Характеристика природных источников водоснабжения и требования, предъявляемые к ним
Выбор источника водоснабжения является одной из наиболее ответственных задач при проектировании любой системы водоснабжения [2]. Источник водоснабжения определяет:
– характер системы водоснабжения;
– технологическую схему водоснабжения и состав сооружений, входящих в нее;
– экологическую стабильность объекта водоснабжения;
– строительную и эксплуатационную стоимость системы водоснабжения.
Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники могут быть отнесены к двум группам:
– поверхностные (реки, озера, водохранилища, моря);
– подземные (грунтовые воды, артезианские воды, родники)
Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного анализа водных ресурсов района, в котором он расположен. При выборе реки в качестве источника водоснабжения необходимо учитывать сезонные колебания ее расхода. Периодически пересыхающие или промерзающие реки не могут быть использованы в качестве источника водоснабжения. Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в разные периоды года.
Вода рек и водохранилищ обладает значительной мутностью, высоким содержанием органических веществ (особенно в период паводков), значительной цветностью. Речную воду отличает небольшая жесткость (содержание солей Са и Mg). Кроме того, в речной воде содержится значительное количество бактерий. Вода озер отличается малым содержанием взвешенных веществ, мАлой мутностью, значительной минерализацией, цветностью. Подземные воды, как правило, прозрачны и бесцветны. Артезианские воды обладают высокими санитарными качествами (т. е. не требуют глубокой очистки). Однако подземные воды имеют повышенную жесткость, часто содержат много железа и фтора, что требует использования специальных установок по их удалению.
|
|
|
Источник водоснабжения должен отвечать следующим основным требованиям:
– обеспечивать бесперебойное поступление требуемого количества и качества воды с учетом роста потребности в водоснабжении;
– обладать достаточной мощностью (отбор воды не нарушает экологическое состояние жизнедеятельности водоема);
– находиться на кратчайшем расстоянии от объекта водоснабжения.
К воде для питья и приготовления пищи предъявляются жесткие
требования (ГОСТ 2874-73). К воде, используемой на производственные цели
деревоперерабатывающих производств, особых требований не предъявляется. В охлаждающей воде допускается содержание взвешенных веществ до 5 мг/л, жесткость общая - не более 6,4 мг/экв./л и температура – до 20 °С.
|
|
|
Сети и сооружения системы водоснабжения
Вода подается на предприятия системой водоснабжения (водопровода), представляющей собой комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи потребителям. Система водоснабжения должна обеспечивать снабжение водой данного объекта в требуемых количествах и требуемого качества без снижения установленных показателей своей работы. При этом в точках отбора должны быть обеспечены заданные давления в трубах водопроводной сети.
Классификация применяемых на практике систем водоснабжения:
– по территориальному признаку: локальные и групповые или районные;
– по виду природного источника: поверхностный, подземный и смешанного питания;
– по способу подачи воды: с механической подачей (насосами) и гравитационные (самотечные)
– по качеству воды: с устройствами для улучшения качества воды и без устройств для улучшения качества воды.
В соответствии с задачами системы водоснабжения в ее состав включаются следующие виды водопроводных сооружений:
- водозаборные сооружения, осуществляющие забор воды из выбранных для данного объекта природных источников;
|
|
|
- насосные станции (водоподъемные сооружения), создающие требуемые давления в водопроводных трубах для подачи заданных расходов воды на заданную высоту;
- сооружения для очистки и обработки воды (очистные сооружения), осуществляющие улучшение качества (очистку) природной воды в соответствии с требованиями потребителя;
- водоводы и водопроводные сети, транспортирующие воду к объектам и местам ее потребления;
- регулирующие и запасные емкости - резервуары различных типов для хранения и аккумулирования воды.
Водоводы и водопроводные сети совместно с насосными станциями и регулирующими емкостями образуют системы подачи и распределения воды. На Рис. 42 показаны схемы основных сооружений системы водоснабжения промышленного объекта.
а) с поверхностным источником
б) с подземным источником
Рис. 42 Сети и сооружения системы водоснабжения:
1-водозаборное сооружение; 2-насосная станция первого подъема;
3-водоводы первого подъема; 4-очистные сооружения; 5-резервуар чистой воды; 6-насосная станция второго подъема; 7-водоводы второго подъема; 8-наружная водопроводная сеть; 9-водонапорная башня; 10-водоводы; 11-водозаборные скважины; 12-сборный резервуар
|
|
|
Сети и сооружения системы водоснабжения с поверхностным источником представлены на Рис. 42, а. Вода поступает в во дозаборные сооружения 1, откуда насосами насосной станции первого подъема 2 по водоводам первого подъема 3 подается на очистные сооружения 4. После очистки из резервуаров чистой воды 5 она забирается насосами насосной станции второго подъема 6 и по водоводам второго подъема 7 подается в наружную водопроводную сеть 8, распределяющую воду по отдельным потребителям. Водонапорная башня 9 может располагаться перед, в середине, либо за сетью города. В последнем случае она называется контр-башней. Сеть потребителя с водонапорной башней соединяют водоводы 10. Все водоводы проектируются не менее чем в две нитки на случай аварии. Аварийный водовод должен обеспечивать пропуск не менее 70% суточного потребления воды. По способу подачи воды водоводы могут быть нагнетательными или самотечными.
Взаимное расположение сооружений системы водоснабжения и их состав могут быть различными. Насосная водопроводная станция первого подъема может быть совмещена с водоприемным сооружением, а насосная станция второго подъема располагаться в одном блоке с резервуаром чистой воды. Существенное влияние на расположение сооружений системы оказывает рельеф местности. При расположении источника водоснабжения на значительной высоте по отношению к потребителю вода из источника подается без помощи насосов, т. е. самотеком. Водонапорная башня всегда располагается на возвышенности. При наличии вблизи населенного пункта значительного естественного возвышения вместо водонапорной башни проектируется нагорный резервуар.
Водонапорная башня в системе выполняет напорно-регулирующую функцию, т. е. компенсирует несовпадение режимов подачи воды насосами и ее потребление в отдельные часы суток, аккумулируя избыток подаваемой воды в одни часы и восполняя недостачу в другие. При этом расход воды для тушения одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин хранит в баке башни постоянно. Если водонапорная башня в системе водоснабжения отсутствует, то в часы минимального водопотребления подача воды осуществляется насосами меньшей производительности, расположенными на насосной станции второго подъема.
Сети и сооружения системы водоснабжения с подземным источником представлены на Рис. 42, б. Схема значительно упрощена по сравнению со схемой водоснабжения с поверхностным источником, так как отсутствует дорогостоящий комплекс очистки воды, поскольку подземные воды обладают не только прекрасными вкусовыми качествами, но также не требуют глубокой очистки. В отдельных случаях могут применяться местные установки для обезжелезивания или удаления избыточных солей, а также для обеззараживания воды. Они устанавливаются на насосной станции. Поэтому, согласно схеме (см. Рис. 42, б), вода из водозаборных скважин 11 поступает в сборный резервуар 12, а затем насосами насосной станции 6 подается в водопроводную сеть 8. Подача воды в ряде случаев может быть и двусторонней.
При прямоточном водоснабжении (Рис. 43, а) вся забираемая вода из водоема после участия в технологическом процессе (в виде отработавшей) возвращается в водоем, за исключением того количества воды, которое безвозвратно расходуется в производстве [9]. Количество отводимых в водоем сточных вод составляет:
(93)
При схеме водообеспечения с последовательным использованием воды (Рис. 43, б), которое может быть двух-, трехкратным, количество сбрасываемых сточных вод уменьшается в соответствии с потерями на всех производственных и на очистных сооружениях:
Q сбр. = Q ист ( Q пот 1 + Q пот 2 + Q шл ) (94)
На деревоперерабатывающих предприятиях 50...55 % сточных вод используется в системах оборотного водоснабжения.
Рис. 43 Схемы водообеспечения предприятий:
а – прямоточная; б – прямоточная с повторным использованием воды; в – оборотная;
г – комбинированная
1 – водозабор с НС-1; 2 – водоочистные сооружения; 3 – НС-2; 4 – подача речной воды; 5 – промышленное предприятие; 6 – сброс отработавшей воды; 7 – станция очистки сточных вод; 8 – сброс воды в реку; 9 – водоохлаждающее устройство; 10 – сборная камера; 11 – НС оборотной воды
Возможны три основные схемы оборотного водоснабжения соответственно назначению в производстве. Если в системе оборотного водоснабжения предприятия вода является теплоносителем и в процессе использования лишь нагревается, то перед повторным применением ее предварительно охлаждают в охладительных установках, например, в градирне (Рис. 43, в). Градирни сооружают капельные и пленочные. В первых, вода разбрызгивается на мелкие капли, а в пленочных, в основном, стекает тонкими пленками. Воздух в градирнях поступает снизу. Поднимаясь навстречу падающему потоку воды, он, забрав тепло, уходит в атмосферу. Размещают градирни на территории предприятия.
Более целесообразно использовать тепло охлаждаемой воды для нагревания холодной воды, идущей на горячее водоснабжение.
Если вода служит средой, поглощающей и транспортирующей механические и растворенные примеси и в процессе использования загрязняется ими, то перед повторным применением сточная вода проходит обработку на очистных сооружениях; при комплексном использовании сточных вод перед повторным применением они подвергаются очистке и охлаждению.
При таких системах оборотного водоснабжения для компенсации безвозвратных потерь воды в производстве на охладительных установках (испарение с поверхности, унос ветром, разбрызгивание), на очистных сооружениях, а также потерь воды, сбрасываемой в канализацию, осуществляется подпитка из водоемов и других источников водоснабжения. Количество добавляемой воды составляет 5…10 % общего количества воды, циркулирующей в системе.
Количество подпиточной воды определяется по формуле:
Q ист = Q пот + Q ун + Q шл + Q сбр (95)
Подпитка систем оборотного водоснабжения может осуществляться постоянно и периодически. Общее количество добавляемой воды составляет
5...10 % общего количества воды, циркулирующей в системе.
Следует отметить, что приведенные выше данные схемы прямоточного и оборотного водоснабжения предприятий носят общий характер. В практике часто встречаются комбинированные системы водоснабжения и водоотведения с различными схемами в зависимости от специфики производства, местных условий, напряженности водного баланса и др.
Эффективность использования воды на промышленных предприятиях оценивается тремя способами:
1. Техническое совершенствование системы водоснабжения оценивается количеством использованной оборотной воды Роб, %:
. (96)
где Q об, Qист, Q с - количество воды, используемой в обороте, забираемой из источника и поступающей в систему водоснабжения с сырьем.
В настоящее время фактическое количество использованной оборотной воды деревоперерабатывающией промышленности РФ не превышает 50 %.
2. Рациональность использования воды, забираемой из источника, оценивается коэффициентом использования
. (97)
Коэффициент использования воды деревоперерабатывающей промышленностью РФ около 0,3.
3. Потери воды (%) определяются по формуле:
, (98)
где Qпосл – количество воды, используемой в производстве последовательно.
Фактические потери воды по деревоперерабатывающей промышленности РФ в целом равны »25 %. Здесь уместно заметить, что водопользователи обязаны рационально использовать водные объекты, заботиться об экономном расходовании, восстановлении и улучшении качества вод.
11.4. Наружные водопроводные сети
и присоединение к ним потребителей
Для подачи воды от источников к объектам потребления служат наружные водопроводные сети.
В практике водоснабжения используют следующие виды сетей: разветвленные или тупиковые (Рис. 44, а), кольцевые (Рис. 44, б), зонные и комбинированные. Кольцевые представляют собой систему смежных замкнутых контуров или колец.
а) б)
 |  |
Рис. 44 Схемы наружных водопроводных сетей:
а - тупиковые; б - кольцевые; 1-5 потребители воды
Кольцевые сети применяют при недопустимости перерыва в водоснабжении здания водой во многоэтажных зданиях с противопожарным водопроводом, а также в производственных зданиях.
Комбинированные сети (тупиковые и кольцевые) применяют в крупных зданиях с большим разбросом водоразборных устройств.
Зонные сети представляют собой несколько сетей в одном здании, соединенных друг с другом или раздельных. Сети отдельных зон могут иметь самостоятельные вводы и насосные установки. Они применяются только в зданиях повышенной этажности.
Подача воды в заданных количествах в любую точку территории объекта водоснабжения может быть осуществлена как по разветвленной, так и по кольцевой сети. Однако в отношении надежности и обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям эти типы сетей не равноценны. Аварии и выключение на ремонт любого участка разветвленной сети ведут к прекращению подачи воды всем потребителям, расположенным ниже места аварии по направлению движения воды. В кольцевой сети при аварии (и выключении) любого ее участка вода может быть подана в обход по параллельно расположенным линиям. При этом нарушается снабжение водой только тех потребителей, которые присоединены к выключенному участку. В то же время общая протяженность кольцевой сети всегда больше, чем разветвленной (для того же объекта) и поэтому строительная стоимость кольцевой сети выше [1].
Для промышленных предприятий в соответствии с их требованиями к надежности систем подачи воды устраивают кольцевые сети.
Наружные водопроводные сети прокладывают в грунте, ниже глубины его промерзания. В условиях вечной мерзлоты наружный водопровод можно укладывать над землей с принятием мер против замерзания воды. Для этого на поверхность труб наносят тепловую изоляцию и подогревают воду перед подачей в наружную сеть. Наружные сети водопровода прокладывают также в коллекторах вместе с другими коммуникациями промышленного предприятия.
Здания присоединяют к наружной сети водопровода с помощью ответвлений от сети, прокладываемых с уклоном i = 0,003 от них (обычно под углом 90°) к стене. В месте присоединения ответвлений к наружной сети устраивают колодец, а на ответвлении устанавливают задвижку или пробочный кран.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 408; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!