Тема № 11 : Общие сведения о системах водоснабжения.

Снабжение населения и промышленных предприятий чистой водой необходимого качества и в достаточном количестве имеет важное санитарно-гигиеническое и хозяйственное значение. Для нужд современных городов и промышленных предприятий необходимо огромное количество воды, строго соответствующей по своим качествам требованиям потребителей.

Комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из природных источников, улучшение её качества (т.е. очистки) и подачи к местам потребления, называется системой водоснабжения.

Используемые для водоснабжения природные источники могут быть разделены на две основные группы:

1. поверхностные источники – реки, озёра и водохранилища;

2. подземные источники – артезианские воды и родники.

Характерными особенностями качества речной воды является её относительно большая мутность (особенно в паводковые периоды), высокое содержание органических веществ, бактерий и значительная цветность. При этом обычно, речная вода обладает относительно небольшим солесодержанием.

Вода озёр и водохранилищ отличается весьма малым содержанием взвешенных частиц, значительной цветностью, высоким содержанием органических веществ и наличием планктона в летнее время. Степень минерализации озёрной воды может быть различной.

Качество воды поверхностных источников в значительной мере зависти от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов и от загрязнения поверхностными стоками.

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

Сравнивая основные показатели качества воды природных источников с основными требованиями к качеству воды главных групп потребителей, можно сделать вывод, что для водоснабжения населённых мест, наиболее подходящими источниками водоснабжения являются подземные воды (если они не сильно минерализованы).

Практика показывает, что водоснабжение большинства малых и значительной части средних по размерам населённых мест основано на использовании подземных источников. Для водоснабжения большинства крупных городов приходится полностью или в значительной степени пользоваться водами поверхностных источников. Кроме того, следует отметить, что водоснабжение некоторых крупных промышленных предприятий и даже городов основано на использовании морской воды.

В природной воде (поверхностной и подземной) всегда содержатся различные примеси, попадающие в неё из окружающей среды в процессе круговорота. Все примеси, содержащиеся в воде по степени дисперсности могут быть разделены на три группы:

1. грубодисперсные или взвешенные примеси;

2. коллоиднодисперсные примеси;

3. молекулярно - и ионодисперсные примеси.

К грубодисперсным (взвешенным) относятся примеси с размером частиц более 100 ммкм. Характерно, что частица грубодисперсных примесей задерживаются в механических фильтрах и способны, с течением времени, выпадать в осадок.

К коллоиднодисперсным относятся примеси с размером частиц от 1 до 100 ммкм. Характерно, что частицы коллоиднодисперсных примесей не задерживаются в механических фильтрах и не выпадают в осадок даже в течение длительного времени.

К молекулярно- и ионодисперсным относятся примеси с размером частиц менее 1 ммкм, т.е. примеси имеющие молекулярную и ионную степень дробления (растворённые в воде соли, щёлочи, кислоты и др.).

Качество природной воды характеризуются следующими основными показателями:

1. Температура. Этот показатель характеризует температуру воды (в ^оС), поступающей из различных источников.

2. Взвешенные вещества (мутность). Этот показатель характеризует содержание в воде (в мг/л) грубодисперсных (взвешенных) частиц.

3. Цветность. Этот показатель характеризует окраску воды, обусловленную, наличием гуминовых веществ или фульвокислот и измеряется в градусах платиново-кобальтовой шкалы.

4. Запах и вкус. Запах воды может быть естественного (болотный, глинистый, сероводородный и др.) и искусственного (фенольный, нефтяной, хлорный и др.) происхождения. По вкусу вода может быть горьковатой, солёной, кислой и сладковатой. Запах и вкус воды оценивают по порогу разбавления и по пятибалльной системе: очень слабый, заметный, отчетливый, очень сильный.

5. Окисляемость. Это косвенный показатель, характеризующий содержание в воде органических веществ. Он определяется расходом кислорода или перманганата калия (в мг), затрачиваемого на окисление органических веществ, содержащихся в 1л. воды.

6. Водородный показатель рН. Этот показатель характеризует степень кислотности или щёлочности воды и определяется концентрацией в воде водородных ионов – рН. При рН = 7 вода имеет нейтральную реакцию, при рН < 7 – кислую, а при рН >7 – щелочную.

7. Сухой остаток. Этот показатель характеризует суммарное содержание в воде (в мг/л) молекулярно- и коллоиднодисперсных минеральных и органических веществ. Он определяется путём выпаривания воды, освобождённой от взвешенных частиц, и высушивания полученного остатка при 105 ÷ 110 ^оС.

8. Жёсткость. Этот показатель характеризует содержание в воде (в мг-экв/л) накипеобразующих солей кальция и магния. Общая жесткость воды подразделяется на жёсткость карбонатную, обусловленную содержанием в воде бикарбонатов кальция и магния, и жесткость некарбонатную, обусловленную содержанием в воде хлоридов и сульфатов кальция и магния.

9. Щелочность. Этот показатель характеризует содержание в воде (в мг-экв/л) анионов гидроксида и анионов слабых кислот-бикарбонатов, карбонатов, силикатов и др. В зависимости от вида иона определяющего щёлочность, различают щёлочность гидратную, бикорбанатную, карбонатную, силикатную и др.

10. Содержание железа, марганца, йода и фтора. Эти показатели характеризуют содержание в воде (в мг/л) ионов железа, марганца, йода и фтора.

11. Содержание хлоридов и сульфатов. Эти показатели характеризуют содержание в воде (в мг/л) хлоридов и сульфатов, присутствующих в виде кальциевых, магниевых и натриевых солей.

12. Бактериальное загрязнение. Эти показатели характеризуют содержание в воде бактерий, и определяется количество бактерий в 1 мл воды или коли-титром (наименьшем количестве воды, в котором обнаруживается кишечная палочка).

Основным потребителем воды в городах и населённых пунктах является население и промышленные потребители. Особую группу составляют потребители воды на противопожарные нужды.

Система водоснабжения населённых мест должна обеспечивать забор воды из природных источников, её очистку, если это необходимо, и передачу к месту потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие в состав систем водоснабжения:

1. водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется забор воды из природных источников;

2. водоподъёмные сооружения (насосные станции), подающие воду к местам её очистки, хранения и потребления;

3. сооружения для улучшения качества воды, обеспечивающие необходимую очистку и обработку воды;

4. водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортировки воды к местам потребления и её распределения;

5. водонапорные башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей.

Взаимное расположение основных водопроводных сооружений показано на схеме водоснабжения, представленной на рис.50.

Рис.50

1-водозаборное сооружение, 2-насосная станция I подъёма, 3-очистные сооружения, 4-резервуары чистой воды, 5-насосная станция II подъёма, 6-водоводы, 7-водонапорная башня, 8-водопроводная сеть.

В зависимости от местных условий и характера потребления воды схема водоснабжения и состав входящих в неё сооружений может изменяться.

Всё многообразие встречающихся на практике систем водоснабжения можно классифицировать по следующим основным признакам.

По общему назначению системы водоснабжения подразделяются на: 1)коммунальные; 2)сельскохозяйственные; 3)производственные.

По целевому назначению воды различают следующие системы водоснабжения: 1)хозяйственно-питьевые; 2)хозяйственно-производственные; 3)хозяйственно-противопожарные; 4)поливочные; 5)противопожарные.

По виду используемых природных источников различают системы водоснабжения: 1)получающие воду из природных источников; 2)базирующихся на подземных водах; 3)смешенного питания (при использовании как поверхностных, так и подземных источников).

По способам подачи воды различают системы водоснабжения: 1)самотечная; 2)с механической подачи воды (с помощью насосов).

Все виды водопотребления в городах могут быть отнесены к трём основным категориям:

1. расход воды на хозяйственно-питьевые нужды;

2. расход воды для производственных целей промышленных предприятий, транспорта и энергетики;

3. расход воды на пожаротушение.

В зависимости от назначения объекта и требований, предъявляемых потребителями к качеству воды, а также от экономических условий для всех указанных целей вода может подаваться одним водопроводом или же для отдельных категорий потребителей могут быть устроены самостоятельные водопроводы.

В городах обычно устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод, по которому вода подаётся на хозяйственно-питьевые нужды населения, технические нужды тех предприятий, где требуется вода питьевого качества и на пожаротушение.

Для крупных промышленных предприятий города, которые могут использовать неочищенную воду, обычно устраивают самостоятельные производственные водопроводы.

Вопросы объединения противопожарного водопровода с хозяйственно-питьевим или производственным водопроводом решаются на основе технико-экономических расчётов. Чаще всего функции противопожарного водопровода выполняют системы хозяйственно-питьевого водопровода, имеющего всегда большую разветвлённость на территории города.

В системах промышленного водоснабжения могут использоваться прямоточные, последовательные и оборотные системы водоснабжения.

В прямоточных системах водоснабжения (см. рис.51) предусматривается подача воды к промышленным потребителям и сбор её в водоём после использования. При этом если вода загрязняется при её технологическом использовании, то перед выпуском в водоём она очищается на очистных сооружениях.

В последовательных системах водоснабжения, вода, использованная в одном цехе, используется повторно в другом. В этих системах водоснабжения уменьшается общее количество воды, подаваемой из источника, по сравнению с прямоточными системами водоснабжения.

В обратных системах водоснабжениях (см. рис.52) вода, после её технологического использования, при необходимости проходит очистку и вновь возвращается в производственный цикл. При осуществлении производственных процессов и при очистке некоторое количество воды теряется. Эти потери восполняются из источника водоснабжения. Благодаря устройству оборотных систем водоснабжение можно значительно уменьшить сброс в водоём загрязнённых промышленных сточных вод и тем самым уменьшить загрязнение водоёмов.

Рис.51 Рис.52

1-водоприёмник. 1-водоприёмник,

2-насосная станция, 2-насосная станция,

3-водоводы, 3-сборный колодец,

4-цех пром. предприятия, 4-рециркуляционная насосная

5-система канализации, станция,

6-канализационно очистные 5-водовод, 6-цех,

сооружения, 7- сбросной трубопровод.

Рекомендуемая литература: 7 осн.[4-7; 66-68]; 12 доп.[137-141;149-150;156-161].

Контрольные вопросы:

1. Назначение систем водоснабжения.

2. Классификация природных источников водоснабжения и их характеристика.

3. Показатель качества воды.

4. Перечень основных сооружений систем водоснабжения.

5. Классификация систем водоснабжения.

Дата добавления: 2015-07-18