Материал: m31283_2

Раздельные системы целесообразно устраивать в тех случаях, когда для хозяйственно-производственной зоны требуется значительное количество неочищенной воды, пригодной для технических целей и животноводческих ферм, и когда они расположены непосредственно у реки или других водоемов. Целесообразно также устраивать раздельные системы при ограниченном количестве подземных вод, достаточном только для хозяйственно-питьевого водопровода при удаленности производственной зоны от селитебной территории поселка (рис.1 в).

Системы водоснабжения по территориальному признаку разделяют на групповые и локальные.

Групповое водоснабжение является одним из видов централизованного водоснабжения. Групповые системы водоснабжения сооружаются для централизованного водоснабжения группы сельскохозяйственных производств и сельских населенных пунктов в местах с большой плотностью населения, а также в маловодных районах и при определенных неблагоприятных природно-климатических условиях. Специфической особенностью групповых систем водоснабжения является развитая сеть длинных водоводов, предназначенных для подачи воды к отдельным многочисленным населенным пунктам (рис. 2) Групповые системы водоснабжения нашли широкое применение в П оволжье, на Северном Кавказе.

Рис. 1. Схема водопровода по виду водопотребления:

а – объединенного; б – полуразделенного; в – раздельного.

Локальные системы водоснабжения предназначены для обеспечения водой отдельных населенных пунктов или отдельных производственных зон.

В соответствии с видом водоснабжения по назначению выделяют системы водоснабжения: хозяйственные, производственные, коммунальные, пастбищные, полевые, противопожарные, объединенные и т.д.

Вода в населенных пунктах и на промышленных предприятиях расходуется на хозяйственно-питьевые нужды, на производственные нужды, на тушение пожаров, на поливку улиц, зеленых насаждений, площадей.

Рис. 2. Схемы группового водопровода:

1 – очистные сооружения; 2 – водонапорные башни населенных пунктов.

В тех случаях, когда источник водоснабжения расположен выше города или населенного пункта и вода может подаваться на очистные сооружения или непосредственно в водопроводную сеть поселка (при высоком ее качестве) самотеком, систему водоснабжения называют самотечной (рис. 3). В противном случае, когда вода на очистные сооружения или в водопроводную сеть подается насосами, системы водоснабжения называют с механической подачей воды.

Рис. 3. Схемы самотечного водопровода

Источниками водоснабжения сельских населенных мест могут быть подземная вода, ключи, подрусловые воды, поверхностные водоемы: реки, озера, пруды, каналы, водохранилища на реках и т.д. Поэтому системы водоснабжения по виду использования природных источников подразделяют на подземные, речные, озерные и прудовые.

По способам использования воды системы водоснабжения классифицируют на прямоточные, с повторным использованием воды и оборотные.

В прямоточных системах вода используется на производственные цели один раз и после этого сбрасывается в водоемы. В системах с повторным использованием вода используется в производственных целях несколько раз, а затем сбрасывается в водоем. В системах с оборотным водоснабжением вода используется многократно, а потери ее восполняются из источника водоснабжения.

По степени охвата водой всех потребителей системы водоснабжения могут быть централизованными (в том числе групповыми), децентрализованными (местными) и смешанными.

При централизованном водоснабжении водой обеспечивается весь поселок или его центральная часть из одного источника водоснабжения. Групповое водоснабжение является одним из видов централизованного. Групповые системы водоснабжения сооружают для централизованного водоснабжения групп сельскохозяйственных производственных объектов и многочисленных поселков.

При децентрализованной (местной) системе водоснабжения снабжение водой осуществляется из отдельных источников обособленно для каждой группы зданий и объектов. При смешанной системе водоснабжения центральная часть поселка обеспечивается водой централизованно, а окраины - из местных отдельных источников.

Системы водоснабжения также классифицируют по способам регулирования расходов воды на башенные (или с напорными резервуарами) и безбашенные (с пневматическими установками).

Широкое распространение при водоснабжении сельских населенных пунктов получили автоматические установки с водонапорной башней (рис. 4). Водонапорные башни могут быть расположены как в начале, так и в конце сети, а также в различных промежуточных точках в зависимости от рельефа местности и конфигурации сети.

В водопроводах с контррезервуаром в часы максимального водопотребления вода поступает в сеть с двух противоположных сторон, что обеспечивает постоянный напор у потребителей. Преимуществами этих установок являются относительно постоянный напор в системе водоснабжения, высокий КПД и хорошее использование вместимости бака, что позволяет помимо регулируемого запаса иметь в нем резерв воды для противопожарных целей и других нужд.

К недостаткам установок с водонапорным баком или башней относятся: относительно большая первоначальная стоимость установки, возможность заражения воды из-за ее застоя или попадания в бак грязи, пыли, микробов и т.д., необходимость периодической чистки бака.

Наряду с напорно-регулирующими баками в системах водоснабжения применяют герметически закрытые стальные баки. Эти установки более совершенны, они удобнее в эксплуатации и надежны в санитарно-гигиеническом отношении. Их можно размещать в любом месте, удобном для монтажа и обслуживания: в подвалах или технических этажах зданий, заглубленных, утепленных и вентилируемых камерах, устраиваемых в верхней части колодцев или непосредственно в шахтах колодцев.

Рис. 4. Водонапорные башни высотой от 6 до 15 м

Напор в системе водоснабжения создается при давлении сжатым воздухом на поверхность воды в баке. На рис. 5 показана принципиальная схема автоматического пневматического напорно-регулирующего бака. При подаче воды в бак давление в нем повышается. Когда вода достигнет уровня Р₂, на который отрегулировано реле давления, электрическая цепь, по которой происходит питание электродвигателя, размыкается и насос останавливается, прекращая подачу воды. В это же время обратный клапан закрывается и вода под действием сжатого воздуха подается потребителям. По мере расхода воды из бака давление в нем падает. Когда вода достигнет уровня Р₁, на который отрегулировано реле давления, последнее замыкает электрическую цепь и насос вновь включается в работу.

Рис. 5. Схема автоматического пневматического напорно-регулирующего бака:

1 – электродвигатель; 2 – погружной насос; 3 – напорный трубопровод; 4 – обратный клапан; 5 – комбинированный регулятор воздуха; 6 – регулируемый объем воды в баке; 7 – пневматический бак; 8 – реле давления; 9 – электрическая цепь; 10 – шкаф управления; 11 – водоразборная труба.

1.1.2. Схемы хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения сельских населенных мест

Схема централизованного водоснабжения из подземных источников

С хема водоснабжения из подземных источников (скважин) приведена на рис. 6.

Рис. 6. Схема водоснабжения населенного пункта

Из подземных источников:

1 – шахтный колодец; 2 – погружной насос; 3,4 – водоводы; 5 – водонапорная башня; 6 – сборный резервуар; 7 – очистные сооружения; 8 – водопроводная сеть населенного пункта; 9 – насосная станция второго подъема.

Основными сооружениями здесь являются водоподъемные установки, включающие насос, всасывающий и напорный трубопроводы; часто в этот комплекс входят сборный подземный резервуар воды и напорно-регулирующий бак.

Подземная вода захватывается шахтными или трубчатыми колодцами 1 и погружными насосами 2 подается в сборные резервуары 6, из которых насосной станцией второго подъема 9 по водоводам 3, 4 подается в водопроводную сеть 8 и напорно-регулирующий бак водонапорной башни 5. При насосной станции в случае необходимости размещают устройство для обеззараживания воды 7.

Порядок расположения и состав сооружений может меняться. Так, расположение водонапорной башни может быть в начале распределительной сети или в ее конце. Насосные станции первого и второго подъема, водонапорная башня, устройство для обеззараживания воды могут быть объединены в одном здании.

Схема централизованного водоснабжения из открытых источников

Водоснабжение сельских населенных мест в основном базируется на подземных источниках. Однако во многих случаях возникает необходимость использовать поверхностные воды (если в отдельных районах отсутствуют подземные воды или они имеют повышенную минерализацию).

В этом случае централизованные системы водоснабжения населенных мест включают следующие инженерные сооружения: водоприемные для получения воды из природных источников; водоподъемные, подающие воду на очистные сооружения, к аккумулирующим емкостям или к потребителям; очистные; башни или резервуары, накапливающие запасы воды и регулирующие напоры и расходы; водоводы и сети трубопроводов, предназначенные для подачи воды к местам ее распределения и потребления. Выбор состава сооружений системы водоснабжения зависит от качества воды источника, требований, предъявляемых к качеству воды, рельефа местности и т.д. При этом отдельные сооружения могут быть совмещены или исключены.

На рис. 7 показана принципиальная схема водоснабжения населенного пункта при заборе воды из открытого источника.

Рис. 7. Схема водоснабжения населенного пункта при

заборе воды из открытых источников:

1 – водоприемник; 2 – береговой колодец; 3 – насосная станция первого подъема; 4 – сооружения для очистки и обеззараживания воды; 5 – наполнительный резервуар; 6 – насосная станция второго подъема; 7 – водоводы; 8 – водонапорная башня; 9 – поселковая водопроводная сеть.

Речная вода через водоприемник 1, оборудованный оголовком и фильтром грубой очистки, по самотечным трубам поступает в водозаборный береговой колодец 2, оттуда по всасывающим трубам насосами станции первого подъема 3 подается на сооружения для очистки и обеззараживания воды 4, где она очищается от различных вредных примесей. Из сооружений 4 очищенная вода самотеком течет по трубам и попадает в наполнительные резервуары 5, являющиеся аккумуляторами для хранения запаса воды, в том числе и для противопожарных нужд. Из резервуаров 5 насосами станции второго подъема 6 и по водоводам 7 подается в поселковую водопроводную сеть 9. Водонапорная башня 8, предназначенная для создания регулирующей (и частично запасной) емкости, как правило, должна размещаться в повышенной точке местности. Она может быть расположена в начале, в середине или в конце водопроводной сети. Когда количество воды, подаваемой насосами станции второго подъема 6, превышает количество воды, отбираемой из сети 9, излишек ее аккумулируется в баке водонапорной башни 8. Из бака вода поступает в сеть, когда водопотребление превышает количество воды, подаваемой насосами станции второго подъема. В баке водонапорной башни 8 при необходимости хранится запас воды для тушения пожаров.

Гидростатический напор наружной сети хозяйственно-питьевого водопровода у потребителей не должен превышать допустимые по техническим соображениям 60 м. Если напор во внешней сети превышает данную норму, допускается зонирование системы водопровода. Зонирование сети, зависящее от рельефа местности, называют вертикальным в отличие от горизонтального зонирования, вызываемого значительными гидравлическими потерями напора при большой протяженности сети или наличии крупных потребителей.

При значительной разнице отметок на территории населенного пункта применяют разделение водопровода на высотные зоны, устройство которых позволяет снизить излишне высокие напоры у потребителей, расположенных в пониженных местах населенного пункта, и уменьшить расход электроэнергии, затрачиваемой на подъем воды. Зонирование может быть осуществлено по параллельной или последовательной схеме.

При параллельном зонировании (рис. 8) устраивают единую насосную станцию второго подъема с установкой в ней насосов с различными напорами для обслуживания отдельных зон (зоны 1 и 2).

При последовательном зонировании сооружают раздельные насосные станции для каждой зоны. В каждой зоне устраивают водонапорные башни (зоны 2 и 3).

В городах, имеющих значительную протяженность, применяется горизонтальное зонирование (рис. 9). Основное условие при горизонтальном зонировании – создание напоров на насосных станциях не выше 80 м.

Рис. 8. Параллельное и последовательное зонирование

водопровода

Рис. 9. Схема горизонтального зонирования водопровода:

1 – водозабор и станция очистки воды; 2 – насосная станция второй зоны; 3 – водонапорная башня второй зоны.

3. Схемы хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения промышленных предприятий

Е сли промышленное предприятие расположено в черте города или поблизости от него, то по санитарно-гигиеническим соображениям наиболее желательным источником его хозяйственно-питьевого водоснабжения является система городского или поселкового водопровода (рис. 10).

Рис. 10. Схема подключения промышленного

предприятия к городскому водопроводу:

1 – городской водопровод; 2 – водопроводная сеть промышленного предприятия; 3 – водонапорная башня; 4 – насосы, повышающие напор; 5 – накопительная емкость.

Схема хозяйственно-питьевого водопровода в случае гарантированного получения от городского водопровода расчетного количества воды под необходимым напором (рис. 10 а) является наиболее простой и экономичной. В этом случае на территории предприятия сооружается только водопроводная сеть.

Если система поселкового водопровода гарантирует расчетное количество воды, но не гарантирует требуемого напора, то вода от городского водопровода подводится к насосам, повышающим напор, затем подается в водопроводную сеть на территории завода (рис. 10 б). При этом целесообразно сооружение на водопроводной сети завода водонапорной башни.

Если система поселковой водопроводной сети гарантирует необходимый напор, но не гарантирует требуемого расхода, то вода от городского водопровода по системе водопроводов поступает в накопительные запасные емкости (рис. 10 в). При этой схеме также целесообразно устройство водонапорной башни на территории предприятия.

Если система поселкового водопровода не гарантирует ни требуемого расхода, ни требуемого напора, то вода от городского водопровода поступает в запасные емкости и насосной станцией подается в водопроводную сеть предприятия (рис. 10 г). В этом случае также целесообразно устройство водонапорной башни на территории предприятия.

Противопожарный водопровод промышленных предприятий может быть спроектирован по трем схемам:

1) объединение с хозяйственно-питьевым водопроводом;

2) объединение с производственным водопроводом;

3) отдельный противопожарный водопровод.

3. Схемы производственного водоснабжения промышленных предприятий

Схемы производственного водоснабжения промышленных предприятий подразделяют на прямоточные, прямоточные с повторным использованием воды, оборотные.

При системе прямоточного водоснабжения (рис. 11) вода через водоприемник 1 самотеком поступает в береговой колодец 2 и насосной станцией первого подъема 3 подается на очистные сооружения 4 (если требуется очистка всей воды), затем насосной станцией второго подъема 5 вода подается в производственные цеха 6. Использованная вода (если она н уждается в очистке) поступает на очистные сооружения 7 и после очистки сбрасывается в водоемы 8.

Рис. 11. Схема прямоточного водоснабжения:

1 – водоприемник; 2 – береговой колодец; 3 – насосная станция первого подъема; 4 – очистные сооружения; 5 – насосная станция второго подъема; 6 – производственный цех; 7 – очистные сооружения; 8 – водоем.

П ри системе прямоточного водоснабжения с повторным использованием воды (рис. 12) вода через водоприемник 1 самотеком поступает в береговой колодец 2, затем насосной станцией первого подъема 3 подается на очистные сооружения 4 (если требуется очистка всей воды) и насосной станцией второго подъема 5 подается в цех 6, где используется для охлаждения при производстве той или иной продукции. Горячая вода из цеха поступает на охладители 7, очистные сооружения 8 (если требуется очистка) и насосной станцией 9 подается в цех 10. Использованная в цехе 10 вода подается на очистные сооружения 11 и сбрасывается в водоем 12.