Какими бывают системы водоснабжения?

Первый городской водопровод

В 1779 году императрица Екатерина II повелела «изыскать и провести в город воду хорошего качества и в достаточном количестве». На эти цели было отпущено 1,1 миллиона рублей. Вскоре начали строить Мытищинский (он же Екатерининский, названный так в честь царицы) водопровод, чтобы доставлять в город воду Мытищинских ключей, находившихся в 25 километрах к северо-востоку от Москвы. Водопровод строили 25 лет силами армии. Главнокомандующий в Москве должен был ежедневно отправлять на строительство по 400 солдат. Работы закончили осенью 1804 года.

Мытищинский водопровод представлял для своего времени серьёзнейшее инженерное сооружение. В Мытищах было устроено 43 ключевых бассейна в виде водоёмов, ограждённых кирпичными стенками и покрытых деревянными крышами. Оттуда вода шла в город самотёком под небольшим уклоном по 21-километровому каналу. Он представлял собой небольшую кирпичную галерею. Вода выпускалась в Самотёцкий пруд. Из сооружений до наших дней сохранился 21-арочный Ростокинский акведук (длина — 341 метр) через реку Яузу.

Канал Мытищинского водопровода частично шёл открытым, например по Самотёке и Неглинной, а частично — под землёй, где своды его тоже были выложены кирпичом. Во многих местах водопроводного канала были устроены спуски, чтобы жителям можно было стирать бельё и поить лошадей.

Несовершенство водопровода состояло в том, что по дороге много воды уходило в землю. В 1826 году канал был повреждён вследствие провала грунта на территории Сокольничьей рощи. Там канал залегал глубоко, и место повреждения найти не удалось. В результате была сделана обводная труба, которая шла к построенной Алексеевской водокачке, оборудованной двумя паровыми механическими подъёмниками. Оттуда воду по трубе диаметром 10 дюймов (25,4 сантиметра) поднимали на второй этаж Сухаревой башни, где стоял чугунный резервуар ёмкостью пять тысяч вёдер (61 тысяча 500 литров). Из башни вода по нескольким чугунным трубам шла к пяти фонтанам, устроенным в 1830-е годы в разных частях города.

XII—XV века

Водовзводная башня на карте Кремля

Ранние водопроводы

Простые способы водоснабжения были знакомы русским людям с древних времён, уже в XII веке существовали самотёчные водопроводы и водостоки. В Москве первый водопровод построили уже во времена Ивана Калиты. В Кремле располагался тайный колодец, вода в него подводилась по деревянным трубам и поднималась с помощью  — большого колеса, которое крутили мужики, наступая на широкие перекладины. В 1367 году, когда Дмитрий Донской велел обнести Кремль каменной стеной с башнями, по бывшему рву Ивана Калиты была проложена труба для стока «нечистой воды» длиной около 200 погонных метров. По летописным данным в 1382 году горожане защищали городские стены, поливая осаждающих Москву татар Тохтамыша кипятком.

Западная станция водоподготовки

Западная станция водоподготовки — самая молодая из четырех станций Москвы. Она была введена в эксплуатацию в 1964 году. Сейчас станция снабжает водой свыше 3,5 миллиона потребителей — жителей 36 районов юго-запада и юга Москвы (Коньково, Черемушки, Чертаново, Очаково, Орехово-Борисово, Теплый Стан, Царицыно, Солнцево, Новопеределкино), ТиНАО, городов Видное, Дзержинского, Котельники и населенных пунктов Ленинского района Московской области.

Проектная мощность станции — 1,7 миллиона кубических метров в сутки (максимальная подача была в 1995 году — 1,8 миллиона кубических метров).

Сейчас станция ежесуточно подает в город порядка одного миллиона кубических метров питьевой воды — 30 процентов водопотребления Москвы.

Переход Западной станции на современные технологии очистки воды начался в 2006 году. Тогда в эксплуатацию ввели Юго-Западную водопроводную станцию производительностью 250 тысяч кубических метров в сутки. На ней были установлены очистные сооружения нового поколения с использованием мембранной технологии — самой перспективной и надежной на сегодняшний день технологии подготовки питьевой воды.

В 2010 году на станции построили блок очистных сооружений № 3 с применением инновационной технологии озоносорбции аналогичной производительности (250 тысяч кубических метров). На нем впервые установили отечественные озонаторные установки большой производительности КО50С. Этот опыт был применен и при модернизации Рублевской станции водоподготовки.

Сейчас 50 процентов воды на Западной станции водоподготовки обрабатывается с использованием наилучших доступных технологий, а также ведется проектирование двух блоков очистных сооружений мощностью 500 тысяч кубических метров в сутки. После их ввода в эксплуатацию вся вода на Западной станции будет обрабатываться по новым технологиям.

Приятный вкус и отсутствие запаха

— В Москве качество воды за последние годы улучшилось. С чем это связано?

— Да, это действительно так. С 2002 года в Москве строятся современные сооружения, то есть наша классическая технология отстаивания и фильтрации воды дополняется доочисткой. Это озонирование воды и дальнейшая сорбция на угольных фильтрах. В 2002-м был запущен первый блок озоносорбции на Рублевской станции. С тех пор на Западной станции было построено два блока, еще один большой — на Рублевской. И вот сейчас запущен третий мощный блок озоносорбции на Рублевской станции.

Технология озоносорбции позволяет практически полностью очистить воду от органических загрязнений. Вода становится приятной на вкус, цвет, у нее нет запаха. Поэтому да, можно сказать, что на протяжении вот уже 15 лет качество воды в Москве постоянно улучшается. Это абсолютно безопасная вода, пригодная каждый день для употребления человеком в питьевых и хозяйственно-бытовых целях.

— Как озон помогает очистить воду? Как работает эта технология?

— Озон — это очень сильный окислитель. Все мы знакомы с запахом озона во время грозы: если она приближается, мы ощущаем запах свежести. На станции водоподготовки озон вырабатывается с помощью специального оборудования, где кислород, которым мы дышим, с помощью электрического разряда превращается в озон. Обрабатывая им воду, мы получаем полное расщепление всякого рода органических загрязнений в воде, которые дальше, на стадии фильтрации через угольную загрузку, оседают и полностью извлекаются из воды. На сегодняшний день это наиболее эффективная и экономически обоснованная технология.

— Такая технология позволяет очищать воду быстрее, чем было раньше?

— Нет, не быстрее. Просто это дополнительная стадия очистки. Вода, которая очищается с помощью современных технологий, несколько отличается: в ней вообще практически не присутствуют какие-то сезонные запахи или привкусы.

XXI век

Развитие московского водопровода

В 2002 году на Рублевской водопроводной станции запустили первый блок сооружений с технологией доочистки воды с помощью комбинированной технологии озонирования и сорбции на активированном угле. В том же году первые заработали снегоплавные пункты, использующие тепло сточных вод для транспортировки снега на очистные станции.

Юго-Западная водопроводная станция

Юго-Западная водопроводная станция была заложена в 2003 году и запущена в 8 ноября 2006 года, на ней впервые в России применена технология мембранной ультрафильтрации для очистки питьевой воды в промышленных масштабах. Строительство велось Австрийско-немецким консорциумом «ВТЕ Вассертехник ГмбХ» как инвестиционный проект по модели «» («строить, владеть, эксплуатировать, передавать»). Мощность станции — 250 тыс. м³ в сутки, все технологические процессы автоматизированы и требуют небольшого количества персонала. Станция вошла в единый комплекс с Западной, а в 2017 году перешла в собственность Москвы.

В 2007 и 2013 годах Люберецкие и Курьяновские очистные сооружения стали использовать технологию ультрафиолетового обеззараживания очищенных сточных вод. Они способны отводить соответственно 3,125 и 3,0 млн м³ сточных вод ежесуточно, это один из самых высоких показателей в мире. Обработка ультрафиолетом позволяет очистить воду от патогенных бактерий и вирусов, таких как лямблии, дизентерийные амебы, холерные вибрионы, вирусы гепатита и др

Это важно для сохранения здоровья водных экосистем, потому что объём воды отводимой от Люберецких и Курьяновских очистных сооружений равен общему объёму Москвы-реки в среднем и нижнем течении.

По официальным данным, в период с 2005 по 2015 годы качество воды в городской сети значительно увеличилось, ежесуточно сотрудники Мосводоканала берут около 6 тыс. проб качества и состава воды, ещё 450 автоматических анализаторов непрерывно работают по всем основным водоисточникам. Водопроводную воду в Москве можно пить без дополнительных очисток и фильтрации.

Современная структура московского водопровода

По данным на 2006 год, потребление воды в Москве составляло более 4,5 млн м³ в сутки. В настоящее время водоснабжение города осуществляется из двух систем — Москворецко-Вазузской и Волжской, на них работают четыре крупнейших станций водоподготовки: Северная, Восточная, Западная, Рублевская. Источники водозабора расположены в трёх областях — Московской, Смоленской и Тверской.
В 2012 году Мосводоканал был переформирован в открытое акционерное общество, в настоящее время 100 % акций принадлежат государству. В том же году он первым из российских компаний начал реализацию принципов Киотского протокола: на Курьяновских и Люберецких очистных сооружениях построены теплоэлектростанции, работающие на биогазе от обработки канализационного осадка. Эксплуатация этих станций позволяет снизить выброс парниковых газов и дополнительно получить до 160 млн кВт/ч электроэнергии в год.

В рамках программы «Моя улица» в 2016 году Мосводоканал реконструировал 23,5 км водопроводных сетей. В начале 2017 года было проложено 25 км новых водопроводных сетей, к концу 2017 планируется довести этот показатель до 50 км.

На 2017 год структура системы водоснабжения Москвы состоит из четырёх элементов: источники для водозабора, трубопроводная сеть, системы подачи технической и хозяйственно-питьевой воды. Основными сооружениями Московского водопровода являются:

• девять гидроузлов;
• четыре станции водоподготовки;
• шесть насосных станций;
• 11 регулирующих узлов.

В зону действия московской сети с недавних пор вошла Новая Москва. По данным на 2017 год в новые округа поддаётся 30 тыс. м³ воды в сутки, к 2035 году планируется довести подачу до 348 тыс. м³. План развития Мосводоканала на последующие годы включает строительство 42 новых водозаборных узлов и реконструкцию 45 уже существующих, а также укладку 235 км новой водопроводной сети.

Виды водопроводов

В зависимости от расположения водопровод может быть общим и локальным.

В первом случае осуществляется подача воды в населенные пункты, на предприятия и в другие крупные объекты.

Во втором случае организовывается индивидуальная система для дома или хозяйственного объекта.

Также систему можно разделить на 2 вида:

• наружная — подача воды к зданию;
• внутренняя — распределение ресурсов между кранами и сантехникой.

Внутренний водопровод

Внутренний водопровод

Внутренний водопровод представляет собой сеть из труб, которые проходят внутри здания и ведут коммуникации до точек водозабора. С учетом того, что в наружной системе давление может отличаться, внутреннюю сеть организовывают двумя способами:

• Без повышающих насосов. В этом случае вода подается за счет давления во внешнем водопроводе. Сама система состоит из ввода, водомера, труб, стояка и подводки. Дополнительные элементы не требуются. Способ используется для частных домов и многоквартирных домов.
• С периодическими и постояннодействующими насосами. Система применима в том случае, если во внешней сети нет необходимого давления для транспортировки жидкости. Также она нужна для поставки воды на удаленные и высокие точки водозабора. Водопровод с насосом устанавливается в зданиях высотой более 50 метров, гостиницах и производственных зданиях.

Водопроводные резервуары — один из главных элементов внутреннего водопровода. Их оборудуют специальными трубами и клапанами. Установка рекомендуется в хорошо освещаемом и вентилируемом здании.

Если проект включает организацию зонального снабжения, то на каждом участке закладывают индивидуальные магистральные линии. Обычно они располагаются в технических этажах.

Внутренние сети делают открытыми с разводкой. Иногда трубы монтируют под стены. Для этого необходима арматура, закрепляющая соединения, и качественная вентиляция.

Водопровод внутреннего типа прокладывают с уклоном 0.002-0.005, за счет чего обеспечивается поставка воды к трубам и приборам. При обустройстве коммуникаций в нижних участках монтируют спускной механизм

Не менее важное значение имеет запорная арматура, которую устанавливают на подводках к сантехническим приборам

Наружный водопровод

Наружная сеть — один из основных элементов водопровода. Она отвечает за транспортировку воды от источника к потребителю.

Центральную водопроводную систему прокладывают на поверхности или под землей. В первом случае процесс менее затратный и занимает меньше времени. Водопровод устанавливают на возвышенной опоре и покрывают утеплителем.

При организации магистрального пересечения трубы прокладывают в туннелях или траншеях.

Устройство наружного водопровода

Наружный водопровод включает комплекс сооружений, необходимых для очистки и хранения воды, а также для обеспечения бесперебойной работы насосов. Вода фильтруется в самом заборе и в наружной сети.

По назначению воды наружная сеть подразделяется на три разновидности:

• Техническая. Используется для эксплуатации на производственных объектах. Чтобы сэкономить, применяют частичную фильтрацию и впоследствии снова используют отработанную жидкость.
• Бытовая. Предназначена для очистки и транспортировки питьевой воды в жилые объекты.
• Пожарная. Применяется для организации систем пожаротушения. Кроме основных сооружений система включает спецтехнику и гидранты. Пожарную сеть делают тупиковой, чтобы можно было объединять ее с другими водопроводами.

Водопровод — замкнутая система, состоящая из различных сооружений, предназначенных для добычи, очистки и транспортировки воды до потребителя.

Система состоит из наружных и внутренних сетей. В зависимости от предназначения воды используют разные виды водопроводов. При проектировании водопровода для подачи питьевой воды используют двухэтапную систему очистки

. В производственные объекты подают жидкость, прошедшую частичную обработку, и впоследствии ее снова используют.

Для бытовых и производственных целей используют индивидуальную систему. Пожарные сооружения можно объединять с другими.

Децентрализованное водоснабжение

Если собрались переходить на децентрализованное водоснабжение, учитывайте свойства грунта, глубину и состояние внутренних вод. А также будьте готовы установить насосное оборудование и фильтры для очистки воды.

ВАЖНО! За пользование автономной системой платить не нужно, однако насосное оборудование и обустройство скважины или колодца стоит дорого. Советы для выбора места под сооружения для забора воды:

Советы для выбора места под сооружения для забора воды:

1. Нужно устанавливать на расстоянии в 20-30 метров от очистных систем, компостных ям и других потенциальных источников загрязнений.
2. Участок должен быть без подтоплений.
3. Вокруг скважины или колодца должна быть специальная отмостка (не уже 2 метров). Поверхностная часть должна быть на расстоянии в 80 см от земли, сверху прикрыта крышкой.

Особенности водоснабжения из скважины

Вода из скважины

Есть два типа скважин для водоснабжения дома:

1. Скважина «на песок».

• Глубина от 15 до 40-50 м, срок эксплуатации – от 8 до 20 лет.
• Если водонос расположен неглубоко, можно пробурить вручную.
• Для подачи воды понадобится установка насосного оборудования и фильтров.

1. Артезианская скважина.

• Глубина до 150 м, срок эксплуатации – до 50 лет.
• Бурит только специальная техника.
• Вода поднимается сама, за счет собственного давления.
• Насосы используют только для транспортировки.
• Такую скважину регистрируют и оформляют на неё паспорт.

Плюсы скважины:

• стабильный объем воды;
• высокое качество воды;
• не нужно регулярно ремонтировать.

Минусы скважины:

• бурение — дорогостоящая процедура;
• срок эксплуатации меньше, чем у колодца;
• нужно использовать дополнительные дорогостоящие насосы.

Чаще всего скважины состоят из устья и надземной части. Устье сооружают в подземной камере – кессоне. Также у водозаборного устройства есть ствол. Его стены укрепляют обсадными трубами из стали. и водоприемная часть (состоит из отстойника и фильтра).

Колодец для водоснабжения

Это самое простое решение для автономного водоснабжения, если водоносный горизонт мощный и расположен на уровне 4-15 м.

Водоснабжение из колодца

Чаще всего колодец сооружают из бетонных колец или кирпича. Он состоит из надземной части с выведенной вентиляционной трубой, ствола, водоприемной и водовмещающей частей.

Вода внутрь колодца поступает через дно или стенки. В первом случае для дополнительной очистки воды на дно кладут гравийный донный фильтр.

Если вода поступает через стенки, делают специальные «окна» и насыпают в них гравий, который также служит фильтром.

Плюсы колодца:

• несложно построить;
• можно вручную поднимать воду, если отключили электричество;
• низкая стоимость насосов;
• долго служат — более 50 лет.

Минусы колодца:

• Качество воды: туда могут проникать грунтовые воды с частицами земли и ила.
• Чтобы вода не переливалась, колодец нужно регулярно чистить.
• Уровень воды зависит от времени года, так что в жаркую погоду неглубокие источники могут засохнуть.

Колодец можно построить своими руками, для этого понадобятся кольца-ЖБИ, тренога с лебёдкой, ведра и лопаты. Колодец неприхотлив в обслуживании, доступ к источнику воды удобен.

Вариант с колодцем подойдёт в следующих случаях:

• если уровень потребления воды среди жильцов дома — низкий;
• есть мощный защищенный источник с хорошей водой;
• если нет других вариантов.

Последовательность при организации системы водоснабжения

При процессе обустройства водоснабжения дома нужно соблюдать определенную последовательность. После того как источник воды готов, монтируют:

• наружный и внутренний трубопровод;
• насосное и дополнительное оборудование;
• фильтры для очистки воды;
• распределительный коллектор;
• водонагревательное устройство.

В конце подключают сантехнические приборы.

Устройство типовой водопроводной системы

Любая водоподающая система дома состоит из 2-х основных частей:

1. Внешней.
2. Внутренней.

Внешняя часть предназначается для соединения источника с внутридомовой водопроводной системой. Самую простую конструкцию имеет система, связывающая дом с централизованной магистралью.

Это обычный трубопровод, снабжённый водозапорной арматурой для перекрытия, при необходимости, подачи воды. При снабжении дома водой от собственного источника, в водопроводную систему включается подающий насос, автоматизированные реле управления, фильтры и т.д.

Внутридомовая часть системы состоит, помимо собственно трубопровода, из:

• Регулирующих и запорных кранов.
• Водонагревательных бойлеров.
• Водоразборного оборудования – сливных кранов и смесителей.
• Разводящей сети.

На сегодня существует два основных типа внутренних систем водоснабжения:

• Самотёчная.
• Водонапорная.

В первом варианте вода подаётся не прямо в сеть, а в бак, установленный на высоком месте – верхнем этаже здания, или в мансарде. Оттуда вода, под действием силы гравитации стекает вниз, заполняя внутреннюю трубопроводную систему.

В варианте с напорной системой внутренняя сеть заполняется при посредстве подающего насоса, либо дополнительно насосной станции, снабжённой гидроаккумулятором.

Чистая вода для жителей Московского региона

АО «Мосводоканал» — крупнейшее предприятие, обеспечивающее водоснабжение и водоотведение в Москве и ряде населенных пунктов Московской области с общим числом потребителей около 15 миллионов человек, в том числе порядка 900 тысяч жителей Московской области. Ежесуточно потребителям подается около трех миллионов кубометров воды.

За последние годы в ходе программы модернизации АО «Мосводоканал» реализовало ряд крупных проектов повышения качества питьевой воды.

В 2012 году завершился перевод станций водоподготовки на обеззараживание воды гипохлоритом натрия. Это позволило исключить из обращения высокотоксичный жидкий хлор и существенно повысить надежность и безопасность системы водоснабжения.

С 2002 по 2017 год на Рублевской и Западной станциях водоподготовки построены новые блоки очистных сооружений, на которых применяются наилучшие доступные технологии очистки воды — озоносорбция (очистка воды с помощью озонирования и активированного угля) и мембранное фильтрование (очистка воды продавливанием сквозь полупроницаемую ультратонкую мембрану). Эти технологии дополнили традиционные методы подготовки питьевой воды (отстаивание, фильтрование, использование очищающих реагентов).

После ввода в эксплуатацию блоков очистных сооружений на Рублевской станции объем питьевой воды, очищенной по новым технологиям, достиг 64 процентов, в том числе более 50 процентов воды проходит очистку с помощью технологий озоносорбции и мембранной фильтрации (порядка 1,5 миллиона кубических метров в сутки). 

В ближайшее время планируется построить два новых блока очистных сооружений на Западной станции водоподготовки, что позволит увеличить объемы питьевой воды, очищенной при помощи технологий озоносорбции и мембранной фильтрации, еще на 0,5 миллиона кубических метров в сутки.

Благодаря реализации мер по снижению потерь в водопроводных сетях и установке современной экономичной водопотребляющей техники в жилых домах, на предприятиях и в учреждениях общее потребление воды в Москве за последние годы снизилось примерно на 20 процентов.

Производственные мощности АО «Мосводоканал» позволяют значительно увеличить поставки чистой питьевой воды в населенные пункты Московской области. Сегодня жители Подмосковья получают 255,5 тысячи кубических метров воды. К 2023 году суточный объем потребления должен увеличиться более чем в 1,5 раза — до 398 тысяч кубических метров. Чистую воду получат еще 378 тысяч жителей области.

Финансирование подключения новых потребителей будет осуществляться за счет платы за техприсоединение, средств областного и муниципальных бюджетов, инвестиционной программы Мосводоканала и местных водоканалов.