Назначение, классификация и принципиальные схемы систем водоснабжения

 

Под системой вообще понимают множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом и образующих определенную целостность, единство.

Под системой водоснабжения подразумевается комплекс инженерных сооружений, установок (зданий, технологических сооружений, машин, трубопроводов с арматурой, контрольно - измерительные приборы /КИП/ и др.) и решений по ним, взаимосвязанных и предназначенных для забора воды, подъема и создания требуемого напора, очистки и подготовки, хранения и транспортировки к месту потребления.

Системы водоснабжения классифицируются по следующим признакам:

1. По роду обслуживаемых объектов - водоснабжение населенных мест (городское, поселковое), производственное или промышленное водоснабжение, сельскохозяйственное, железнодорожное.

2. По назначению - хозяйственное, предназначенное для удовлетворения питьевых и хозяйственно-бытовых нужд населения; производственное - для снабжения промышленных предприятий; противопожарное - для тушения пожаров; объединенная система служит для одновременного удовлетворения нескольких водопотребителей (например, хозяйственно-производственная или производственно-противопожарная и хозяйственно-производственно-противопожарная).

3. По взаимной связи отдельных элементов систем водоснабжения - совмещенные, где все элементы служат для хозяйственного, производственного и противопожарного водопровода (такие системы применяются в том случае, когда требования для воды хозяйственно-питьевого и производственного водопровода совпадают или расходы питьевой воды на производственные нужды незначительны); раздельные системы, где все элементы являются самостоятельными, составляющими как хозяйственно-питьевую, так и производственную системы; полураздельные системы имеют ряд общих элементов для городского и промышленного водоснабжения, например, водоисточник и водозаборные сооружения.

4. По роду водоисточников - системы с поверхностным водозабором (реки, озера, водохранилища) и с подземным водозабором (трубчатые и шахтные колодцы, инфильтрационные водосбросы, лучевые водозаборы).

5. По числу обслуживаемых объектов - местные системы для отдельного объекта; групповые - для ряда объектов, расположенных иногда в пределах большой территории.

6. По способу подачи воды - напорные, в которых вода подается к потребителям насосами; самотечные (в горных районах).

7. По сроку службы - постоянные и временные.

8. По размещению водопроводных сооружений, устройств и трубопроводов относительно потребителей - наружные и внутренние водопроводы.

Кроме приведенного деления в противопожарном водопроводе (самостоятельном или совмещенном) различают системы низкого давления, у которых необходимый для тушения пожаров напор создается передвижными средствами (мотопомпами, автонасосами); системы высокого давления, где во время пожара напор обеспечивается насосами, стационарно установленными на насосной станции; системы, постоянного высокого давления, у которых напор в сети, необходимый для тушения пожара, поддерживается постоянно.

Производственные системы подразделяются на прямоточные и оборотные. Оборотные системы служат в первую очередь для транспортирования воды, участвующей в охладительном цикле. В последнее, время в связи с охраной водоемов, всё больше производственных систем включаются в оборот с последовательным прохождением очистки циркулируемых вод.

Конкретные решения расположения всех сооружений и устройств системы водоснабжения, увязанные с планом населенного пункта, промышленного объекта и местоположением основных сооружений на рельефе местности, называются схемой системы водоснабжения.

В практике водоснабжения встречаются разнообразные схемы, начертание которых зависит от вида и мощности источника водоснабжения, от качества его воды, от планировки населенного пункта и рельефа местности, рода и количества водопотребителей.

Система водоснабжения состоит из следующих основных элементов: водозаборных сооружений, насосных станций (первого, второго, третьего, и т.д. подъемов, станций подкачки и т.п.), водонапорных башен или гидропневматических устройств, резервуаров чистой воды, водоводов, магистральных и разводящих сетей, охлаждающих устройств (для промышленных предприятий) и некоторых других сооружений.

Разберем особенности некоторых схем систем водоснабжения.

Схема водоснабжения из поверхностного источника воды (рисунок 1). Очистные сооружения с резервуарами чистой воды и насосной станцией могут находиться непосредственно за станцией первого подъема или перед распределительной сетью. Кроме того, место расположения водонапорной башни также может меняться в зависимости от местных условий, например, рельефа местности. В одном случае башня может быть сооружена в начале сети, в другом - находиться за городом (за пределами городской водонапорной сети).

 

 

Рисунок 1 - Схема водоснабжения из поверхностного источника воды

1- источник воды; 2 - водозаборное сооружение; 3 - насосная станция первого подъема; 4 - очистные сооружения; 5 - резервуары чистой воды;

6 - камера переключения; 7 - насосная станция второго подъема;

8 - водоводы; 9 - водонапорная башня; 10 - магистральные и разводящие сети водопровода в городе.

 

Схема водоснабжения из подземного источника (рисунок 2). Особенностью таких схем является наличие большого количества трубчатых колодцев (скважин) или шахтных колодцев.

 

Рисунок 2 - Схема водоснабжения из подземного источника

1-источник воды; водозаборное сооружение; 3-насосная станция первого подъема; 4-очистные сооружения; 5-резервуары чистой воды;

7-насосная станция второго подъема; 8-водоводы; 9-водонапорная башня; 10-магистральные и разводящие сети водопровода в городе

 

В ряде случаев оказывается технически и экономически целесообразным разделение централизованной системы водоснабжения на две или несколько "высотных зон" (рисунок 3). Обычно зонные водопроводы устраиваются в случае значительной разности геодезических отметок в пределах обслуживаемой водопроводом территории, при транспортировании воды на большие расстояния, а иногда и при наличии большой разницы в величине требуемых отдельными потребителями свободных напоров. В этом случае нижняя и верхняя зоны питаются самостоятельными водопроводами. При последовательном питании вода подается как для нижней, так и для верхней зон в резервуар. Для питания верхней зоны строится насосная станция, которая будет забирать воду из резервуара и подавать её в сеть верхней зоны.

Напорно-регулирующим устройством для верхней зоны служит водонапорная башня.

Приведенные схемы водоснабжения могут быть применены как для населенных пунктов, так и для промышленных производств. Однако существуют системы водоснабжения, предназначенные только для предприятий. Водоснабжение промышленных предприятий может быть осуществлено по прямоточной, последовательной и оборотной схеме.

Рисунок 3 - Схема двухзонного водоснабжения

1-источник воды; 2 - водозаборное сооружение; 3-насосная станция первого подъема; 4-очистные сооружения; 5-резервуары чистой воды; 7-насосная станция второго подъема; 8-водоводы; 9-водонапорная башня; 10-магистральные и разводящие сети водопровода в городе; I-зона питания водой нижняя; II- зона питания водой верхняя

 

Основными факторами, влияющими на выбор схемы производственного водоснабжения, являются общее водопотребление, наличие источников водоснабжения и их мощность, расстояние от площадки завода до источника водоснабжения, разность геодезических отметок заводской площадки и уровня воды в источнике, условия охраны водоема от загрязнений производственными сточными водами.

Полураздельная схема (рисунок 4), осуществляющая снабжение города водой и подпитку оборотной системы промышленного предприятия. В данном случае в системе водоснабжения появляются дополнительные элементы: охлаждающие устройства (брызгательный бассейн, градирня и др.), насосная станция оборотной системы, контур прямоточного водоснабжения.

В тех случаях, когда к оборотной воде предъявляются высокие требования в отношении её качества, применяются двухконтурные схемы (рисунок 5), в которых циркулирующая вода не соприкасается с атмосферой и охлаждается водой первого контура. В схеме системы водоснабжения появляются элементы: теплообменник, замкнутый контур водоснабжения, охлаждающее устройство.

Рисунок 4 - Схема оборотного водоснабжения промышленного объекта

11-подача воды в город; 12- подача воды на промпредприятие; 13-охлаждающие устройства; 14-насосная станция оборотной системы водоснабжения; 15 – цех.

 

Рисунок 5 - Схема двухконтурного водоснабжения

17-теплообменник; 18-замкнутый контур водоснабжения; 19- охлаждающее устройство.

 

Приведенные схемы водоснабжения устанавливают принцип движения воды по сооружениям, а не расположение их на местности.

Системы водоснабжения зданий и объектов любого назначения должны обеспечивать потребителей водой заданного качества, в требуемом количестве и под необходимым напором. Снабжение водой зданий и отдельных объектов может осуществляться от наружной водопроводной сети (населенного пункта, предприятия) или от собственного местного (подземного или поверхностного) источника водоснабжения.

Для подачи воды из наружной сети водопровода до мест водоразбора внутри зданий и сооружений используется внутренний водопровод, который также может быть хозяйственно-питьевым, техническим, противопожарным или объединенным.

Устройство внутренних хозяйственно-питьевых водопроводов обязательно во всех жилых и общественных зданиях, расположенных в районах с централизованной или местной канализацией.

Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения зданий (внутренние водопроводы) предназначены для обеспечения потребителей водой питьевого качества, отвечающей требованиям ГОСТ 2874 - 82 «Вода питьевая».

Потребителями вода расходуется на питьевые, хозяйственно- бытовые, санитарно- гигиенические и технологические нужды. В том случае, если возможно потребление воды не питьевого качества, в здании проектируют два внутренних водопровода – питьевой и технической воды, не соединенных друг с другом (раздельных). В производственных зданиях (горячих цехах) предусматривают специальные питьевые водопроводы, в которых вода может быть насыщена углекислым газом, подсолена или охлаждена.

Производственные системы водоснабжения обеспечивают подачу воды на технологические нужды предприятия, цеха. Качество и количество воды в производственных водопроводах должны удовлетворять требованиям технологии производства. В производственных водопроводах вода может быть не питьевого качества или специально очищена (умягчена, обессолена, обезжелезена, обесцвечена и т.п.); в таких случаях, как правило, предусматривается водоподготовка.

В дальнейшем промышленность будет переходить на бессточную схему водоснабжения, которая позволяет использовать в производственном водоснабжении все стоки, сбрасываемые с территории заводов, сократив до минимума забор воды из источника водоснабжения, исключить загрязнение водоемов вредными примесями, извлекать полезные вещества из сточных вод предприятий.

Противопожарные системы водоснабжения зданий предназначены для ликвидации очагов пожара, вспыхнувшего в здании. Качество воды не лимитируется, а количество ее должно быть предусмотрено в соответствии с требованиями СНиП.