СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Типы систем водоснабжения
В городах, как правило, устраивают объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод с подачей из него же воды для полива зеленых насаждений, уличных и внутриквартальных покрытий, а также для питания предприятий и их отдельных установок, которым требуется только вода питьевого качества. Встречаются и водопроводы, из которых воду, кроме того, подают расположенным в черте города предприятиям для их технологических целей. На промышленных предприятиях обычно сооружают следующие системы водоснабжения: -один или несколько производственных водопроводов и объединенный противопожарный и хозяйственно-питьевой водопровод; -объединенный производственный и противопожарный водопровод и отдельный хозяйственно-питьевой водопровод; -объединенный производственный, противопожарный и хозяйственно- питьевой водопровод. Хозяйственно-питьевые водопроводы промышленных предприятий обычно входят в состав систем хозяйственно-питьевого водоснабжения городов, в которых расположены эти предприятия. При этом производственные водопроводы крупных промышленных предприятий (металлургических комбинатов и др.) чаще всего никак не связаны с системами хозяйственно-питьевого водоснабжения городов и включают в себя обособленные водозаборные сооружения, насосные станции, всасывающие и напорные водоводы, распределительные водопроводные сети производственного назначения. Назначение насосных станций в системах водоснабжения Насосные станции систем водоснабжения по назначению можно классифицировать следующим образом:
—насосные станции I подъема;
—насосные станции II подъема;
—насосные станции III и последующих подъемов;
—повысительные насосные станции;
—насосные станции систем оборотного водоснабжения (циркуляционные насосные станции).
Насосные станции I подъема могут быть совмещены с водозаборными сооружениями или могут располагаться в отдельных зданиях. В городах насосные станции I подъема воду, забираемую из рек, озер, водохранилищ, скважин и др., подают на сооружения водоподготовки. На промышленных предприятиях такие насосные станции подают воду из источников сразу в сети производственного водоснабжения обычно без какой-либо очистки. Насосные станции I подъема работают в течение суток, как правило, с относительно постоянной производительностью.
Насосные станции II подъема сооружают чаще всего в городах, реже — на промышленных предприятиях. С помощью таких насосных станций воду из резервуаров для чистой воды, входящих в состав сооружений водоподготовки, подают в распределительную водопроводную сеть города или промышленного предприятия. В ряде случаев насосные станции II подъема могут быть совмещены с насосными станциями I подъема. Подача насосных станций II подъема неравномерна и определяется графиком водопотребления, поэтому в процессе работы такой насосной станции регулируют ее подачу включением и выключением отдельных насосных агрегатов по графику, изменением степени открытия задвижки на напорном трубопроводе или, что более предпочтительно, регулированием частоты вращения рабочего колеса насоса с помощью преобразователя частоты, подключаемого к насосному агрегату.
Насосные станции III и последующих подъемов строят в больших городах, где насосные станции II подъема не обеспечивают необходимый свободный напор в отдаленных частях распределительной водопроводной сети (например, в Екатеринбурге насчитывается несколько сот насосных станций III и IVподъемов).
Повысительные насосные станции служат для повышения напора перед потребителями воды. В городах повысительные насосные станции сооружают в отдельных жилых кварталах, состоящих из нескольких зданий. Повысительные насосные установки размещают в подвальных помещениях и на технических этажах зданий. Повысительные насосные станции также встречаются и на промышленных предприятиях.
Насосные станции систем оборотного водоснабжения (циркуляционные насосные станции) сооружают на промышленных предприятиях, тепловых электростанциях и других объектах. Назначение таких насосных станций — подача воды для охлаждения технологического оборудования и далее подача нагретой воды, отводимой от этого оборудования, в охладитель (градирню, брызгальный бассейн и т. п.). Кроме того, с помощью этих насосных станций загрязненная оборотная вода подается на очистные сооружения.
Схемы и основные элементы систем водоснабжения
Системы водоснабжения, их классификация
Основные сооружения и режим их работы
Системы и схемы водоснабжения населенных мест.
Системы водоснабжения представляют собой комплекс сооружений, предназначенных для забора воды из источников водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи потребителям в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором.
Классификация применяемых на практике систем водоснабжения представлена на рис. 1.1.
Если системы водоснабжения обеспечивают водой отдельные районы страны или группы различных населенных пунктов и других объектов, то они называются районными, или групповыми системами. Целесообразность создания групповых и районных систем водоснабжения возникает, обычно в условиях маловодной местности при необходимости обеспечения водой ряда объектов, расположенных на территории некоторого района.
Системы водоснабжения могут быть объединенными (едиными), неполно раздельными и раздельными.
Объединенные системы – это водопроводы, выполняющие одновременно хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные функции. Такие водопроводы устраивают в городах, поселках и на предприятиях, на технологические нужды которых требуется вода питьевого качества, а также на предприятиях, не требующих воды питьевого качества, если экономически нецелесообразно устраивать самостоятельный производственный водопровод.
 |
Устройство неполно раздельной системы водоснабжения обусловливается несовпадением требований к качеству воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. О степени объединения этих водопроводов на самом предприятии и с городским водопроводом судят по результатам технико-экономического расчета. Так как на промышленной площадке бывают потребители с различными требованиями к воде по качеству и свободным напорам, то часто устраивают несколько промышленных водопроводов. Возможность объединения противопожарного водопровода с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом зависит от особенностей технологических процессов предприятий и количества воды, требующегося на нужды пожаротушения. Как правило, противопожарный водопровод объединяют с хозяйственно-питьевым, имеющим большую разветвленность.
Раздельную систему водоснабжения, предусматривающую наличие самостоятельных хозяйственно-питьевого, противопожарного и производственного водопроводов, устраивают довольно редко. Это оправданно в том случае, когда по технологическим соображениям производственный и противопожарные водопроводы объединять нельзя, а объединение противопожарного и хозяйственно-питьевого – экономически нецелесообразно.
В зависимости от рельефа местности снабжаемой водой территории и требуемых свободных напоров системы водоснабжения подразделяются на однозонные и многозонные. При однозонной системе все объекты, расположенные на снабжаемой водой территории, питаются от одной системы водоснабжения. При резко пересеченном рельефе местности для поддержания требуемого напора в высокорасположенных узлах сети должно поддерживаться давление, которое недопустимо для низкорасположенных участков. В этих условиях водопроводную сеть разбивают на зоны, в каждой из которых поддерживается требуемый напор с помощью насосов и напорных резервуаров. Самостоятельные поливочные водопроводы устраивают чрезвычайно редко. Обычно их функции выполняют хозяйственно-питьевые водопроводы или производственные – при наличии разрешения санитарных органов.
Схема водоснабжения городов и населенных пунктов определяется видом источника водоснабжения, качеством воды в нем, рельефом местности, режимом водопотребления.
В общем случае система водоснабжения включает в себя следующие сооружения (рис. 1.2):
 |
1 – водозаборные сооружения, с помощью которых осуществляют захват воды из природных источников;
2 – насосная станция первого подъема, подающая воду к местам ее очистки;
3 – водоводы первого подъема;
4 – очистные сооружения по очистке воды;
5 – резервуар чистой воды;
6 – насосная станция второго подъема;
7 – водоводы второго подъема;
8 – наружная водопроводная сеть города;
9 – водонапорная башня;
10 – водоводы, соединяющие водонапорную башню с сетью города.
В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также по экономическим соображениям схема водоснабжения может сильно меняться.
Приведенная схема водоснабжения может быть применена как для населенных пунктов, так и для промышленных производств. Однако существуют схемы системы водоснабжения, предназначенные только для предприятий.
Водоснабжение промышленных предприятий может быть осуществлено по прямоточной, последовательной и оборотной схемам.
Основными факторами, влияющими на выбор схемы производственного водоснабжения, являются общее водопотребление, наличие источников водоснабжения и их мощность, расстояние от площадки завода до источника водоснабжения, разность геодезических отметок заводской площадки и уровня воды в источнике, условия охраны водоема от загрязнений производственными сточными водами.
При прямоточной схеме водоснабжения (рис.1.3, а) вода, забираемая из источника водоснабжения, после соответствующей очистки поступает на технологические нужды предприятия, а затем, после очистки, сбрасывается в водоем ниже по течению относительно объекта водоснабжения. Прямоточная схема водоснабжения экономически целесообразна при малых расстояниях от источника водоснабжения до завода, а также при незначительной разности отметок уровня воды в источнике и площадки завода. Кроме того, она может быть применена при технологических процессах, не допускающих использования оборотной воды из-за ее загрязненности.
С увеличением расстояния между источником водоснабжения и промышленной площадкой, а также разности геодезических отметок, более предпочтительно применение оборотной схемы (рис.1.3, б). Она становится единственно возможной при малых мощностях источника водоснабжения и при технологии, не допускающей применения прямоточной и последовательной схем из-за наличия в отработавшей воде токсичных веществ, очистка от которых затруднена.
При оборотной схеме резко уменьшается забор «свежей» воды из источника водоснабжения: он составляет около 3 – 5 % количества воды, забираемого из источника при прямоточной схеме водоснабжения. Как правило, отличием большинства оборотных систем являются устройства для охлаждения воды (градирни, пруды-охладители и др.). При необходимости могут быть предусмотрены также очистные сооружения.
Схема с последовательным использованием воды, занимающая промежуточное положение между рассмотренными схемами, становится целесообразной при небольших расстояниях между цехами, сбрасывающими и использующими отработавшую воду. По этой схеме вода может поступать к следующему потребителю как после очистки и охлаждения, так и без них, что определяется технологией производства.
Та или иная схема водоснабжения выбирается на основе технико-экономического сравнения вариантов и соблюдения условий охраны водоемов от загрязнений.
В дальнейшем промышленность будет переходить на бессточную схему водоснабжения, которая позволяет использовать в производственном водоснабжении все стоки, сбрасываемые с территории заводов, сократив до минимума забор воды из источника водоснабжения, исключить загрязнение водоемов вредными примесями, извлекать полезные вещества из сточных вод предприятия.
 |
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ.
2.1. Системы водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий.
Системы водоснабжения или водопровода (1.1) — это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистка, хранение и представление к потребителям.
Системы водоснабжения или водопровода классифицируют по ряду признаков.
По виду обслуживаемого объекта подразделяют на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и др.
По назначению системы водоснабжения подразделяют на хозяйственно-питьевые системы водоснабжения (1.2), предназначенные для подачи воды на хозяйственные и питьевые нужды населения и работников предприятий; производственные системы водоснабжения (1,3), которые обеспечивают водой технологические цеха; противопожарные системы водоснабжения (1.4), которые обеспечивают подачу воды для тушения пожаров.
На основе технико-экономических расчетов часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-питьевые, промышленно-противопожарные или промышленно-хозяйственно-противопожарные. Так, в городах и поселках устраивают объединенный хозяйственно-питьевой водопровод. На промышленных предприятиях, как правило, сооружают два раздельных водопровода — производственный и хозяйственно-противопожарный. Объединенный промышленно-хозяйственно-противопожарный водопровод (1.5) устраивают тогда, когда для технологических нужд предприятия необходимо небольшое количество воды питьевого качества. На некоторых промышленных предприятиях устраивают специальные противопожарные водопроводы.
По способу подачи воды различают самотечные водопроводы (гравитационные) (1.6) и водопроводы с механической подачей (1.7) воды (с помощью насосов).
По виду используемых источников различают водопроводы из поверхностных источников (1.8) — что забирают воду из рек, водохранилищ, озер, морей, и водопроводы из подземных источников (1.9) скважин (артезианских, ключевых). Есть также водопроводы смешанного питания (1.10) — из источников обоих типов.
Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например, город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае такую систему называют групповой системой водоснабжения (1.11). Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии один от другого, называют районной системой водоснабжения (1.12), или районным водопроводом. Небольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из ближайшего источника, называют обычно местными системами водоснабжения (1.13). В случаях, когда отдельные части территории имеют значительную разность в отметках, устраивают зонные системы водоснабжения (1.14). При таком рельефе местности в сети для высоко расположенных участков насосы должны поддерживать высокое давление, которое недопустимо в сети для низко расположенных участков (обычно при 8-этажной застройке в сети поддерживается давление не более 0,6 Мпа). В связи с этим водопроводную сеть разбивают на зоны для каждой из которых устанавливают необходимое давление.
2.2. Схемы водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий.
Схема водоснабжения (1.15) — это совокупность объектов, связанных в единый работающий комплекс. Схема водоснабжения населенного пункта зависит прежде всего от вида источника водоснабжения – поверхностного или подземного.
На рис. 1 приведена наиболее распространенная схема водоснабжения из поверхностного источника (1.16) населенного пункта с забором воды из реки. Речная вода поступает в водозаборное сооружение (1.17), из которого насосами станции первого подъема (1.18) подается на очистные сооружения(1.19). Очищенная вода поступает в резервуары чистой воды(1.20), откуда забирается насосами станции второго подъема(1.21) для подачи по водоводам (1.22) и магистральным трубопроводам(1.23) в водопроводную сеть(1.24), затем вода распределяется по отдельным районам и кварталам населенного пункта.
На территории населенного пункта (обычно на возвышености) сооружается водонапорнаябашня (1.25), которая, как и резервуары чистой воды служит для хранения и аккумуляции запасов воды. Необходимость устройства башни объясняется следующими обстоятельствами. Использование воды из водопроводной сети значительно колеблется на протяжении суток, тогда как подача воды насосами станции второго подъема относительно равномерная. В те часы суток, когда насосы подают в сеть воды больше, чем используют, излишек поступает в водонапорную башню; в час максимального расходования воды потребителями, когда расход, который подается насосами, недостаточен, в этом случае используется вода из башни. Водонапорная башня, расположенная в противоположном от насосной станции (второго подъема) конце города, называется контррезервуаром (1.26). При наличии близ населенного пункта значительной естественной возвышенности вместо водонапорной башни сооружают наземный водонапорный резервуар (1.27).
При использовании подземных вод, как источника водоснабжения схема водоснабжения из подземного источника (1.28) значительно упрощается. В этом случае очистные сооружения обычно не нужны — подземные воды часто не требуют очистки.
В некоторых случаях не устраивают также резервуаров чистой воды и насосной станции II подъема, поскольку вода может подаваться в сеть насосами, установленными в буровых скважинах. Иногда населенный пункт обеспечивается водой из двух или более источников – это водоснабжение с двусторонним или многосторонним питанием.
При расположении источника водоснабжения на значительной высоте по отношению к населенному пункту, когда подача воды из источника без помощи насосов невозможна, устраивают гравитационный водопровод (1.29).
Промышленные предприятия, отличаются значительным разнообразием технологических операций, и потребляют для отдельных процессов воду разного качества, требуя подачи ее под разными давлениями, имеют сложные схемы водоснабжения.
При расположении промышленного предприятия вблизи поселка, устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод.
В районах, где относительно много предприятий, применяют групповые системы водоснабжения (1.30). Устройство групповых (или районных) систем сокращает число очистных сооружений, насосных станций, водоводов и тем самым уменьшает строительную и эксплуатационную стоимость системы.
Промышленные предприятия, расположенные на территории современного города, обычно получают хозяйственно-питьевую воду непосредственно из городского водопровода.
Рис. 1.1. Схема водоснабжения населенного пункта
I — водоприемник; 2 — самотечная труба; 3 — береговой колодец. 4- насосы станции I подъема; 5 — отстойники;6 — фильтры; 7 — резервуары чистой воды; 8- насосы станции II подъема; 9- водоводы; 10 — водонапорная башня; 11 — магистральные трубопроводы; 12- распределительные трубопроводы.
Рис. 1.2. Схема прямоточного водо- Рис. 1.3. Схема оборотного водоснабжения снабжения промышленного предпри- промышленного предприятия.
ятия.
