Якість води

Відбір проби води для аналізу

   Для попереднього вивчення системи зрошення необхідний ретельний аналіз джерела води. Система мікрозрошення потребує води високої якості, вільної від найдрібніших зважених і розчинених у ній твердих частинок, таких як залізо, що може осідати та спричиняти проблеми системи. Нехтування аналізом якості джерела води та проведенням відповідної її обробки, є однією з найпоширеніших причин відмови системи мікрозрошення функціонувати належним чином.

   Дуже важливо, щоб було відібрано типову пробу води. Якщо це свердловина, то відбір проби має бути проведений після роботи насоса протягом пів години або більше. Для господарсько - побутової системи водопостачання, вода має текти кілька хвилин перед забором проби. З поверхневого джерела води, такого як канал, річка, або водосховище, проба повинна бути відібрана в центрі джерела і нижче поверхні води. Там, де джерела поверхневої води піддаються сезонним змінам якості, з цих джерел проби повинні бути відібрані і зроблений аналіз при найгіршому стані.

   Для відбору проби краща скляна посудина, яка може вмістити близько 1 літра. Щоб уникнути забруднення проби води, посудину необхідно ретельно вимити і обполоснути перед використанням. Слід відібрати дві проби. Перша проба має бути використана для проведення аналізу на всі елементи, крім заліза, і не потребує жодних добавок. Друга проба відбирається для аналізу на залізо, і після відбору води, слід додати 10 крапель HCl. HCl зазвичай є у формі соляної кислоти.

   Пляшки з пробами слід повністю наповнювати, акуратно маркувати і щільно закривати. Проби слід негайно відправити в лабораторію аналізу води. У лабораторії можна провести наступний аналіз: на мінералізацію, на вміст кальцію, магнію, натрію, калію, заліза, марганцю, бору, бікарбонатів, карбонатів, хлоридів, визначити рН, кількість і розмір зважених часток, а для міського водопостачання - вміст вільного хлору.

   Вода також має пройти аналіз на присутність нафти, особливо для тих територій, які близько розташовані до нафтових покладів. Нафта може дуже швидко засмітити як піщано-гравійні, так і дискові фільтри. Також вона може засмітити випускні отвори на стрічці та зруйнувати пластикові труби, трубопроводи та інші складові частини.

Інтерпретація аналізу якості води

Зважені частинки

   До зважених часток у водопостачанні належать: частинки ґрунту, розміром від грубозернистого піску до дрібнозернистих глин, живі організми, включно з водоростями і бактеріями, та широка низка речовин, які переносяться водою. Наноси зі зважених часток можуть часто значно змінюватися день у день і з сезону в сезон, особливо коли джерело води - річка, озеро або водосховище.

Кальцій

   Кальцій (Ca) знайдений незначною мірою в усіх природних водах. Ґрунт, насичений кальцієм, пухкий і легко піддається обробці, зазвичай дає змогу воді легко просочуватися, не ущільнюючи її, і не зливається під час надходження води. Кальцій у формі гіпсу часто вносять у ґрунт, щоб поліпшити його фізичні властивості. Як правило, бажана зрошувальна вода з високим вмістом кальцію, хоча, за певних умов, кальцій може випасти в осад і стати причиною засмічення.

Залізо

   Залізо (Fe) може бути присутнім у розчинній формі і може створювати проблеми засмічення навіть за концентрації 0,1 мг/л. Розчинене залізо може осідати у воді внаслідок змін температури або тиску, у відповідь на підвищення рН або внаслідок дії бактерій. Наслідком є охровий мул або слизова маса, здатна вивести з ладу всю систему зрошення.

Марганець

   Марганець (Mn) трапляється в ґрунтових водах менш часто, ніж залізо, і зазвичай у менших кількостях. Як і залізо, марганець у розчині може осідати внаслідок хімічної або біологічної активності, утворюючи осад, який засмічує емітери в стрічці. Колір осаду коливається від темно-коричневого, якщо є суміш заліза, до чорного, якщо окис марганцю чистий. Слід дотримуватися запобіжних заходів, коли проводять хлорування вод, що містять марганець, внаслідок того, що між хлоруванням і осадженням існує деякий проміжок часу.

Сульфіди

   Якщо поливна вода містить понад 0,1 мг/л загальних сульфідів, у системі зрошення можуть рости зелені бактерії, утворюючи маси слизу, що можуть засмічувати фільтри та випускні отвори стрічки.

Інтерпретація аналізу води

 У наведеній нижче таблиці подано загальні вказівки щодо інтерпретації результатів аналізу води:

Обробка води

   Системи мікрозрошення характеризуються великими кількостями емітерів, що мають досить маленькі шляхи потоку. Через те, що ці маленькі шляхи потоку легко засмічуються чужорідною речовиною, більшість джерел води потребують деякої обробки, щоб забезпечити успішну, тривалу роботу системи. Майже всі джерела води можна зробити придатними для мікрозрошення за допомогою відповідної фізичної та/або хімічної обробки.

   Різні проблеми якості води, що зустрічаються під час роботи систем мікрозрошення, викладено нижче. У деяких ситуаціях можуть бути присутніми дві або більше з цих проблем, які змушують проводити більш складні методи обробки.

Наявність макрочастинок у джерелі води.

Наявність у джерелі води великих наносів мулу та глини.

Зростання бактеріального слизу в системі.

Ріст водоростей у джерелі води або системі.

Осадження карбонатів заліза, сірки або кальцію.

Присутність макрочастинок

   Великі частинки, присутні в системі водопостачання, зазвичай можуть бути або неорганічним піском, або мулом, осадом зі стінок труб або обсадних труб, або органічними речовинами, такими як насіння бур'янів, маленька риба, яйця, водорості тощо. Неорганічні речовини зазвичай важкі, і їх можна легко видалити за допомогою відстійника або дією відцентрового сепаратора піску. З іншого боку, речовини органічного походження легші і мають бути видалені піщаним або сітчастим фільтром певного типу. Плаваючі матеріали можна зняти з поверхні води простою дошкою для знімання піни.

Наявність у джерелі води великих наносів мулу і глини

   Піщано-гравійний фільтр може видаляти пісок із джерела води розміром частинок аж до 70 мікрон. Однак високий вміст мулу і глини (понад 200 мг/л) може швидко забивати піщано-гравійний фільтр, призводячи до неефективної роботи і підвищеної частоти зворотного промивання.

   Замість використання однієї фільтростанції, щоб видаляти важкі наноси з глини і піску, бажано побудувати відстійники для попередньої, що передує фільтрації, обробки. Розмір відстійника визначатиметься витратою системи і швидкістю осідання частинок, що підлягають видаленню. Своєю чергою ця швидкість осідання зумовлюватиметься розміром, формою і щільністю частинок.

   Дуже дрібні частинки мулу і колоїдної глини занадто малі, щоб економічно вигідно видаляти їх за допомогою відстійника, адже вони осідають настільки повільно, що здебільшого знадобився б надмірно великий відстійник. На щастя, ці частинки глини мають досить маленький розмір, щоб повністю проходити через систему без згубних наслідків, у разі дотримання належних запобіжних заходів. Частинки мулу і глини, які проходять через відстійник і/або фільтр можуть осісти в поливних лініях, де, міцно об'єднавшись разом, під дією бактерій, утворюють великі і потенційно небезпечні маси слизу. Таким чином, для боротьби з цією тенденцією, щоб придушити ріст будь-яких біологічних організмів, часто проводять хлорування, а для видалення осаду регулярно промивають магістральний трубопровід і поливні лінії.

Ріст бактеріального слизу в системі

   Бактерії можуть рости в системі за відсутності світла. Вони можуть утворювати масу слизу, або можуть бути причиною осадження заліза чи сірки з води. Слиз може засмічувати емітери, або зіграти роль клейкої речовини, зв'язуючи дрібні частинки мулу або глини разом, утворюючи частинки досить великого розміру, щоб стати причиною засмічення. Звичайною обробкою для придушення росту бактеріального слизу є хлорування на безперервній основі, щоб досягти залишкової концентрації від 1 до 2 мг/л, або періодичне хлорування за концентрації від 10 до 20 мг/л протягом 30-60 хвилин.

Ріст водоростей у джерелі води або системі

   Водорості можуть рясно рости у водоймах і ставати дуже густими, особливо якщо вода містить такі поживні речовини для рослин як азот і/або фосфор. За належних умов, водорості можуть швидко відтворюватися і покривати річки, озера та водосховища великими плаваючими колоніями, званими цвітіннями. У більшості випадків, водорості можуть викликати труднощі з системами первинного очищення або фільтрації через тенденцію водоростей до сплутування в отворах фільтра.

Ріст водоростей у водосховищах можна ефективно стримувати, додаючи сульфат міді. Сульфат міді можна помістити в мішки, оснащені поплавками і закріплені в різних точках водойми, або його можна розкидати по поверхні води. Хелатні продукти міді можуть бути ефективнішими, особливо якщо у воді міститься багато мулу, але вони набагато дорожчі. Мідний купорос не слід застосовувати в будь-якій системі з алюмінієвим трубопроводом.

   Рекомендована концентрація сульфату міді для стримування росту водоростей коливається від мінімум 0,05 до максимум 2,0 мг/л, залежно від виду водорості, що розглядається. Необхідне дозування може ґрунтуватися на обробці верхніх 6-ти футів (≈2 метри) води, оскільки ріст водоростей має тенденцію відбуватися головним чином там, де сонячне освітлення інтенсивне.

   Зелені водорості можуть рости тільки в присутності світла. Водорості не будуть рости в закритих трубопроводах або в чорних поливних поліетиленових трубах або емітерах. Однак через відкриті білі полівінілхлоридні труби або з'єднувальні частини труб може надходити достатньо світла, щоб створити можливості для росту в деяких частинах системи. Ці водорості можуть спричиняти проблеми засмічення, у разі потрапляння в поливні лінії. Хлорування - рекомендована обробка, використовується для того, щоб знищити водорості, що ростуть у зрошувальній системі. Концентрація хлору має бути 10-20 мг/л протягом 30-60 хвилин. Де доцільно, відкриті ПВХ труби і сполучні частини труб слід фарбувати фарбою, сумісною з ПВХ, щоб знизити ріст водоростей у системі.

Фільтрація

Відстійники

   Відстійники слугують для видалення більших неорганічних завислих частинок із поверхневої води в системі водопостачання. Застосовувані часто для турбулентних джерел поверхневої води, таких, як річки або канали, відстійники часто функціонують як економічно вигідні споруди для первинної обробки і можуть значно знижувати кількість опадів у воді. Відстійники застосовуються також у поєднанні з аерацією, щоб видалити залізо та інші розчинені частинки.

Відцентрові сепаратори піску (гідроциклони)

   Відцентрові сепаратори піску використовуються для видалення піску, луски та інших макрочастинок, які значно важчі за воду. За нормальної роботи, відцентрові сепаратори піску можуть видаляти частинки розміром до 74 мікронів (200 меш). Відцентрові сепаратори піску часто встановлюють на стороні всмоктування насосних станцій, щоб знизити знос насоса. Вони самоочищаються і потребують мінімального догляду. Відцентрові сепаратори піску не видаляють органічні речовини, і вони мають той недолік, що втрата напору в них вища (від 0,5 до 0,8 бар), ніж у інших видів фільтрів. Дуже важливо, щоб розміри сепараторів піску були підібрані правильно. Робота сепаратора залежить від відцентрових сил у вирі, утвореному потоком, що надходить; отже, розмір сепаратора має точно відповідати розрахунковій витраті.

Напірні сітчасті фільтри

   Напірні сітчасті фільтри використовуються, щоб видалити забруднювальні речовини неорганічного походження, як-от осади, пісок і луска. Є широкий ряд видів напірних сітчастих фільтрів і витрат при розмірах сіток, що коливаються від 20 до 200 меш. Окрім первинної фільтрації джерел води, сітчасті фільтри часто діють як запасні фільтри для вловлювання піску або луски, що могли випадково потрапити до системи через розриви трубопроводів, внаслідок ушкоджень піщано-гравійних фільтрів або інших непередбачуваних обставин. Рисунок 9 ілюструє відносні розміри отворів сітки в мішках, порівняно з отвором, що має діаметр 0,5 мм. Напірний сітчастий фільтр потребує регулярного чищення сітчастого елемента.

Безнапірні сітчасті фільтри

   Для просування води через сітку безнапірні сітчасті фільтри покладаються на силу тяжіння, а не на тиск води. Більшість безнапірних сітчастих фільтрів складаються з двох камер, розділених сіткою з маленьким розміром сита. Втрати тиску під час проходження через безнапірні сітки здебільшого незначні, рідко перевищують 1 псі, і з цієї причини безнапірні сітчасті фільтри знайшли застосування в системах, де втрати тиску мають бути мінімальними. Безнапірні сітчасті фільтри зручно використовувати там, де джерело води розташоване на височині. Безнапірні сітчасті фільтри дуже ефективні для більшості поверхневих джерел води, включно з каналами та водосховищами.

Піщано-гравійні фільтри

   Піщано-гравійні фільтри особливо підходять для систем мікрозрошення, оскільки вони є тривимірними фільтрами, що вловлюють забруднювачі, як на поверхні, так і глибше внизу, в основі середовища. Піщано-гравійні фільтри служать для видалення дрібних зважених часток, таких, як водорості, частинки ґрунтів і органічних детрит. Вони часто необхідні там, де для зрошення використовуються такі джерела поверхневої води, як річки або водосховища. Якість води, що виходить з піщано-гравійного фільтра, залежить від швидкості потоку через фільтр, і від виду застосовуваного піску. Загалом, що нижча швидкість потоку і що дрібніший пісок, то кращою буде фільтрація.

   Піщано-гравійні фільтри очищають зворотним промиванням. Під час цього процесу нормальний напрямок потоку води згори донизу змінюється на протилежний, і вона проходить назад догори через середовище, утворюючи суспензію в основі середовища і видаляючи вловлені забруднювачі. Швидкість зворотного промивання слід регулювати обережно так, щоб видаляти тільки забруднювачі, а середовище залишалося у фільтрі. За піщано-гравійним фільтром повинен слідувати сітчастий фільтр, для захисту від можливості потрапляння піску з фільтра в систему зрошення.