Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Водоснабжение. Учебное пособие
.pdf
Основные виды расходования воды на технологические нужды производства. Масштабы производственного водопотребления. Расходы во-
ды на производственные нужды промышленных предприятий зависят от
характера и объема производства и принятых технологических процессов.
Основными видами использования воды предприятиями различных отраслей промышленности являются: охлаждение производственных установок, продукта производства, конденсация пара, промывка используемых
материалов, парообразование, гидравлический транспорт и др.
Разные производственные потребители предъявляют к качеству воды
весьма различные требования. Например, предприятия пищевой промышленности требуют воду питьевого качества; вода, идущая для питания паровых котлов, должна иметь минимальное солесодержание; вода, употребляемая в текстильной промышленности, не должна содержать железа и т.п.
Таблица 2.2.
Механизированная мойка усовершенствованных
покрытий проездов и площадей
Механизированная поливка усовершенствованных
покрытий проездов и площадей
Поливка вручную (из шланга) усовершенствованных
покрытий тротуаров и проездов
Поливка городских зеленых насаждений » 3–4
Поливка газонов и цветников » 4–6
Нормы расходования воды на мойку и полив территории
Назначение воды Измеритель
1 мойка 1,2–1,5
1 поливка 0,3–0,4
То же 0,4–0,5
Норма расхода
на одну
поливку, л/м2
Расходы воды, используемой на нужды производства, определяются на
основании технологических расчетов. Расход воды на единицу продукции
сильно колеблется и часто бывает различным даже на аналогичных предприятиях, поскольку он зависит от типа применяемого оборудования и аппаратуры, схемы технологического процесса и местных условий. При составлении проекта водоснабжения расчетные расходы воды для нужд производства принимают по указанию технологов данной отрасли. Для предварительных ориентировочных расчетов потребления воды на производственные нужды можно использовать укрупненные удельные нормы расхода
воды на единицу продукции в различных промышленных предприятиях,
полученные на основании опыта эксплуатации. При этом различают полные расходы воды, необходимой для нужд производства, и расходы «свежей» воды, забираемой из источника или из системы городского водопровода для восполнения потерь в оборотных циклах.
СниП допускают учитывать расход воды на нужды местной промышленности, забирающей воду из городского водопровода, и на неучтенные нужды
11
в размере 5–10% суммарного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды
населения, определяемого по нормам, указанным в таблице 3.
Использование воды для пожаротушения. В действующем СНиПе даются детальные указания, позволяющие определять расходы воды, требуемой для тушения пожаров в населенных пунктах и на промышленных предприятиях.
В зависимости от размеров населенных пунктов, расчетного числа жителей, огнестойкости построек, плотности и характера застройки устанавливают расчетную интенсивность подачи воды для тушения одного пожара, а
также расчетное число возможных пожаров на территории города или промышленного предприятия.
Нормы расхода воды для тушения пожаров в городах и поселках в соответствии со СНиП приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3.
Нормы расходования воды на пожаротушение в населенных пунктах
Число жителей
в населенном
пункте, тыс. чел
5
10
25
50
100
200
300
400
500
600
700
800
1000
2000
Расчетное число
одновременных
пожаров
1
1
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
4
Расход воды, л/с на один пожар,
независимо от огнестойкости здания,
при высоте застройки
до двух этажей
включительно
10
10
10
20
25
-
-
-
-
-
-
-
-
-
три этажа и более
10
15
15
25
35
40
55
70
80
85
90
95
100
100
В СНиП указывается длительность тушения пожара 3 часа.
Соответственно этому могут быть определены общее количество воды,
затрачиваемой на тушение одного пожара (одного или нескольких,
возможных одновременно), и необходимая вместительность резервуаров, в
которых хранится «пожарный» запас воды.
Расход воды для пожаротушения на промышленных предприятиях
определяется в зависимости от характера производства и степени
огнестойкости производственных зданий. При ширине производственных
зданий до 60 м следует пользоваться данными таблицы 2.4., для зданий
шириной 60 м и более – данными таблицы 2.5. В таблице 2.6. приведено
12
расчетное число одновременных пожаров в зависимости от численности
*
**
*
населенного пункта и площади предприятия.
Контрольные вопросы:
1. Краткий исторический обзор появления водоснабжения.
2. Водные ресурсы и их использование.
3. Виды и нормы водопотребления.
4. Нормы водоснабжения на хозяйственно-питьевые нужды.
5. Основные виды расходования воды на технологические нужды.
6. Использование воды на пожаротушение.
Таблица 2.4.
Нормы расходования воды на пожаротушение предприятий при ширине
Степень
огнестойкости
зданий
Категория
производства
по пожарной
опасности
I и II Г, Д
А, Б, В
III Г, Д
В
IV и V Г, Д
В
Нормы расходования воды на пожаротушение предприятий при ширине
Степень
огнестойкости
зданий
Категория
производства
по пожарной
опасности
I и II А,Б,В
Г,Д
Площадь предприятия, га
Менее 150 До 10 1
Более 150 Менее 25 2
* На предприятии или в населенном пункте – по наибольшему расходу
** Один на предприятии и один в населенном пункте
производственных зданий до 60 м
Расход воды, л/с на наружное пожаротушение на
один пожар при объеме зданий, тыс. м3
до 3 3-5 5-20 20-50 50-200 200-400
10
10
10
10
10
15
10
10
10
15
15
20
10
15
15
20
20
25
10
20
25
30
30
40
15
30
-
-
-
-
производственных зданий от 60 м и более
Расход воды, л/с на наружное пожаротушение на
один пожар при объеме здания, тыс. м
до
50-
50
20
10
100
30
15
100-
200
40
20
200-
300
50
25
300-
400
60
30
400-
500
70
35
Расчетное число одновременных пожаров
Число жителей в населенном
Число одновременных
пункте, тыс. чел.
От 10 до 25 2
20
35
-
-
-
-
Таблица 2.5.
500-
600
80
40
600-
700
90
45
Таблица 2.6.
пожаров
более
25
40
-
-
-
-
3
400
700-
800
100
50
13
2.3. Водоприемные и водозаборные сооружения
Водозаборные сооружения предназначены для забора воды из источни-
ков водоснабжения и бывают двух типов:
- водозаборные сооружения поверхностных источников;
- водозаборные сооружения подземных источников.
Выбор типа водоприемных сооружений зависит от местных природных
условий: гидрогеологических характеристик водоемов и характера самого
источника водоснабжения.
Водоприемные сооружения рекомендуется устанавливать [4]:
- на кратчайшем расстоянии до потребителя с целью обеспечения гарантии бесперебойного получения воды наилучшего качества и требуемого количества;
- на устойчивом участке берега и дна водоема, вне очагов образования
ледяных заторов и донных наносов, вне зоны работы ГЭС и гидроузлов, вне зоны интенсивного движения судов;
- выше по течению от населенных пунктов, промпредприятий и мест
возможного сброса сточных вод в водоем, с учетом организации зон
санитарной охраны.
Следует также учесть, что при соблюдении всех перечисленных условий место расположения водоприемника должно обеспечивать возможность применения наиболее дешевого и простого способа забора воды из
источника.
2.3.1. Сооружения для приема подземных вод
Основные виды водозаборов и условия их применения. Эксплуата-
ция подземных вод осуществляется с помощью водозаборных и каптажных
устройств, которые подразделяются на 6 основных видов [4]:
1. Водозаборные скважины служат для приема безнапорных и напорных подземных вод, залегающих на глубине более 10 метров, при мощности водоносного пласта не
менее 5–6 м (рисунок 2.1). Глубина водозабор-
ных скважин достигает 100 метров и более.
2. Шахтные колодцы, служащие для приема безнапорных подземных
вод, залегающих на глубинах до 30–40 метров (рисунок 2.2).
3. Горизонтальные водозаборы, служащие для приема грунтовых вод,
залегающих на глубинах до 8 метров, при малой мощности водоносного
горизонта 2–3 м (рисунок 2.3).
4. Лучевые водозаборы, применяются при эксплуатации отложений не
глубоко залегающих водоносных горизонтов небольшой мощности, в
особенности когда водоносные горизонты приурочены к прослоям и
линзам сложного залегания, а также при использовании подрусловых и
инфильтрационных вод (рисунок 2.4).
14
Рисунок 2.1. Водозаборная скважина: 1 – фильтр скважины; 2 – эксплуатационная
колонна; 3 – колонна обсадных труб; 4 – кондуктор; 5 – устье скважины;
6 – павильон; 7 – цементный или глиняный замок; 8 – насосные
(водоподъемные трубы; 9 – насос с погружным электродвигателем;
10 – отстойник; 11 – статический уровень воды
Рисунок 2.2. Схема шахтного колодца: 1 – отмостка; 2 – оголовок; 3 – замок;
4 – ствол шахты; 5 – водопроводная часть; 6 – зумпф
15
Рисунок 2.3. Горизонтальный водозабор: 1 – горизонтальные водосборы;
2 – сборный колодец; 3 – водоносный пласт; 4 – водоупор
Рисунок 2.4. Лучевой водозабор на берегу реки: а – план; б – общая схема; 1 – глухая
труба; 2 – конец трубы с буровой головкой; 3 – перфорированная стальная труба;
4 – закладной патрубок; 5 – обсадная труба; 6 – бетонная пробка; 7 – шлак;
8 – покрытие (асфальт 3 см, песок 10 см, гравий 10 см); 9 – бетонная опора под водовод
5. Каптажные камеры, применяют при использовании ключевой, род-
никовой воды (рисунок 2.5).
6. Инфильтрационные водозаборы, представляют собой систему сква-
жин, шахтных колодцев, горизонтальных водозаборов, лучевых водозаборов, расположенных вблизи и вдоль озера, реки, водохранилища. Такие
водозаборы со стороны реки питаются речной водой, а с другой стороны
грунтовыми водами или напорными водами, движущимися к реке, озеру,
водохранилищу.
16
В России вертикальные, лучевые, инфильтрационные водозаборы наиболее широко применяются в крупном централизованном водоснабжении.
Шахтные колодцы, каптажные камеры – при небольшом децентрализованном водоснабжении.
Рисунок 2.5. Каптаж нисходящих(а) и восходящих (б) родников: 1,2 переливная
и расходная трубы; 3 – гравийная пригрузка; 4 – водоносный пласт; 5 – водоприемные
отверстия; 6 – вентиляционная труба; 7 – песчаная засыпка; 8 – гравийная отсыпка;
9 – плотно утрамбованный грунт; 10 – водоносный пласт; 11 – водоупор.
17
2.3.2. Схемы компоновки вертикальных водозаборов
и подачи воды при эксплуатации подземных вод
1. Одиночная скважина (колодец), который подает воду прямо в сеть.
2. Один линейный ряд скважин, оборудованных насосами, подающими
воду по водопроводу на очистные сооружения.
3. Линейный ряд скважин, оборудованных насосами, которые подают
воду в сеть по напорному трубопроводу.
4. Одна кольцевая батарея скважин с очистными сооружениями,
резервуаром чистой воды и насосной станцией 2-го подъема.
5. Равнинно-площадная система скважин (2 или 3 кольца скважин, одно
в другом, 2 или 3 параллельных ряда скважин, расположенных по
прямоугольнику, трехрядные, трапецеидальные). Водопроводные сети с
резервуаром чистой воды, насосной станцией 2-го подъема, очистные
сооружения или без них.
6. Группа произвольно расположенных скважин или колодцев.
7. Групповая схема компоновки.
8. Линейно изломанная схема.
По расстоянию между скважинами и колодцами выделяют схемы с
равномерным и неравномерным шагом. Схемы подачи воды могут различаться также по использованию вместо скважин – трубопроводов, работающих под вакуумом.
2.3.3. Водозаборные сооружения поверхностных источников
Данные сооружения классифицируются [1]:
- в зависимости от места расположения на русловые, размещаемые в
русле реки и береговые, размещаемые непосредственно на берегу реки;
- в зависимости от вида источника водоснабжения водозаборные сооружения бывают речные, озерные и морские;
- по конструктивным признакам: совмещенные с насосной станцией
первого подъема и раздельные с насосной станцией первого подъема
;
- по материалу изготовления колодца: кирпичные, бетонные и железобетонные;
3
- по производительности: малые, производительностью Q < 1 м
средние, производительностью Q до 6 м
тельностью Q > 6 м
3
/с.
3
/с и большие, производи-
/с,
Водозабор берегового типа. Водозаборные сооружения берегового типа устраивают при наличии следующих условий в месте забора воды [1]:
крутой берег; значительная (более 10 м) глубина водоема; устойчивые
плотные грунты в основании берега; амплитуды колебания уровней воды в
водоеме более 6 м; благоприятные ледовые условия; незначительные донные наносы (рисунок 2.6).
18
Рисунок 2.6. Водоприемник берегового типа: 1 – водоприемный колодец;
2 – входные окна; 3 – приемная камера; 4 – всасывающая камера;
5 – машинный зал; 6 – съемная сетка; 7 – всасывающий патрубок; 8 – центробежный
насос; 9 – служебный павильон; 10 – напорные воды
Водозаборы руслового типа. Водозаборные сооружения руслового
типа устраивают в месте забора воды при следующих условиях [1]: пологий берег; малая (до 10 м) глубина водоема; амплитуда колебания уровней
воды в водоеме менее 6 м; благоприятные ледовые условия; незначительные образования донных наносов (рисунок 2.7).
Рисунок 2.7. Схема устройства руслового водоприемника: 1 – оголовок с решетками;
2 – самотечные линии; 3 – водоприемный колодец; 4 – насосная станция первого
подъема; 5 – приемная камера; 6 – всасывающая камера; 7 – съемная сетка;
8 – служебный павильон; 9 – всасывающий патрубок центробежного насоса;
10 – центробежный насос; 11 – напорные воды
2.3.4. Водозаборные скважины
Способы бурения водозаборных скважин. Для бурения скважин на
воду применяют следующие способы: вращательный (роторный) с обратной промывкой, вращательный (роторный) с прямой промывкой, с продувкой воздухом и ударно-канатный. При бурении роторным способом происходит глинизация стенок скважины. Это обусловливает появление зна-
19
чительных гидравлических потерь, что приводит к существенному уменьшению величины допустимого понижения (S
) воды в эксплуатационной
д
скважине. При закольматированной призабойной зоне срок их службы не
превышает 2–3 года [7].
Элементы скважин включают в себя (рисунок 2.1):
- кондуктор;
- техническая и эксплуатационная колонны труб;
- цементная защита;
- отстойник;
- фильтр, надфильтровая часть;
- сальник
- оголовок скважины. Должен быть герметичным, чтобы исключалось
попадание загрязнения в межтрубное пространство. При этом
верхняя часть трубы должна выступать над поверхностью земли (над
полом павильона), где располагается устье скважины, не менее 0,5 м.
Типы и конструкции фильтров скважин. Фильтры скважин на воду
должны:
1) Обеспечивать свободный доступ воды в скважину.
2) Надежно защищать её от пескования.
3) Обеспечивать минимальные гидравлические потери.
4) Обеспечивать устойчивую работу скважины в течение длительного
времени.
5) В случае кольматации в прифильтровой зоне и водоприемной по-
верхности, допускать возможность проведения восстановительных мероприятий с применением растворителей и с использованием промывки, свабирования и гидравлического (импульсного) удара.
Главными в конструкции фильтра скважины являются два элемента:
опорный каркас и водоприемная поверхность. Опорный каркас устраивается из труб с круглой или щелевой перфорацией – трубчатые каркасы, или
из отдельных стержней, между которыми оставляются продольные отверстия – стержневые каркасы.
В гравийно-песчаных породах на каркасы наматывается проволока
(проволочные фильтры), или накладывается
сетка (сетчатые фильтры), или
же накладываются стальные штамповые листы с отверстиями различной
конфигурации.
В скальных и полускальных трещиноватых породах, а также в крупнообломочных щебнистых и галечниковых водоносных грунтах нередко ограничиваются установкой трубчатого или стержневого каркаса без дополнительных устройств; в этом случае указанные каркасы служат одновременно и водоприемными поверхностями.
В среднезернистых и мелкозернистых грунтах вокруг водоприемных
поверхностей указанных типов устраиваются гравийные обсыпки (гравийные фильтры).
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]