Doprowadzamy wodę do domu - studnia, pompy, uzdatnianie
Doprowadzamy wodę do domu - studnia, pompy, uzdatnianie
Zapewnienie czystej wody i odprowadzenie ścieków jest niezbędne w każdym domu. Niestety, często nie jest to łatwe, bo np. trzeba wywiercić studnię, a następnie uzdatnić wodę. Każde rozwiązanie ma przy tym dobre i słabe strony, które powinniśmy poznać, zanim dokonamy wyboru.
Zaopatrzenie domu w wodę i odprowadzenie ścieków to kluczowe kwestie, które wymagają dokładnego przemyślenia. W przypadku braku dostępu do sieci wodociągowej, konieczne jest wywiercenie studni, przy czym jej rodzaj i głębokość zależą od warunków gruntowych oraz sposobu korzystania z wody. Woda ze studni często wymaga uzdatniania, np. odżelaziania. Plan zagospodarowania przestrzennego (MPZP) może wpływać na wybór sposobu zaopatrzenia w wodę i odprowadzenia ścieków, a na terenach nieskanalizowanych często jedyną opcją jest szambo. Na małych działkach budowa przydomowej oczyszczalni ścieków może być niemożliwa. Do poboru wody ze studni używa się pomp samozasysających lub zanurzonych, które należy dostosować do głębokości lustra wody. Samozasysające są tańsze, ale mniej wydajne, natomiast zanurzone sprawdzają się nawet w głębokich studniach. Właściwe funkcjonowanie instalacji wodnej wymaga także zastosowania hydroforu, który utrzymuje ciśnienie wody. Uzdatnianie wody zależy od jej jakości. Filtry mechaniczne zatrzymują zanieczyszczenia stałe, odżelaziacze usuwają nadmiar żelaza i manganu, a zmiękczacze redukują twardość wody. Filtry węglowe poprawiają smak i zapach wody, natomiast odwrócona osmoza zapewnia najwyższy stopień oczyszczania, eliminując większość zanieczyszczeń.
Z punktu widzenia inwestora, woda i kanalizacja w domu to w pierwszym rzędzie dwa problemy:
skąd wziąć wodę;
co zrobić ze ściekami.
Cała reszta to właściwie ich pochodne, np. czy woda wymaga uzdatniania, albo na jaki rodzaj przydomowej oczyszczalni się zdecydować. Za to sam sposób wykonania wewnętrznej instalacji wodnej i kanalizacyjnej jest od tych zewnętrznych uwarunkowań w zasadzie wolny.
Plan zagospodarowania a doprowadzenie wody do domu
Z miejscowym planem zagospodarowania przestrzennego (MPZP) powinniśmy się zapoznać jeszcze przed zakupem działki. Ten dokument - w razie jego braku, wydawana indywidualnie decyzja o warunkach zabudowy - określa bowiem, jaki budynek możemy postawić na działce i jak zagospodarować jego otoczenie. Obejmuje to kwestię zaopatrzenia w wodę oraz sposób odprowadzenia ścieków. Jeżeli w pobliżu jest wodociąg i sieć kanalizacyjna, w MPZP zwykle znajdziemy po prostu nakaz przyłączenia do nich. Jednak szczególnie sprawa ścieków może być znacznie bardziej skomplikowana. Na obszarach nieskanalizowanych plan miejscowy może w ogóle zakazywać wykonania oczyszczalni przydomowych, pozostaje nam więc tylko szambo (zbiornik bezodpływowy).
Takie regulacje nie są rzadkością na terenach podmiejskich, gdzie zabudowa jest gęsta, działki zaś małe. Najczęściej brak przy tym zróżnicowania rodzajów oczyszczalni, nie założymy nawet tzw. kompaktowej, dla której nie potrzeba wcale dużego terenu. Z kolei, tam gdzie można zrobić przydomową oczyszczalnię - plan miejscowy zwykle określa minimalną powierzchnię działki. Z reguły jest to dużo, np. 3000 m2. Może się okazać, że w praktyce na naszej działce nie możemy zrobić oczyszczalni. Staranne przeczytanie MPZP jest więc niezbędne, bo określa on, co w ogóle możemy zrobić.
Rodzaje studni
Na wielu działkach brak dostępu do wodociągu i po prostu musimy zrobić studnię. Kluczowe stają się w tym momencie prawne wymogi odnośnie odległości pomiędzy studnią oraz innymi obiektami. Szczegółowo pokazujemy to na rysunku, jednak należy zwrócić uwagę na dwie największe odległości - od szamba albo drenażu rozsączającego przydomowej oczyszczalni ścieków. Od szamba na własnej działce lub u sąsiada trzeba odsunąć się o 15 m, od drenażu zaś aż o 30 m. Na małych działkach ten rodzaj oczyszczalni po prostu nie wchodzi w grę. Ale uwaga! Te wymogi dotyczą tylko studni, z których woda ma być spożywana przez ludzi. Nie mają zaś zastosowania, gdy ma służyć wyłącznie do celów gospodarczych.
Wymagane minimalne odległości pomiędzy studnią i innymi obiektami.
Kolejna kwestia to rodzaj i głębokość studni. Tu trzeba się dostosować do panujących warunków oraz przewidywanego sposobu wykorzystania.
Wiercone - powszechnie, choć nieprawidłowo nazywane głębinowymi, umożliwiają pobór wody z dość głębokich pokładów (kilkadziesiąt metrów). Są mało podatne na zanieczyszczenie, jednak woda często zawiera zbyt dużo żelaza i manganu, wówczas konieczne jest uzdatnianie.
Studnia wiercona
Wąskorurowe - potocznie nazywane u nas abisyńskimi, są płytkie (na ogół do 7 m), mało wydajne i dość łatwo ulegają zamuleniu, a wtedy trzeba wywiercić je od nowa. Z tych względów najczęściej wykorzystuje się je na działkach rekreacyjnych albo do celów gospodarczych.
Studnia abisyńska (wąskorurowa)
Kopane - z cembrowiną z kręgów betonowych o średnicy min. 1 m. Dawniej dominowały, ale ze względu na pracochłonność - wykonuje się je jako płytkie, co niestety oznacza dużą podatność na zanieczyszczenie. Dlatego obecnie zwykle woda z nich służy tylko do celów gospodarczych. Ich zaletą jest możliwość awaryjnego czerpania jej wiadrem nawet bez pomocy pompy (np. przy braku prądu).
Studnia kopana
Bocznonaciekowe - także wykonane z kręgów, lecz ich dno jest szczelne, najniższe kręgi tworzą zbiornik, a woda przedostaje się przez otwory boczne. Stosuje się je tylko wówczas, gdy wydajność warstwy wodonośnej jest bardzo mała.
Rodzaje pomp do studni
Do poboru wody ze studni potrzebujemy pompy elektrycznej i zbiornika ciśnieniowego do jej gromadzenia, czyli hydroforu. Wprawdzie ze studni kopanej da się ją czerpać wiadrem, z abisynki zaś ręczną pompą, jednak te rozwiązania są niewygodne i wchodzą w grę co najwyżej na działce rekreacyjnej. W praktyce stosuje się pompy jednego z dwóch rodzajów.
Samozasysające - najczęściej wchodzące w skład tzw. zestawów hydroforowych, czyli są od razu połączone ze zbiornikiem wody (właściwym hydroforem). Taki zestaw prawie zawsze montuje się w budynku, chociaż może do tego posłużyć także piwniczka ziemna albo odpowiednio obszerna studzienka, w której temperatura nie spada poniżej 0°C. Jednak dostęp do takiego zestawu zwykle jest utrudniony i to przesadza o małej popularności tego rozwiązania.
Podstawowe cechy pomp samozasysających to:
niewielka głębokość, z której mogą czerpać wodę (tzw. wysokość ssania), wynosząca ok. 7 m (od lustra wody do osi pompy). Teoretycznie maksimum to ok. 10 m, w praktyce właśnie ok. 7 m, z powodu strat ciśnienia (nieszczelności elementów pompy, przewodu, opory przepływu). Żadna pompa, niezależnie od mocy, nie jest w stanie przekroczyć tej wysokości ssania;
niemal dowolna wysokość podnoszenia (tłoczenia), choć zwykle nie przekracza 50 m; niska sprawność, czyli duże zużycie energii względem ilości przetłaczanej wody;
głośna praca, uciążliwa z powodu umieszczenia pompy wewnątrz budynku; niska cena;
łatwy dostęp w razie konieczności naprawy.
Uwaga! Bardzo często lustro wody w studni znajduje się znacznie powyżej dna odwiertu. Przykładowo, żeby dotrzeć do warstwy wodonośnej, trzeba odwiertu 15 m, ale woda się w nim podnosi i stabilizuje na 4-5 m. Wynika to z faktu, że wody podziemne mają pewne ciśnienie i po przebiciu warstw nieprzepuszczalnych podnoszą się ku górze, co umożliwia zastosowanie pomp samozasysających.
Pompę trzeba dostosować przede wszystkim do wysokości lustra wody w studni
Zanurzone - montowane poniżej lustra wody w studni. Mają kształt walca o średnicy ok. 90 mm, tak aby dało się je opuścić w głąb typowej studni wierconej. Napełniają zbiornik ciśnieniowy (hydrofor), umieszczony wewnątrz budynku.
Charakteryzuje je:
możliwość pracy nawet w bardzo głębokich studniach, bo liczy się dla nich tylko wysokość podnoszenia (kilkadziesiąt metrów);
cicha praca (niesłyszalne w budynku), dlatego warto je polecić, nawet jeśli warunki pozwalają na zastosowanie pompy samozasysającej;
wysoka sprawność;
wyższa, względem innych typów, cena;
konieczność wyjęcia ze studni na potrzeby naprawy.
Wysokość ssania, tłoczenia i podnoszenia
Przy doborze pomp czerpiących wodę ze studni najwięcej kłopotów przysparza ograniczenie wysokości ssania. To różnica wysokości pomiędzy pompą a poziomem lustra wody w studni, nie zaś głębokością, na jakiej znajduje się ssak pompy. Innymi słowy, zanurzenie końca przewodu zasysającego nawet kilka metrów poniżej lustra wody nie jest przeszkodą do zastosowania – najpopularniejszych w zestawach hydroforowych - tzw. pomp samozasysających.
Teoretycznie maksymalna wysokość ssania wynosi ok. 10 m, w praktyce zaś przyjmuje się 7-8 m, chociażby ze względu na niedoskonałość uszczelnień w urządzeniu. Ograniczenie wysokości ssania wynika z praw fizyki i nie da się go ominąć. Podciśnienie na króćcu ssawnym może co najwyżej równoważyć ciśnienie atmosferyczne - inaczej otrzymalibyśmy pompę próżniową, a woda zamiast płynąć zaczęłaby wrzeć i parować.
Czym innym jest wysokość tłoczenia pompy. Mówiąc obrazowo, to wysokość, na jaką pompa jest w stanie wypchnąć słup wody. Mierzy się ją od pompy do zbiornika wody. Wysokość tłoczenia może wynosić nawet kilkadziesiąt metrów i pod tym względem nie ma właściwie ograniczeń - w razie konieczności można zastosować pompę o większej mocy albo innej konstrukcji (np. z dwoma wirnikami).
Suma wysokości ssania i wysokości tłoczenia daje nam wysokość podnoszenia pompy. Trzeba też wiedzieć, że mówienie o wysokości podnoszenia, a nie o niezbędnym ciśnieniu, to efekt tradycji. Wysokość słupa wody jest traktowana jako jednostka ciśnienia: 10 m słupa wody = 1 bar = 100 kilopaskali.
Hydrofor - jaką pełni funkcję?
Hydrofor to zbiornik, do którego pompa przetłacza wodę. Część jego objętości stanowi tzw. poduszka gazowa, czyli powietrze ściskane w wyniku wtłaczania cieczy do zbiornika. Obecnie przeważnie część gazową i wodną rozdziela elastyczna gumowa przepona, dzięki czemu urządzenia są wygodniejsze w eksploatacji, bo nie trzeba zbyt często dopompowywać powietrza. Jednak czasem do wody silnie zanieczyszczonej używa się hydroforów bezprzeponowych, gdyż taka woda szybko niszczy gumę.
Zasada działania hydroforu jest prosta. Woda w trakcie napełniania zbiornika naciska na przeponę i spręża gaz. W czasie poboru zaś ciśnienie wywierane przez poduszkę gazową wypycha ciecz ze zbiornika, co pozwala zasilać punkty poboru wodą pod ciśnieniem, chociaż pompa nie musi wówczas pracować. Włącza się dopiero, gdy ciśnienie w zbiorniku spadnie poniżej zadanej wartości.
Dobierając wielkość zbiornika, trzeba pamiętać o tym, że niewielki - są nawet kilkulitrowe - wprawdzie zajmuje niewiele miejsca, ale wymusza bardzo częste włączanie się pompy, co obniża jej trwałość, zwiększa zużycie energii i jest kłopotliwe ze względu na hałas i wahania ciśnienia w instalacji. Dlatego jeśli tylko mamy dość przestrzeni, lepiej wybrać większy zbiornik, np. 100 l, by ograniczyć częstotliwość włączeń. Większy zbiornik nie wymaga wcale zamontowania pompy o większym przepływie, po prostu dłuższe będą cykle pracy, co jest korzystne dla trwałości silnika. Ponadto nadmierne podniesienie wydajności pompy grozi zbyt szybkim wysysaniem wody ze studni, tak że jej poziom obniży się nagle poniżej dopuszczalnego, a wtedy pompa wyłączy się awaryjnie, żeby nie doszło do jej zatarcia.
Uzdatnianie wody - rodzaje filtrów
Nie będziemy tu opisywać budowy instalacji wodnej - to temat na oddzielny artykuł. Zajmiemy się jednak skrótowo sposobami jej uzdatniania, bo bez tego z wody często nie da się w ogóle korzystać.
Przede wszystkim musimy sobie odpowiedzieć na pytanie, dlaczego w ogóle uzdatniamy wodę. I tu dochodzimy do zasadniczej różnicy pomiędzy wodą studzienną i wodociągową. Bez uzdatniania z tej pierwszej nierzadko nie da się w ogóle korzystać. Wodociągowa zaś jest z założenia przynajmniej znośna. Jedynie nieco poprawiamy jej smak, zapach, miękkość. Skala problemu jest więc zupełnie inna.
Najogólniej uzdatnianie to usuwanie z wody nadmiaru rozmaitych substancji. Trzeba jednak zastrzec, że nie chodzi wcale o całkowite wyeliminowanie wszelkich domieszek, bo chemicznie czysta woda nie jest ani smaczna, ani zdrowa.
Pierwszym krokiem powinno być zawsze zbadanie wody w specjalistycznym laboratorium. Dzięki temu dowiemy się, stężenie których substancji przekracza normy. Na tej podstawie specjalista będzie w stanie dobrać odpowiedni zestaw urządzeń uzdatniających. Sama ocena smaku, zapachu i wyglądu wody to zdecydowanie za mało. Z pozoru czysta może np. zawierać groźne dla zdrowia bakterie. Z kolei mętna i o brzydkim zapachu nie musi być koniecznie trudna do oczyszczenia.
Zobacz, jak dobrać filtr do wody
Urządzenia do uzdatniania można podzielić na kilka grup.
Filtry mechaniczne
Zatrzymują substancje stałe, czyli piasek, rdzę itp. Powinno się je stosować na początku każdej instalacji zarówno zasilanej ze studni, jak i z wodociągu, bo na zanieczyszczenia stałe bardzo wrażliwe są pompy i precyzyjne zawory, np. w bateriach jednouchwytowych i termostatycznych.
Wykonuje się je z włókniny, sznurka albo metalowej lub plastikowej siatki. Siatkowe można oczyścić przez płukanie (ręczne bądź automatyczne), pozostałe trzeba regularnie wymieniać.
Odżelaziacze
Nadmiar żelaza i manganu powszechnie występuje w nadmiarze w wodzie z głębokich studni wierconych. Żeby się ich pozbyć, potrzebne są odżelaziacze lub odżelaziacze/odmanganiacze. Woda jest w nich napowietrzana, wówczas żelazo wytrąca się w postaci tlenku, który następnie zatrzymuje filtr piaskowy. W odmanganiaczach zamiast piasku coraz częściej stosuje się tzw. masy katalityczne, czyli substancje reagujące chemicznie z manganem. Odżelaziacze i odmanganiacze wymagają podłączenia do kanalizacji, bo należy regularnie przeprowadzać w nich cykl płukania - wytrącone żelazo woda wymywa do kanalizacji. Płukanie może być uruchamiane ręcznie albo automatycznie przez sterownik.
Odżelaziacz zwykle uzdatnia całą wodę dostarczaną do domu. W związku z tym musi mieć dużą wydajność. Dobór najlepiej powierzyć specjaliście, bowiem wydajność zależy od stopnia zanieczyszczenia wody.
Odżelaziacz o dużej wydajności ma spore gabaryty. Na początek sprawdźmy, czy mamy na niego dość miejsca. (fot. Aqva-System)
Uwaga! Gdy woda jest bardzo zanieczyszczona, dobrym rozwiązaniem może być zainstalowanie dużego, np. 500 l, zbiornika buforowego na oczyszczoną wodę. Dzięki temu uzdatnianie przebiega wolniej i skuteczniej przy tej samej wydajności odżelaziacza.
Zmiękczacze
Wapń i magnez to pierwiastki niezbędne człowiekowi. Jednak ich nadmiar powoduje tzw. twardość wody. Twarda woda zmniejsza skuteczność środków piorących, powoduje pojawianie się brzydkich brunatnych zacieków na przyborach sanitarnych i zarastanie instalacji kamieniem. Najintensywniej zachodzi to w instalacji ciepłej wody użytkowej (c.w.u.), bo kamień wytrąca się szczególnie po podgrzaniu wody. Osadzanie się złogów kamienia z twardej wody chyba najczęściej możemy jednak zaobserwować w czajnikach.
Zmiękczacze działają dzięki żywicy jonowymiennej i zapasowi soli kuchennej, czyli chlorku sodu (NaCl). Żywica umożliwia wymianę w wodzie jonów wapnia i magnezu na jony sodu. Trzeba więc regularnie uzupełniać zapas soli.
Żywica jonowymienna jest wrażliwa na inne zanieczyszczenia zawarte w wodzie, zwłaszcza nadmiar żelaza. Dlatego jeśli wymagane jest zarówno odżelazianie, jak i zmiękczanie, odżelaziacz musi oczyszczać wodę jako pierwszy.
Uwaga! Do pralek stosuje się czasem zmiękczacze wody zawierające związki fosforu (polifosforan sodu). Wkład takiego zmiękczacza stopniowo się rozpuszcza, działając przez chemiczna związanie jonów wapnia. Tak zmiękczonej wody nie wolno pić!
Filtry węglowe
Węgiel aktywny potrafi pochłonąć najrozmaitsze zanieczyszczenia - od metali ciężkich, przez związki azotu, chlor, pestycydy i związki organiczne.
Filtry tego rodzaju poprawiają smak i zapach. Dlatego najczęściej wykorzystuje się je tylko do uzdatniania wody przeznaczonej do spożycia, do czego wystarczają niezbyt duże filtry montowane w szafce pod zlewozmywakiem, ewentualnie nawet nakranowe. Jeśli potrzebne jest uzdatnianie węglem aktywnym całej wody używanej w domu, to stosuje się tzw. kolumny filtracyjne, czyli duże i wydajne filtry. Złoże węglowe może mieć postać granulatu lub sprasowanego węgla. Węgiel jest pochłaniaczem zanieczyszczeń, wymaga więc okresowej wymiany, bo jego skuteczność z czasem spada (szczególnie powyżej 6 miesięcy użytkowania).
Filtry węglowe poprawiają smak i zapach wody do picia. Najpopularniejsze są dzbankowe i nakranowe, bo nie trzeba ingerować w instalację wodociągową. (fot. po lewej fot. Formaster (Dafi), fot. po prawej: Secura)
Odwrócona osmoza
Odwrócona osmoza zachodzi dzięki półprzepuszczalnej błonie o tak małych porach, że przenikają przez nią cząsteczki wody, ale bakterie, wirusy i większość innych zanieczyszczeń już nie. Wbrew obiegowej opinii błony w domowych filtrach nie powodują całkowitej demineralizacji wody. Pozostaje w niej część jonów wapnia, sodu, magnezu itp. Praktycznie całkowita demineralizacja dzięki odwróconej osmozie jest możliwa, lecz tylko w instalacjach przemysłowych, np. do odsalania wody morskiej.
Domowe urządzenia tego rodzaju mają bardzo małą wydajność, rzędu kilku litrów na godzinę, dlatego oczyszczoną wodę magazynuje się w zbiorniku (np. 5 litrów).
Filtr odwróconej osmozy zawsze jest tylko jednym z kilku stopni uzdatniania w całym zestawie. (fot. Aqvaphor)
Dla prawidłowej pracy filtra odwróconej osmozy niezbędne jest spełnienie kilku warunków:
podłączenie urządzenia do kanalizacji, bo zwykle 1 l oczyszczonej wody to przynajmniej 3 l odprowadzane do kanalizacji (stężenie zanieczyszczeń w tej wodzie jest wyższe);
wysokie ciśnienie wody, zwykle przynajmniej ok. 2,5 bara (0,25 MPa). Przy wyższym ciśnieniu zwiększa się wydajność filtracji (przepływ), a ilość wody odprowadzanej jako ścieki maleje. Przy zbyt niskim ciśnieniu zestaw można wyposażyć w pompę, dającą np. 5-8 barów;
wstępne oczyszczenie, zmiękczenie i odkażenie wody. Stosuje się do tego filtry mechaniczne, węglowe i lampy UV. Woda zbyt zanieczyszczona szybko zatka pory błony lub zniszczy ją w inny sposób. Każdy z producentów określa, jakie jest maksymalne dozwolone stężenie szkodliwych substancji w wodzie poddawanej odwróconej osmozie. Filtry tego rodzaju zawsze są dopiero którymś z kolei stopniem oczyszczania;
wtórne przepuszczenie wody przez filtr węglowy i mineralizacja. Woda w wyniku pozbawienia większości minerałów oraz kontaktu z błoną osmotyczną i zbiornikiem z tworzywa sztucznego może być czysta, ale niesmaczna. By poprawić jej smak, stosuje się wtórną filtrację przez wkład węglowy i dolomitowy (mineralizujący).
Zobacz, jak działa filtr odwróconej osmozy
Jarosław Antkiewicz fot. otwierająca: Watersystem
FAQ Pytania i odpowiedzi
Skąd wziąć wodę do domu?
Wodę można pozyskać z wodociągu lub poprzez wywiercenie studni, szczególnie na działkach, gdzie nie ma dostępu do sieci wodociągowej.
Co zrobić ze ściekami?
Ścieki mogą być odprowadzane do sieci kanalizacyjnej, jeśli taka jest dostępna. Na terenach nieskanalizowanych można zastosować szambo lub przydomową oczyszczalnię ścieków, jeśli pozwala na to miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego (MPZP).
Jakie są rodzaje studni?
Studnie dzielą się na wiercone (głębokie, wymagające uzdatniania wody), abisyńskie (płytkie, mało wydajne), kopane (narażone na zanieczyszczenia) oraz bocznonaciekowe (stosowane przy małej wydajności warstwy wodonośnej).
Jakie są rodzaje pomp do studni?
Pompy dzielą się na samozasysające (stosowane przy niewielkich głębokościach, głośne) oraz zanurzone (montowane poniżej lustra wody, ciche, bardziej wydajne).
Jakie są metody uzdatniania wody?
Uzdatnianie wody może obejmować stosowanie filtrów mechanicznych, odżelaziaczy, zmiękczaczy, filtrów węglowych oraz odwróconej osmozy, zależnie od rodzaju zanieczyszczeń obecnych w wodzie.
Człowiek wielu zawodów, instalator z powołania i życiowej pasji. Od kilkunastu lat związany z miesięcznikiem i portalem „Budujemy Dom”. W swojej pracy najbardziej lubi znajdywać proste i praktyczne rozwiązania skomplikowanych problemów. W szczególności propaguje racjonalne podejście do zużycia energii oraz zdrowy rozsądek we wszystkich tematach związanych z budownictwem.
W wolnych chwilach, o ile nie udoskonala czegoś we własnym domu i jego otoczeniu, uwielbia gotować albo przywracać świetność klasycznym rowerom.
Skomentuj
