Zabezpieczenie sieci wodociągowych przed przepływem zwrotnym i wtórnym zanieczyszczeniem wody

Zadaniem każdej sieci wodociągowej jest zabezpieczenie lokalnej ludności czy też zakładów produkcyjnych w nieprzerwane dostawy wody. To skomplikowany układ przewodów, hydrantów, zasuw i zaworów, w którym każdy element musi działać niezawodnie. Ewentualna awaria może nie tylko uniemożliwić sieci wodociągowej poprawne funkcjonowanie, ale także stwarzać zagrożenie dla osób używających wody z niej. W każdej sieci wodociągowej rozlokowany jest specjalnie zaprojektowany system zabezpieczeń, który zapewnia odpowiedni przepływ wody. Co wchodzi w skład tego systemu, jak są zbudowane jego części i jak działają? O tym wszystkim opowiemy w poniższym artykule.

W każdej sieci wodociągowej rozlokowany jest specjalnie zaprojektowany system zabezpieczeń, który zapewnia odpowiedni przepływ wody. Co wchodzi w skład tego systemu, jak są zbudowane jego części i jak działają? O tym wszystkim opowiemy w poniższym artykule.

Jak to działa?

Sieć wodociągowa zbudowana jest z następujących elementów:

• ujęć wody,
• przepompowni z ujęć do stacji uzdatniania - to tak zwane pompownie I stopnia,
• stacji uzdatniania,
• zbiorników na wodę uzdatnioną,
• przepompownie II stopnia ze zbiorników wody czystej do sieci,
• zbiorników sieciowych wyrównawczych,
• przewodów wodociągowych.

Ze względu na budowę i sposób przebiegu wyróżniamy trzy rodzaje sieci:

• otwartą (rozgałęzieniową) - przewód magistralny o największej średnicy rozgałęzia się na szereg mniejszych i ślepo zakończonych przewodów. Zaletą tego systemu jest z pewnością stosunkowo niewysoki koszt jego realizacji, ale rozwiązanie to ma również dużo wad. Jedną z najważniejszych jest fakt, iż w przypadku wystąpienia awarii na początkowym jego odcinku, istnieje konieczność odcięcia dopływu wody dla całego odgałęzienia obsługującego daną dzielnicę lub osiedle;
• obiegową zamkniętą (pierścieniową) - tak zbudowana sieć jest znacznie bardziej kosztowna i dłuższa, ale też odznacza się większą niezawodnością. Ponieważ przewody ułożone są koliście, woda dopływa do odbiorców z różnych stron, a więc ludność jest zabezpieczona w wodę nawet w przypadku awarii. Ma to duże znaczenie również z punktu widzenia ochrony przeciwpożarowej;
• mieszaną (pierścieniowo - rozgałęzieniową) - stanowi połączenie dwóch wyżej wymienionych systemów, przy czym pierścieniowa część systemu obejmuje jedną jednostkę osadniczą, czyli na przykład całe osiedle. Do niej woda doprowadzana jest siecią o budowie rozgałęzieniowej. Taka sieć jest najczęściej spotykaną w polskich miastach i miasteczkach.

Poza samymi przewodami, w skład każdej sieci wodociągowej wchodzą również inne elementy, których zadaniem jest zapewnienie prawidłowego działania całości. Należą do nich zawory przeciwuderzeniowe, regulatory przepływu, odpowietrzniki i zawory antyskażeniowe.

instalacja wodociągowa

Wtórne zanieczyszczenie wody w sieciach wodociągowych

Istnieje szereg przyczyn, które mogą doprowadzić do zanieczyszczenia wody dostarczanej ludności za pomocą wodociągów:

• zmieszanie się jej z wodą pochodząca z ujęcia nie poddawanej kontroli i nieoczyszczonej,
• brak prawidłowego przepływu, który prowadzi do powstania osadu, a w efekcie do rozwoju kolonii bakterii chorobotwórczych,
• cofnięcie się do instalacji wody uprzednio zużytej,
• czynniki i zanieczyszczenia zewnętrzne, na przykład ścieki,
• zużycie lub awaria materiałów, z których wykonane zostały elementy systemu wodociągów.

Woda w wyniku wystąpienia tych awarii staje się niezdatna do picia czy używania w gospodarstwach domowych.

Przepływ zwrotny i jego konsekwencje

Najistotniejszą z wymienionych przyczyn, dla których woda ulega zanieczyszczeniu, jest tak zwany przepływ zwrotny. Dochodzi do niego , kiedy do instalacji cofa się woda już zużyta, czyli zanieczyszczona. Sytuacja taka może mieć miejsce w dwóch przypadkach:

• kiedy ciśnienie w instalacji spadnie poniżej wymaganego poziomu - do takiej sytuacji najczęściej dochodzi w wyniku pęknięcia którejś z rur wchodzących w skład systemu wodociągów,
• w wyniku wzrostu ciśnienia na zewnątrz instalacji powyżej poziomu ciśnienia panującego wewnątrz niej.

Dlatego też, aby zapobiec zanieczyszczeniom wody w wyniku przepływu zwrotnego, stosuje się specjalnie zaprojektowane zawory zabezpieczające, tak zwane zawory antyskażeniowe. Jak i z czego zbudowany jest zawór antyskażeniowy EA? Jaka jest zasada jego działania i gdzie się go instaluje?

Zawory antyskażeniowe

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim odpowiadać powinny budynki i ich usytuowanie, zawory antyskażeniowe muszą zabezpieczać instalacje wodociągowe - zarówno zewnętrzne, jak i wewnętrzne. Rozporządzenie to obowiązuje zarówno w trakcie projektowania instalacji dla nowych budynków i osiedli mieszkalnych, jak i w czasie modernizacji tych już istniejących, a nawet zmiany sposobu ich użytkowania.

W praktyce stosuje się trzy rodzaje zaworów, z których najczęściej obecnie używane są zawory antyskażeniowe EA. Dzięki swojej budowie są one wyjątkowo wrażliwe na zmiany ciśnienia wewnątrz instalacji, a więc błyskawicznie reagują na cofanie się wody, skutecznie uniemożliwiając jej zanieczyszczenie. Używa się ich zarówno w domach jednorodzinnych, na osiedlach, jak i w instalacjach hydrantowych (przeciwpożarowych).

Budowa zaworu nie jest skomplikowana - jego korpus wyposażony jest we wlot i wylot, pomiędzy którymi znajduje się komora pośrednia. U wlotu znajduje się zawór zwrotny wlotowy, a przy wylocie - zawór zwrotny wylotowy. To właśnie one uniemożliwiają cofanie się wody, zamykając się i otwierając automatycznie pod wpływem zmiany kierunku jej przepływu. Króćce kontrolne służą do przeprowadzenia kontroli szczelności zaworu i znajdują się zarówno w komorze wlotowej, jak i wylotowej. Dużym atutem zaworów antyskażeniowych typu EA jest to, iż można je instalować w dowolnej płaszczyźnie - zarówno w pionie, jak i w poziomie. To czyni je uniwersalnymi. Pozostałe typy zaworów mają określoną wymaganą pozycję instalacji.

W związku z budową zaworu antyskażeniowego EA wyróżnia się trzy fazy jego pracy:

• faza spoczynkowa (statyczna) - kiedy brak jest przepływu w świetle komory zaworu. Obydwa zawory zwrotne pozostają zamknięte i nieruchome;
• faza dynamiczna - kiedy woda przepływa przez zawór we właściwym kierunku i pod odpowiednio wysokim ciśnieniem. Jej strumień powoduje otwarcie zaworów wlotowego i wylotowego;
• faza przepływu wstecznego - woda, zamiast przepływać w kierunku wlot- wylot, cofa się. W takim przypadku jednak zawory zwrotne ulegają automatycznemu zamknięciu (poruszają się bowiem wyłącznie w jednym kierunku).

Zawory antyskażeniowe montowane są na początkowym odcinku instalacji wodociągowej w budynku - przed licznikiem patrząc z zewnątrz. Równocześnie zabezpieczane są także poszczególne odgałęzienia całej sieci, na przykład hydranty czy ujęcia wody ogrodowej. W ten sposób każdy z elementów może działać niezależnie od pozostałych. Zawory antyskażeniowe typu EA, podobnie jak inne rodzaje zaworów, warto od czasu do czasu skontrolować. Do kontroli poprawności ich działania służą króćce kontrolne.

Obecnie sieci wodociągowe w miastach czy wsiach są bardzo mocno rozbudowane i zaopatrują w czystą wodę miliony ludzi i przedsiębiorstw. Dlatego też tak istotna i wymagana jest instalacja zaworów zapobiegających wtórnemu zanieczyszczeniu cieczy przeznaczonej do użytku w gospodarstwach domowych. Zawory antyskażeniowe typu EA spełniają to zadanie doskonale.