Kontynuując tematykę związaną z zagospodarowaniem wód deszczowych (PI 3/2015 – zbiorniki retencyjne i systemy filtracyjne), przyjrzyjmy się urządzeniom służącym do poboru wody zgromadzonej w zbiorniku i podawaniu jej do odbiorników oraz do jej uzdatniania. Jakie rozwiązania z dość bogatej w tym zakresie oferty rynkowej warto polecać?

Wybór odpowiedniej pompy czy centrali deszczowej, a także zespołu filtrów narurowych wraz z urządzeniami do dezynfekcji wody to kolejny etap konfiguracji systemu gromadzenia i wykorzystania deszczówki. Omawiając zbiorniki retencyjne i systemy filtracji, uwzględnialiśmy sposób wykorzystania wody deszczowej (podlewanie ogrodów, prace porządkowe, mycie samochodów, spłukiwanie WC, pranie), a także miejsca, gdzie będzie wykorzystywana (ogród lub dom). Uwarunkowania te mają również wpływ na wybór pozostałych elementów systemu. Najczęściej w systemach ogrodowych do pobierania i podawania wody deszczowej wykorzystuje się pompy zainstalowane wewnątrz zbiornika (manualną lub automatyczną), natomiast w układach, które dostarczają wodę do budynku na potrzeby spłukiwania toalet lub prania, stosowane są kompletne automatyczne centrale deszczowe.

Pompa zatapialna czy samozasysająca

Choć obecnie nasz rynek daje duże możliwości wyboru pomp do poboru wody, nie wszystkie nadają się do systemów deszczowych. Aby mieć pewność prawidłowej/bezawaryjnej ich pracy, przede wszystkim nie powinno się w tego typu systemach wykorzystywać pomp przeznaczonych tylko i wyłącznie do wód czystych. Woda deszczowa, pomimo zastosowania wielu układów filtracyjnych, może nieść bardzo drobne frakcje piasku, które w pompach nieprzystosowanych do takich warunków mogą uszkadzać wirniki. Istotny jest też dobór pompy pod kątem odpowiedniej wydajności oraz ciśnienia wody – każdy z odbiorników, do którego dostarczana będzie woda, ma swoją wydajność oraz wymagane do prawidłowej pracy minimalne ciśnienie. Jeśli nie mamy w tym zakresie doświadczenia, dobór lepiej powierzyć specjalistom. W systemach ogrodowych najczęściej spotyka się pompy zatapialne, czyli takie, które zostały w pewnym sensie zatopione w zbiorniku, a od ich króćca tłocznego wyprowadzony jest wąż, który doprowadza wodę do punktu poboru. Pompy samozasysające są zdecydowanie rzadziej stosowane, ponieważ wymagają specjalnej skrzynki, w której można je umiejscowić lub instalacji w pomieszczeniu technicznym.

1. Wnętrze zbiornika płaskiego stosowanego w systemach ogrodowych. Zbiornik z systemem filtracyjnym, w którym zainstalowany jest kosz i syfon na wylocie, mieści także pompę zatapialną, do której podpięty jest wąż tłoczny		2. Elektroniczna pompa X-AJE firmy Steel Pump pracująca jako zatapialna lub samozasysająca		3. Elektroniczna pompa zatapialna Divertron z zaworem zwrotnym i wygodnym systemem zabezpieczającym przed pracą „na sucho”

Zarówno w zakresie pomp zatapialnych, jak i samozasysających obecnie mamy na rynku do wyboru urządzenia manulane albo automatyczne. Pompy manualne są załączane za pomocą zewnętrznego sterownika lub manualnie – przez włącznik. W pompach automatycznych wykorzystuje się łączniki ciśnieniowo - przepływowe, które powodują, że w ciągu kilku sekund od spadku ciśnienia na odcinku odbiornik/zawór – wyjście z pompy, pompa załącza się samoczynnie, a gdy ciśnienie wzrośnie (zawór zostanie zakręcony), samoczynnie się wyłącza. To rozwiązanie zabezpiecza także przed suchobiegiem na wypadek braku wody w zbiorniku: pompa nie zostanie wówczas uruchomiona. Pompy automatyczne zapewniają zatem nie tylko dużą wygodę, ale i bezpieczeństwo eksploatacji, dlatego też zyskały w ostatnich latach sporą popularność. Ciekawym przykładem pomp elektronicznych do systemów deszczowych są produkty firmy Steel Pump, np. X-AJE (rys. 2), X-AMO. Są to rozwiązania unikatowe pod względem budowy, które można przeznaczyć zarówno do instalacji w zbiorniku (jako pompy zatapialne), jak i poza nim (pompy samozasysające). Mają system zapobiegający blokadzie pompy w przypadku dłuższego postoju (AntiBlocking), wysoki stopień ochrony IP68, a ich silnik podczas pracy chłodzony jest cieczą. Innym polecanym rozwiązaniem może być pompa Divertron (rys. 3). To urządzenie pracujące typowo jako zatapialne, montowane w zbiorniku. Ma zintegrowany system elektroniczny, który automatycznie włącza i wyłącza pompę. Dodatkowo, zainstalowano w niej zawór zwrotny oraz specjalny system zabezpieczający przed pracą „na sucho”. Jeśli w zbiorniku opadnie lustro wody, odsłaniając sito ssące, pompa samoczynnie się wyłączy po około 45 s na 1 godzinę, po czym ponownie się włączy w cyklu sprawdzającym. Gdy w zbiorniku nadal nie będzie odpowiedniego poziomu wody, pompa wyłączy się na 5 godzin, a następnie co 24 godziny będzie próbowała się załączyć, sprawdzając poziom wody.

Współpraca z systemem automatycznego nawadniania

4. Schemat działania mikroprocesorowego urządzenia, które steruje pracą pompy oraz elektrozaworem odpowiedzialnym za uzupełnianie zbiornika wodą pitną: 1 – test/kalibracja/potwierdzenie; 2 – wskaźnik LED, poziom wody w zbiorniku, awarie; 3 –czerwona LED – informacja o uzupełnianiu wodą pitną; 4 – zielona LED – informacja o aktualnej pracy pompy; 5 – zasilanie i podłączenie pompy; 6 – czujnik i przewód pomiarowy; 7 – zacisk masy do przewodu pomiarowego; 8 – pompa zasilająca; 9 – lej kontrolny doprowadzający wodę; 10 – elektrozawór

W systemach ogrodowych, bez względu na zastosowaną pompę, pobieranie wody ze zbiornika może odbywać się ręcznie bądź automatycznie. Ręcznie, gdy podłączy się wąż ogrodowy i rozpocznie podlewanie zieleni, prace porządkowe lub mycie samochodu, natomiast automatycznie, przy wykorzystaniu sterownika, np. kiedy w ogrodzie stosuje się automatyczne nawadnianie. Wykorzystując tryb automatyczny, trzeba koniecznie zadbać o to, aby w zbiorniku zawsze znajdowała się minimalna ilość wody. W tym celu dodatkowo musi on być wyposażony w system kontroli i uzupełniania wodą sieciową (rys. 4). Przykładem takiego kompletnego systemu jest Vari WRC-6W. Urządzenie, dzięki zainstalowanemu w zbiorniku czujnikowi, na bieżąco kontroluje poziom wody, który wyświetlany jest na wskaźniku LED. Jeżeli jest za niski, czujnik wysyła sygnał do sterownika, który otwiera elektrozawór i rozpoczyna się dolewanie wody sieciowej do zbiornika. Po osiągnięciu ustalonego poziomu elektrozawór automatycznie zostaje zamknięty.
Gdy woda deszczowa będzie wykorzystywana przez automatyczny system nawadniania ogrodu, zastosowanie systemu kontroli i uzupełniania wodą sieciową jest konieczne. Nie można pozwolić, aby zbiornik był opróżniony, gdy sterownik nawadniania da sygnał do podawania wody na tryskacze.

Centrale deszczowe

Montuje się je głównie w budynkach, w których woda deszczowa stosowana jest do spłukiwania toalet, prania czy prac porządkowych. Oczywiście, wcześniej musi być tam zaprojektowana dualna instalacja wodociągowa dla punktów, do których będzie dostarczana deszczówka. Centrale deszczowe korzystają głównie z pomp samozasysających. Całość montowana jest zazwyczaj w pomieszczeniu technicznym. Warto przy tym pamiętać, że gdy do pompowania wody stosuje się pompy samozasysające lub centrale deszczowe, zbiornik musi być wyposażony w pływający pobór wody, czyli wąż ssawny z sitem filtracyjnym, zaworem zwrotnym oraz kulą pływającą. Pływający pobór wody zasysa wodę ze zbiornika z poziomu około 20 cm pod lustrem wody, gdzie jest ona najczystsza. Elastyczny wąż umożliwia swobodne poruszanie się całego zestawu wewnątrz zbiornika. Wąż najczęściej wyprowadzony jest do rury wznoszącej zbiornika, gdzie za pomocą złączki gwintowanej połączony jest z pompą lub centralą deszczową zainstalowaną w pomieszczeniu technicznym.

Centrale deszczowe na potrzeby domu

To kompletne i w pełni automatyczne urządzenia, które pobierają wodę ze zbiornika (na deszczówkę bądź podręcznego), a następnie transportują ją do punktów poboru (rys. 5, 6). Składają się z pompy samozasysającej, zbiornika podręcznego o pojemności około 20 l, który jest zasilany wodą sieciową, oraz zaworu trójdrogowego wraz z czujnikiem pływakowym. Centrala może pracować w trybie ręcznym bądź automatycznym. W trybie automatycznym priorytetem jest pobór wody deszczowej ze zbiornika retencyjnego. Dopiero, gdy zaczyna jej tam brakować, czujnik pływakowy wysyła informacje do zaworu trójdrogowego, który przełącza się na pobór wody sieciowej do zbiornika podręcznego, ale jeśli pojawi się deszczówka, centrala automatycznie przełącza się na korzystanie z niej. Automatyka zapewnia wygodę: użytkownik nawet nie wie, czy do spłukiwania WC użyta była woda deszczowa, czy sieciowa. Zasada działania centrali jest zatem trochę inna aniżeli systemu awaryjnego dolewania. Podstawowa różnica to brak dolewania wody sieciowej do zbiornika na deszczówkę. Na rynku można obecnie spotkać domowe systemy o wydajności do 6 m³/h i o wysokości podnoszenia nawet do 60 m.
Zaleca się, aby system, w którym będzie pracować centrala deszczowa (rys. 7), możliwie dokładnie opomiarować, stosując typowe wodomierze. Wtedy będzie można dokładnie określić ilość zużytej wody oraz ocenić, ile się w tym mieści wody deszczowej.

Centrale przemysłowe

Zasada działania central przemysłowych jest taka sama jak domowych, różnią się głównie budową, wydajnością i wysokością podnoszenia: pojedyncze rozwiązanie może mieć wydajność nawet do 25 m³/h i wysokość podnoszenia do 60 m. Centrale te wykorzystywane są w systemach zagospodarowania wody deszczowej w budynkach publicznych, przemysłowych itp. (rys. 8). Zwykle w skład zestawu wchodzi: obudowa centrali, zbiornik wody, sterownik elektroniczny oraz dwie wielostopniowe pompy odśrodkowe z armaturą. Centrala monitoruje system w taki sposób, aby w każdej chwili był on gotowy do uruchomienia. Wielostopniowe pompy odśrodkowe zapewniają cichą pracę oraz szybki i bezproblemowy rozruch systemu. Uruchamiane są naprzemiennie, co skraca czas przestoju i zwiększa ich żywotność. Kiedy potrzebna jest większa wydajność, w trybie kaskadowym uruchamiana jest druga z pomp. System ma wiele funkcjonalnych zabezpieczeń. Centrala zabezpiecza pompy przed suchobiegiem oraz pozwala wyłączyć je w przypadku osiągnięcia określonego ciśnienia w instalacji (wartość ciśnienia widoczna jest na wyświetlaczu). W przypadku braku wody deszczowej w zbiorniku, centrala umożliwia automatyczne wykorzystanie wody wodociągowej. Praca zaworu trójdrogowego sterowana jest za pomocą wyłącznika pływakowego znajdującego się w zbiorniku wody deszczowej. System wyposażony jest także w ochronę przed stagnacją wody. Zawartość zbiornika podręcznego wymieniana jest automatycznie co 10 dni w przypadku, gdy nie była ona w tym czasie pobierana. Wymiana zawartości zbiornika może być również uruchamiana ręcznie.

5. Centrala deszczowa na użytek domowy Active Switch firmy DAB		6. Elementy domowej centrali deszczowej		7. Schemat ideowy podłączenia centrali deszczowej w budynku mieszkalnym

Filtry narurowe i systemy dezynfekcji wody deszczowej

Jeśli woda deszczowa ma być wykorzystywana np. do prania, dobrze byłoby wykonać dodatkowy system filtracji, który zabezpieczy instalację i urządzenia sanitarne przez zatrzymywanie stałych cząsteczek (ziemi, piasku, rdzy itp.) znajdujących się w stanie zawieszonym w wodzie. Idealne miejsce na zainstalowanie filtra jest na wyjściu wody z centrali deszczowej. Można tam umieścić np. pojedynczy filtr z wkładem polipropylenowym (rys. 9). Jego konstrukcja wymusza odśrodkowy, wirowy przepływ wody. Odwirowane zanieczyszczenia opadają na dno klosza, podczas gdy rękaw filtrujący zapewnia filtrację o wybranej dokładności. Można także wykorzystać wkład z węgla aktywnego (rys. 10) lub po filtrze mechanicznym zastosować kolejny filtr z węglem aktywnym. Rozbudowana, porowata powierzchnia węgla aktywnego zapewnia wydajną wymianę gazową w przepływającej wodzie, co poprawia smak, usuwa nieprzyjemny zapach chloru lub ozonu oraz zatrzymuje rozpuszczone w wodzie mikrosubstancje organiczne. Idąc krok dalej, jeśli zależy nam na zapewnieniu wręcz idealnej jakości wody, można dodatkowo zastosować system dezynfekcji – w przypadku wody deszczowej najczęściej wykorzystywana jest dezynfekcja przez promienie UV. Jest to sprawdzona i bezpieczna dla środowiska metoda hamowania wzrostu mikroorganizmów (pałeczek Legionelli, wirusów, pierwotniaków itd.) oraz eliminacji ich z wody, umożliwiająca uzyskanie wody czystej pod względem bakteriologicznym. Wykorzystywane promieniowanie UV, o długości fali 253,7 nm, będące naturalną częścią promieniowania słonecznego, jest sztucznie odtwarzane, przy czym ma ono znacznie większe natężenie niż światło słoneczne. Dlatego też może być stosowane do sterylizacji wody. Kompleksowym rozwiązaniem jest urządzenie o nazwie TRIO-UV firmy Cintropur (rys. 11), które stanowi połączenie trzech metod uzdatniania wody – przez filtrację, oczyszczanie i dezynfekcję. W skrócie zasada działania tego urządzenia przedstawia się następująco:

• filtracja – powstaje efekt cykloniczny wykorzystany w wirówce helikalnej, przyspieszającej duże cząsteczki w spodniej części misy, po której następuje dokładna filtracja przez sito (średnica otworów sita może być dostosowana do potrzeb w przedziale 5-300 μm) w celu usunięcia z wody wszelkich cząsteczek zawiesiny;
• oczyszczanie – pozwala wyeliminować z wody nieprzyjemny smak i zapach oraz pestycydy i herbicydy; pojemnik z węglem aktywnym jest tak skonstruowany, aby można było użyć go ponownie, a wymiana węgla była łatwa dla użytkowników;
• dezynfekcja – metodą UV, aby zagwarantować odpowiednią bakteriologiczną jakość wody.

Korzystanie z opisanego urządzenia jest szczególnie zalecane do całkowitego uzdatniania wód deszczowych.

8. Centrala przemysłowa Aquamatic Industrial 100		9. Filtr mechaniczny NW z wkładem polipropylenowym
10. Filtr DUO AC – połączenie fi ltra z wkładem polipropylenowym i filtra z wkładem z węgla aktywnego		11. System TRIO-UV fi rmy Cintropur: fi ltracja + oczyszczanie + dezynfekcja wody

Autor: Artur Stadnik