Министерство образования и науки

высшего профессионального образования

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ

Лекции
по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение»

для специальности: 270102 «Промышленное и гражданское строительство»

(новый шифр и название специальности(ей)

форма обучения: очная, очно-заочная и заочная

(форма обучения – очная, очно-заочная, заочная)

Составитель Ткачёва Ю.Ю.

Лекции по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение» / ВИТИ НИЯУ МИФИ. Волгодонск, 2010. 96 с.

Предназначены для студентов очной, очно-заочной и заочной формы обучения специальности 270102 – Промышленное и гражданское строительство

1 основы водоснабжение населенных мест
1.1 Системы водоснабжения населенных мест
Системы водоснабжения представляют собой комплекс сооружений, оборудования и трубопроводов, обеспечивающих забор воды из природного источника, очистку и обработку ее, транспортирование и подачу потребителям требуемых расходов, качества под необходимыми напорами.

Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, т. е. Обеспечивать снабжение потребителей водой без снижения установленных показателей своей работы в отношении количества и качества подаваемой воды (перерывы в подаче воды, снижение подачи воды, ухудшение ее качества в недопустимых пределах).

Системы водоснабжения (водопроводы) классифицируют по ряду признаков.

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и др.

По назначению системы водоснабжения подразделяют на хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды на хозяйственные и питьевые нужды населения и работников предприятий; производственные, снабжающие водой технологические цехи; противопожарные, обеспечивающие подачу воды для тушения пожаров.

По способу подачи воды различают самотечные водопроводы (гравитационные) и водопроводы с механической подачей воды (с помощью насосов).

По виду используемых природных источник о в различают водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников — рек, водохранилищ, озер, морей, и водопроводы, забирающие воду из подземных источников (артезианских, родниковых). Имеются также водопроводы смешанного питания.

На основе технико-экономических расчетов часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные или производственно-хозяйственно-противопожарные. Так, в городах и поселках обычно устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод. На промышленных предприятиях, как правило, сооружают два раздельных водопровода — производственный и хозяйственно-противопожарный. Объединенный производственно-хозяйственно-противопожарный водопровод устраивают тогда, когда для технологических нужд предприятия требуется небольшое количество воды питьевого качества. На некоторых промышленных предприятиях устраивают специальные противопожарные водопроводы.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти системы называют групповыми. Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, называют районной системой водоснабжения или районным водопроводом. Небольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, называют обычно местными системами водоснабжения.

В случаях когда отдельные части территории имеют значительную разницу в отметках, устраивают зонные системы водоснабжения. При таком рельефе местности в сети для высокорасположенных участков насосы должны поддерживать высокое давление, которое недопустимо в сети для низко-расположенных участков (обычно при шести — восьмиэтажной застройке в сети поддерживается давление не более 0,6 МПа). В связи с этим водопроводную сеть разбивают на зоны, для каждой из которых устанавливают требуемый напор.

После определения необходимого объема водопотребления объекта и сбора сведений о возможных для использования природных источниках, выбирается конкретный источник водоснабжения и намечается схема СПВ (схема подачи воды).
1.2 Схемы водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий

Рисунок 1.1. Схема водоснабжения из поверхностных вод.

1. источник водоснабжения;
2. — фильтр;
3. — водозабор;
4. — насосная станция первого подъема;
5. — очистные сооружения;
6. — резервуары чистой воды;
7. — насосная станция второго подъема;
8. — водонапорная башня;
9. — водоводы;
10. — разводящие сети;

Рисунок 1.2. Схема водоснабжения из подземных источников.

1. источник водоснабжения;
2. — фильтр;
3. — буровая скважина;
4. — насос первого подъема;
5. — динамический уровень;
6. — статический уровень;
7. — павильон над буровой скважиной;
8. — водовод от водозаборного сооружения до очистных сооружений;
9. — очистные сооружения;
10. — резервуары чистой воды;
11. — насосная станция второго подъема;
12. — водонапорная башня;
13. — водоводы;
14. — разводящие сети.

Перечислим основные элементы систем водоснабжения и укажем их назначение:

Водозаборные сооружения, предназначенные для забора воды из природного источника и первичной очистки ее.

Водоподъемные сооружения, т. е. насосные станции, подающие под необходимым напором воду к местам ее очистки, хранения или потребления.

Сооружения для очистки и улучшения качества природной воды – станции ХВО.

Водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды потребителям.

Регулирующие и запасные емкости, предназначенные для сохранения и аккумулирования воды.

В системах оборотного водоснабжения есть также сооружения для очистки и охлаждения отработанной воды. Кроме того, во всех СПВ существуют сооружения для очистки сточных вод.

Система водоснабжения представляет собой сложный комплекс сооружений, взаимосвязанных в работе. Сооружения должны быть рассчитаны так, чтобы обеспечивалась их четкая работа в общей цепи, а потребитель в результате получал нужное количество воды заданного качества под необходимым напором.

С этой целью для каждого из сооружений строго установлены расчетные расходы:

Максимальный суточный расход, на который рассчитываются водозаборные сооружения, очистная станция, резервуар и насосные станции первого и второго подъема.

Средний часовой расход в сутки наибольшего водопотребления, необходимый для установления расчетной (средней) часовой производительности водозаборных сооружений, очистной станции и расчета водоводов первого подъема.

Максимальный часовой и соответствующий ему секундный расход воды, на которые рассчитывается водопроводная сеть и производительность насосной станции при подаче пожарного или максимального хозяйственного расхода без напорно-регулирующих сооружений.

Промышленные предприятия, расположенные на территории современного города, обычно получают хозяйственно-питьевую воду непосредственно из городского водопровода.

Водоснабжение промышленных предприятий может быть прямоточным, оборотным и с последовательным использованием воды.

На рис. 1.3 приведена схема прямоточного водоснабжения про­мышленного предприятия. Насосная станция 4, расположенная вблизи водозаборного сооружения 5, подает воду для производственных целей в цехи / по сети 2. Для хозяйственно-противопожарных нужд поселка 6 и цехов 1 насосная станция 4 подает воду в самостоятельную сеть 7. Предварительно воду очищают на очистных сооружениях 3.

Нередко для производственных целей требуется подача воды различного качества и под разными напорами. В этом случае устраивают две или несколько самостоятельных сетей.

Воду, использованную в технологическом процессе, удаляют в ка­нализационную сеть и после соответствующей очистки сбрасывают в водоем ниже по течению относительно объекта водоснабжения.

На ряде промышленных предприятий (химические, нефтепере­рабатывающие, металлургические заводы, ТЭЦ и пр.) воду применяют для целей охлаждения и она почти не загрязняется, а только нагревается. Такую производственную воду, как правило, используют вновь, предварительно охладив ее.

На рис. 1.4 приведена схема оборотного водоснабжения про­мышленного предприятия. Нагревшуюся воду по самотечному трубопроводу 10 подают к насосной станции 2, откуда насосами 7 перекачивают по трубопроводу 3 на специальные сооружения 4, предназначенные для охлаждения воды (брызгальные бассейны или градирни). Охлажденную воду по самотечному трубопроводу 6 возвращают на насосную станцию 2 и насосами 8 по напорным трубопроводам 9 направляют в цехи предприятия 1. При оборотном водоснабжении часть воды (3—5% общего расхода) теряется. Для восполнения потерь воды в систему подают «свежую» воду по трубо­проводу 5.

Оборотное водоснабжение экономически выгодно, когда про­мышленное предприятие расположено на значительном расстоянии от источника водоснабжения или на значительном возвышении по отношению к нему, так как в этих случаях при прямоточном водоснабжении будут велики затраты электроэнергии на подачу воды. Также выгодно устраивать оборотное водоснабжение, если расход воды в водоеме мал, а потребности в производственной воде вели­ки.

Схему водоснабжения с последовательным (или повторным) ис­пользованием воды применяют в тех случаях, когда воду, сбрасываемую после одного технологического цикла, можно использовать во втором, а иногда и в третьем технологическом цикле промышленного предприятия. Воду, использованную в нескольких циклах, удаляют затем в канализационную сеть. Применение такой схемы водоснабжения экономически целесообразно, когда необходимо сократить расход «свежей» воды.

1.3 Источники водоснабжения
К подземным источникам водоснабжения относятся подземные воды, образующиеся вследствие просачивания в землю атмосферных и поверхностных вод. Подземные воды могут быть безнапорными и напорными (артезианскими).

Подземные источники водоснабжения характеризуются сравнительно устойчивым химическим составом воды, чистотой в бактериальном отношении, высокой прозрачностью, низкой цветностью, отсутствием взвешенных веществ. Однако мощность их ограничена, и они часто имеют высокую минерализацию, т. е. повышенное содержание растворенных солей железа, марганца, фтора и т. д.

Безнапорные воды заполняют водоносные горизонты не полностью и имеют свободную поверхность. Примером безнапорных вод может служить вода в водоносных горизонтах, вскрытых колодцами К1 и К2 (рис. II.6). Вода устанавливается в этих колодцах на уровнях, совпадающих с уровнями подземных вод. Безнапорные подземные воды первого от поверхности водоносного горизонта (слой, вскрытый колодцем К1 на рис. II.6) называются грунтовыми. Грунтовые воды характеризуются повышенной загрязненностью, поэтому при использовании для целей водоснабжения их в большинстве случаев подвергают очистке.

Напорные (артезианские) воды заполняют водоносные горизонты полностью. Примером напорных вод может служить вода в водоносном горизонте, вскрытом колодцами К3 и К4 (см. рис. 1.3). Артезианские воды, как правило, характеризуются высоким качеством и в большинстве случаев могут использоваться для хозяйственно-питьевых целей без очистки.

В колодце, вскрывающем напорный водоносный горизонт, вода поднимается до пьезометрической линии. Если пьезометрическая линия проходит выше поверхности земли, наблюдается излив воды из колодца (колодец К3 на рис. 1.3). Такие колодцы называют самоизливающимися.

Уровень воды, устанавливающийся в колодце при отсутствии водоразбора, называют статическим. Статический уровень безнапорных вод совпадает с уровнем подземных вод, а напорных вод — с пьезометрической линией (рис. 1.4).

При откачке воды из колодца уровень ее снижается, причем тем больше, чем интенсивнее откачка. Такой уровень называют динамическим.

Уровни воды и пьезометрические линии, устанавливающиеся вокруг колодцев при откачке из них воды (в поперечном разрезе они имеют выпуклую кверху форму), называют кривыми депрессии.

Область, ограниченную кривыми депрессии, называют депрессионной воронкой.

Безнапорные и напорные воды могут выходить на дневную поверхность (родники). Выход безнапорных вод называют нисходящим ключом, а выход напорных вод — восходящим ключом. Ключевая вода отличается высоким качеством и также может использоваться для целей водоснабжения без очистки.

Рис. 1.5. Схема образования и залегания подземных вод

1 — водоупорные породы; 2 — водоносные породы;

К1 — К4 — колодцы; И1 — И3 — источ­ники (родники)

Рис. 1.6. Депрессионные воронки

а — безнапорных вод; б — напорных вод;

1— водоупорные породы; 2 — водоносные поро­ды;

АА — статический уровень; А’А’ — пьезометрическая линия при отсутствии откачки; ББ и Б’Б’ — динамические уровни

К поверхностным источникам водоснабжения относятся реки, водохранилища и озера. Для промышленных целей может использоваться и морская вода.

Поверхностные источники имеют свои особенности и крайне уязвимы. Ледяной покров, дожди, паводки неизбежно изменяют как количество, так и качество воды. Вода в поверхностных источниках содержит различные примеси — минеральные и органические, а также бактерии.

При отсутствии в приморских районах пресной воды морская вода после опреснения может использоваться и для хозяйственно-питьевых целей. Однако это должно быть обосновано технико-экономическими соображениями.
1.4 Принцип работы водозабора берегового типа
Условия в месте забора воды:

1. крутой берег
2. глубина водоема более 10 м
3. устойчивые плотные грунты
4. колебания уровней воды более 6 м
5. незначительные образования донных наносов/

Береговой водозабор раздельного типа.

— колодец из железобетона на склоне берега;

— входные (приемные) окна с решетками из стальных стержней с зазором 40-100 мм для грубой очистки. При значительном колебании уровня воды располагаются в два яруса;

— сетка, устанавливаемая в проеме перегородки;

— центробежные насосы, расположенные в насосной станции;

— служебный павильон, устраиваемый над водоприемным колодцем, из которого осуществляется управление арматурой и механизмами очистки сеток.

Раздельный водозабор берегового типа представляет собой колодец 1 (обычно железобетонный), передняя стенка которого выходит в русло реки. Вода поступает в водозабор через входные окна 2, снабженные решетками для предотвращения попадания внутрь водозабора крупного мусора и посторонних предметов.

Далее вода проходит через сетки 4, установленные в перегородке 5, разделяющей водозаборный колодец на два отделения: А – приемное и В – всасывающее. На сетках задерживается значительная часть загрязнений (водоросли, мелкий сор).

Вода, прошедшая через сетки сквозь всасывающие трубы 3, забирается насосами 7. Над водозаборным колодцем надстраивается служебное помещение 6. Устройство насосной станции в отдельно стоящем здании 8 может быть обусловлено характером рельефа берега и степенью его затопления паводковыми водами.

Для лучшего всасывания желательно располагать насосную станцию 8 как можно ближе к водозаборному колодцу.

Рисунок 1.7. Раздельный водозабор берегового типа

Для водозаборов средней производительности и наличии неплотных грунтов устраивают береговые колодцы совмещенного типа.

Рисунок 1.8. Береговой водозабор совмещенного типа

1 – береговой колодец; 2 – водоприемные окна;

3 – сороудерживающие решетки;

4 – затворы (шиберы) для закрытия окон;

5 – плоские сетки; 6 – мостик для обслуживания решеток;

7 – колонка управления затворами; 8 – насосная станция;

9 – насос; 10 – напорный трубопровод.
1.5 Водозаборные сооружения руслового типа

1. пологий берег
2. малая глубина водоема (до 10 м)
3. неустойчивые грунты в основании берега
4. амплитуда колебания воды менее 6 м
5. незначительные образования донных наносов

Водозабор руслового типа несовмещенный с насосной станцией:

— береговой колодец: приемная камера

разделяющая перегородка с

— центробежные насосы, расположенные в насосной станции первого подъема

Рисунок 1.9. – Береговой водозабор совмещенного типа

1 – береговой колодец;

2 – водоприемные окна;

3 – сороудерживающие решетки;

4 – затворы (шиберы) для закрытия окон;

5 – плоские сетки;

6 – мостик для обслуживания решеток;

7 – колонка управления затворами;

8 – насосная станция;

10 – напорный трубопровод.
Самотечные линии выполняют из стальных, железобетонных и асбестоцементных труб не менее чем в две нитки.

Оголовки бывают деревянными, бетонными и железобетонными.

Вам также может понравиться

2 трубная только отопление

Схемы двухтрубных систем отопления для частного дома

2 трубная система отопления частного дома своими руками схема

Двухтрубная система отопления: все нюансы, которые

2 трубная система отопления диаметр труб

Необходимый диаметр труб для разных систем отопления

2 питьевой пояс водоснабжения

Постановление Главного государственного санитарного

2 питьевое водоснабжение для предприятия

Водоснабжение промышленных предприятий: виды систем

2 категория водоснабжения для расчета штатного расписания муп

Штатное расписание. Унифицированная форма Т-3 Штатное

1 категория водоснабжения требования

Исполнительная документация Какие бывают категории

354 постановление правительства холодное водоснабжение

Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 N 354 (ред.