Тема №1. Общие сведения о водоснабжении и канализации

ТЕМА №1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДОСНАБЖЕНИИ И КАНАЛИЗАЦИИ

Значение и роль инженерных коммуникаций в благоустройстве городов и улучшении условий жизни населения.

Основные задачи и источники водоснабжения.

Требования, предъявляемые к качеству воды потребителями различных категорий.

Нормы и режимы водопотребления и водоотведения.

Виды сточных вод. Условия приёма сточных вод в канализацию.

ЛИТЕРАТУРА:

1. 22 - с.12-13; 64-65

2. 1 - с.136 - 137

3. 5 - с.313 - 315; 1 - с. 140 – 141; 25

4. 1 – с.141 – 147; 7 – с.2 - 7; 8 – с.2 – 9; 22 – с.18 – 21; 70 – 72.

5. 3 - с. 15; 5 – с.368 - 370

1. ЗНАЧЕНИЕ И РОЛЬ ИНЖЕНЕРНЫХ КОММУНИКАЦИЙ В БЛАГОУСТРОЙСТВЕ ГОРОДОВ И УЛУЧШЕНИИ УСЛОВИЙ ЖИЗНИ НАСЕЛЕНИЯ

Системы водоснабжения и канализации являются неотъемлемой частью современного населенного пункта. Это сложные инженерные сооружения, обеспечивающие подачу воды потребителям, а также отвод и очистку сточных вод. От степени их надежности и долговечности зависит нормальная жизнедеятельность людей, работоспособность предприятий и состояние окружающей среды.

Первые водопроводы были построены еще до начала новой эры в Древнем Риме и Греции. По системе подземных каналов и труб вода подавалась во дворцы, храмы и общественные купальни богачей.

В средние века с развитием промышленности резко возросло потребление воды и началось строительство водопроводов в крупных промышленных городах.

На территории СНГ водопроводные сооружения для сбора воды были построены еще в начале новой эры в среднеазиатских республиках, Крыму, Грузии.

На Руси водопроводы начали строиться в XI – XIV веках для снабжения водой городов и крепостей. Еще в XII веке в Новгороде был построен самотечный водопровод – деревянный трубопровод диаметром 42 см, уложенный на глубине 2.4м. В XII – XVI веках были сооружены водопроводы в Киеве и Пскове.

На территории Московского Кремля в XV веке был построен самотечный трубопровод, в который вода подавалась из родника. В XVII веке часовых дел мастер Христофор Головей построил машину для подъема воды из Москвы-реки в водонапорный свинцовый бак, откуда по свинцовым трубам вода подавалась на территорию Кремля.

В Харькове 1 мая 1880 года начали прокладку первых водопроводных труб, а с 15 декабря была введена в действие первая линия водопровода, сооружённого по проекту и под руководством инженера Н.Г. Малишевского. Головной резервуар объемом 1000 кубических метров располагался на вершине Холодной горы, а уравнительный бассейн объемом 120 кубических метров - на углу Немецкой улицы (ныне Пушкинская) и Бассейного переулка (ул. Петровского). В 1912 году уравнительный бассейн заменили высокой металлической водонапорной башней системы Шухова с баком на 750 кубических метров. В 1905 году длина водопроводной сети составляла 59 км. Находилась эта башня около Городского парка, вблизи ипподрома. В 1947 году ее перевезли в Полтаву, где она служит и ныне. До 1917 года водопроводная сеть удовлетворяла потребности только четвертой части домовладений Харькова, остальным же приходилось пользоваться уличными водопроводными колонками, местными колодцами и даже услугами водовозов.

На сегодняшний день общая протяжённость водопроводных сетей составляет 2135км. Транспортировка – 57 и 150км.

В 1914 году в Харькове введена в эксплуатацию первая очередь канализационных сетей. Соорудили её по проекту и под руководством городского инженера Д.С.Черкеса.

Первые системы каналов, служащих для отведения сточных вод, были построены много веков назад в Индии, Египте и Древнем Риме.

В эпоху феодализма и раннего периода развития капитализма население в городах возросло и значительно увеличилось количество сточных вод, что резко ухудшило санитарное состояние городов и привело к возникновению многочисленных эпидемий и к высокой смертности. Это происходило потому, что строившиеся промышленные предприятия сооружались обычно на берегах рек и озер, из которых они снабжались водой. В эти же водоёмы сбрасывали загрязненные сточные воды, так как методы их очистки не были разработаны.

В городах Европы канализация наиболее интенсивно начала сооружаться лишь в XIX веке.

Англия – страна, имеющая маломощные водоёмы, начала строить канализации раньше, чем другие государства Европы. К 1833 году в Англии более чем в 50 городах уже была построенная канализация. Германия достигла этого уровня лишь к 1870 году. Во Франции канализирование городов проводилось ещё медленнее.

Быстрый рост городов и бурное развитие промышленности в странах Европы и Америки привели к сильному загрязнению водоёмов сточными водами, что вызвало необходимость строительства очистных сооружений.

На Руси первые канализационные каналы были построены в XIV веке в Москве и Новгороде. Становление России на путь капиталистического развития способствовало строительству канализаций, необходимых для отвода загрязненных производственных вод и городских стоков. Однако в России к 1917 году канализацию имели лишь 18 городов, а общая протяженность канализационных сетей составляла около 1500 км.

2. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Водопровод (или система водоснабжения) – комплекс инженерных сооружений, предназначенных для получения воды из природных источников, улучшения ее качества и передачи к местам потребления.

Основные задачи водоснабжения:

-снабжение населения чистой, доброкачественной водой в достаточном количестве;

-благоустройство населенных мест и повышение уровня жизни людей;

-удовлетворение нужд промышленных предприятий.

Используемые для водоснабжения природные источники подразделяются на две основные группы:

1) поверхностные источники – реки, водохранилища и озера пресной воды;

2) подземные источники – артезианские воды, родники.

Характерными особенностями речной воды являются:

-относительно большая мутность (особенности в период паводков);

-высокое содержимое органических веществ, бактерий;

-часто значительная цветность воды;

-относительно малое солесодержание;

-небольшая жесткость.

Особенности воды озер и водохранилищ:

-весьма малое содержание взвешенных веществ;

-значительная цветность;

-большая окисляемость;

-наличие планктона в летнее время;

-различная степень минерализации.

Качество воды поверхностных источников в большей степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения поверхностными стоками.

Подземные воды, как правило, не содержат или содержат незначительное количество взвешенных веществ и обычно бесцветны, обладают высокими санитарными качествами, но часто сильно минерализованы, имеют повышенную жесткость, значительное содержание железа и т.п.

Практика показывает, что водоснабжение большинства малых и значительной части средних по размерам населенных мест основано на использовании подземных источников. Для водоснабжения большинства крупных городов приходится полностью или в значительной степени пользоваться водами поверхностных источников.

3. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КАЧЕСТВУ ВОДЫ ПОТРЕБИТЕЛЯМИ РАЗЛИЧНЫХ КАТЕГОРИЙ

Потребление воды может происходить на:

-хозяйственно-питьевые нужды;

-противопожарные цели;

-полив территории;

-производственные (технические) цели.

Требования, которые предъявляются к качеству питьевой воды, регламентируются Державними Санітарними правилами і нормами «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання». Качество воды характеризуется её физическими свойствами, общим количеством растворенных солей, активной реакцией, окисляемостью и бактериологической загрязненностью.

1. Физические свойства:

-температура, оптимальная – 7-10⁰С, предельно допустимая – 35⁰С.

-мутность определяется содержанием в воде взвешенных веществ, степенью их дисперсности, а также содержанием веществ в коллоидальном состоянии, измеряемых в мг/л (не более 3 мг/л);

-прозрачность – вода считается прозрачной в том случае, если специальный стандартный шрифт, помещенный в воду, читается на расстоянии не менее 30 см;

-цветность - цветность воды, имеющей иногда желтоватый оттенок, измеряют в градусах путем сравнения с эталонами цветности. Не должна превышать 35⁰;

-вкус - по вкусу вода может быть горьковатой, соленой, кислой, сладковатой;

-запах - по запаху вода может быть травянистой, землистой, затхлой, болотной, рыбной.

Запахи и вкусы воды оцениваются баллами; при температуре 20⁰С привкусов в воде должно быть не более 2 баллов.

2. Растворённые соли:

Растворённых солей в воде должно содержаться не более (мг/л):

-свинца – 0.1;

-мышьяка – 0.01;

-меди – 30;

-цинка – 5;

-железа (при обезжелезивании) – 0.3;

-фтора -1.5 и не менее 1.0 мг/л.

Минимальное содержание фтора в питьевой воде необходимо для постоянного употребления человеком с целью нормального развития его костной ткани.

Общая жесткость воды (содержание солей кальция и магния) должна быть не более 7мг-экв/л.

3. Активная реакция.

Активная реакция воды показывает степень ее щелочности или кислотности и характеризуется концентрацией водородных ионов – рН.

В случае осветления или умягчения воды активная реакция должна быть не менее 6.5 и не более 8.5 рН.

4. Окисляемость.

Весьма нежелательно высокое содержимое в воде кислорода, углекислоты и сероводорода, так как они вызывают интенсивную коррозию металла.

Вода с содержанием сероводорода для питьевых нужд не пригодна.

5. Бактериологическая загрязненность.

Для здоровья опасны патогенные бактерии, являющиеся возбудителями таких инфекционных заболеваний, как холера, дизентерия, брюшной тиф, паратиф. Их наличие в воде не допустимо. Общее число бактерий в 1см³ питьевой воды не должно превышать 100, а количество бактерий в виде кишечных палочек в 1дм³ допускается не более 3.

Всего по ДСанПіНу контролируется до 80 показателей. В США требования к питьевой воде выше – контролируется 97 показателей. Требования, предъявляемые к качеству воды, используемой в производственных целях, разнообразны, так как зависят от вида производства и его технологии.

Для некоторых химических производств предусмотрены специальные (дополнительные) требования к чистоте воды.

Строгие требования предъявляются к качеству питательной воды для котельных установок. Жесткость питательной воды для водотрубных котлов с давлением 30-100 атм. не должна превышать 0.01 мг-екв/л. В питательной воде не допустимо наличие взвешенных веществ.

Очень часто для технологических процессов используют воду, отступающую от стандарта качества питьевой воды. Например, на обогатительных фабриках, металлургических заводах, при охлаждении многих видов технологического оборудования.

Основные требования, предъявляемые к качеству охлаждающей воды, заключаются в том, что вода должна иметь небольшую карбонатную жесткость и содержать как можно меньше взвешенных веществ.

Требования к качеству воды в этих многочисленных случаях определяются проектами и технологами.

Для полива территории и тушения пожаров также можно использовать воду не питьевого качества.

4. НОРМЫ И РЕЖИМЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Нормой водопотребления называют количество воды, расходуемое на определённые нужды в единицу времени или на единицу вырабатываемой продукции.

Нормы хозяйственно-бытового потребления воды в населенных пунктах назначаются в зависимости от степени благоустройства зданий и климатических условий.

По СНиП 2.04. 02-84 норма водопотребления колеблется от 50 до 350 л/сутки на человека.

На производственные нужды нормы водопотребления берутся в соответствии с требованиями технологии производства.

Нормы расхода воды для тушения пожаров в населенных пунктах определяются в зависимости от расчетного количества жителей и характера застройки (например, при расчетном количестве жителей в 60 тыс. и застройке в 3 этажа и выше СНиП допускает два расчетных пожара при расходе воды на наружное пожаротушение в населенном пункте на один пожар 35 л/сек), а для производственных объектов – в зависимости от категории производства, объема зданий и степени их огнестойкости.

Режим водопотребления.

Работу водопроводных сетей и сооружений необходимо согласовывать с режимом водопотребления.

Потребление воды населением на протяжении года неравномерно. Так, летом ее расходуется больше, чем зимой, в предвыходные дни – больше, чем в остальные дни недели. Такая неравномерность потребления воды учитывается коэффициентами неравномерности.

Коэффициент суточной неравномерности – отношение максимального суточного расхода (Q_{max сут}) к среднесуточному (Q_{ср. сут}) в течение года:

Величина К_сут. зависит от степени благоустройства зданий. С увеличением степени благоустройства К_сут. уменьшается.

Потребление воды также неравномерно и в течение суток, это учитывается с помощью коэффициента часовой неравномерности. Он равен отношению расхода воды в часы наибольшего ее потребления (Q_{max час}) к среднечасовому расходу воды в сутки (Q_{ср. час}):

Неравномерность потребления воды с увеличением количества жителей уменьшается.

Нормой водоотведения называется среднесуточное количество сточной жидкости (в литрах), которое приходится на одного жителя, пользующегося канализацией. Она принимается равной норме водопотребления при определении расходов бытовых сточных вод.

Норма водоотведения производственных сточных вод устанавливается технологами соответствующих производств. Эти нормы принимаются на единицу выпускаемой продукции или на один установленный агрегат.

Режим водоотведения.

Сточные воды в канализационную сеть поступают неравномерно. Колебание суточного количества сточных вод зависит от времени года, количества жителей и т.д.

Неравномерность характеризуется аналогично водопотреблению – коэффициентами суточной и часовой неравномерности. Общий коэффициент неравномерности водоотведения учитывает колебания количества сточных вод по суткам в течение года и по часам в течение суток и представляет собой произведение коэффициентов суточной и часовой неравномерности.

5. ВИДЫ СТОЧНЫХ ВОД. УСЛОВИЯ ПРИЁМА СТОЧНЫХ ВОД В КАНАЛИЗАЦИЮ

Сточные воды подразделяются на:

- бытовые (хозяйственно-фекальные);

- производственные (промышленные);

- дождевые (атмосферные).

Бытовые сточные воды содержат крупные нерастворённые вещества – остатки пищи, овощей, тряпки, песок, фекалии, загрязнения минерального и органического происхождения в нерастворённом, коллоидном и растворённом состоянии, а также различные бактерии, в том числе болезнетворные, поэтому они наиболее опасны с санитарной точки зрения.

Производственные сточные воды по составу весьма разнообразны. Они делятся на загрязненные и незагрязненные. Загрязненные могут содержать примеси органического или минерального происхождения. Незагрязненные содержат мало примесей, поэтому их можно без очистки сбрасывать в водоёмы, дождевую сеть или использовать вторично.

В дождевую канализационную сеть нельзя сбрасывать бытовые и загрязнённые производственные сточные воды.

При приёме производственных сточных вод в городскую канализацию они не должн ы содержать:

- тяжёлых и крупных примесей минерального или органического происхождения, засоряющих сеть;

- кислот и щелочей высокой концентрации, которые могут вызвать коррозию материалов труб сети и очистных сооружений;

- нефтепродуктов и других веществ, пары которых могут образовывать с воздухом взрывчатую смесь;

- веществ, нарушающих биологическую очистку сточных вод;

- ядовитых веществ в концентрациях, опасных для эксплуатирующего персонала;

- сточных вод заразных отделений больниц, карантинов и пр.

Не допускается сбрасывать в канализационную воду, имеющую температуру более 40⁰С, чтобы не нарушать стыковых соединений труб.

Дата добавления: 2015-08-28