Водоснабжение промышленных предприятий может быть прямоточным, оборотным и с последовательным использованием воды.

Сооружения для забора подземных вод. Выбор типа сооружений и схемы их размещения зависит от глубины залегания водоносного пласта, его мощности и водообильности, условий залегания, геологических и гидрогеологических условий.

Скважины, устраиваемые путем бурения, предназначены для приема как напорных, так и безнапорных подземных вод, залегающих на глубине более 30 м. В рыхлых грунтах стенки скважин крепят обсадными трубами. Для предохранения скважины от попадания в нее час-

тиц грунта из водоносного пласта ее, как правило, оборудуют фильтром. Тип фильтра и его конструкцию выбирают в зависимости от водоносной породы. После оборудования скважины фильтром производят опытную откачку для определения ее удельного дебита, что позволит в зависимости от требуемого расхода и мощности водоносного горизонта определить необходимое число скважин. Скважины располагают перпендикулярно направлению потока подземных вод. При самоизливающихся скважинах вода отводится самотеком в сборный резервуар, а затем перекачивается либо на очистные сооружения, либо потребителям. При глубоком залегании динамического уровня скважины оборудуют артезианскими насосами или эрлифтами. В зависимости от грунтовых условий над водозаборной скважиной устраивают павильон или камеру из кирпича, бетона или ЖБ.

Шахтные колодцы применяют для забора воды из маломощных водоносных пластов, залегающих на глубине до 30 м от поверхности земли. Их выполняют из кирпича, бетона, ЖБ, дерева и камня. Вода поступает в колодец через боковые отверстия, устраиваемые в стенках, и дно, засыпанное крупнозернистым материалом. Забор воды из шахтного колодца осуществляется с помощью сифонов или насосов. Для защиты колодца от попадания загрязнений и поверхностных стоков вокруг него устраивают отсыпку с мощением камнем, а также глиняный замок. Стенки колодца поднимают на 0,8 м под поверхностью земли. Сверху колодец закрывают крышкой. При необходимости получения значительных количеств воды устраивают несколько колодцев, расположенных в ряд, перпендикулярно подземному потоку воды. Вода из каждого колодца поступает по трубопроводам в сборный колодец, откуда перекачивается в водонапорную башню или на очистные сооружения.

Горизонтальные водозаборы устраивают в пределах водоносного пласта на глубине 6 – 8 м при незначительной его мощности. Водосбор располагают перпендикулярно направлению движения грунтового потока с уклоном в сторону сборного колодца, откуда вода забирается насосами. Для этих водозаборных сооружений используют перфорированные бетонные трубы круглого или овоидального сечения. Вокруг труб устраивают гравийно-песчаную обсыпку, которая предотвращает попадание в воду частиц грунта. При значительной длине водозабора через каждые 50 – 150 м устраивают смотровые колодцы, предназначенные для

осмотра, очистки, вентиляции трубопроводов и взятия проб воды. Лучевой водозабор применяют для забора подрусловых и подземных вод, не имеющих питание из открытых водоемов. Водозаборы этого типа предусматривают при залегании водоносных пластов на глубине не более 15 – 20 м. Лучевой водозабор представляет собой разновидность шахтного колодца, оборудованного водоприемными фильтрами с дренами. Дрены располагают в водоносном слое радиально по отношению к колодцу. Их выполняют из перфорированных стальных труб, прокладываемых способом продавливания из сборного колодца. Лучевые водозаборы позволяют максимально использовать водоносные слои.

Для использования родниковой (ключевой) воды, отличающейся высокими показателями качества, применяют каптажные сооружения, которые представляют собой камеры типа шахтных колодцев, устраиваемых в месте выхода воды. Забор нисходящих потоков родниковой воды осуществляется через боковые стенки колодцев, в которых устраивают приемные отверстия. Эти отверстия с наружной стороны оборудованы фильтром из

камней, гравия, песка, что препятствует попаданию в камеру наносов. Из колодцев вода по трубам отводится в запасной резервуар.

31) . Сооружения для забора поверхностных вод.

Сооружения для забора поверхностных вод.При проектировании сооружений, предназначенных для забора воды из поверхностных источников, необходимо знать их гидрогеологический режим и иметь данные геологических и топографических изысканий. Водозаборные сооружения должны обеспечивать получение наиболее простым и дешевым способом необходимых количеств наиболее чистой воды. Располагать их нужно как можно ближе к потребителю. Речные водозаборные сооружения рекомендуется устраивать на уча-

стках реки, учитывая их обтекание и наименьшее стеснение русла реки, учитывая при этом опасность образования ледяных заторов, шугозапоров и внутриводного льда. Место забора воды, согласованное с органами санитарного надзора, должно иметь достаточную глубину и устойчивый берег.При устройстве водозаборных сооружений предусматривают мероприятия,

обеспечивающие бесперебойную их работу и сохранность рыбы в водоеме.

Водозаборные сооружения берегового типа применяют при относительно крутом береге и наличии глубин, обеспечивающих условия забора воды. Их располагают на склоне берега с приемом воды непосредственно из русла реки. Водоприемники этих водозаборов бывают двух видов: раздельные и совмещенные с насосной станцией. Совмещение насосной станции I подъема и водоприемного сооружения предусматривается в зависимости от амплитуды колебания воды в источнике, всасывающей способности устанавливаемых насосов, геологических и гидрогеологических условий. Водоприемники совмещенного типа состоят из водоприемного колодца с входными окнами, оборудованными решетками для задержания относительно крупных предметов. Водоприемное отделение разделено стенкой на две камеры: приемную и всасывающую. В стенке имеются окна, перекрытые сетками с мелкими ячейками, для задержания планктона, водорослей, мелкого сора и т.п. Проходя через решетки и сетки, вода подвергается механической очистке. Вода, прошедшая через сетки, забирается насосами, установленными в насосном зале, через всасывающие трубы и подается на очистку или потребителю. Для обеспечения бесперебойной работы водоприемника он разделен перегородкой на секции. Размеры водоприемника определяют гидравлическими расчетами с учетом конструктивных и эксплуатационных соображений. Проектирование их ведется в тесной увязке с насосной станцией и подбором насосного оборудования.

Водозаборные сооружения руслового типа применяют при относительно пологом береге, когда требуемые для забора воды глубины находятся на большом расстоянии от берега. Водозабор состоит из оголовка, самотечных водоводов, берегового колодца и насосной станции. Забор воды из реки производится через оголовок. Конструкция оголовка зависит от количества забираемой воды, глубины реки, ледовых условий, характера грунта и т.д. Существует три типа оголовков: затопленные, затапливаемые высокими водами и незатапливаемые.Самотечные водоводы соединяют оголовок с береговым колодцем.

Число водоводов принимают равным числу секций оголовка, но не менее двух. Как правило, самотечные линии выполняют из стальных труб. Скорость движения воды в самотечных линиях принимается 0,7 – 1,5 м/с.

32) Специальные водозаборные сооружения.

К специальным водозаборным сооружениям могут быть отнесены водоприемные ковши, передвижные и плавучие водозаборы, а также сооружения по забору воды из водохранилищ, горных рек и морей. Водоприемный ковш представляет собой искусственный залив, образованный дамбой. Применяют их для борьбы с шугой и для частичного осветления воды.

Плавучие водозаборные сооружения применяют для временного водоснабжения в условиях значительных колебаний уровня воды в источнике. Учитывая особенности режима течения горных рек, требуется применять специальные конструкции водоприемников. При заборе воды из водохранилищ и морей необходимо учитывать воздействие ветровых волн,

явление сгона и нагона воды, береговые течения, ледовые явления и т.д.

33) центробежные насосы.

В централизованных системах водоснабжения наиболее широко применяютцентробежные насосы. Основным рабочим элементом центробежного насоса является рабочее колесо с изогнутыми лопастями, расположенное на валу внутри корпуса. Корпус насоса соединен со всасывающим и нагнетательным трубопроводами. Перед пуском насоса его корпус и всасывающий трубопровод заполняют жидкостью. При вращении рабочего колеса жидкость, находящаяся между лопастями, под действием центробежной силы отбрасывается к периферии, выходит в спиральную камеру и далее в нагнетательный трубопровод. В центральной части насоса перед входом в рабочее колесо возникает разрежение, и вода

под действием атмосферного давления направляется из источника по всасывающему трубопроводу в насос. Центробежные насосы классифицируются по напору, числу рабочих

колес, расположению вала, виду перекачиваемой жидкости и другим признакам. Для нормальной работы центробежных насосов необходимо, чтобы вакуум во всасывающем патрубке не превышал определенной величины, называемой допустимой вакуумметрической высотой всасывания доп Нвак , которая обычно не превышает 6 – 7 м. Высотное расположение насоса по отношению к уровню воды в источнике характеризуется геометрической Нг.вс. и Нвак вакуумметрической высоты всасывания. Полный КПД учитывает гидравлические, объемные и механические потери. С уменьшением расхода, подаваемого насосом, изменяются развиваемый им напор, потребляемая мощность на валу, КПД. Для определения оптимального режима работы насоса с заданным трубопроводом строят совместные характеристики насоса и трубопровода. Совместная работа центробежных насосов может быть как параллельной, так и последовательной.

34) Воздушные водоподъемники(эрлифты и гидроэлеваторы).

Для забора воды из скважин иногда применяют воздушные водоподъемники (эрлифты).

При работе эрлифта уровень воды в скважине понижается от статического уровня до динамического.

Действие гидроэлеватора основано на принципе передачи кинетической энергии от одного потока жидкости другому, обладающему меньшей кинетической энергией. Гидроэлеваторы применяют для откачки воды из колодцев, скважин, траншей и т.д., а также для транспортирования смеси твердых частиц с жидкостью (пульпы). В зависимости от области применения гидроэлеваторы имеют различные конструктивные оформления.

35) водопроводные насосные станции.

По назначению и расположению в схеме водоснабжения насосные станции можно подразделить на станции I и II подъемов, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции I подъема подают воду из источника водоснабжения на очистные сооружения или, если не требуется очистка воды, непосредственно в распределительную сеть, водонапорную башню и другие сооружения. Насосные станции II подъема предназначены для подачи воды от очистных сооружений к потребителям. Повысительные насосные станции предназначены для повышения напора в водопроводной сети.

Циркуляционныенасосные станции устраивают в промышленных системах водоснабжения; они служат для подачи отработавшей воды на охлаждающие устройства и возврата этой воды на предприятие. По расположению оборудования насосные станции могут быть наземные, заглубленные и глубокие. В зависимости от применяемого насосного оборудования устраивают станции с горизонтальными центробежными насосами, вертикальными центробежными насосами и т.д. По характеру управления насосные станции могут быть с ручным, автоматическим и дистанционным управлением. Основным фактором, влияющим на выбор схемы компоновки и конструктивных решений насосной станции I подъема, является размещение водозаборного сооружения по отношению к насосной станции. Они могут быть совмещенными и раздельными. Режим работы насосов станции II подъема зависит от графика водопотребления. Все водопроводные линии в пределах насосной станции монтируют из стальных труб.

36) Схемы трассировки водопроводных сетей. Расчет водопроводных сетей.

Для транспортирования воды от источников к объектам водоснабжения служат водоводы. Их выполняют из двух или более ниток трубопроводов, укладываемых параллельно друг другу. Для подачи воды непосредственно к местам ее потребления (жилым зданиям, цехам промышленных предприятий) служит водопроводная сеть. При трассировании линий водопроводной сети необходимо учитывать планировку объекта водоснабжения, размещения отдельных потребителей воды, рельеф местности и т.д. По конфигурации водопроводные сети бывают тупиковые (разветвленные) и кольцевые. Тупиковые сети выполняют для небольших объектов водоснабжения, допускающих перерывы в снабжении водой. Эти сети целесообразны при непосредственном потреблении воды в отдаленных друг от друга точках сети. Кольцевые водопроводные сети выполняют при необходимости бесперебойного водоснабжения, что гарантируется в данном случае возможностью двухстороннего пи-

тания водой любого потребителя. Для городских и производственных водопроводов, как правило, устраивают кольцевые сети. При проектировании и гидравлическом расчете все линии сети условно разделяются на магистральные и распределительные.

37) Трубы и арматура, применяемые для устройства водопровода. Устройство водопроводной сети.

Чугунные трубы выпускают двух типов: с раструбным стыковым соединением, которое уплотняют канатной прядью и заделывают цементным раствором, и со стыковым соединением под резиновые уплотнительные манжеты. Чугунные трубы с противокоррозийным покрытием долговечны. Недостатком чугунных труб является плохое сопротивление динамическим нагрузкам и сравнительно большой расход металла.

В необходимых случаях для устройства наружных водопроводов применяют стальные трубы. Соединение стальных труб осуществляется на сварке. Фасонные части к ним изготавливают из вырезаемых по шаблонам и свариваемых между собой отрезков труб. С целью предохранения стальных труб от коррозии с наружной стороны их покрывают битумно-резиновой изоляцией, а также используют метод катодной защиты.

Асбестоцементные трубы изготавливают заводским способом. Асбестоцементные трубы прочны, стойки по отношению к коррозии, отличаются малой теплопроводностью, имеют небольшую массу и гладкие стенки. Недостаток асбестоцементных труб заключается в их малой сопротивляемости ударам и динамическим нагрузкам. Трубы стыкуются с помощью асбестоцементных и чугунных муфт на резиновых уплотнителях.

Для устройства водопроводов применяют железобетонные трубы, имеют гибкое раструбное стыковое соединение. Герметичность стыкового соединения обеспечивается применением резинового уплотнительного кольца круглого сечения.

Для наружных сетей водоснабжения применяют пластмассовые напорные трубы из полиэтилена низкой и высокой плотности, поливинилхлорида и полипропилена . Соединяют трубы путем сварки и склеивания.

Для нормальной эксплуатации водопроводной сети на ней устанавливают следующую арматуру: запорно-регулирующую(задвижки, вентили),

водоразборную(водоразборные колонки, краны, пожарные гидранты)и предохранительную(предохранительные клапаны и воздушные вантузы). Задвижки служат для регулирования распределения расходов воды по сети и отключения участков сети для осмотра и ремонта (параллельные и клинковые). В местах расположения задвижек на сети обычно устраивают смотровые колодцы. Водоснабжение поселков и зданий, не оборудованных внутренним водопроводом, осуществляется через водоразборные колонки. Для забора воды из сети с целью пожаротушения применяют гидранты.Гидранты устанавливают в смотровых колодцах на фасонных частях. Для выпуска воздуха в возвышенных точках сети устанавливают вантузы. В пониженных местах сети устраивают выпуски, представляющие собой патрубки, примыкающие к нижней части труб. Выпуски служат для опорожнения труб и отвода воды при промывке. На водопроводной сети устанавливают также предохранительные клапаны, исключающие повышение давления сверх допустимого, обратные клапаны, допускающие движение воды только в одном направлении, и редукционные клапаны, служащие для понижения давления на отдельных участках сети.

38) Водонапорные башни.

Водонапорные башни необходимы для сглаживания режима работы насосной станции II-го подъема, определяемого режимом водопотребления. При значительной неравномерности водопотребления практически трудно либо невыгодно достичь совпадения потребления и подачи воды. Регулирующий объем бака водонапорной башни определяют по совмещенным ступенчатым или интегральным графикам работы насосов и водопотребления. Графический расчет выполняют путем построения интегральной кривой водопотребления и графика подачи воды насосами. Регулирующий объем бака равен сумме наибольших разностей ординат между кривыми. При равномерной работе насосов эта сумма составляет 13,02 + 6,14 = 19,16 % суточного расхода. В баке водонапорной башни должен храниться, кроме того, запас воды для тушения пожара в первые минуты после его возникновения. Таким образом, объем бака водонапорной башни должен равняться:

V=Vp+Vn, где Vp – регулирующий объем бака; Vn – запас воды для тушения одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин. Водонапорная башня состоит из водонапорного бака, поддерживающей конструкции (ствола) и отепляющего шатра вокруг бака. В районах с мягким климатом шатры можно не устраивать, но в этом случае бак должен иметь перекрытие.

Водонапорный бак оборудуют уровнемером с сигнализацией на насосную станцию II-го подъема. Для возможности осмотра бака снаружи и внутри устанавливают лестницы.

Размеры ствола башни в плане определяются размерами опорной части бака. Расстояние между стенками шатра и бака должно составлять около 0,7 м. Водонапорные башни бывают железобетонные, кирпичные, металлические.

39) Резервуары.

Резервуары чистой воды в системах водоснабжения используются как регулирующие емкости. Одновременно в них могут храниться противопожарные и аварийные запасы воды. Если рельеф местности позволяет располагать резервуары на достаточно высоких отметках, они могут служить напорными емкостями; если воду из резервуаров необходимо перекачивать к потребителю, то они называются безнапорными. Объем резервуаров зависит

как от их назначения, так и от производительности системы водоснабжения. Объем резервуаров, устанавливаемых вместо башен, определяется по тем же принципам, что и регулирующие объемы водонапорных башен. Регулирующий объем Vp резервуаров чистой воды, находящихся на территории очистных сооружений, определяют по совмещенным графикам Работы насосов насосных станции I и II подъемов. Этот объем необходим

для согласования работы в равномерном режиме насосной станции I подъема и очистных сооружений с работой в неравномерном режиме насосной станции II подъема.

В резервуаре чистой воды хранится также запас воды, необходимый

для технологических нужд очистной станции Vф , и запас воды для целей пожаротушенияVn

Резервуары выполняют преимущественно из железобетона. При объеме до 2000 м3 железобетонные резервуары сооружают круглой формы в плане, а при большем объеме – прямоугольной.

40) Свойства воды и требования, предъявляемые к ее качеству.