Виды систем водоснабжения

В этой статье мы ответим на вопрос, какие существуют системы водоснабжения. Назовем и опишем типы с учетом их разделения по следующим основным критериям.

• Количество потребителей.
• Назначение.
• Методы доставки воды.
• Характер ее использования.
• Виды источников для водоснабжения.
• Комплексность обслуживания потребителей.

Сразу отметим, что схемы систем водоснабжения составляются индивидуально в каждом конкретном случае. На вопрос, что войдет в систему водоснабжения, инженеры отвечают на этапе проектирования. Состав той или иной сети зависит от большого количества факторов. Среди них:

• удаленность источника воды;
• метод ее забора и транспортировки;
• объемы потребление;
• назначение водопровода;
• и пр.

Какие бывают системы водоснабжения

Какие существуют системы водоснабжения в зависимости от количества потребителей

Начнем с того, что системы водоснабжения бывают централизованными и автономными.

• Инженерные сети первого типа рассчитаны на большое количество потребителей. Вода для них берется из единой системы коммуникаций. Централизованные сети обычно сочетают в себе холодное и горячее водоснабжение. Такие системы имеют сложные схемы и состоят из большого количества установок и коммуникаций.
• Автономные сети снабжают водой ограниченное число потребителей. Чаще всего такие системы устанавливают в частных домах. Вода из расположенного близко к зданию источника подается при помощи насоса. Для нагрева жидкости обычно используют бытовые водонагреватели.

Виды систем водоснабжения по назначению

По назначению системы водоснабжения делят на 5 видов.

1. Хозяйственно-бытовые. По ним получает воду большинство гражданских, коммерческих, административных и иных объектов, расположенных в крупных населенных пунктах.
2. Сельскохозяйственные. Эти системы используют для водоснабжения животноводческих и растениеводческих хозяйств.
3. Производственного назначения. Такие сети прокладывают на предприятиях различных отраслей промышленности.
4. Противопожарные. Это специализированные системы водоснабжения, предназначенные для ликвидации ЧС.
5. Комбинированные. Используются в различных целях.

Виды систем водоснабжения в зависимости от типов источников воды

• Сети, подключенные к поверхностным источникам. Вода берется из рек, водохранилищ и озер.
• Сети, подключенные к подземным источникам. Потребителям подаются грунтовые воды.
• Комбинированные системы. Задействуются поверхностные и подземные источники воды.

Виды систем водоснабжения в зависимости от методов подачи воды

Здесь выделяют следующие типы систем водоснабжения.

• Самотечные. Вода по коммуникациям течет самостоятельно под воздействием гравитации.
• С принудительной доставкой воды. Среда транспортируется при помощи насосных установок.
• Комбинированные. В таких сетях используют оба метода доставки воды.

Виды систем водоснабжения по характеру использования воды

Вода на промышленных объектах может использоваться по-разному. По этому критерию системы водоснабжения разделяют на три вида.

1. Прямоточные. Вода в таких системах используется однократно, а затем сливается в канализацию или подается на очистку. Это оправдано в двух случаях.
   • Вода входит в состав конечной продукции. Отличные примеры — жидкие суспендированные удобрения, минеральные кислоты и пр.
   • Состав жидкости значительно изменяется в худшую сторону (к примеру, при электролизе). Повторное использование такой воды нецелесообразно.
2. Оборотные. Такие системы обычно используют для охлаждения чего-либо. Нагретую среду охлаждают и повторно применяют на том же объекте. В некоторых случаях в состав оборотных систем входят очистные сооружения.
3. Прямоточные с повторным применением. Прокладка такой системы актуальна в том случае, если отработанная вода, непригодная для повторного применения на одном объекте, может быть использована на другом.

Виды систем водоснабжения по комплексности обслуживания потребителей

Системы водоснабжения бывают объединенными, неполно-раздельными и раздельными.

• От сетей первого типа получают воду все потребители. Обычно в таких системах транспортируется питьевая вода. Такой подход в промышленности оправдан в том случае, если для производства продукции нужна вода хорошего качества, либо жидкости требуется очень мало.
• Неполно-раздельные системы прокладывают в тех случаях, если производство продукции требует большого количества воды невысокого качества.
• Раздельные системы встречаются редко. Их прокладка предполагает построение отдельных сетей для противопожарных, питьевых и производственных нужд.

В заключении

В заключении стоит отметить, что в состав систем водоснабжения могут входить трубы и фитинги, изготовленные из различных материалов. При прокладке используют стальные, чугунные, медные, металлопластиковые конструкции, а также коммуникации, изготовленные из полиэтилена низкого давления. Последние в настоящее время встречаются чаще всего. Это обуславливается следующими преимуществами ПНД-труб.

• Долговечность.
• Коррозионная стойкость.
• Гибкость и легкость.
• Простота монтажа.
• Низкая стоимость.

5.1. Краткая характеристика источников воды

5.1. Краткая характеристика источников воды и систем водоснабжения

5.1.1. Общие сведения об источниках воды

В государственных программах охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов стран должна ставится задача об улучшении состояния водных объектов и обеспечения питьевой водой населения путем:

обеспечения приоритетного использования подземных вод для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения населения;

сокращения использования питьевой воды на технические цели;

разработки новых комбинированных методов обеззараживания питьевой воды;

создания автоматических пунктов контроля и управления качеством воды в системах централизованного водоснабжения.

Источниками водоснабжения городов, поселков, промышленных предприятий служат подземные, поверхностные водоисточники и атмосферные осадки.

Подземные воды образуются в результате проникновения в глубь земли атмосферных осадков и поверхностных вод. Они характеризуются постоянством температуры, отсутствием мутности и цветности, высокой санитарной надежностью.

Подземные воды могут быть ненапорные с верхним водонепроницаемым слоем и напорными. К ненапорным относятся верховодка и грунтовые воды.

Верховодка обычно залегает на глубине до 5 м, имеет малую мощность водоносного слоя, небольшие запасы и возможность ее загрязнения с поверхности земли.

Грунтовые воды, как правило, залегают на глубине 15-20 м. Для забора грунтовых вод используются шахтные колодцы.

Напорные или артезианские и ненапорные межпластовые воды защищены сверху водонепроницаемым слоем и залегают, как правило, на глубине 50 м и более. Эта вода забирается водозаборными скважинами и является наиболее устойчивой для водоснабжения населения.

Условия залегания подземных вод показаны на рис.5.1.

Рис. 5.1. Условия залегания подземных вод:

1- напорный водоносный слой; 2 и 3 – ненапорные межпластовые слои; 4 – верховодка; 5 – водоносный слой, питающий за счет реки; 6 – скважина; 7 – шахтный колодец; 8 – инфильтрационный колодец; 9 – восходящий родник; 10 – нисходящий родник; NN₁ – статический уровень подземных вод

К поверхностным водоисточникам относятся реки, озера, водохранилища, моря. Они характеризуются большим разнообразием качества воды.

Речная вода характеризуется высокой цветностью, низкой щелочностью, большим количеством взвешенных веществ, наличием различных ядохимикатов (в результате смыва с полей), бактериальной загрязненностью, наличием привкусов и запахов.

Вода озер характеризуется различной степенью минерализации, незначительной мутностью, цветностью.

Вода водохранилищ характеризуется малой мутностью, высокой цветностью и окисляемостью, наличием планктона в теплое время года, низкой минерализацией и малой жесткостью. Эти особенности затрудняют улучшение ее качества.

Морская вода характеризуется содержанием большого количества минеральных солей и относительно невысокой жесткостью. Может быть использована в производственном водоснабжении. После опреснения на специальных опреснительных установках может использоваться для питья.

К атмосферным осадкам относится дождевая вода, вода от таяния снега и льда. Атмосферные осадки используются для водоснабжения в районах, где отсутствуют поверхностные или подземные воды.

Дождевая вода собирается в периоды дождей в искусственные хранилища (сборники). Она имеет высокую прозрачность, низкий солевой состав, малую жесткость. Дождевые воды, собранные в период применения ОМП, требуют ее очистки. Вода от таяния снега и льда по своим качествам близка к дождевой воде.

5.1.2. Характеристика систем водоснабжения

Для снабжения городов, поселков, промышленных предприятий водой, создаются системы водоснабжения.

Под системой водоснабжения понимается совокупность взаимодействующих инженерно-технических устройств, предназначенных для забора воды, ее очистки, транспортирования и раздачи потребителям.

В зависимости от назначения различают следующие системы водоснабжения:

хозяйственно — питьевые (или просто хозяйственные) — подача воды для хозяйственных санитарно-гигиенических и питьевых нужд, что составляет порядка 7% от общего баланса водопотребления; такие системы водоснабжения могут создаваться на поверхностных водоисточниках, на подземных водоисточниках или на тех и других совместно;

производственные или технические — предназначенные для обеспечения водой различных производственных процессов, охлаждения агрегатов и т.п., что составляет около 2,7% от общего баланса водопотребления;

противопожарные — для тушения пожаров, что составляет примерно 1,6% от общего баланса водопотребления;

При наличии различных источников водоснабжения, предпочтение следует отдавать подземным водам перед поверхностными, а среди подземных вод — напорным и ненапорным (межпластовым) перед грунтовыми водами.

Рассмотрим основные элементы системы водоснабжения города на поверхностном водоисточнике.

Система водопровода, базирующегося на поверхностном источнике показана на рис.5.2.

Рис. 5.2. Система водопровода, базирующегося на поверхностном источнике:

1 – водоприемное устройство; 2 – насосная станция первого подъема;

3 – сооружения для обработки воды; 4 – резервуары чистой воды;

5 – насосная станция второго подъема; 6 – водопроводы; 7 – водонапорная башня;

8 – водонапорная сеть

В систему водоснабжения города на поверхностном водоисточнике входят:

головные водозаборные сооружения и устройства, с помощью которых из источников забирается вода;

насосные станции первого подъема, которые подают воду из водозаборных сооружений на очистные сооружения и к резервуарам чистой воды;

очистные сооружения (смесительная камера, камера реакции, отстойники, фильтры, хлораторная) в которых производится обработка и обеззараживание (хлорирование, озонирование, бактерицидное облучение) воды, а также очистка воды от РВ, ОВ и БС;

резервуары чистой воды для хранения запасов очищенной воды и выравнивания суточного графика ее потребления;

насосные станции 2-го подъема (а иногда 3-го подъема), обеспечивающие подъем воды на высокие отметки и подачу ее по водоводам в городскую сеть;

водонапорные башни или пневматические установки с водяными баками, обеспечивающими напор воды и регулирующие подачу ее в водопроводную сеть в зависимости от колебаний в водопотреблении;

водоводы, по которым вода поступает от насосных станций в городскую сеть;

городская водопроводная сеть, по которым вода подается потребителям, состо­ящая из магистральных и распределительных трубопроводов (сетей);

Когда позволяет рельеф местности, вода может поступать из резервуаров чистой воды к потребителям самотеком. В этом случае насосная станция второго подъема не строится.

Несколько проще выглядит система водоснабжения, питающаяся из подземных водоисточников. В качестве водозаборных сооружений или приемных устройств подземных вод применяются водозаборные скважины.

Система водопровода, базирующегося на подземном источнике показана на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Система водопровода, базирующегося на подземном источнике:

1 – насосная станция первого подъема; 2 – резервуар; 3 – насосная станция второго подъема;

4 – водонапорная башня; 5 – водопроводная сеть; 6 – насос; 7 – пневматическая установка

Как правило, качество подземных вод отвечает требованиям ГОСТа, а следовательно, не требуется ее очистка и обработка. Вода насосными станциями первого подъема подается в резервуары чистой воды.

При необходимости очистки, вода подается на очистные сооружения а затем в резервуары чистой воды.

В остальном система водоснабжения на подземных источниках оборудуется так же, как и на поверхностных.

Какими бывают системы водоснабжения?

Системы водоснабжения, которые мы привыкли называть попросту – водопровод, бывают двух видов:

• Централизованные системы водоснабжения, предназначенные для обслуживания коммунальных хозяйств, предприятий промышленного, транспортного, сельскохозяйственного назначения и других отраслей; для противопожарных целей и комбинированных объектов потребления воды.
• Замкнутые системы водоснабжения (автономные), которые используются для обслуживания различных зданий и сооружений, находящихся на значительном расстоянии от централизованных систем. Это могут быть: коттеджи, дачи, детские лагеря, санатории, частные лечебницы и прочие объекты, расположенные вдали от города.

И централизованные и замкнутые системы представляют собой комплексы инженерно-технических сооружений, предназначенные для забора воды из специальных резервуаров или природных водоёмов; последующую очистку воды через систему фильтров, её хранение и подачу по трубопроводам к местам потребления.

Вода подаётся в соответствии с чётко разработанным регламентом. Регламент учитывает многие факторы: расчёт объёма подачи воды, степень её очистки, напор (давление) и прочие. Рассмотрим особенности централизованных и замкнутых систем водоснабжения.

Централизованная система водоснабжения

Централизованная система представляет собою глобальный комплекс инженерно-технических коммуникаций, призванный обеспечивать доставку основного жизненного ресурса человека – воды, до места её потребления. Системы подразделяются по следующим типам.

Хозяйственно-питьевые системы

Хозяйственно-питьевые системы подают воду для необходимых человеку нужд: питья и приготовления пищи, мытья, стирки, уборки и так далее. К чистоте подобной воды и системе её фильтрации предъявляются очень высокие требования, которые регламентируются санитарными правилами и соответствующими ГОСТами. Объединение водопроводных сетей, подающих воду питьевого качества, и воду для промышленных целей НЕ допускается. Некоторые хозяйственные объекты используют непитьевую воду для ведения своей деятельности, но только по согласованию с органами Государственного надзора.

Производственные системы

Производственные системы подают воду для технологических целей, обеспечивающих различные производственные процессы на предприятиях. Производственные системы классифицируются по видам подачи воды: оборотные, прямоточные и с повторным использованием воды.

• Оборотные системы используются обычно для охлаждения деталей и материалов при производстве, так как целесообразнее охлаждать уже использованную нагретую воду и заново пускать её в работу.
• Прямоточные системы применяются тогда, когда в процессе производства вода входит в состав изготавливаемой продукции или меняет свои свойства (лёд, пар) в процессе переработки и её последующее использование невозможно.
• Повторные системы предназначены для многоразового использования воды, сбрасываемой одним или несколькими потребителями в результате технологического процесса. В этом случае, вода повторно поступает в резервуары и, после соответствующей обработки, вновь используется на производстве.

Противопожарные системы

Суть противопожарного водоснабжения объектов – беспрепятственное обеспечение подачи воды в любое время дня и ночи к источнику возможного возникновения пожара как внутри объектов (домов, зданий, сооружений), так и снаружи. Системы противопожарной подачи воды бывают двух видов.

• Естественные, при которых забор воды осуществляется из природного водоёма (пруда, реки, озера, моря) мобильной пожарной техникой.
• Искусственные, где забор воды производится прямо из водопровода, объединённого с хозяйственно-питьевыми системами. Также – вода может подаваться из отдельного пожарного резервуара, если объединение пожарного трубопровода с водопроводом для хозяйственно-питьевых нужд нецелесообразно.

Комбинированные системы

Комбинированные системы подачи воды используются там, где это допустимо и экономически выгодно. Например, часто объединяют хозяйственные и противопожарные системы или производственные с хозяйственными (по спец. разрешению). Кроме того, вода из комбинированной центральной системы используется для мытья улиц, полива зелёных насаждений и прочих городских (поселковых) нужд.

Замкнутая система водоснабжения

Замкнутая система водоснабжения работает по схеме автономного цикла, где все сточные воды, после их тщательной фильтрации и очистки, возвращаются в водоприёмник для повторного использования. Подобный «круговорот воды в производстве» позволяет исключить загрязнение окружающей среды.

В замкнутых системах предусмотрено использование ливневых, талых, хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Для качественной очистки загрязнённой воды используются масштабные комплексы многократной фильтрации. Суть такова – сточная вода поступает в питающий резервуар, откуда отправляется в инженерно-технический комплекс очистки, где проходит соответствующую обработку. Причём, из грязной воды удаляются не только твёрдые взвеси и фракции, способные оседать, но и вредные растворённые вещества: углекислота, аммоний и прочие. Затем осуществляется общая дезинфекция и, после регенерации – очищенная вода вновь поступает в эксплуатацию.