GardenWeb
Схемы городского водоснабжения
Водоснабжение населенных мест может быть из открытых или закрытых источников водозабора.
Водоприемные устройства должны размещаться по течению реки выше населенных пунктов и промышленных предприятий, расположенных на берегах, где река не загрязнена сточными водами.
Из колодца насосной станцией первого подъема вода подается в очистные сооружения, в которых она подвергается отстаиванию, фильтрации и дезинфекции. Из очистных сооружений вода поступает в запасные регулирующие резервуары чистой воды. Из резервуаров вода насосной станцией второго подъема по водоводам подается в резервуар водонапорной башни, расположенной выше самого высокого здания района, и в городскую сеть. Из городской сети вода через распределительную сеть поступает во внутренние водопроводные сети здания.
Водонапорная башня служит для создания запаса воды и поддержания требуемого напора в сети. В часы наименьшего потребления воды, обычно в ночное время, резервуар заполняется водой. В часы наибольшего потребления вода, накопившаяся в резервуаре водонапорной башни, поступает в сеть вместе с водой, подаваемой насосами.
При наличии непосредственно у берега необходимой глубины, обеспечивающей забор воды, следует применять береговые водозаборы совмещенного типа.
При заборе малых расходов воды допускается применение раздельных типов водозабора в составе берегового водоприемника, всасывающих труб и насосных станций.
В отдельных системах водоснабжения насосные станции первого и второго подъема могут быть размещены в одном помещении. В этих системах водозаборные самотечные устройства с колодцами заменены всасывающими трубопроводами, а вода насосами станции второго подъема подается непосредственно в городскую сеть помимо водонапорной башни.
Когда источником водоснабжения являются артезианские скважины, отпадает необходимость в очистных сооружениях.
На рис. 1 показана схема водоснабжения с водоразбором из артезианских скважин. Вода из артезианских скважин подается в резервуар, откуда насосами станции по трубопроводам подается в водонапорную башню и по городской разводящей сети трубопроводов поступает в здания.
Для забора подземных вод применяют и другие типы водозаборных сооружений: шахтные колодцы, горизонтальные водосборы, трубчатые колодцы и др.
Городская сеть водопровода, предназначенная для транспортирования воды и распределения ее между потребителями по всему городу, прокладывается по кольцевой (замкнутой) или тупиковой (разветвленной) схеме.
Кольцевая сеть (рис. 2) состоит из системы смежных замкнутых контуров или колец с боковыми ответвлениями.
Тупиковая сеть (рис. 3) представляет собой магистральную линию с боковыми ответвлениями, предназначенными для питания отдельных потребителей.
Преимущество кольцевой сети заключается в том, что она обеспечивает питание каждой точки с двух сторон. Вследствие этого возможно бесперебойное водоснабжение в случае аварии на каком-либо участке кольца, который выключают для ремонта. Кроме того, в кольцевой сети вода все время движется, что препятствует замерзанию ее в зимнее время.
Благодаря этим достоинствам в настоящее время наибольшее применение получили кольцевые водопроводные сети.
Для устройства наружных трубопроводов водоснабжения применяют чугунные трубы, железобетонные (из предварительно напряженного железобетона), асбестоцементные, стальные, а также пластмассовые.
Чугунные раструбные трубы принимаются с условным проходом от 50 до 1200 мм по ГОСТ 5525—61 (классы А и Б); для нормального давления до 10 кгс/см2 по ГОСТ 9583—61 (классы ЛА, А, В).
Ответвление от магистральных линий и устройство поворотов осуществляется при помощи фасонных частей. Фасонные части могут быть раструбные, фланцевые и раструбно-фланцевые. При соединении труб и фасонных частей в раструб последний заделывается просмоленным канатом, после чего зачеканивается асбестоцементом или цементом марки 500.
Железобетонные напорные трубы изготовляются с условным проходом от 500 до 1500 мм, рассчитанные на давление до 10 кгс/см2. Эти трубы соединяют в раструб с заделкой раструбного пространства цементом не ниже марки 500.
Напорные асбестоцементные трубы изготовляют диаметром с условным проходом от 50 до 500 мм марки ВТ-3, ВТ-6, ВТ-9, ВТ-12, рассчитанные соответственно на давление 3, 6, 9 и 12 кгс/см2.
Асбестоцементные трубы значительно легче, чем чугунные и железобетонные, они мало теплопроводны, не подвергаются коррозии и легко поддаются механической обработке.
Недостатком асбестоцементных труб является их хрупкость; при перевозке и монтаже их необходимо оберегать от ударов.
Для водопроводных сетей применяются стальные трубы: – бесшовные холоднотянутые и холоднокатаные с условным проходом до 200 мм; – бесшовные горячекатаные с условным проходом до 800 мм; – электросварные со спиральным швом с условным проходом от 400 до 700 мм; – электросварные с условным проходом от 400 до 1600 мм.
Соединяют стальные трубы путем сварки. В том случае, когда требуется установка отключающей арматуры или разборка отдельных участков трубопроводов, применяют фланцевые соединения.
Стальные трубы применяются: при повышенных давлениях (более 10 кгс/см2) в сети, при пересечении шоссейных и железных дорог и прокладке водопроводных сетей по крутым склонам.
Для систем водопровода используют трубы из полиэтилена высокой плотности с условным проходом до 150 мм, рассчитанные на давление 10 кгс/см2. Трубы поступают на строительство длиной от 6 до 12 м.
Соединяют трубы сваркой встык.
В системах внутренних водопроводов полиэтиленовые трубы не находят применения из-за отсутствия фасонных частей и арматуры.
Система водоснабжения города
Как устроена система водоснабжения города, какие сооружения проходит вода по пути своего движения от источника до водоразборных приборов? Осветим эти вопросы в настоящей статье.
Пример системы водоснабжения города можно представить вот таким образом:
Вода из источника водоснабжения (в данном случае — река) поступает в расположенный на её берегу водоприемный колодец по самотечным линиям. Самотечные линии — это трубопроводы по которым она движется сама из-под уровня воды в реке, обычно их делают полиэтиленовыми. В начале самотечных линий установлен оголовок водозабора (чаще железобетонная конструкция, в ней на входе в трубу устанавливается решетка для защиты самотечных линий от крупного мусора).
В водоприемном колодце обычно есть два отделения, разделенные между собой окнами с сетками для задержания более мелкого мусора.
Из водоприемного колодца воду забирает насосная станция первого подъема по своим всасывающим водоводам. От этой насосной станции вода перекачивается на водопроводные очистные сооружения по напорным водоводам. Первый подъем — это первый раз, когда во в всей этой цепочке воде придается дополнительная энергия (напор) — это делают насосы. Они как бы «поднимают» воду на требуемую отметку — отметку подачи на водопроводные очистные сооружения, т.е. создают нужный для этого напор.
Существует множество различных вариантов устройства водопроводных очистных сооружений, на выбор которых оказывает непосредственное влияние качество (т.е. состав) воды источника. Здесь на рисунке показан один из таких вариантов. Вода подается от насосной станции первого подъема в контактный резервуар. Перед входом в контактный резервуар в нее дозируют хлор (т.е. хлорсодержащий реагент, например, водный раствор гипохлорита натрия NaOCl) для обеззараживания (дезинфекции). В контактном резервуаре происходит контакт воды и хлора. Далее после контактного резервуара в воду добавляют другой реагент — коагулянт. Коагулянт (реагент — соль алюминия или железа, например, сульфат алюминия Al2(SO4)3 ) нужен для укрупнения нерастворимых примесей в воде, чтобы затем их можно было осадить или задержать другим способом. Например, здесь на схеме, после добавления коагулянта, вода смешивается с ним в вихревых смесителях и поступает в осветлители со взвешенным осадком. Это такие сооружения, в которых вода очищается (избавляется от нерастворимых примесей, т.е. взвешенных и коллоидных частиц) за счет прохождения через слой ранее накопленного осадка. Далее вода поступает на скорые фильтры, где проходит через слой фильтрующей загрузки (чаще всего в качестве нее выступает кварцевый песок определенной фракции, например 0,7 — 1,6 мм). На фильтрах вода практически полностью избавляется от нерастворимых примесей и, затем, направляется к резервуарам чистой воды (РЧВ). Перед поступлением в РЧВ в воду опять дозируется гипохлорит натрия для обеззараживания. Это называют вторичным хлорированием. Это нужно, чтобы обеспечить эпидемическую безопасность воды при ее дальнейшей транспортировке по водопроводным сетям.
В РЧВ накапливается вода уже питьевого качества. Насосная станция второго подъема забирает воду из РЧВ, и по напорным водоводам подает ее в распределительную водопроводную сеть города. На водопроводной сети может присутствовать водонапорная башня, выступающая в роли регулятора расхода (в часы максимальной нагрузки она отдает часть воды в сеть, в часы минимального водопотребления напротив, накапливает часть воды). Это позволяет насосной станции второго подъема «подстраиваться» под режим потребления воды в городе (включение / выключение насосов). Сейчас вместо водонапорной башни широко применяются преобразователи частот — это оборудование, позволяющее снижать частоту вращения рабочих колес насосов, тем самым регулируя их подачу и напор.
Для высотных зданий может быть отдельно предусмотрена повысительная насосная станция, если для снабжения их водой в городской сети не хватает напора (вода неспособна подниматься на требуемую высоту)
§ 80. Схемы городского водоснабжения
Водоснабжение населенных мест осуществляется из открытых или закрытых источников водозабора.
Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из реки показана на рис. 151.
Рис. 151. Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из реки:
1- водоприемник, 2 — трубы, 3 — колодец, 4 — насосная станция первого подъема, 5 —очистные сооружения, 6 — резервуар чистой воды, 7— насосная станция второго подъема, 8 — водоводы, в — водонапорная башня, 10 — городская сеть водопровода, 11 — внутренняя водопроводная сеть здания
Водозабор из реки обычно осуществляют по течению реки выше населенных пунктов и промышленных предприятий, расположенных на берегах, где река не загрязнена сточными водами. Вода через водоприемник 1 забирается из реки и самотеком по трубам 2 поступает в береговой колодец 3. Из колодца 3 насосной станцией 4 первого подъема вода подается в очистные сооружения 5, в которых она отстаивается, фильтруется и дезинфицируется.
Из очистных сооружений вода поступает в запасные регулирующие резервуары 6 чистой воды. Из резервуаров вода насосной станцией 7 второго подъема по водоводам 8 подается в резервуар водонапорной башни 9, расположенной выше самого высокого здания района, и далее в городскую сеть 10. Из городской сети вода через; распределительную сеть поступает во внутренние водо-; проводные сети 11 здания.
Водонапорная башня служит для создания запаса воды и поддержания требуемого напора в сети. В часы наименьшего потребления воды, обычно в ночное время, резервуар заполняется водой. В часы наибольшего потребления вода, накопившаяся в резервуаре башни, поступает в сеть вместе с водой, подаваемой насосами.
Если непосредственно у берега глубина такова, что обеспечивается забор воды, то следует применять береговые водозаборы совмещенного типа. При заборе малых расходов воды допускается применение раздельных типов водозабора в составе берегового водоприемника, всасывающих труб и насосных станций.
В отдельных системах водоснабжения насосные станции первого и второго подъема могут быть размещены в одном помещении. В этих системах водозаборные самотечные устройства с колодцами заменены всасывающими трубопроводами, а вода насосами станции второго; подъема подается непосредственно в городскую сеть. Если источником водоснабжения являются артезианские скважины, очистные сооружения обычно не делают.
Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из артезианских скважин показана на рис. 152.
Рис. 152. Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из артезианских скважин:
1 — артезианские скважины, 2 —резервуар, 3 — насосные станции, 4 — трубопроводы, 5 —водонапорная башня, 6 — городская сеть водопровода
Вода из артезианских скважин 1 подается в резервуар 2, откуда насосами станции 3 по трубопроводам 4 подается в водонапорную башню 5 и по городской разводящей сети 6 трубопроводов поступает в здания. Для забора подземных вод применяют и другие типы водозаборных сооружений: шахтные колодцы, горизонтальные водосборы, трубчатые колодцы и др.
Городскую сеть водопровода, предназначенную для транспортирования воды и распределения ее между потребителями по всему городу, прокладывают по кольце вой (замкнутой) или тупиковой (разветвленной) схеме.
Кольцевая сеть (рис. 153) состоит из системы смежных замкнутых контуров или колец с боковыми ответвлениями.
Рис. 153. Схема городской кольцевой водонапорной сети
Тупиковая сеть (рис. 154) представляет собой магистральную линию с боковыми ответвлениями, предназначенными для питания отдельных потребителей.
Рис. 154. Схема городской тупиковой водонапорной сети
Преимущество кольцевой сети заключается в том, что она обеспечивает, питание каждой точки с двух сторон. Вследствие этого возможно бесперебойное водоснабжение в случае аварии на каком-либо участке кольца, который выключают для ремонта. Кроме того, в кольцевой сети вода все время движется, что препятствует замерзанию ее в зимнее время. Благодаря этим достоинствам наибольшее применение получили кольцевые водопроводные сети.
