Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1 ВиВ лекции для ТГВ+ПГС 2014

.pdf
Скачиваний:
80
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
23.39 Mб
Скачать

ГОУ ВПО «ИжГТУ им. М.Т. Калашникова » Кафедра «Водоснабжение и водоподготовка»

Водоснабжение и водоотведение

Демонстрационный материал

Водоснабжение

Лекция 1

Список литературы

Кедров В.С. и др. Водоснабжение и водоотведение: Учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 2002. – 336 с.

Инженерные сети, оборудование зданий и сооружений: Учебник /

Е.Н. Бухаркин, В.М. Овсянников, К.С. Орлов и др.; Под ред. Ю.П.

Соснина. – М.: Высш. шк., 2001. – 415 с.

СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2002. – 60 с.

СНиП 2.04.02-84*.Водоснабжение. наружные сети и сооружения / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2002. – 128 с.

СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети исооружения / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2002. – 87 с.

Справочник проектировщика. – Ч.2. Внутренний водопровод и канализация /Под ред. Староверова. – М.: Стройиздат, 1990.

Гринько, Е.А., Непогодин А.М. Водоснабжение и водоотведение. Методическиеуказания и задания на курсовую работу по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение» длястудентов направления 270800 «Строительство» всех форм обучения. – Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2012.

Количество воды на Земле

В гидросфере Земли находится около 1,5 млрд. км3 воды:

98 % – соленая вода океанов,

1,04 % – вода ледников и полярных льдов,

только 0,06% общего объема – пресная вода суши.

Количество подземных вод составляет около 400 млн. км3 (25% объема воды в океанах). Большая часть этих вод либо минерализована, либо находится на большой глубине.

Из истории

Великие

цивилизации и культуры древности были обязаны своим расцветом искусству человека добывать воду.

Первые известные

нам водопроводы были построены до нашей эры в Древнем Риме и Греции.

Из истории

В начале н. э. первые водопроводы строились в Крыму и Грузии, в XII веке – в Новгороде, в XII–XVI вв. – в Киеве и Пскове, в XV веке – в Московском Кремле. В XVIII веке в Петербурге был сооружен канал для снабжения водой

Зимнего дворца и Летнего сада, а также водопроводы в

Петродворце и Царском Селе.

Из истории

Водоснабжение

Водоснабжение – комплекс инженерных сооружений, предназначенный для забора воды из источника, ее обработки и транспортировки потребителям в достаточном количестве и под необходимым напором.

Классификация систем

водоснабжения

По виду источника

Системы из поверхностных

источников

Системы из подземных

источников

Классификация систем

водоснабжения

По способу подачи воды

Напорные системы

водоснабжения

Самотечные системы

водоснабжения

Классификация систем

 

водоснабжения

 

По назначению

 

Хозяйственно-питьевое

водоснабжение

(В1)

Противопожарное

водоснабжение

(В2)

Производственное

водоснабжение

(В3)

Объединенное водоснабжение

(В0)

 

Классификация систем

водоснабжения

По территориальному

охвату

Централизованные системы

водоснабжения

Локальные системы

водоснабжения

Классификация систем

водоснабжения

По степени надежности

 

I категории –

СНиП 2.04.02-84*

95% обеспеченности

 

Водоснабжение.

 

наружные сети и

II категории –

сооружения

90% обеспеченности

табл. 9 (стр. 8)

п. 4.4 (стр. 10)

 

 

III категории –

 

85% обеспеченности

Принципиальная схема водоснабжения населенного пункта

Благодарю за внимание

Водозаборные сооружения

Лекция 2

Водозаборные сооружения

Водозаборные сооружения — это комплекс

инженерных сооружений для забора воды

из источника.

 

Классификация

 

водозаборов

подземные

поверхностные

Подземные источники

водоснабжения

Подземные источники

отличаются более

Водозаборные скважины

стабильными

 

характеристиками

Шахтные колодцы

качества воды и

относительной

 

защищенностью от

Горизонтальные водозаборы

загрязнения с

 

поверхности

Лучевые водозаборы

 

 

Каптажи родников

Подземные источники

Водозаборные скважины

Водозаборные

скважины

(артезианские) служат для добычи артезианской воды, залегающих на глубине более 10,0 м.

Скважины используются для систем водоснабжения городов, сельских населенных пунктов и промышленных предприятий.

Шахтные колодцы

Горизонтальные водозаборы

Шахтные колодцы

 

 

 

служат для приема

Горизонтальные водозаборы

 

подземных вод

 

 

 

залегающих на

 

Траншейные

 

глубине не более 30,0

Горизонтальные

 

м.

водозаборы

сооружения для небольшого водопотребления

 

устраивают для

при малой глубине залегания подземных вод

 

 

 

 

приема грунтовых

 

 

 

вод, залегающих на

Галерейные (трубчатые)

 

 

небольшой глубине

 

 

сооружения для постоянного водоснабжения

 

 

(до 8,0 м), при

 

 

относительно крупных водопотребителей

 

 

малой мощности

 

 

 

 

 

водоносного

Кяризы

 

 

горизонта.

 

 

 

примитивные сооружения

 

 

 

для водоснабжения в полупустынных районах

Горизонтальные водозаборы

Водозабор горизонтального типа позволяет эксплуатировать маломощные водоносные пласты, и особенно эффективен, когда его располагают вблизи реки, озера или водохранилища.

Горизонтальные водозаборы появились значительно раньше вертикальных. Они возникли в странах с засушливым жарким климатом.

Конструкция горизонтальных трубчатых водозаборов

1 — колодец;

2 — всасывающий трубопровод; 3 — водосборная труба;

4 — слои гравия;

5 — водоносный грунт; 6 — глина;

7 — насосная станция; 8 — труба подачи

воды на участок

 

 

 

 

 

 

Конструкция горизонтальных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

галерейных водозаборов

 

 

 

 

 

Кяриз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Водоприемная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

часть галереи

 

 

 

 

 

Особенностью кяриза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выполняется из сборных

 

 

 

 

 

 

(иначе кяхриза)

 

 

 

 

 

 

 

 

ж/бетонных звеньев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

является

 

 

 

 

 

 

 

 

В нижней части галереи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

использование

 

 

 

 

 

 

 

 

устраивается лоток,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рельефа местности.

 

 

 

 

 

 

 

 

обеспечивающий сток воды к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

водосборному колодцу с

 

 

 

 

 

Кяриз строится на

 

 

 

 

 

 

 

 

незаиляющей скоростью.

 

 

 

 

 

 

косогоре: в

 

 

 

 

 

 

 

В стенках нижней части

 

 

 

 

 

 

водоносном пласте

 

 

 

 

 

 

 

 

галереи размещаются

 

 

 

 

 

 

устраивается

 

 

 

 

 

 

 

 

водоприемные щелевые

 

 

 

 

 

 

водосборная

 

 

 

 

 

 

 

 

(круглые) отверстия

 

 

 

 

 

 

подземная штольня,

 

 

 

 

 

 

 

 

В пределах водоприемной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

укрепленная камнем

 

 

 

 

 

 

 

 

части галерея обсыпается

 

 

 

 

 

 

или деревом.

 

 

 

 

 

 

 

 

песчано-гравийным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фильтром.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условия прокладки горизонтальных водозаборов

Главный принцип укладки

горизонтальных 11 водоприемных труб –

расположение частиц фильтрующего материала в нисходящем порядке по их крупности.

Непосредственно у входа в трубу водозабора укладывают самые крупные гравийные частицы, вслед за ними кладут слой мелкого гравия, а потом уже идут слои песка с убывающей крупностью зерен.

Недостатки горизонтальных водозаборов

Горизонтальные водозаборы имеют низкую

водозахватную способность, и соответственно низкую производительность.

Горизонтальные водозаборы не обеспечивают достаточно большого напора воды, с которым непосредственно связана производительность водозабора.

Во время эксплуатации горизонтального трубчатого водозабора неизбежно происходит кольматация (засорение, заиление и отложение солей) труб, их коррозия.

Очистить уложенную под землей трубу нелегко. Делают это с помощь вертикальных смотровых колодцев, и это со всем не простое дело.

 

 

 

 

 

 

Лучевой водозабор

 

 

 

 

 

 

Лучевой водозабор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лучевые водозаборы применяются для

 

 

 

 

 

 

1

- горизонтальные

 

 

 

 

 

 

более полного захвата подземной воды.

 

 

 

 

 

 

радиальные

 

 

 

 

 

 

Это — комбинация шахтного колодца с

 

 

 

 

 

 

скважины;

 

 

 

 

 

 

горизонтальными буровыми скважинами,

 

 

 

 

 

 

2

- водосборный

 

 

 

 

 

 

заложенными в разные стороны

 

 

 

 

 

 

шахтный колодец;

 

 

 

 

 

 

водоносного пласта.

 

 

 

 

 

 

3

- насос;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

- естественный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уровень грунтовых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Каптажи родников

Подземные воды делятся на

напорные (артезианские) и безнапорные.

Воды, выходящие на дневную поверхность называют родниками.

Выход безнапорных вод именуют нисходящим ключом, а выход напорных вод – восходящим ключом.

Для сбора такой воды производится каптаж родников с помощью каптажных камер.

Устройство каптажа восходящего родника

Для захвата вод

восходящих ключей устраиваются камеры с приемом воды через нижнюю часть.

На поверхности земли

устраивают глиняную подушку.

В каптажной камере

необходимо

предусмотреть вентиляционную трубу, которая выводится выше поверхности земли не менее чем на

2 м.

Устройство каптажа

Поверхностные источники

нисходящего родника

водоснабжения

Забор воды из

Поверхностные источники

нисходящего родника

осуществляется через

характеризуются

 

отверстия стен камеры.

Береговые водозаборы

Если порода, через

высокой

производительностью,

 

которую проходит вода,

но требуют

 

рыхлая, то в каптажной

постоянного надзора

Русловые водозаборы

камере устраивают

за соблюдением

 

обратный фильтр из

санитарно-

 

технического

 

песчано-гравийной

 

состояния территории

Плавучие водозаборы

смеси.

поверхностного

 

Фильтр не устраивают,

источника

 

если породы –

 

Ковшовые водозаборы

трещиноватые.

 

 

 

 

 

 

 

 

Береговые водозаборы

 

 

 

 

 

 

Береговой колодец

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Береговые водозаборы применяются при

 

 

 

1

– водоприемные окна;

 

 

 

 

 

 

относительно крутых берегах реки.

 

 

2

– приемная камера;

 

 

 

 

 

 

Береговой водозабор представляет собой

 

 

 

 

3

– всасывающая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бетонный или железобетонный колодец,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

камера;

 

 

 

 

 

 

вынесенный передней стенкой в реку. Вода

 

 

4

– насосы.

 

 

 

 

 

 

поступает в него через отверстия, защищенные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

решётками, а затем проходит через сетки,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

осуществляющие грубую механическую очистку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Русловые водозаборы

Русловые водозаборные сооружения применяются обычно при пологом береге.

Водозаборные сооружения руслового типа

используются при амплитуде колебания уровня воды в источнике до 6 м и отсутствии у берега – глубин, достаточных для забора воды.

Оголовки бывают деревянные (свайные или ряжевые), бетонные или железобетонные.

Самотечные трубы (минимум две) обычно изготавливаются из стальных труб.

Русловой колодец

1 – оголовок;

2 – самотечные трубы;

3 – русловой колодец;

4 – насосная станция I подъема.

Устройство плавучего водозабора

До недавнего времени их применяли только в вынужденных случаях:

остановка

основного водозабора,

необходимость

временного

увеличения

мощности

действующего водозабора.

Плавучие водозаборы

Плавучие водозаборные сооружения это понтон или баржа, на которых устанавливаются насосы, забирающие воду непосредственно из реки.

На берег вода подаётся по трубам (с подвижными стыками), уложенным на соединительном мостике.

Ковшовые водозаборы

В ковшовые водозаборные сооружения вода поступает из реки сначала в расположенный у берега ковш (искусственный залив), в конце которого размещается собственно водозаборный узел.

Ковш используется для осаждения наносов, а также для борьбы с ледовыми помехами — шугой и глубинным льдом

Ковшовые водозаборы

с низовым входом

с верховым входом

1 – водоприемные сооружения; 2 – дамба; 3

– ковш; 4 – направление течения воды в реке; 5 – вход воды; 6 – выход воды.

Ковшовые водозаборы

Благодарю за внимание

с двухсторонним входом

 

1 – водоприемные сооружения; 2 – дамба; 3 – ковш; 4 – направление течения воды в реке; 5 – вход воды; 6 – выход воды.

Водоподготовка

Лекция 3

Температура воды

Температура поверхностных источников зависит от природных и других внешних факторов.

Температура воды подземных источников относительно постоянная (6 – 8°С)

Показатели качества воды

Питьевая вода (в том числе водопроводная) должна быть безопасна в эпидемиологическом, радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Качество воды определяется целым рядом показателей, предельно допустимые значения которых (ПДК), задаются – СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Мутность воды

Мутность - прозрачность воды зависит от степени концентрации в ней взвешенных частиц (песка, глины, планктона и т.д.).

Количество взвешенных веществ выражается в мг/л (по каолину).

Норматив – не более 1,5 мг/л.

Цветность воды

Цветность (окраску воды) выражают в градусах цветности по платиново-кобальтовой (Pt-Co) шкале.

Цветность обусловлена содержанием в воде гумусовых веществ

Один градус шкалы соответствует цвету 1 л воды, окрашенной 1 мг порошка платины.

Норматив – не более 20 град. Pt-Co.

Запахи и привкусы

Запахи и привкусы воды обусловлены присутствием в ней органических соединений.

Интенсивность и характер запахов и привкусов определяют органолептически по пятибалльной системе.

Норматив – не более 2 баллов (при t= 200С)

Качество воды

Химические свойства

воды

Активная реакция (pH)

Жесткость (мг-экв/л)

Окисляемость (O2)

Химические показатели воды

Вода питьевого качества должна иметь показатель

среды pH в пределах 6–9ед.

Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния.

Жесткость воды хозяйственно-питьевых водопроводов должна быть не более 7 мг-экв/л.

Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ.

Норматив по окисляемости– не более 5 мгO2/л.

Величина окисляемости более 5-8 мгO2/л. кислорода

указывает на источника сточными водами.

 

 

 

 

 

Нормативы химических

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бактериологические

 

 

 

 

 

 

показателей воды (ПДК) не более

 

 

 

 

 

 

показатели воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бактериологическая загрязненность, обусловленная

 

 

 

Алюминий Al

0,5 мг/л

Фториды F для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

климат районов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

присутствием бактерий; согласно действующему ГОСТу

 

 

 

 

 

 

 

 

I и II

1,5 мг/л

 

 

 

 

 

 

 

2874-82 "Вода питьевая" в 1 миллилитре водопроводной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воды допускается 100 безвредных для человека бактерий,

 

 

 

 

 

 

 

 

III

1,2 мг/л

 

 

 

 

 

 

 

из них только 3 кишечные палочки (непатогенные, т.е. не

 

 

 

Бериллий Be

0,0002 мг/л

Железо Fe

0,3 мг/л

 

 

 

 

 

 

 

вызывающие у человека заболевания).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общее число бактерий: является общим показателем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марганец Mn

0,1 мг/л

Медь Cu

1мг/л

 

 

 

 

 

 

 

развития микрофлоры и микрофауны в воде; для воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

питьевого качества допускается наличие не более 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мышьяк As

0,05 мг/л

Полифосфаты Po

0,5 мг/л

 

 

 

 

 

 

 

бактерий в 1 мл воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кишечная палочка: является показателем загрязнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нитраты

45 мг/л

Сульфаты So

500 мг/л

 

 

 

 

 

 

 

воды выделениями человека и животных; в воде питьевого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

качества допускается наличие не более 3 кишечных палочек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полиакриламид

2 мг/л

Хлориды Cl

350 мг/л

 

 

 

 

 

 

 

в 1 литре воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свинец Pb

0,03 мг/л

Цинк Zn

5 мг/л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эпидемические показатели

Общее число бактерий: является общим показателем развития микрофлоры и микрофауны в воде.

Кишечная палочка: является показателем загрязнения воды выделениями человека и животных.

Эпидемические показатели

Общее микробное число

Число образующихся

не более 50

 

колонии бактерий в 100 см3

 

Общее количество кишечных

Число в 1 см3

не более 3

палочек

 

 

 

 

 

Термотолерантные

Число бактерий в 100 см3

отсутствие

колиформные бактерии

 

 

 

 

 

Общие колиформные бактерии

Число бактерий в 100 см3

отсутствие

 

 

 

Колифаги

Число бляшкообразующих

отсутствие

 

единиц в 100 см3

 

Споры сульфатредуцирующих

Число спор в 20 см3

отсутствие

Клостридий

 

 

Цисты лямблий

Число цист в 50 см3

отсутствие

Основные способы улучшения

качества воды

Для поверхностных

источников

Осветление воды -

удаление взвешенных веществ

Обесцвечивание воды -

устранение окрашенных коллоидов

или истинно растворенных веществ

Обеззараживание воды –

обезвреживание патогенных бактерий

и вирусов

Принципиальная схема обработки воды

Для осветления и обесцвечивания воды применяют следующие способы:

коагуляцию, отстаивание, фильтрацию .

Осветление воды

Осветление воды - процесс извлечения взвешенных веществ, вызывающих мутность воды, при помощи специальных веществ (реагентов) и фильтрования.

В системах водоподготовки применяется

коагулирование.

В воду последовательно дозируются окислитель, коагулянт и флокулянт, под воздействием этих веществ примеси воды слипаются, образуя крупные хлопья, которые легко отфильтровываются.

Фильтрование воды

Фильтрование - вторая ступень водоподготовки, где происходит окончательное осветление воды.

В качестве зернистой загрузки чаще всего применяются инертные материалы - кварцевый песок и активированный уголь или гидроантрацит.

Осветление воды фильтрованием с предварительным коагулированием позволяет снизить содержание в ней микроорганизмов на 9095%.