Схемы и основные элементы систем водоснабжения
Под схемой водоснабжения понимают последовательное расположение сооружений системы водоснабжения от источника до потребителя, взаимное расположение их относительно друг друга, а под элементами — конкретный состав сооружений.
Схемы расположения водопроводных сооружений различны и зависят от принятого источника водоснабжения: его характера, мощности, качества воды в нем, рельефа местности и режима водопотребления.
При заборе воды из поверхностного источника (река, водохранилище, пресное озеро, канал, море и др.) схема водоснабжения предусматривает: забор воды; подъем и перекачку ее насосными станциями на очистные сооружения; кондиционирование воды; транспортирование ее к объектам водоснабжения и распределение между потребителями; регулирование расхода воды для сглаживания неравномерности водопотребления при помощи аккумулирующих резервуаров (водонапорных башен, резервуаров чистой воды и т.д.), в функции которых также входит хранение аварийных и противопожарных объемов воды.
Забор воды осуществляется береговыми или русловыми водозаборами различных конструкций. На очистные сооружения вода перекачивается насосной станцией I подъема. После прохождения процесса кондиционирования вода подается потребителю насосной станцией II подъема.
На территориях городов возможно устройство нескольких последовательно или параллельно работающих насосных станций (например, III и ГУ подъемов), что определяется рельефом местности снабжаемых водой территорий, требуемыми свободными напорами в системе водоснабжения, техническими и экономическими расчетами. Таким образом, система водоснабжения может быть запроектирована однозонной или многозонной.
Для распределения воды по территории объекта и раздачи ее потребителям устраивается водопроводная сеть. Она представляет собой систему трубопроводов, уложенных по улицам, проездам и т.д., оборудованных необходимой арматурой для регулирования, ремонта, отбора воды на цели пожаротушения, поливки и т.д,
В случае забора воды из подземного источника ее отбор осуществляется водозаборными скважинами, шахтными колодцами, горизонтальными и лучевыми водозаборами, сооруженными для каптажа подземных вод,
Если источник водоснабжения расположен выше отметок снабжаемой водой территории, то появляются предпосылки для подачи воды потребителю самотеком. К таким источникам относятся горные водохранилища и ключи, а также напорные артезианские воды. При этом отпадает необходимость устройства насосных станций, перекачивающих воду от источника питания до потребителя.
При значительной удаленности потребителя от источника может возникнуть необходимость устройства последовательно работающих насосных станций, перекачивающих воду по водопроводам. При совпадении режима работы насосной станции и режима водопотребления необходимость устройства резервуаров и башен для целей регулирования отпадает.
Таким образом, обязательными элементами системы водоснабжения являются водозаборные сооружения, водоводы, водопроводная сеть, резервуары и насосные станции.
Для потребителей, расположенных на значительном расстоянии друг от друга в условиях дефицита источников водоснабжения, применяют групповые и районные системы водоснабжения. Они строятся для групп отдельных промышленных предприятий, групп курортных поселков и предприятий ряда районов сельскохозяйственного производства.
С целью снижения высоких давлений в водоводах, вследствие большой их протяженности, в отдельных узлах сети устанавливают резервуары, в которые сбрасывают воду. Вода из этих резервуаров забирается насосными станциями и подается в последующий участок водовода, а также к близлежащим потребителям.
Изложенные соображения относятся к системам водоснабжения как населенных пунктов, так и промышленных предприятий.
Существуют, однако, системы, специально устраиваемые для целей промышленного водоснабжения (прямоточная, с повторным использованием воды, оборотная и др.). Прямоточная система предусматривает сброс воды в водоем с предварительной ее очисткой после использования в технологическом цикле, она экономически целесообразна при малых расстояниях от источника водоснабжения до завода и при незначительной разности отметок уровня воды в источнике водоснабжения и площадки завода.
С целью сокращения забора свежей воды из источников водоснабжения и охраны их от загрязнения широко применяются системы оборотного водоснабжения. Они необходимы в случае маломощности источника водоснабжения. В этой системе вода, участвующая в технологическом процессе, не сбрасывается в водоем, а после обработки вновь возвращается в производственный цикл.
Потери, имеющие место в производстве (3-5%), восполняются из источника. Как правило, отличием большинства оборотных систем являются устройства для охлаждения воды (градирни, пруды-охладители и др.). При необходимости могут быть предусмотрены также очистные сооружения.
Если качество воды, сбрасываемой одним потребителем, допускает ее использование другими потребителями, то применяют систему повторного использования воды, которая снижает расход воды, забираемой из источника. Эта схема занимает промежуточное положение между рассмотренными схемами и становится целесообразной при небольших расстояниях между цехами, сбрасывающими и использующими отработавшую воду.
Та или иная схема водоснабжения выбирается на основе технико-экономических сравнений вариантов и соблюдения условий охраны водоемов от загрязнений.
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.