Классификация систем.
Система водоснабжения, или водопровод, представляет собой комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из природных источников, улучшение ее качества, транспортирования, хранения и подачи потребителям.
Системы водоснабжения бывают следующих типов:
1) по виду водоисточника — с использованием поверхностных вод (рек, озер, водохранилищ, морей); с использованием подземных вод; смешанные;
2) по способу подъема воды — нагнетательные, в которых вода к потребителям подается насосами; гравитационные (самотечные), в которых вода от источника к потребителям поступает самотеком; комбинированные;
3) по назначению — хозяйственно-питьевые, обслуживающие бытовые нужды .населения; производственные, удовлетворяющие технологические нужды промышленных предприятий, транспорта, энергетики и т. п.; противопожарные, предназначенные для подачи воды во время тушения пожаров; объединенные, удовлетворяющие нужды всех перечисленных потребителей или в каком-либо их сочетании;
4) по видам обслуживаемых объектов — городские и поселковые, промышленные, колхозные и совхозные, железнодорожныеи др.;
5) по территориальному охвату водопотребителей — местные (локальные), предусматривающие обеспечение водой отдельных объектов (например, отдельного промышленного предприятия, железнодорожной станции, животноводческой фермы или группы многоэтажных зданий); централизованные, обеспечивающие водой всех водопотребителей, расположенных в данном городе или населенном пункте; групповые, или районные, служащие для обеспечения водой нескольких населенных пунктов в целом большом районе (проектируются обычно при отсутствии пресных вод и отличаются большой протяженностью водопроводных линий);
6) по характеру использования воды — прямоточные, в которых воду после однократного использования выпускают в канализацию, затем в виде сточной жидкости очищают и сбрасывают в водоемы; оборотные, в которых воду после использования для технических целей очищают и охлаждают, затем многократно используют на том же объекте; с повторным использованием воды, представляющие собой прямоточные системы, в которых воду после ее использования в одном цехе направляют в другой, и т. Д., а после последнего использования сбрасывают в канализацию;
7) по надежности — одной из трех категорий в зависимости от вида промышленного предприятия, числа жителей в населенном пункте и требований бесперебойности подачи воды.
Строительство систем водоснабжения имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку:
— удовлетворяются растущие потребности населения в доброкачественной воде, улучшаются культурно-бытовые условия жизни;
— значительно снижаются различные инфекционные заболевания, передаваемые через воду;
— улучшается качество, а также снижается себестоимость продукции, выпускаемой промышленными предприятиями;
— вода является наиболее дешевым огнегасительным средством.
Система водоснабжения. Системы водоснабжения устраивают по определенным схемам, которые представляют собой совокупность сооружений водопровода и последовательность расположения их на местности. Проектирование всякого водопровода начинается с вычерчивания его схемы в плане и определения состава сооружений. Факторами, определяющими вид схемы водоснабжения, являются: тип используемого источника и качество воды в нем, вид потребителей и требований, предъявляемых ими к воде, рельеф местности, размещение потребителей на плане, размеры водопотребления, наличие естественных и искусственных препятствий возведению водопроводных сооружений, мощность водоисточника и его удаленность.
При использовании поверхностных вод схема водоснабжения города или промышленного предприятия включает в себя следующие основные сооружения (рис. 1): водоприемное, устройство; насосную станцию 1-го подъема, предназначенную для подачи воды на очистную станцию, где производится требуемая водообработка; резервуары чистой воды (РЧВ) для хранения запасов воды, учитывающих неравномерность поступления и забора, воды из резервуара, собственные нужды очистной станций, противопожарные нужды, а при определенных условиях — и аварийные возможные ситуации; насосную станцию -2-го подъема, подающую воду потребителям; водоводы, по которым транспортируют воду от насосной станции к объекту водоснабжения; водонапорную башню или другое напорное устройство — заземленные или пневматические резервуары, в которых хранится регулирующий и противопожарный запасы воды (они одновременно создают и поддерживают в сети необходимые напоры); водопроводную сеть, состоящую из магистралей, и разводящей сети, которые предназначены соответственно для транспортирования воды и распределения ее между отдельными потребителями. Могут быть и другие схемы, отличающиеся наличием и порядком расположения отдельных сооружений. Так, насосы 1-го подъема могут размещаться в отдельном здании, как показано на рис. 1, могут конструктивно объединяться с водозаборным сооружением или располагаться рядом с насосами 2-го подъема, которые также могут быть расположены возле водоисточника или вблизи объекта водоснабжения.
Рис. 1. Схемы водоснабжения при использовании поверхностных (а)
Для тушения пожаров предусматриваются специальные пожарные насосы, которые устанавливают в насосной станции 2-го подъема или в черте города.
Место расположения водонапорной башни выбирают в зависимости от рельефа местности, величины требуемых напоров и протяженности сети. От наличия и места расположения водонапорной башни зависят режим работы, величины диаметров труб, а следовательно, и стоимость сооружения водопроводной сети.
Подземные воды, по сравнению с поверхностными, содержат меньше примесей (взвешенных веществ и бактерий). Следовательно, при их использовании очистные сооружения или совсем отсутствуют или устройство их проще и дешевле.
Наиболее часто подземную воду обезжелезивают, обеззараживают, умягчают. Если вода подземного источника удовлетворяет требованиям потребителей, то воду в этом случае из скважин подают непосредственно в подземные резервуары, Для малых объектов водоснабжения (животноводческих ферм, сельских населенных мест и др.) можно применять еще более простую схему водоснабжения: воду из скважин подают в башню, а из нее в сеть. В этом случае отсутствуют не только очистные сооружения, но и подземные резервуары и насосные станции 2-го подъема. Типы конструкций водоприема: шахтные колодцы, лучевые водозаборы, горизонтальные дренажи, каптажные сооружения для сбора родниковых вод и пр.
Системы производственных водопроводов. Специфической особенностью систем производственного водоснабжения является возможность оборота воды и последовательного использования ее для различных нужд. На рис. 2 дано схематическое размещенние в плане элементов возможных систем производственного водоснабжения. Ту или иную систему выбирают в зависимое?™ от мощности источника и его характеристики (поверхностные или подземные воды, качество роды в нем и т. д«), удаленности
Рис. 2. Схемы производственных водопроводов:
а — прямоточная; б — прямоточная с повторным использованием воды; в — оборотная; г — комбинированная: 1 — река; 2 — речной водозабор с насосной станцией 1-го подъема; 3 — водопроводная очистная станция; 4 — насосная станция 2-го подъема; 5 — подача речной воды; 6 — промышленное предприятие; 7 — сброс отработанной воды; 8 — станция очистки сточных вод; 9 — сброс воды в реку; 10 — водоохлаждающее устройство; 11 — сборная камера; 12 — насосная станция оборотной воды.