Учебное пособие 800534

Окончание табл. 3

Радиационная безопасность питьевой воды определяется ее соответствием нормативам по показателям общей альфа- и бетаактивности, представленным в табл. 5.

10

1.2.2. Требования к качеству и свойствам промышленной воды

Качество и свойства воды, подаваемой для производ-

ственных целей, устанавливают в каждом конкретном случае в зависимости от роли воды и требований технологического процесса установок и производств с учетом используемого сырья.

Общими являются следующие требования к качеству и свойствам технической воды:

-вода должна быть безвредной для здоровья обслуживающего персонала и не обладать отрицательными органолептическими свойствами (при открытой системе); в качестве нормы степень санитарной безопасности может быть охарактеризована как предельное содержание кишечных палочек в 1

лводы (не должна быть более 1000);

-вода, используемая для охлаждения продукта или конструктивных элементов оборудования, не должна выделять механических, карбонатных или других солевых отложений свыше допустимой величины; допустимая концентрация взвеси крупностью до 0,05 мм в охлаждающей оборотной воде приведена в табл. 6; допустимой величиной ориентировочно можно считать скорость отложения взвесей (механических и

солевых) не более 0,25 г/(м2·ч) или слой 0,08 мм в месяц (при чистке аппаратов);

11

- вода не должна вызывать точечной и язвенной коррозии металла со скоростью, превышающей 0,09 г/(м2·ч) (или слой 0,1 мм в год), и разрушения бетона; может быть допущена равномерная коррозия углеродистой стали со скоростью не более 0,45 г/(м2·ч) (если слой до 0,5 мм в год) при отсутствии признаков точечной или язвенной коррозии;

- вода не должна способствовать развитию биологических обрастаний теплообменных аппаратов и охладителей

оборотной воды со скоростью, большей 0,07 г/(м2·ч) (слой 0,05 мм в месяц) по воздушносухой массе.

Воду по качеству и свойствам в зависимости от вида ее использования можно разделить на следующие четыре категории:

-вода первой категории - используется для охлаждения оборудования и продукта в теплообменных аппаратах (без со-

прикосновения с продуктом), работающих при температурах охлаждаемого продукта или стенки до 400 0С (если невозмож-

но применение аппаратов воздушного охлаждения); при температуре свыше 400 0С применяется преимущественно испарительное охлаждение;

-вода второй категории - используемая как среда, поглощающая и транспортирующая примеси, без нагрева (обогащение полезных ископаемых, гидротранспорт);

-вода третьей категории - используемая так же, как среда поглощающая и транспортирующая механические и растворенные примеси, с нагревом ее (улавливание и очистка газов, гашение кокса и т.п.);

-вода четвертой категории - технологическая, специально приготавливаемая (умягченная, обессоленная, захоложенная и др.).

К качеству и свойствам каждой категории воды могут быть предъявлены специфические требования в зависимости от характера производства.

12

2.СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

2.1.Основные элементы системы водоснабжения

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, т. е. обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах).

После того как будет определен необходимый объем водопотребления объекта и будут собраны сведения о возможных для использования природных источниках, может быть выбран источник и намечена схема водоснабжения.

Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:

-водоприемные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников;

-водоподъемные сооружения, т. е. насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления;

-сооружения для очистки воды;

-водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления;

-башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в система водоснабжения.

13

2.2. Классификация систем водоснабжения

Системы водоснабжения могут классифицироваться по ряду основных признаков.

По назначению различают системы водоснабжения (водопроводы) населенных мест (городов, поселков); системы производственного водоснабжения (производственные водопроводы), которые, в свою очередь, различают по отраслям промышленности (водопроводы тепловых, электростанций, водопроводы металлургических заводов и т.д.); системы сельскохозяйственного водоснабжения.

При обслуживании одной системой водоснабжения ряда устраивают, как было сказано, групповые или районные системы снабжения.

В пределах одного объекта в соответствии с объединением различных функций устраивают водопроводы хозяй- ственно-питьевые, хозяйственно-противопожарные и хозяй- ственно-производственные.

По характеру используемых природных источников

различают водопроводы, получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т.д.); водопроводы, основанные на подземных водах (артезианские, родниковые и т.п.); водопроводы смешанного питания – при пользовании источников различных видов.

По способу подачи воды различают водопроводы самотечные (гравитационные); водопроводы с механической подачей воды (с помощью насосов), а также зонные водопроводы, где вода подается в отдельные районы отдельными насосными станциями.

Кроме того, в соответствии со сказанным выше системы производственного водоснабжения можно различать по способу (кратности) использования воды: системы прямо-

точного водоснабжения (с однократным использованием воды); системы оборотного водоснабжения; системы с повторным использованием воды.

14

3. ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при проектировании системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а, следовательно, стоимость и строительства и эксплуатации.

Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

-обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;

-обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;

-давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;

-обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;

-обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к

двум основным группам:

-поверхностные источники — реки (в естественном состоянии или зарегулированные) и озера;

-подземные источники — грунтовые и артезианские воды и родники.

По своему дебиту среди поверхностных источников только средние и крупные реки могут удовлетворить потребности в воде большинства обычных объектов водоснабжения.

15

Дебит источника водоснабжения это количество во-

ды, даваемое источником в течение продолжительного промежутка времени.

При выборе реки в качестве источника водоснабжения необходимо учитывать сезонные колебания ее расхода с тем, чтобы возможность получения требуемых количеств воды была обеспечена и в период наименьшего расхода воды в реке.

Характерными качествами речной воды являются относительно большая мутность (особенно в период паводков), высокое содержание органических веществ, бактерий, часто значительная цветность. Наряду с этим речная вода характеризуется обычно относительно малым содержанием минеральных солей и, в частности, относительно небольшой жесткостью.

Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ, кроме прибрежной зоны, где мутность воды увеличивается в результате волнения. Степень минерализации озерной воды различна.

Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в отдельные периоды года. Качество воды рек и озер в большой степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения ее поверхностными стоками и сточными водами городов и промышленных предприятий.

Сезонные колебания качества речной воды нередко бывают весьма резкими. В период паводка, как указывалось, сильно возрастает мутность и бактериальная загрязненность воды, но обычно снижается ее жесткость.

Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ и обычно бесцветны.

Артезианские воды, перекрытые сверху водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязненных стоков и, как следствие, обладают высокими санитарными качествами. Такими же качествами часто обладают и родниковые воды.

16

Наряду с этими положительными качествами подземные воды часто сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами (повышенная жесткость, наличие неприятного привкуса, содержание веществ, вредно влияющих на организм человека).

Следовательно, для водоснабжения населенных мест наиболее подходящим источником являются подземные (особенно артезианские и родниковые) воды, если они не сильно минерализованы. Для крупных населенных мест дебит подземных источников весьма часто оказывается недостаточным. В этих случаях используют поверхностные воды, проводя их соответствующую очистку

17

4. ВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Выбор типа и конструкции водоприемных сооружений зависит от местных природных условий в значительно большей степени, чем у всех остальных сооружений системы водоснабжения. Основное влияние на устройство водоприемников оказывает характер используемых природных источников воды: гидрологические характеристики открытых водоемов, условия залегания подземных вод (глубина, характер водоносных пластов и т. п.).

Как и для выбора источника водоснабжения, для правильного решения задачи проектирования и строительства водоприемных сооружений необходимо проведение обширных и детальных изысканий: гидрологических, геологических, гидрогеологических и т.д. Эти изыскания должны дать не только уверенность в возможности бесперебойного получения из выбранного источника требуемых количеств воды, но и все необходимые сведения для проектирования водоприемных сооружений.

В соответствии с двумя категориями природных источников воды все водоприемные сооружения могут быть разделены на две основные группы: сооружения для приема воды из поверхностных источников и сооружения для приема подземных вод.

4.1. Сооружения для приема воды из поверхностных источников

Как уже было сказано, к поверхностным источникам, используемым для целей водоснабжения, относятся реки (в естественном или зарегулированном состоянии), озера и, в отдельных случаях, моря.

В практике водоснабжения наиболее часто используемыми поверхностными источниками являются реки. На выбор типа речных водоприемников влияют: амплитуда колебаний уровня воды, ледовые условия, топография берега и дна реки

18

в месте водозабора, характер грунтов и др. Разнообразие местных природных условий — гидрологических, геологических, топографических — в сочетании с различными количествами забираемой воды обусловливает и весьма большое разнообразие типов и конструкций водоприемных сооружений.

Весьма ответственной задачей является выбор места расположения водоприемника, которое должно удовлетво-

рять следующим основным условиям:

-обеспечивать возможность применения наиболее простого и дешевого способа забора воды из источника;

-гарантировать бесперебойность получения требуемых количеств воды

-обеспечивать прием возможно болеечистой воды

-находиться как можно ближе к снабжаемому водой объекту (для уменьшения стоимости водоводов и подачи воды).

Речные водоприемники должны располагаться выше по течению от мест сброса в реку сточных вод, а также от мест выходов оврагов. Особенно строгие требования предъявляются к местам расположения водоприемников систем водоснабжения населенных мест. Место расположения таких водоприемников должно быть согласовано с органами санитарного надзора и должно обеспечивать возможность организации зоны санитарной охраны.

4.1.1. Классификация речных водоприемников

Большое разнообразие природных условий и обилие методов решения задачи водоприема обусловливают наличие большого числа признаков, по которым могут быть классифицированы речные водоприемные сооружения.

При наличии вблизи берега глубин, обеспечивающих требуемые условия забора воды, и при относительно крутом береге применяются водоприемники берегового типа. Их располагают на склоне берега с приемом воды непосредственно из русла реки. При этом насосы первого подъема могут быть

19