ЛЕКЦИЯ 1
СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи к потребителям.
Системы водоснабжения классифицируют по ряду признаков.
По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и пр.
По назначению системы водоснабжения (или водопроводы) подразделяют на хозяйственно – питьевые, предназначенные для подачи воды на хозяйственные и питьевые нужды населения и работников предприятий; производственные, снабжающие водой технологические цеха; противопожарные, обеспечивающие подачу воды для тушения пожаров.
Часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно – противопожарные, производственно – противопожарные или хозяйственно – производственно – противопожарные.
Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти системы называют групповыми. Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, называют районной системой водоснабжения или районным водопроводом. Наибольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, называют местными системами водоснабжения.
Когда отдельные части территории имеют значительную разницу в отметках, устраивают зонные системы водоснабжения. При таком рельефе местности насосы должны поддерживать в наружной сети для высокорасположенных участков высокое давление, которое не нужно для низкорасположенных участков.
Схема водоснабжения - последовательное расположение этих сооружений от источника до потребителя и их взаимное расположение относительно друг друга.
Все многообразие встречающихся на практике систем водоснабжения классифицируется по следующим основным признакам:
- по назначению: хозяйственно-питьевые; противопожарные; производственные; сельскохозяйственные. Перечисленные типы систем могут быть как самостоятельными, так и объединенными. Объединяют системы в том случае, если требования, предъявляемые к качеству воды одинаковые или это выгодно экономически;
- по характеру используемых природных источников: системы, получающие воду из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища, моря, океаны); системы, забирающие воду из подземных источников (артезианские, грунтовые); системы смешанного питания (при использовании различных видов водоисточников);
- по территориальному признаку (охвату): локальные (одного объекта) или местные; групповые или районные, обслуживающие группу объектов; внеплощадочные; внутриплощадочные;
- по способам подачи воды: самотечные (гравитационные); напорные (с механической подачей воды с помощью насосов); комбинированные;
- по кратности использования потребляемой воды (для предприятий): прямоточные (однократное использование); с использованием воды (двух-трехкратное); оборотные (многократное использование воды, осуществляемое по замкнутой, полузамкнутой схеме или со сбросом части воды - продувкой); комбинированные;
- по видам обслуживаемых объектов: городские; поселковые; промышленные; сельскохозяйственные; железнодорожные и т.д.;
- по способу доставки и распределения воды: централизованные; децентрализованные; комбинированные.
Системы водоснабжения в населенных пунктах предусматривают, как правило, централизованными. При этом в зависимости от местных условий и экономической целесообразности они могут быть раздельными - с собственными источниками водоснабжения для каждой из зон (селитебной или производственной) - или объединенными - с общим источником водоснабжения для обеих зон (рис. 3.1).
Схемы водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий
Схема водоснабжения населенного места зависит, прежде всего, от вида источника водоснабжения. Источники водоснабжения делятся на поверхностные (реки, водохранилища, озера, моря) и подземные (грунтовые и артезианские воды).
Схема водоснабжения населенного пункта состоит из следующих элементов:
а) водоприемные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,
б) водоподъемные сооружения, т.е. насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,
в) сооружения для очистки воды,
г) водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,
д) башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения
На территории населенного места сооружается водонапорная башня, которая, как и резервуары чистой воды, служит для хранения и аккумулирования запасов воды. В те часы суток, когда насосы подают в сеть воды больше, чем ее расходуется, излишек поступает в водонапорную башню; в часы максимального расходования воды потребителями, когда расход, подаваемый насосами, недостаточен, используется вода из башни. Водонапорная башня, расположенная в противоположном по отношению к водоводам конце города, называется контррезервуаром. При наличии вблизи населенного места значительного естественного возвышения вместо водонапорной башни сооружают наземный водонапорный резервуар.
При использовании подземных вод схема водоснабжения значительно упрощается. В этом случае очистные сооружения обычно не нужны – подземные воды часто не требуют очистки.
Иногда населенное место снабжается водой из двух или более источников – водоснабжение с двусторонним или многосторонним питанием.
При расположении источника водоснабжения на значительной высоте по отношению к населенному месту возможна подача воды из источника без устройства насосной станции – самотеком.
В производственных системах водоснабжение может быть прямоточным, оборотным и с последовательным использованием воды.
На рис. II.2 приведена схема прямоточного водоснабжения промышленного предприятия. Насосная станция 1, расположенная вблизи водозаборного сооружения 2, подает воду для производственных целей в цехи 3 по сети 4. Для хозяйственно – противопожарных нужд поселка 5 и цехов 3 вода подается в самостоятельную сеть 6 насосами, установленными в насосной станции 1. предварительно вода очищается на очистных сооружениях 7.
Нередко для производственных целей требуется подача воды различного качества и под разными напорами. В этом случае устраиваются две самостоятельные сети или даже несколько сетей.
Вода, использованная в технологическом процессе, подается в канализационную сеть и после соответствующей очистки сбрасывается в водоем ниже по течению.
На ряде промышленных предприятий (химические, нефтеперерабатывающие, металлургические заводы, ТЭЦ и пр.) вода применяется для целей охлаждения и почти не загрязняется, а только нагревается. Такую производственную воду, как правило, используют вновь, предварительно охладив её.
На рис. II.3 приведена схема оборотного водоснабжения промышленного предприятия. Нагревшуюся воду по самотечному трубопроводу 1 подают к насосной станции 2, откуда насосами 3 перекачивают по трубопроводу 4 на специальные сооружения 5, предназначенные для охлаждения воды (брызгальные бассейны или градирни). Охлажденную воду по самотечному трубопроводу 6 возвращают на насосную станцию 2 и насосами 7 по напорным трубопроводам 8 направляют в цехи предприятия 9. При оборотном водоснабжении часть воды (5-10% общего расхода) теряется. Для восполнения потерь воды в систему подают «свежую» воду по трубопроводу 10.
Оборотное водоснабжение экономически выгодно, когда промышленное предприятие расположено на значительном расстоянии от источника водоснабжения или на значительном возвышении по отношению к нему, так как в этих случаях при прямоточном водоснабжении будут велики затраты электроэнергии на подачу воды. Также выгодно устраивать оборотное водоснабжение, если расход воды в близлежащем водоеме мал, а потребности в производственной воде велики.
Схема водоснабжения с последовательным (или повторным) использованием воды применяется в тех случаях, когда вода, сбрасываемая после одного технологического цикла, может быть использована во втором, а иногда и третьем технологическом цикле промышленного предприятия. Вода, использованная в нескольких циклах, сбрасывается затем в канализационную сеть. Применение такой схемы водоснабжения экономически целесообразно, когда необходимо сократить расход «свежей» воды.