Системы водоснабжения: общее устройство
Водоснабжением называют совокупность мероприятий по обеспечению водой различных потребителей (населения, промышленных предприятий, транспорта, сельского хозяйства) в необходимых количествах и требуемого качества.
Система водоснабжения - это комплекс инженерных сооружений и устройств для получения воды из природных источников, ее очистки, хранения запасов, транспортирования (подачи) различным потребителям в необходимом количестве и требуемого качества.
Системы водоснабжения под разделяются на районные и групповые в зависимости от того, обеспечивают ли они водой отдельные районы страны или группы различных населенных пунктов и других объектов.
В общем случае в задачи систем водоснабжения входят: получение воды из природного источника, улучшение ее качества в соответствии с требованиями потребителей, транспортирование на территорию объекта и подача ко всем заданным точкам отбора. При этом в точках отбора должны быть обеспечены заданные давления в трубах водопроводной сети.
В соответствии с перечисленными задачами в состав системы водоснабжения 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 - подсистемы системы водоснабжения в целом.
На рисунке ниже показана схема расположения основных сооружений системы водоснабжения города при использовании одного природного источника воды. Напорная регулирующая емкость может быть расположена в начальном или конечном узле или в каком-либо другом узле сети, имеющем наивысшую геодезическую отметку. Когда очистные сооружения и резервуар чистой воды располагаются на достаточно высоких отметках местности, очищенная вода может подаваться объекту по водоводам самотеком, в результате чего отпадает необходимость в насосной станции II подъема. В отдельных случаях целесообразно располагать очистные сооружения и связанные с ними резервуар чистой воды и насосную станцию II подъема вблизи снабжаемого водой объекта.
Схема расположения основных сооружений системы водоснабжения города
Напорная регулирующая емкость (водонапорная башня или резервуар, расположенный на высоких отметках местности) может располагаться в различных точках территории объекта в зависимости от сочетания планировки объекта и рельефа местности.
Системы оборотного водоснабжения устраиваются на промышленных предприятиях. На некоторых промышленных предприятиях вода после использования ее для технических целей не загрязняется совсем или загрязняется незначительно - лишь нагревается, например вода, используемая для охлаждения производственных агрегатов, конденсации пара и др. При недостаточной мощности природного источника или большой стоимости подачи из него требуемого количества воды (например, при удаленности источника) необходимо или экономически целесообразно сбрасываемую предприятием или отдельным цехом воду охлаждать и подавать снова для использования на том же объекте. При этом из источника добавляется только некоторое количество «свежей» воды для восполнения потерь при обороте и охлаждении. В качестве водоохлаждающих устройств применяют пруды, брызгальные бассейны и градирни.
Системы оборотного водоснабжения применяют также, если вода при использовании загрязняется сравнительно легко удаляемыми примесями. В таких случаях для очистки воды используют отстойники.
Иногда оборотная система устраивается для производственного водоснабжения при значительном загрязнении воды в процессе производства. В этих случаях оборотное водоснабжение позволяет снизить объемы сбрасываемых загрязненных и часто трудноочищаемых вод.
Основным требованием к работе систем водообеспечения различных объектов является выполнение ими заданных функций при удовлетворении высоких показателей надежности и экономичности. Иначе говоря, система подачи воды должна не только выполнять с наименьшими затратами средств заданные функции водоснабжения объекта по объёмам и качеству подаваемой воды и по создаваемым давлениям в сетях, но и фактически выполнять их в процессе эксплуатации без нарушений. Одним из основных показателей надежности функционирования системы может служить вероятность ее безотказной работы в течение рассматриваемых периодов времени. Под «отказом» системы водоснабжения подразумевают недопустимое снижение качества работы системы по водообеспечению объекта.