Гравийный фильтр. Создание гравийного фильтра

Если вы хотите употреблять только чистую питьевую жидкость в загородном доме, оснащенном автономной системой подачи воды, имеет смысл узнать, как сделать фильтр для скважины своими руками.

Частные домостроения в пределах черты города, загородные и сельские жилища очень часто обеспечиваются водой из – колодцев и скважин. Такие сооружения могут использоваться круглогодично. Главная же их проблема заключается в засорении конструкции. Избавиться от нее несложно – достаточно сделать фильтр для скважины своими руками.

Ведро воды из колодца

Подобное устройство представляет собой небольшую часть обсадной рабочей колонны, которая задерживает крупные загрязняющие частицы и без каких-либо препятствий пропускает чистую жидкость в автономную систему водоснабжения.

Любой скважинный фильтр конструктивно состоит из следующих основных элементов:

1. Надфильтровая зона.
2. Непосредственно фильтрующее приспособление.
3. Специальный отстойник, где собираются загрязняющие крупные частицы.

Участок над фильтром выполняет функцию крепежа. Он дает возможность подсоединить фильтрующее устройство на трубе и надежно зафиксировать его. Сам фильтр имеет вид перегородки. Она исключает вероятность попадания взвесей в водоносный слой.

Скважинные фильтры не только очищают воду, но и защищают от вероятного обрушения стенки автономной конструкции, а также оберегает все ее элементы от раннего износа. Время эксплуатации водоподающей системы и ее компрессорно-насосного оборудования увеличивается в несколько раз, если на скважину устанавливается эффективный фильтр.

Современные фильтрующие приспособления можно изготовить из разных материалов и в нужной вам конфигурации. Обычно устройства для очистки воды делят на такие группы:

• дырчатые фильтры с перфорацией.
• проволочные фильтровальные системы.
• щелевые очистители воды.
• гравийные системы.

Наиболее доступным по стоимости сооружением для очистки воды считается дырчатый фильтр. Он делается в виде стальной трубы с перфорацией. Такие приспособления рекомендованы для монтажа в скважины на песок и на другие породы. Дырчатые конструкции неплохо показывают себя при эксплуатации на водоносных горизонтах с нестабильными характеристиками.

Дырчатый фильтр для воды

Их изготовление своими руками не вызывает особых проблем у домашних умельцев. Здесь важно лишь правильно подобрать сечение используемой трубы, а также размеры отверстий, которые требуется сделать в ней. Эти показатели зависят от характеристик земли на вашем участке и от особенностей сконструированной системы .

Дырчатое устройство изготавливается из стальных трубных изделий, которые применяются в нефтяной либо геологоразведочной сфере. Допускается делать фильтр и из пластиковой трубы. Но в этом случае необходимо подобрать такое изделие, которое является абсолютно безопасным для человеческого организма. Самостоятельное изготовление приспособления для очистки воды осуществляется так:

1. Замеряете протяженность отстойника. Размещаете трубное изделие горизонтально, наносите на него разметку. Обратите внимание! Длина перфорированной зоны берется из расчета 25–35 % от протяженности всей трубы. При этом при установке последней участок перфорации располагают на водоприемной части скважины.
2. Сверлите отверстия. Первую дыру делаете на дистанции примерно 1 м от торца трубы. Затем сверлите в шахматном порядке все последующие отверстия. Расстояние между ними – 10–20 мм. Специалисты советуют делать отверстия снизу вверх под углом от 30 до 60°. После этого следует зачистить (как можно тщательнее) все сделанные дыры, приподнять трубу и постучать по ней для удаления из отверстий металлической пыли и стружки.
3. Затыкаете пробкой из дерева нижний торец трубного изделия. Желательно накрыть тонкой стальной сеткой всю конструкцию. Тогда фильтрация будет происходить более качественно – отверстия очищающей конструкции практически не станут засоряться.

Самодельный дырчатый фильтр для скважины на песок либо на другую породу готов!

Фильтры такого типа делают из проволоки со специальным профилем. Ее наматывают на каркас. Дополнительно рекомендуется приваривать проволоку к скелету конструкции в нескольких местах. Тогда сооружение для фильтрации воды будет более долговечным. Его пропускной потенциал зависит от шага проволоки и непосредственно от ее диаметра.

Детали для проволочного фильтра

Изготавливается проволочная конструкция следующим образом:

1. Берете щелевой первичный фильтр (как сделать такое приспособление мы расскажем в следующей главе). Напаиваете вдоль его ребер жесткости 5-миллиметровые прутки.
2. Далее трубу нужно обмотать проволокой-нержавейкой. Для этих целей подойдут изделия сечением не более 2,5 мм. Навивку проволоки желательно выполнять на токарном агрегате, так как требуется делать эту операцию под натяжением. Обмотка трубы может производиться и вручную. Но тогда приготовьтесь к достаточно долгой и утомительной работе.
3. Фиксируете проволоку к пруткам, которые располагаются поперечно.

Как видим, проволочную систему изготовить непросто. Вам потребуется и токарный станок, и хороший сварочник, и несколько видов проволоки. Поэтому подобные конструкции в домашних условиях делаются редко.

Такие системы для автономных систем подачи воды характеризуются высоким пропускным потенциалом. Их монтируют на песчаных грунтах и на породах, которые имеют склонность к обрушению. Щели подобных фильтрующих приспособлений в 80–100 раз превосходят по площади отверстия дырчатых конструкций. Поэтому эффективность работы щелевых сооружений в разы большая.

Щелевой фильтр для воды из скважины

Для изготовления таких фильтров вам нужно запастись газовым резаком либо фрезерующим инструментом и стальной трубой. Длина щелей для скважин на песок и на нестабильные почвы берется в пределах 25–75 мм, ширина – 3–5 мм. Важное замечание. Щели можно располагать и в шахматном порядке (как в дырчатом фильтре), и в поясном (по кругу).

Сверху щелевую систему желательно накрывать латунной сеткой с галунным или с квадратным плетением. Геометрические размеры ячеек сетчатой конструкции определяют опытным путем. Возьмите 2–3 сетки с разными параметрами, просейте через них песок. Остановите свой выбор на той, которая пропускает через себя не более половины песка.

Перед наложением и закреплением сетки следует спирально намотать на фильтрующее щелевое приспособление нержавейку из стали. Берите проволоку сечением 3 мм. Наматывайте ее с шагом около 2 см и приваривайте к скелету конструкции через каждые 45–55 см.

Затем наденьте сетку на трубу внахлест и при помощи проволоки стяните ее по спирали с шагом до 10 см. Обязательно перегибайте и стягивайте пассатижами все витки после их закручивания. Для повышения прочности конструкции приваривайте сетку. Эту операцию выполняйте так – сначала зафиксируйте один ее край, после чего закрепите на него внахлест второй край.

Работа завершена. Вы получили в свое распоряжение качественный щелевой фильтр. Он оптимально подходит для скважин на песок. Такую конструкцию вы, кроме того, можете использовать в качестве заготовки для изготовления описанного выше проволочного сооружения.

Если вы не уверены в своих силах и не располагаете специальным инструментом для выполнения работ по прорезыванию щелей и просверливанию отверстий, можно сделать элементарную систему для фильтрации воды. Она называется гравийной. Вам нужно:

1. Пробурить скважину немного большего размера, чем необходимо по проекту обустройства системы подачи воды.
2. Отобрать гравий одного размера (берите материал средней фракции) и засыпать его в скважину со стороны ее устья.

Устройство гравийного фильтра для воды

Это все. Гравий, насыпанный на дно скважины, станет осаживать песок и ил, а вы сможете пользоваться хорошо очищенной водой.

Напоследок дадим несколько советов домашним мастерам. Фильтрующее приспособление следует подготавливать до того, как вы будете бурить скважину. Она вполне способна затянуться до момента, когда вы сделаете фильтр.

Также не стоит заливать бетонной смесью скважину на всю ее длину. Всегда оставляйте небольшую щель, которая позволит вам в любое время достать самостоятельно изготовленное очищающее сооружение и заменить новым устройством либо прочистить.

Владельцы загородной недвижимости, удаленной от централизованного водоснабжения, вынуждены обустраивать свои участки скважинами для добычи чистой воды. Но, к сожалению, природная вода из подземных источников требует очистки, поэтому устанавливается фильтр для скважины. Только пройдя некоторую степень очистки, скважинная вода становится пригодной для питья.

Скважинные фильтры

Фильтр – очень важная и необходимая часть конструкции скважины, состоящая из 3х частей: надфильтровой трубы, фильтрующей (рабочей) части и отстойника.

Подбирать фильтрующее устройство необходимо, соблюдая все геологические особенности местности, размеры будущего сооружения, так, чтобы сопротивления для входа воды в трубу было минимальным. Если все установлено правильно, то оно будет удерживать стены от возможных обвалов, пропускать воду из грунта и поддерживать работоспособность всей конструкции на протяжении 5-10 лет.

Скважинные фильтры нуждаются в регулярной чистке из-за того, что они забиваются песком, подвергаются коррозии, склонны к образованию на них химического осадка. Все это естественные процессы, проявляющиеся в процессе эксплуатации. Если система очищения воды нарушается и дает сбои в работе, то ее необходимо ремонтировать или заменять.

В основе любого вида фильтров заложен трубчатый опорный каркас, который лучше всего выполнять обсадными трубами, из пластического материала (полиэтилен, полипропилен, стеклопластик) или асбестоцемента.

Фильтровые каркасы должны быть механически прочными и обладать хорошей пропускной способностью.

Зачем фильтровать воду из скважин?

Для здоровья человека необходима чистая вода, а в скважинах вода, обычно, загрязнена песком, бытовым мусором (во время увеличения сточных вод) или другими примесями. Также она может содержать недопустимое количество железа, марганца, фтора и других химических элементов.

Установить фильтр для скважины - значит разрешить многие проблемы. Начиная от качества воды (устраняет примеси, уменьшает концентрацию железа, минеральных веществ, обеззараживает и т.п.) заканчивая сохранением состояния оборудования и увеличения срока эксплуатации всей системы.

В зависимости от агрессивности внешней среды вокруг объекта, подбираются соответствующие материалы для каркаса фильтров (это может быть нержавейка, трубы нефтяного сортамента, стальные, полиэтиленовые и пр. трубы).

Основной параметр, по которому можно судить о качестве работы фильтра, это скважинность.

Считается она так: площадь отверстий фильтра необходимо разделить на площадь рабочей поверхности и умножить на 100%. Показатель скважинности должен быть более 25%, даже при минимальном диаметре фильтрового каркаса (до 10 см).

Существуют различные виды фильтрующих систем: трубчатые, стержневые, щелевые, гравийные, сетчатые и др., рассмотрим их по отдельности.

Сетчатые системы фильтрации

Устанавливаются в скважинах, образованных на породах, в которых большое количество глинисто-песчаных отложений. Выполняются в сложной и многослойной форме. Ячейки на сетках должны быть не менее 0,12 мм2 и не более 3 мм2.

Основным материалом сетчатых фильтров для скважин служит нержавеющая сталь, она достаточно долговечная и обладает хорошими характеристиками. Главное преимущество сетчатых фильтров для воды – это возможность их изготовления внутри колодца и быстрое извлечение, при необходимости чистки или ремонта.

К недостаткам можно отнести низкую производительность скважины из-за высокой сопротивляемости. К тому же, сетки для фильтров скважин быстро засоряются и закупориваются, особенно в водах, перенасыщенных железом и карбонатами, поэтому требуют скорой замены. Перед установкой сетчатой системы фильтрации необходимо проверить правильность бурения и обработки скважины.

Щелевые и дырчатые системы фильтрации скважин

Устанавливаются в случае неустойчивости грунта, при наличии угрозы обрушения пород, при высоком содержании каменистых пород (щебень, галька, гравий и пр.). Щелевые фильтры для скважин способны задерживать частицы размером до 10 мм (крупные фракции) и до 2 мм (песок). Идеально подходят для очищения артезианской воды в скважинах с нестабильным водным горизонтом и маленьким напором.

Основой дырчатых и щелевых фильтров служит перфорированная труба с большим количеством мелких прорезей и отверстий. Для того чтобы конструкция выдерживала большие нагрузки, поступающие на перфорированную часть, нужно устанавливать пояса жесткости.

Главным недостатком таких фильтров является закупорка прорезей и отверстий частицами песка и довольно быстрое разрушение фильтрующей сетки в агрессивной среде. Очень большую роль в качестве и эксплуатационном сроке играет материал, из которого изготавливается данный фильтр, размер и количество отверстий на всей поверхности устройства.

Проволочные системы фильтрации

Используются, преимущественно, в или в расположенных на песчаных породах. Конструкция их проста: каркас, перфорированная основа, отстойник. Выглядит как часть трубы со щелями и отверстиями до 2 см., защищают воду от попадания в нее примесей еще до подступа в скважину.

Монтируются и чистятся довольно сложно, не подлежат замене, если обсадная и эксплуатационная колоны выполнены одной трубой. Проволочные фильтры обладают хорошим процентом скважинности – около 30%, имеют долгий срок эксплуатации. Показывают хорошие показатели в эффективности работы, стоят не слишком дорого.

Гравийные фильтры

Такое название носят насыпи гравием с поверхности скважины и на ее основании, которые могут выполняться в несколько слоев. Гравийный фильтр для скважины считается дополнительным методом фильтрации, применяются совместно с основным фильтрующим механизмом.

Скважина должна быть, как минимум на 10 см больше диаметра самого фильтра. Гравий должен подбираться по размеру, так, чтобы его частицы были крупнее частиц породы в 8-10 раз. Толщина каждого слоя, взятого отдельно, не должна быть меньше 3 см на поверхности земли, и меньше 5 см на забое скважины.

Огромным плюсом гравийных систем фильтрации является их природное происхождение, материал экологически чистый и абсолютно безопасный для здоровья человека.

Фильтры иглы

Применяются, в основном, для непростого устройства абиссинских скважин и колодцев. Располагается фильтр игла на конце трубы колодца, обеспечивает легкое проникновение трубы в грунт.

Защищает воду от заиливания, чем обеспечивает ее чистоту. Материал, из которого изготавливают такие фильтры - оцинкованный металл. Конструкция иглы характерная для фильтров – это труба с просверленными в ней в шахматном порядке отверстиями, закрепленная сеткой из нержавейки или намоткой проволоки. К концу трубы приваривают копьевидный наконечник для свободного движения устройства в грунте.

Существуют и другие фильтрующие устройства для скважин, определить, какой вид вам более всего подходит можно, изучив почву и особенности местности, в которой вы собираетесь бурить скважину. Лучше всего устанавливать фильтр совместно с процессом бурения скважины, это облегчит вам работу и здорово сэкономит ваше личное время.

Песчано-гравийные фильтры как и фильтрующие траншеи являются сооружением почвенной очистки при искусственной фильтрующей загрузке и устраиваются в сочетании с септиками - для полной биологической очистки (доочистки) сточных вод. Хочется подчеркнуть следующие обстоятельство. При всей похожести песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи имеют ряд особенностей, но основное отличие песчано-гравийного фильтра от фильтрующей траншеи в том, что дренажные и оросительные трубы, размещаемые в котловане, выполняются параллельными линиями.
Песчано-гравийные фильтры устраивают на водонепроницаемых (глина) или слабо фильтрующих грунтах (суглинок) при уровне залегания грунтовых вод ≥1 м. ниже лотка дренажной трубы (см. ).
Необходимо следить, чтобы уровень грунтовых вод не поднимался выше 1 м от уровня нижней дрены. Чтобы такой контроль был эффективным, достаточно отрыть на расстоянии 5 - 7 м от нижнего края последней дрены несколько шурфов. В случае повышения уровня грунтовых вод (например, в период паводка) выше критических отметок рекомендуется подавать в нижнюю дрену через вентиляционный стояк хлорную воду в количестве, обеспечивающем концентрацию хлора в очищенной воде на уровне 3 мг/л.
Важно! Если у вас на участке высокий уровень грунтовых вод , то устройство песчано-гравийного фильтра необходимо выполнять на искусственной насыпи (подсыпке), при этом сточная вода в них может подаваться специальными фекальными насосами.
Очищенная песчано-гравийным фильтром вода собирается в колодце, подключенном к концу коллектора дренажной системы. Зачем это нужно? Дело в том, что обязательным требованием контролирующих органов является дезинфицирование очищенной воды. Дезинфекция сточных вод осуществляется в этом коллекторном колодце с установкой в нем хлорпатрона.
Справка. Один хлорпатрон, установленный в колодце с объемом воды около 1 м 3 (диаметр колодца 0,5 м, высота слоя воды 0,5 м), обеспечивает дезинфекцию сточных вод в течение одного месяца.
Важно! Необходимо помнить , что при использовании песчано-гравийного фильтра очищенная вода должна отводиться в водоемы или на дно оврагов с предварительным обеззараживанием.
К сожалению, постоянный сброс воды с высоким остаточным содержанием хлора в водоем может принести ему вред, отрицательно воздействуя на водную растительность, микроорганизмы и рыб. Поэтому по согласованию с органами санитарной инспекции хлорирование сточных вод может осуществляться только в условиях повышенной эпидемиологической опасности.
Сброс очищенных и обеззараженных сточных вод из коллекторного колодца может осуществляться самотеком или принудительно с помощью специальных фекальных насосов.

Устройство песчано-гравийного фильтра

Для устройства песчано-гравийного фильтра обычно отрывают котлован, дно которого располагается примерно на 1,5 м ниже лотка отводящей трубы из септика или дозирующей камеры. Дно котлована планируют с уклоном к центральной части, равным 0,03. На дно котлована укладывают слой гравия, щебня или доменного шлака крупностью фракций 15-30 мм, на который укладывают дренажную сеть, состоящую из центральной трубы-коллектора диаметром 120-150 мм. и водосборных труб диаметром 100 мм (асбестоцементных с боковыми пропилами или пластмассовых с отверстиями по боковым поверхностям). К коллектору водосборные трубы подсоединяются с помощью чугунных или пластмассовых канализационных тройников.
Затем дренажная сеть засыпается щебнем, гравием или шлаком крупностью фракции 15-30 мм на высоту 50 мм над верхом труб, потом еще слоем из этих же материалов:
- крупностью фракций 5-15 мм высотой 100 мм,
- крупностью фракций 2-5 мм высотой 100 мм,
- слоем крупно- и среднезернистого песка высотой около 1 м.

Далее все тщательно утрамбовывают и укладывают слой щебня, гравия или шлака крупностью фракций 15-30 мм. Сверху собирают оросительную сеть, по устройству аналогичную дренажной.
Оросительную сеть трубопроводов засыпают сверху (по 50 мм над верхом труб) той же засыпкой, затем укрывают слоем рубероида или гидроизола и засыпают мятой глиной, тщательно утрамбовывают глину, делая таким образом глиняный замок. Сверху котлован засыпают грунтом.
Нагрузку на оросительные трубы песчано-гравийных фильтров и фильтрующих траншей, а также толщину слоя загрузки следует принимать по нижеприведенной таблице.

Толщина слоя загрузки в песчано-гравийных фильтрах

Примечания:
1. Меньшие нагрузки соответствуют меньшей высоте.
2. Нагрузки указаны для районов со среднегодовой температурой воздуха от 3 до 6 °С.
3. Для районов со среднегодовой температурой воздуха выше 6 °С нагрузку следует увеличивать на 20-30 %, ниже 3 °С - уменьшать на 20-30 %.
4. При удельном водоотведении свыше 150 л/(чел х сут) нагрузку следует увеличивать на 20-30 %.

Важно! Песчано-гравийный фильтр, устраиваемый в подсыпке, перекрывается слоем рулонного гидроизоляционного материала и засыпается сверху слоем шлака высотой 0,5-0,6 м и слоем растительного грунта высотой 0,2 м.
Система песчано-гравийной очистки сточных вод снабжается вентиляционной трубой D100 мм, которую выводят над поверхностью почвы выше предполагаемого уровня снежного покрова (обычно 0,7 м). Вентиляцию ставят на каждую оросительную (в конце линии) и дренажную (в начале) трубу. Длину оросителей определяют по допускаемой гидравлической нагрузке - расходу воды на 1 м длины оросительной трубы.
Для нормального функционирования песчано-гравийного фильтра большое значение имеет правильное содержание участка, на котором он обустроен.
Рекомендуется:
- один раз в год необходимо взрыхлять почву на участке для улучшения вентиляции;
- использовать участок для клумб или засевать его травой;
- на участке не должно быть деревьев, пешеходных и проезжих дорог.

Песчано-гравийные фильтры: Эксплуатация.

При эксплуатации песчано-гравийных фильтров, как и для любых систем почвенной очистки сточных вод, очень важно осуществлять контроль качества и расхода сточных вод, поступающих на сооружения почвенной очистки. Важным условием долгосрочного и исправного функционирования песчано-гравийных фильтров является постоянный контроль состояния всех элементов вашей канализационной системы.
Важно! Повышение нагрузки по органическим веществам выше расчетной приводит к быстрому заиливанию фильтрующего слоя. Повышение гидравлической нагрузки - к переполнению системы. То и другое проявляется в переполнении оросительной сети, появлению воды в вентиляционных стояках и невозможности дальнейшей работы сооружений почвенной очистки.
Надежная эксплуатация систем почвенной очистки, к которым относятся песчано-гравийные фильтры, возможна, если сооружения предварительной очистки (септики) обеспечивают надлежащее качество очищенной воды. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде после септиков не должна превышать 100 мг/л. При работе фильтрующих сооружений в режиме доочистки - 20 - 30 мг/л.
При нормальной эксплуатации в режиме доочистки песчано-гравийных фильтров срок их службы до полной замены фильтрующей загрузки и дрен составляет 15 - 18 лет. Отбор проб и анализ очищенной воды после песчано-гравийных фильтров производится по аналогии с сооружениями искусственной биологической очистки.
Санитарно-защитную зону от песчано-гравийного фильтра до обслуживаемого жилого здания следует принимать 8 м.

Методы очистки сточных вод и канализация дома:
- [2 ] СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.
[3 ] СНиП 3.05.04-85 "Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации"
[4 ] ТСН ЭК-97 МО. Территориальные строительные нормы Московской области. "Технические правила и нормы строительства, эксплуатации и контроля работы сооружений систем водоотведения объектов малоэтажной жилой застройки на территории Московской области".
[5 ] СаНПиН 4630-88 "Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения".

Оборудуют в пластах, представленных песками от средне – до мелкозернистых и пылеватых.

Гравийные фильтры имеют высокую пескоудерживающую способность и длительный срок службы.

Гравийные фильтры состоят из обычного каркасно-проволочного или сетчатого фильтра, рабочая часть которого окружена слоем гравия или крупнозернистого песка.

По способу изготовления различают фильтры с гравийной засыпкой двух типов:

1) Собираемые на поверхности и в готовом виде опускаемые в скважину (опускные);

К опускным фильтрам относятся кожуховые фильтры , (рис. 8). Кожух – сетка, удерживающая гравий, примыкающий к каркасу. Кожуховые фильтры применяются в скважинах глубже 100 м. D кожуха >d каркаса на 50÷100 мм.

Рис. 8. Кожуховый фильтр.

1 – фланец; 2 – каркас фильтра; 3 – проволочная сетка (стальной кожух); 4 – проволочный пояс; 5 – сварка.

Для центрирования при спуске кожухового фильтра применяют центрирующие фонари. В процессе эксплуатации кожух быстро разрушается, и водосодержащая горная порода контактирует с гравием.

2) Создаваемые в скважине путем засыпки песка и гравия между каркасом и стенками скважины (засыпные).

Рис. 9. Схема установки в скважине засыпного фильтра.

а – в начале засыпки гравия в межтрубное пространство:

1 – трубы; 2 – муфта; 3 – рабочая часть; 4 – обсадные трубы;

б – после окончания засыпки.

Засыпные фильтры создают следующим образом (рис. 9). После доведения скважины до проектной глубины и установки башмака обсадных труб в водоупорной породе на забой опускается каркасный, каркасно-проволочный или сетчатый фильтр, наружный диаметр которого как минимум на 100 мм меньше внутреннего диаметра обсадных труб. В кольцевое пространство между фильтром и обсадными трубами через трубу диаметром 40-50 мм засыпают мелкими порциями отсортированные гравий и песок. По мере засыпки постепенно поднимают обсадную (эксплуатационную) колонну. Засыпать гравий следует на 5-10 м выше башмака колонны обсадных труб, приподнятой над водоносными породами и обнажившей рабочую часть фильтра, см. рис. 9б.

Превышение слоя гравия над башмаком обсадной колонны объясняется тем, что в процессе эксплуатации фильтра уровень засыпки понижается за счет выноса песка и гравия.

В ЗАО «РУСБУРМАШ», разработана и апробирована в производственных условиях новая прогрессивная технология сооружения скважин малых диаметров, позволяющая производить закачку гравия в интервал формирования обсыпки и цементирования затрубного пространства через специальных узел и инструмент внутри обсадной колонны.

Гравийные засыпки призабойной зоны уширенного контура применяются в водоносных пластах представленных песками. Гравий подается на забой посредством эжекторного дозатора.

Рис. 10. Эжекторный дозатор

1 – воронка; 2 - насадка; 3 - окна; 4 - смеситель; 5 - гравий;

6 – бурильные трубы.

Установка фильтровой колонны впотай, с гравийной обсыпкой по технологии ЗАО «Русбурмаш». Перечень операций по установке:

а) Забой расширяется долотом-расширителем от 190 мм до 400 мм;

б) Спускается фильтровая колонна;

в) Промывка прифильтровой зоны;

г) Доставка гравия в прифильтровую зону (рис. 11, г);

д) Извлечение инструмента УГФ из скважины (рис. 11, д).

Рис. 11. Доставка гравия в прифильтровую зону и извлечение инстурмента УГФ из скважины.

1 – бурильные трубы; 2 – эксплуатационная колона; 3 – верхнее отверстие; 4 - УГФ; 5 - пакер; 6 – нижнее отверстие; 7 – рабочая часть фильтра; 8 – уширенная до 400 мм зона; 9 - гравий; 10 - отстойник;

11 – замковое соединение.

Инструмент УГФ устанавливается внутри эксплуатационной колонны, (рис. 11). Пакер под действием осевого усилия от веса труб разжимается и герметизирует кольцевое пространство, а также разделяет и герметизирует верхние и нижние отверстия.

Прямая промывка производится буровым насосом по бурильным трубам. Через нижние отверстия вода выходит через кольцевое пространство под пакером и далее в прифильтровую зону. Через отверстия фильтра вода входит внутрь фильтра, затем через верхние отверстия над пакером попадает в кольцевое пространство и поднимается к устью.

Затем, в прифильтровую зону подают гравий через эжекторный дозатор, (рис. 10) с воронкой буровым насосом. Заполняют прифильтровую зону, (рис. 11 г), вода частично проникает в пласт. Заполнение прифильтровой зоны гравием отличается резким повышением давления в нагнетательной магистрали за счет того, что выпускные отверстия перекрывается частицами гравия.

Герметизация фильтровой колонны осуществляется за счет перекрытия нижних отверстий гравием.

Установка фильтровой колонны с выходом на поверхность осуществляется аналогичным способом.

Кольцевое пространство между фильтровой колонной и кондуктором герметизируется на устье.

Одна из общих схем доставки гравия, в предварительно расширенный забой в глубокой скважине, при помощи эрлифта приведена на рис. 12.

Технологические операции выполняются в следующей последовательности:

а) Расширение призабойной зоны;

б) Установка фильтра на забой при помощи отсоса пульпы эрлифтом (через обратный клапан 4, рис. 12);

в) Подача гравия дозатором (буровой насос + эжектор + гравий = гравийно-водяная смесь = равномерная подача гравия на забой).

Рис. 12. Схема доставки гравия в предварительно расширенный забой в глубокой скважине.

1 – дозатор; 2 - смеситель; 3 - фильтр; 4 – обратный клапан; 5 - гравий;

6 – расширенный забой.

В каких случаях можно очищенную воду сбрасывать в фильтрующий колодец, а в каких нужно делать фильтрующую траншею или поле фильтрации? Чтобы разобраться в этом вопросе прочитаем СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.

6.179. Поля фильтрации для полной биологической очистки сточных вод надлежит предусматривать, как правило, на песках, супесях и легких суглинках. Продолжительность отстаивания сточных вод перед поступлением их на поля фильтрации следует принимать не менее 30 мин.

6.189. Поля подземной фильтрации следует применять в песчаных и супесчаных грунтах, при расположении оросительных труб выше уровня грунтовых вод не менее чем на 1 м и заглублении их не более 1,8 м и не менее 0,5 м от поверхности земли. Оросительные трубы рекомендуется укладывать на слой подсыпки толщиной 20-50 см из гравия, мелкого хорошо спекшегося котельного шлака, щебня или крупнозернистого песка.
Перед полями подземной фильтрации надлежит предусматривать установку септиков.

6.192. Песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи при количестве сточных вод не более 15 м3/сут следует проектировать в водонепроницаемых и слабофильтрующих грунтах при наивысшем уровне грунтовых вод на 1 м ниже лотка отводящей дрены.
Перед сооружениями необходимо предусматривать установку септиков.
Очищенную воду следует или собирать в накопители (с целью использования ее на орошение), или сбрасывать в водные объекты с соблюдением «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» и «Правил санитарной охраны прибрежных вод морей».
Расчетную длину фильтрующих траншей следует принимать в зависимости от расхода сточных вод и нагрузки на оросительные трубы, но не более 30 м, ширину траншеи понизу - не менее 0,5 м.

6.193. Песчано-гравийные фильтры надлежит проектировать в одну или две ступени. В качестве загрузочного материала одноступенчатых фильтров следует принимать крупно- и среднезернистый песок и другие материалы.
Загрузочным материалом в первой ступени двухступенчатого фильтра могут быть гравий, щебень, котельный шлак и другие материалы крупностью, принимаемой согласно п.6.122, во второй ступени - аналогично одноступенчатому фильтру.
В фильтрующих траншеях в качестве загрузочного материала следует принимать крупно- и среднезернистый песок и другие материалы.

6.195. Фильтрующие колодцы надлежит устраивать только в песчаных и супесчаных грунтах при количестве сточных вод не более 1 м3/сут. Основание колодца должно быть выше уровня грунтовых вод не менее чем на 1 м.

6.196. Фильтрующие колодцы следует проектировать из железобетонных колец, кирпича усиленного обжига или бутового камня. Размеры в плане должны быть не более 2´2 м, глубина - 2,5 м.
Ниже подводящей трубы следует предусматривать:
донный фильтр высотой до 1 м из гравия, щебня, спекшегося шлака и других материалов - внутри колодца;
обсыпку из тех же материалов - у наружных стенок колодца;
отверстия для выпуска профильтровавшейся воды - в стенках колодца.
В покрытии колодца надлежит предусматривать люк диаметром 700 мм и вентиляционную трубу диаметром 100 мм.

6.197. Расчетную фильтрующую поверхность колодца надлежит определять как сумму площадей дна и поверхности стенки колодца на высоту фильтра. Нагрузка на 1 м2 фильтрующей поверхности должна приниматься 80 л/сут в песчаных грунтах и 40 л/сут в супесчаных.

Поля подземной фильтрации.

Поля подземной фильтрации строят, когда на участке песчаный или супесчаный тип почвы и уровень грунтовых вод не выше 1,5 метра. Конфигурация данной системы может быть разнообразной. Оросительные трубы должны находиться между собой на расстоянии 1,5 метра – для песчаных грунтов и 2,5 метра в супесях, уклон при укладке выдерживается 2 см на погонный метр, чтобы обеспечить хороший самотек сточной воды.

Глубина заложения оросительной трубы около 1 метра (до грунтовых вод должно быть не менее 1 метра), но не менее 50 сантиметров от поверхности. Дно траншеи выкладывают слоем 20 – 50 см мелкого гравия или щебня. Длина одного ответвления оросительной трубы не более 20 метров.

Общая (суммарная) длина всей сети оросительных труб для Средней полосы России при расходе 500 литров воды в сутки (2-3 человека) – 18 метров, при расходе 1000 литров воды (4-6 человек) – 35 метров. Изготовить оросительную трубу можно из канализационной пластиковой диаметром 110 мм для наружного применения, просверлив отверстия диаметром 10 мм, с шагом 50 мм в два ряда в шахматном порядке.

Песчано-гравийные фильтры.

В местах, где почва плохо пропускает воду, сооружают более сложную конструкцию фильтра. Вверху находится сеть оросительных каналов, внизу сеть дренажных каналов, полностью повторяющих ее контур, между ними находится фильтрующий слой песка и щебня.

Самым простым вариантом будет Линейный песчано-гравийный фильтр, который можно проложить вдоль забора загородного участка. Длина траншеи линейного фильтра будет зависеть от объема расходуемой воды. Рассчитывается: 1 метр фильтрующей траншеи на 100 литров воды в сутки. Например, необходимо 10 метров траншеи на семью из 4 – 6 человек (при расходе воды 1000 литров в сутки).

На дно траншеи делается подсыпка щебнем крупной фракции, укладывается дренажная труба обернутая в геотекстиль (от заиливания) и засыпается сверху крупным щебнем. Поверх укладывается щебень средней фракции толщиной 10 сантиметров, затем слой мелкого гравия такой же толщины. Все это засыпается метровым слоем крупнозернистого песка, на который укладывается оросительная труба, обсыпанная крупным щебнем. Поверх всех слоев укладывается гидроизоляция и обратная засыпка грунтом. Оросительная и дренажная трубы должны быть подключены к вытяжке, выходящей над уровнем земли на 70 – 80 сантиметров.

Очищенная вода от дренажной трубы собирается в накопительный колодец, она не представляет никакой опасности как источник заражения, ее можно отводить на поверхность. По согласованию с местными органами Роспотребнадзора (СЭС) для окончательной дезинфекции обработанная сточная вода подвергается хлорированию в накопительном колодце, прежде чем ее можно будет сливать в водоем. Если позволяет рельеф местности, то из колодца очищенную воду отводят самотеком, в другом случае, устанавливают дренажный насос и сбрасывают на поверхность воду с помощью него.

При высоком уровне грунтовых вод невозможно устроить подземные фильтрующие системы, поэтому сооружают вышеописанные сооружения на поверхности земли. Сточные воды обрабатываются в септике, а из него подаются на наземный фильтр с помощью дренажного насоса. Подобные сооружения очень громоздки и занимают много места на приусадебном участке, к тому же портят окружающий вид, эстетику загородного дома.

Одно из главных преимуществ Аэрационной Установки Топас в том, что на выходе из станции сточная вода поступает очищенная до 98% и не требует дополнительной почвенной фильтрации. Очищенную воду из станции Топас можно выводить на поверхность встроенным дренажным насосом в ливневую или дренажную канаву, овраг, водоем (после хлорирования или УФ – обработки). Ни один из существующих септиков не может дать такую высокую степень очистки. Поэтому, строя канализационную систему на своем участке, сравните преимущества Топас перед септиками, тщательно взвесьте все «за» и «против» и только после этого – сделайте правильный выбор.