 |
Общая схема системы водоснабжения объекта
|
|
|
|
Под системой водоснабжения подразумевается комплекс сооружений, необходимых для снабжения водой потребителей в необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором при обеспечении надежности их работы.
Системы водоснабжения можно разделить на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные.
Помимо того, вода используется для мойки улиц, проездов, площадей, а также поливки зеленых насаждений и других целей.
В зависимости от вида объекта, снабжаемого водой, системы бывают городскими, поселковыми, промышленными и т.п.
При этом система водоснабжения может обеспечивать водой как один объект, так и группу однородных и разнородных потребителей на территории района.
На промышленных предприятиях в зависимости от схемы использования воды системы классифицируются на прямоточные, с последовательным использованием воды, оборотные и замкнутые.
В зависимости от источника питания водой объекта они подразделяются на системы, забирающие воду из поверхностных источников и из подземных источников.
По способу подачи воды потребителям системы могут быть напорными и безнапорными. Возможна комбинация этих схем подачи воды.
Система водоснабжения состоит из сооружений для забора воды из источника, ее транспортирования, обработки, хранения и регулирования подачи.
Вид водозаборного сооружения зависит от характера источника водоснабжения. Из поверхностных источников водоснабжения (рис. 1, а) забор воды осуществляется береговыми и русловыми водозаборами различных конструкций, из подземных (рис. 1, б) - водозаборными скважинами, шахтными колодцами, горизонтальными и лучевыми водозаборами, сооружениями для каптажа подземных вод.
|
|
|
Подъем и перекачка воды на очистные сооружения или к потребителю осуществляется насосной станцией I подъема.
После прохождения процесса кондиционирования вода подается потребителю насосной станцией II подъема.
Возможно устройство нескольких последовательно или параллельно работающих станций, что определяется техническими и экономическими требованиями.
Сооружения для кондиционирования воды необходимы для доведения ее качества до требований, предъявляемых к ней абонентами.
Резервуары чистой воды (сборные резервуары) служат для сглаживания неравномерности режима работы насосных станций I и II подъемов и хранения аварийных и противопожарных объемов
Водоводы следует рассматривать как сооружения для транспортирования воды к местам ее распределения. Они представляют собой систему труб (напорных и безнапорных) и каналов, по которым вода поступает к городу, поселку или промышленному объекту.
Для распределения воды по территории объекта и раздачи ее потребителям устраивается водопроводная сеть. Она представляет собой систему трубопроводов, уложенных по улицам, проездам и т.д., оборудованных необходимой арматурой для целей регулирования, ремонта, отбора воды на цели пожаротушения, поливки и т.д.
Сооружения для хранения и аккумулирования воды (водонапорная башня) выполняют ту же роль, что и резервуар чистой воды. Они сглаживают несовпадение режима работы насосной станции II подъема и режима водопотребления.
Место расположения водонапорной башни в значительной мере определяется рельефом местности. Как правило, ее устанавливают на возвышенных отметках с целью уменьшения строительной стоимости. Однако в общем случае место ее установки должно определяться гидравлическими и технико-экономическими расчетами систем подачи и распределения воды.
Если башня на местности располагается между насосной станцией II подъема и городом (см. рис. 1, а), то такая система водоснабжения называется с башней в начале сети, если по схеме, показанной на рис. 2.1, б, - то системой водоснабжения с башней в конце сети.
|
|
|
Вместо водонапорной башни может быть установлен наземный или подземный напорный резервуар, если вблизи города имеются достаточно высокие отметки земли, а при отсутствии таковых - безнапорный резервуар со станцией подкачки (станцией регулирования).
Емкости могут быть установлены и в промежуточное положение, если возвышенные отметки находятся в черте населенного пункта.
Рис.1. Общая схема систем водоснабжения из поверхностного (а) и подземного (б) источников
1 - водозаборное сооружение; 2, 5 - насосные станции соответственно I и II подъема; 3 - очистные сооружения; 4 - резервуар чистой воды; 6 - водоводы; 7 - напорной регулирующая емкость; 8 - водопроводная сеть
Расположение очистных сооружений возможно вблизи как водозаборных сооружений, так и потребителя.
Это зависит от удаленности водопотребителя от источника питания, наличия строительной площадки, санитарных, технических или экономических соображений, а также качества воды в источнике.
Схема водоснабжения будет упрощена в случае соответствия качества воды в источнике требуемому. Тогда очистные сооружения могут отсутствовать. Такая схема возможна, например, при использовании артезианских вод, для которых характерно высокое санитарно-гигиеническое качество.
Если источник водоснабжения расположен выше отметок снабжаемой водой территории, то появляются предпосылки для подачи воды потребителю самотеком. К таким источникам относятся горные водохранилища и ключи, а также напорные артезианские воды. При этом отпадает необходимость устройства насосных станций, перекачивающих воду от источника питания до потребителя. При значительной удаленности потребителя от источника может возникнуть необходимость устройства нескольких последовательно работающих насосных станций, перекачивающих воду по водоводам.
Если город имеет развитую территорию исложный пересеченный рельеф местности, то для создания у абонентов требуемого давления устраивают несколько насосных станций.
|
|
|
При совпадении режима работы насосной станции и режима водопотребления необходимость устройства резервуаров и башен для целей регулирования отпадает.
Таким образом, обязательными элементами системы водоснабжения являются водозаборные сооружения, водоводы и водопроводная сеть.
Изложенные соображения относятся к системам водоснабжения как населенных пунктов, так и промышленных предприятий.
Существуют, однако, системы, специально устраиваемые для целей промышленного водоснабжения (прямоточная, с повторным использованием воды, оборотная и др.). Прямоточная система (рис.2, а) предусматривает забор все увеличивающихся количеств воды по мере развития промышленного предприятия. После использования в технологическом цикле вода сбрасывается в водоем. Получить необходимые количества воды часто невозможно или требуются большие капитальные затраты. Для уменьшения действия сбрасываемых загрязненных вод на качество воды в источнике приходится осуществлять их очистку, что исключительно дорого. Поэтому более перспективными являются пути уменьшения количества сбрасываемых вод.
Рис 2. Схемы производственных водопроводов
а - прямоточная; б- с-повторным использованием воды; в - оборотная;
1 - река; 2 - водозаборное сооружение; 3 - очистные водопроводные сооружения; 4 - насосная станция II подъема; 5 - водоводы; 6 - промышленное предприятие; 7 — сброс отработавшей воды; 8 — станция очистки сточных вод; 9 - сброс воды в реку; 10 - водоохлаждающее устройство; 11 - сборный резервуар; 12 — насосная станция оборотной воды
Система повторного использования воды (рис. 2.2, б) представляет собой систему, в которой свежая вода, пройдя технологический цикл на одном из производств, участвует в технологическом процессе следующего производства. Для создания такой схемы необходимо, чтобы качество воды после использования на первом предприятии удовлетворяло требованиям технологического процесса второго производства. В противном случае требуется корректировка ее качества на очистных и охладительных сооружениях. Применение этой системы позволяет сократить суммарный расход свежей воды.
|
|
|
С целью сокращения забора свежей воды из источников водоснабжения и охраны их от загрязнения широко применяются системы оборотного водоснабжения (рис. 2, в). Они необходимы в случае маломощности источника водоснабжения. В этой системе вода, участвующая в технологическом процессе, не сбрасывается в водоем, а после обработки вновь возвращается в производственный цикл. Потери, имеющие место в производстве, восполняются из источника.
Для потребителей, расположенных на значительном расстоянии друг от друга в условиях дефицита источников водоснабжения, применяют групповые и районные системы водоснабжения (рис.3).
Они строятся для сельских населенных пунктов, животноводческих ферм, полевых станов, пастбищ, а также при обустройстве групп курортных поселков и обьектов промышленности.
Для таких условий, как правило, устраивают единые системы водоснабжения, транспортирующие воду потребителям 1 по системе водоводов 2. Для снижения высоких давлений в водоводах, возникающих вследствие их большой протяженности, в отдельных узлах системы водоводов устанавливают резервуары 3, в которые сбрасывается вода. Вода из резервуаров забирается насосными станциями 4 и подается в последующий участок водовода, а также близлежащим потребителям.
Эти водопроводы, имеющие большую протяженность, как правило, проектируют по разветвленной схеме. Устройство кольцевой сети в этом случае приводит к значительным материальным затратам. С целью обеспечения бесперебойного снабжения водой потребителей в случае аварии на магистральных водоводах на территории объектов помимо водонапорных башен устраивают наземные резервуары. В них содержится аварийный запас воды, который может быть подан в сеть насосной станцией, расположенной рядом с ним. Возможность получения воды от двух и более источников повышает надежность водоснабжения.
Как уже говорилось, по виду потребления воды системы подразделяются на хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные и поливочные. Каждый из потребителей предъявляет свои требования к количеству и качеству подаваемой ему воды, напору, создаваемому в системе, и т.д.
Рис.3. Групповая система водоснабжения
Вода к потребителю может подаваться как по единой (объединенной), так и по раздельным системам водоснабжения.
В городах, как правило, устраивают единую систему водоснабжения для хозяйственно-питьевых и противопожарных целей. На хозяйственно-питьевые нужды промышленных предприятий вода также подается от городского водопровода.
|
|
|
Вода на технологические и противопожарные нужды предприятий в зависимости от требуемого качества, экономической целесообразности и требований рационального ее использования может быть получена как от объединенной системы водоснабжения, так и от специально построенной. Забор воды на поливку может осуществляться как из городской сети, так и из постороннего источника. Вопрос об объединении систем в этом случае решается с учетом экономических, технических и санитарно-гигиенических факторов.
Система водоснабжения в процессе работы должна удовлетворять требованиям надежности и экономичности. Недоучет требований надежности при проектировании, строительстве и эксплуатации систем может привести к нарушениям нормального водоснабжения.
Под надежностью понимается способность системы обеспечивать потребителей водой в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором. Одним из показателей надежности функционирования системы может служить вероятность ее безотказной работы в течение рассматриваемого времени.
Различают технологическую и санитарную надежность. Технологическая надежность обеспечивается рядом мер на стадии проектирования, строительства и эксплуатации: созданием запасов воды в источниках водоснабжения, использованием двух и более независимых источников, увеличением числа водозаборных сооружений, прокладкой нескольких параллельно работающих водоводов, устройством кольцевых водопроводных сетей, увеличением объемов запасно-регулирующих емкостей в системе подачи и распределения воды, созданием резервных мощностей очистных сооружений, обеспечением бесперебойного энергоснабжения, разработкой математических моделей распределения воды при авариях.
К мероприятиям по повышению санитарной надежности системы водоснабжения относятся: устройство локальных прудов-водохранилищ при снабжении водой из рек и каналов, подверженных случайным залповым загрязнениям; создание системы непрерывного контроля наличия токсичных загрязнений в источнике; организация зон санитарной охраны; составление банка данных о потенциально опасных веществах, хранимых или транспортируемых на водосборной площади, которые в аварийной ситуации могут заразить источник водоснабжения; разработка моделей вероятных загрязнений водоисточника; подготовка технологии обработки воды в условиях аварийных загрязнений; устройство автоматизированных постов контроля качества воды в источнике водоснабжения выше водозаборов; предотвращение вторичного загрязнения воды в распределительной сети и регулирующих узлах; обеспечение населения питьевой водой в условиях катастроф и особо крупных аварий в системе водоснабжения.
Экономичность системы достигается принятием решений, обеспечивающих минимальные затраты на строительство и эксплуатацию при соблюдении необходимых параметров ее работы, а также требований надежности.
|
|
|
