранитные массивы. Проходя через их толщу, безнапорные жильные подземные воды обогащаются ионами железа. Это явление встречается на обширных территориях: Палкинский торфяник, Северка, 7 Ключей, Балтым, Таватуй, Режевской тракт, Лосиный, Флюс, участки в Ревдинском, Тагильском направлениях и др.

Плотный гранитный или глиняный водоупорный слой, расположенный близко к поверхности на 0,5-10 м, не пропускает воду глубже и обеспечивает медленную инфильтрацию. Участок заболачивается, железо осаждается в почве.

Посмотрим на карту - 40% близлежащих окрестностей Екатеринбурга представляет собой заболоченные участки: Сулимовский торфяник, Дегтярск, Гать, Аять, Сагра. А по нижнетагильскому направлению уже на глубине 90-120м можно встретить трещино-жильные подземные воды по химическому составу приближающиеся к рудообразующим растворам, с высокой концентрацией никеля, хрома, марганца. Циркулируя, они постепенно осаждаются и образуют породу.

Именно поэтому на Урале не всегда бурение крайне глубоких скважин дает воду лучшего качества. На глубине 30-60 метров вода часто менее насыщена ненужными организму химическими элементами, и требует меньшей очистки, чем с глубины 90+ метров. Разумеется, если Вашей целью не является получение из скважины «минеральной» воды с 120-170 метров, с магниевыми, марганцевыми или селеновыми солями – для питья такая вода непригодна. Так что, расхожее мнение о том, что более глубокая скважина даст лучшую воду без водоподготовки в основном ошибочно.

Повышенное содержание железа в воде приводит к преждевременному выходу из строя всех элементов системы водоснабжения - испорченная сантехника, забитые трубы и котлы отопления, коррозия и повреждение водопроводной арматуры, соединений. Сколько времени, нервов и денег вы потратите в скором времени на замену труб в доме? Очевидно, что расходы серьезно превысят стоимость системы водоподготовки.

Чем опасно превышение ПДК железа в питьевой воде?

Железо - незаменимый элемент. Но его избыток (при суточной потребности 20-25 мг) организм запасает в клетках и тканях. Излишнее содержание железа в питьевой воде увеличивает риски инфарктов и инсультов, а также подверженность сосудистым и онкологическим заболеваниям. В присутствии кислорода железо может проявлять канцерогенные свойства, способствуя развитию раковых клеток. «Железная» вода может стать причиной развития аллергических реакций и дерматитов. Серьезное превышение ПДК железа в питьевой воде делает более уязвимыми для хронических болезней почки и печень.

Как убрать железо из воды?

В этом помогают специальные фильтры – обезжелезиватели. Попутно они также удаляют из питьевой воды алюминий и другие металлы. В каждом конкретном случае выбор обезжелезивателей и методики очистки (принудительная аэрация, борботаж, ионообменные, мембранные технологии) зависит от объема потребляемой воды и степени концентрации элемента.

Один из успешных вариантов – засыпные фильтры. Первоначально окисление железа в воде воздухом или окислительным реагентом производится в бочке, далее следует фильтрование выпавшего осадка в засыпной стеклопластиковой емкости со специальным фильтрующим материалом. Пропускная способность - от 20 л до 1 куб. м воды. Метод позволяет очищать до 50 мг/экв. л железа.

Верный спутник железа, только в отличие от него, на вкус и цвет не определяется – необходимо проведение химанализа воды. Эта опасность невидима, и потому имеет крайне губительные последствия. Марганец является сильнейшим ядовитым веществом. Как и другие тяжелые металлы, он не выводится, постепенно накапливается в организме и начинает изнутри свое разрушительное действие, сходное с цианидами и мышьяком.

Марганец активно поражает нервную систему. Причем симптомы отравления очень сложно диагностировать. Повышенная утомляемость, снижение работоспособности, мигрени, головокружения часто приписывают другим причинам. Обширное губительное действие, особенно при систематическом попадании в организм в повышенных дозах (от 40 мг в день), марганец оказывает на работу дыхательной, сердечно-сосудистой системы, угнетает функции головного мозга, вызывает заболевания костных тканей.

Как удалить марганец из воды?

Для деманганации используются обезжелезиватели, специальные фильтры и технологии. Все абсорбентные материалы, которые работают на удаление марганца из воды, имеют природное происхождение. Как правило, это пережженные глины, с сильно пористой структурой и определенной валентностью. При дополнительной обработке они надежно забирают марганец из воды.

Для ускорения выпадения железа и марганца в осадок, предварительной ступенью в системе водоочистки перед обезжелезиванием и деманганацией, можно установить насос-дозатор с небольшой концентрацией гипохлорита натрия или аэрационную колонну, что позволяет фильтру лучше справляться со своей задачей, очищая воду от вредной химии.

Слишком жесткая вода – еще одна частая проблема. Избыток солей кальция и магния оставляет характерный налет при нагревании – осадок в чайнике от кипячения говорит о том, что воду необходимо умягчать. Допустим, чайник – не самая дорогостоящая бытовая техника, при поломке его заменить несложно. Но тот же известковый осадок остается на стенках отопительного котла, на нагревательных элементах стиральной или посудомоечной машины, ремонт и замена которых в случае выхода из строя потребует уже других финансовых затрат.

Неприятно и сочетание «жесткая вода – кремний» (с превышением ПДК от 9,5 мл/л). Кремний, по сути, растворенный силикатный клей, в мягкой воде не страшен. Но в жесткой он «собирает» на себя молекулы кальция и магния, образуя при нагревании твердые отложения, очистить которые можно только абразивной щеткой. Такой эффект наблюдается, к примеру, в окрестностях Березовского (Свердловская область), где помимо общей жесткости воды присутствует кремний в верхних порогах ПДК.

Для смягчения воды используются разные способы. Поскольку молекулы магниевых и кальциевых солей образуют в воде нерушимые кластеры, на время приостановить процесс соединения растворенных примесей помогает намагничивание. Для стиральных и посудомоечных машин применяют полифосфаты, но для питьевой воды они не подходят.

И только ионообмен, в процессе которого ионы солей жесткости замещаются ионами натрий хлора, дает устойчивый эффект смягчения жесткой воды. Кардинально решает вопрос установка умягчителей, работающих по принципу ионообмена. «Подобрать» из воды кремний помогут обратноосмотические фильтры.

Стоимость умягчителя напрямую зависит от того, сколько воды Вы потребляете, и планируете ли фильтровать весь объем или только питьевую воду. Умягчители с реагентной обработкой воды от солей жесткости при помощи ионообменной смолы надежно защитят Вашу систему водоснабжения и позаботятся о надлежащем качестве питьевой воды.

Превышение ПДК 1,5 мг/л аммиака или аммония в воде наблюдается вблизи свалок отходов, стоков канализаций, аграрных и животноводческих сельхозпроизводств. Вода приобретает характерный резкий запах, а токсичные соли, образующиеся в результате взаимодействия аммиачных соединений, делают ее непригодной для хозяйственно-бытовых нужд и опасной для здоровья человека. Кроме того, высокое содержание аммиака в воде ускоряет коррозию и износ узлов системы водоснабжения, изготовленных из медьсодержащих сплавов (быстро выводят из строя элементы теплообменников, котлов и др.).

В зависимости от концентрации и требований к качеству, воду от аммиака успешно очищают одним из нескольких способов: обратный осмос, хлорирование, биологический метод, ионный обмен и пр. Оптимально выбрать фильтры для воды возможно только после проведения химического анализа.

Откуда в Вашей скважине взяться радиации? Отвечаем: давайте посмотрим на гидрогеологическую карту Урала, значительная часть которой выделена красным цветом – это гранитные массивы. Молодые граниты и гранитоиды могут иметь в своём составе продукты остаточной магматической деятельности. Это явление наблюдается на участках около озера Таватуй, Верхней Сысерти, Большого Истока, в поселке Исеть, и в принципе возможно везде, где на карте породы отмечены красным цветом.
Не будем забывать и о юго-восточном челябинском направлении, так называемом Восточно-уральском радиоактивном следе (ВУРС), обширных территориях, зараженных в результате аварий на АО Маяк. (Источник: Википедия)

Точные измерения по выходу объемного радона определяет радиологический анализ, выполняемый в рамках экологических изысканий. Исследуется кол-во α-частиц на объём воды в ходе полного химического анализа.

Повышенный радиационный фон может давать как сама геологическая порода (в этом случае его зафиксирует счетчик Гейгера), так и вода из-за радиоактивного газа радона (того самого, который имеет неприятное свойство скапливаться в подвальных помещениях жилых зданий).

Если ваша скважина «фонит», то Вы фактически при бурении вскрыли ящик Пандоры, либо природного происхождения, либо искусственного (тампонированные скважины с закачанными радиоактивными отходами). Чем это Вам грозит? Последствия радиологического загрязнения очень серьезны. Лучевая болезнь, возникающая в результате воздействия допустимой дозы ионизирующих излучений, заболевание крайне тяжелое и для детей, и для взрослых.

Эту «мину замедленного действия» необходимо срочно ликвидировать и в обязательном порядке произвести ряд мероприятий, подразумевающий специальный тампонаж скважины.

Справедливости ради отметим, что сегодня проводятся широкие исследования, разрабатываются загрузки для фильтров, убирающие радон из воды. Но в 100%-ной эффективности все равно сомнения остаются. Благоразумнее не ставить на себе экспериментов.

О новой попытке пробурить скважину придется уже забыть. В данном случае единственное решение – привозить питьевую воду на участок, а для хозяйственных нужд вырыть простой колодец.

Справедливости ради отметим, что сегодня проводятся широкие исследования, разрабатываются загрузки для фильтров, убирающие радон из воды. Но в 100%-ной эффективности все равно сомнения остаются. Благоразумнее не ставить на себе экспериментов.

О новой попытке пробурить скважину придется уже забыть. В данном случае единственное решение – привозить питьевую воду на участок, а для хозяйственных нужд вырыть простой колодец.

Такую воду лучше не использовать даже в качестве технической. Самоочистка грунта произойдет, но понадобится для этого не один десяток лет.

Зная источник и причину загрязнений, можно выбрать способ очистки. Для сбора нефтепродуктов используются специальные сорбенты мелкой фракции, дробленый керамзит, уголь, перекись водорода и пр. – все зависит от сложности ситуации.

Мастера, когда бурят скважину, открывают доступ к воде, но они НЕ производят воду и не несут ответственности за содержание в ней химических веществ. Только результаты исследований покажут, насколько вода соответствует санитарным требованиям.

Полное исследование включает химический и бактериологический анализ воды. Первые пробы берутся через 3-4 недели после того, как начата эксплуатация и проведена откачка скважины в течение 3-10 смен. Для химанализа заполняют водой из скважины 2-литровую емкость из-под минеральной или дистиллированной воды и отвозят в лабораторию.

Пробы для бактериологического анализа отбираются в специальную стерильную емкость, заранее взятую в лаборатории. Прежде чем набирать, воду пропускают 15-20 минут. Доставляют в лабораторию максимально быстро. Полный анализ воды могут проводится до 1 месяц (22 рабочих дня).

Мы настоятельно рекомендуем проводить исследования воды в Областной Санэпидемстанции или в районном отделении СЭС, а не в коммерческой лаборатории. Работая по строгим стандартам, принятым еще с советских времен, они могут гарантировать качество анализа воды. Правда, есть свой существенный минус. Режим работы с тех же пор изменился не особенно. Чтобы вписаться в «сложный» график перерывов на обед и коротких приемных часов, Вам понадобится потратить целый рабочий день. Специфика учреждения не особенно подразумевает клиентоориентированность. 

В идеале необходимо отследить сезонную динамику изменений состава воды в скважине и взять 5 проб (весна-лето-осень-зима-весна) – это исключит случайные факторы и гарантирует Вам 100% информацию для того, чтобы правильно установить водоочистное оборудование.

Дальше пробы на анализ желательно сдавать хотя бы 2 раза в год (весной и осенью), подтверждая качество воды, которую Вы пьете ежедневно. Причины изменений могут быть разными. К примеру, поселился рядом с Вами сосед и установил у себя на участке локальную канализационную систему биоочистки стоков. А отходы – так называемую условно чистую воду – регулярно начинает сбрасывать в зону питания Вашей скважины. Через некоторое время загрязнения изменят состав Вашей воды, и потребуется оперативная модернизация системы водоподготовки.