Различные виды систем водоснабжения, насосных станций, труб и источников водозабора

Водозаборный узел: виды и схемы ВЗУ

Водозаборный узел — это конструкция, предназначенная для снабжения водой разных объектов, в частности — сельскохозяйственного и промышленного предназначения, многоэтажных домов и дачных поселков, складских помещений. Эти системы также часто называют насосными станциями, но это неправильно, так как ВЗУ предназначаются для забора воды из скважин, а НС требуются только для перекачки жидкости.

Схема и описание

Комплектация ВЗУ (расшифровка — водозаборный узел) может меняться с учетом предназначения гидротехнической конструкции. Существует несколько основных видов водоразборных узлов:

  1. Схема полного цикла. Такая конструкция применяется в случаях, если нужно организовать максимальную мощность, стабильное давление и подачу воды высокого качества. Единственный минус этой схемы — высокая стоимость. В систему входит погружной насос, станция водоподготовки, резервуар для хранения очищенной воды, станция второго подъема, магистраль водопровода.
  2. Схема неполного цикла. Эта конструкция не предполагает установку станции водоподготовки, дорогостоящих систем водоочистки, подведения канализации и электричества. Помимо этого, можно значительно сэкономить площадь, что также положительно сказывается на итоговой стоимости.
  3. Мини-ВЗУ является еще более упрощенным способом установки скважинного водоснабжения. В эту конструкцию входят насос, гидроаккумулятор и водопроводная магистраль, подключающаяся непосредственно к накопительному баку.

Выбор определенной схемы ВЗУ не должен производиться лишь с учетом стоимости оборудования и монтажа. Нужно учитывать и иные критерии, в частности — требования СНиП к качеству воды.

Конструкция и предназначение

Водозаборный узел — это сложнейший комплекс связанных друг с другом сооружений и оборудований, использующихся для забора, подготовки, доставки и хранения воды из скважины. Помимо этого, на ВЗУ производятся мероприятия по очищению воды для повышению ее качества.

Любая схема ВЗУ состоит из несколько основных объектов, позволяющих получать необходимый объем воды:

  1. Насосная подстанция, состоящая из двух этапов подъема воды. Под первым уровнем подъема находится скважина, которая может иметь разную глубину с учетом месторасположения водоносного горизонта. Для забора воды первая станция оборудуется одним мощным насосом. Для второго уровня используются две помпы — резервная и основная.
  2. Коммуникационные системы. Объект потребует обустройства здания для монтажа оборудования, располагающегося под землей или над поверхностью грунта. Требуется подключение электричества, организация вентиляционной и отопительной системы.
  3. Баки для хранения очищенной воды обеспечивают требуемый запас для постоянного водоснабжения, а также позволяют сохранять необходимый уровень напора в системе для нормальной работы помп.
  4. Станция водоочистки. Если качество воды не соответствует требованиям СНиП из-за высокого количества разных примесей, требуется установка оборудования для очищения воды от чрезмерного количества нерастворимых элементов и ее обеззараживания.

Услуги опытных специалистов позволят обеспечить высокую эффективность и работоспособность всех устройств, которые можно будет бесперебойно эксплуатировать на протяжении долгого времени.

Подготовительные мероприятия

Строительные мероприятия начинаются с разработки и согласования проекта. Перед началом монтажа требуется выполнить определенные подготовительные шаги:

  1. Получение лицензии на бурение. Разработка скважин и устройство оборудования потребует оформления документации в природоохранных ведомствах. Вначале производится комплекс разведочных мер и оценка количества воды.
  2. Проектирование водозаборного узла. Производится в два этапа: на первом подготавливается непосредственно проект, на втором разрабатывается перечень документации, с учетом которой будет проводиться сооружение ВЗУ.
  3. Выполнение требуемых инженерных изысканий.
  4. Сопровождение документации на этапе экспертизы. Проектная документация обязана получить экспертное разрешение, лишь затем приступают к ее реализации.
  5. Открытие ордера на выполнение земельных работ и получение разрешения на сооружение ВЗУ. По результату подготовительных мероприятий подготавливается весь требуемый список разрешительной документации.

Когда все документы подготовлены, строители начинают выполнение монтажных и наладочных работ по организации ВЗУ.

Последовательность строительства

Строительство выполняется в несколько этапов, на протяжении которых к установке комплекса привлекаются рабочие различных направлений. Основные этапы сооружения водозабора заключаются в следующем:

  1. Создание технического задания и согласование с клиентом. В задании отображаются функции ВЗУ и требования к мощности.
  2. Выбор требуемого оборудования, стройматериалов, разработка архитектурных элементов конструкции. В проекте отображается их расположение, размеры, предусматривается прокладка коммуникационных систем, устройство подъездных дорог.
  3. Сооружение насосной станции — бурение скважин и работы по их устройству на требуемую глубину.
  4. Строительство помещения и технологический монтаж водоочистительной системы.
  5. Монтаж внутренней и наружной обвязки.
  6. Работы по обустройству баков запаса воды с подключением к коммуникационным системам.
  7. Устройство внутриплощадочных водопроводных сетей и канализационных систем.
  8. Прокладка электрической сети от подстанции к системам водозабора.
  9. Диспетчеризация здания, монтаж сигнализации.
  10. Установка кондиционирования, вентиляционных и отопительных систем.
  11. Устройство внутриплощадочных дорог.
  12. Благоустройство, заграждение и озеленение участка.
  13. Пусковые и наладочные работы — последний этап сооружения ВЗУ, после которого все оборудование будет готово к бесперебойному использованию.

Комплект документов отдается на руки клиенту одновременно с лицензией и остальной разрешительной документацией.

Водоочистительная система

Водоподготовка требуется для очищения воды от всех сторонних примесей. Перед сооружением станции водоочистки производится лабораторное исследование, которое помогает определить отклонения от нормы.

Вода проходит через многоуровневые фильтры, позволяющие удалить все примеси. После завершения органолептических анализов разрабатывается система водоочистки:

  1. Чрезмерная жесткость понижается благодаря специальным реактивам — они удаляют из воды тяжелые металлы.
  2. При очистке производится обезжелезивание — удаление железа делает воду бесцветной и пригодной для использования.
  3. Также во время водоподготовки производится обработка жидкости ультрафиолетом, что позволяет избавиться от бактериологического заражения.

После водообработки удается удалить почти все примеси, и в водопровод подается безопасная, прозрачная и очищенная вода.

Устройство санитарной зоны

Сооружение системы водоснабжения нуждается в санитарной охране, чтобы не допустить попадания в воду какого-либо загрязнения. Для чего делается строительство в несколько поясов:

  1. Первая зона обязана защищать воду от проникновения загрязнений с поверхности. Ее размер составляет примерно 60 м, иногда расстояние уменьшается до 30 или 20 м. В пределах этого пояса запрещено строительство любых зданий, которые не имеют отношения к ВЗУ.
  2. Вторая зона имеет площадь приблизительно 220 м и призвана защищать участок от бактериологического заражения. Здесь не могут располагаться очистительные сооружения и иные вероятные источники угрозы. Любое возведение зданий в этой зоне может производиться лишь после получения разрешения природоохранных ведомств.
  3. Третий участок требуется для защиты от химических заражений. В пределах территории запрещается организовывать свалки, промышленные помещения и другие вероятные источники химического заражения. Размеры рассчитываются с учетом особенностей грунта в конкретном регионе.

После утверждения владелец скважины и ВЗУ обязан будет организовать все требуемые мероприятия для охраны участка и его защиты от загрязнения.

Основные виды

ВЗУ бывают подземными и поверхностными. Конструкции, предназначенные для монтажа в подземные источники, также имеют различные схемы подключения, с учетом которых они разделяются на следующие типы:

  • Комбинированные.
  • Лучевые.
  • Для артезианских колодцев.
  • Шахтные скважины для транспортировки подземных вод.
  • Траншейные конструкции.

Поверхностные узлы более эффективные, но за ними требуется регулярный контроль. Они делятся с учетом названия источника водозабора и могут быть речными, морскими, водохранилищными, озерными.

Схема ВЗУ состоит из различного набора элементов. Чаще всего в конструкции находятся:

  • Погрузочный насос первого подъема.
  • Расходометр, который требуется для учета объема доставленной воды.
  • Пожарный насос (если требуется).
  • Станция второго уровня.
  • Водонапорная башня.
  • Дренаж, чтобы при переполнении бака вывести лишнюю воду.

Трансформаторная подстанция и автоматические системы обслуживания устанавливаются с учетом дополнительных требований клиента.

Принцип работы

Процесс очищения начитается на этапе забора воды из скважины. Исходная жидкость благодаря насосам из источника передается в здание подстанции второго уровня и на грязевые фильтры, которые предназначены для задержки абразивных элементов и крупной взвеси, чтобы защитить водоочистное оборудование, находящееся после фильтрационной системы.

Затем вода аэрируется для окисления двухвалентного железа с дальнейшей фильтрацией на устройствах обезжелезивания. Во время активного смешивания жидкости с воздухом производится окисление вредных добавлений, выпадающих в осадок и улавливающихся на дальнейшем этапе очищения.

После аэрации вода переходит на фильтрационную систему обезжелезивания. Каждый фильтр оборудован многоуровневым клапаном, который работает в автоматическом режиме. Вода, проходящая через слой фильтра загрузки и поддерживающий гравийный участок, очищается от взвесей и выходит через дренаж.

С учетом работы фильтра производится забивание зернового пространства загрузки вредными примесями и в дальнейшем увеличивается гидравлическое давление. Чтобы восстановить пропускную возможность, нужно регулярно производить очищение фильтра загрузки (это производится автоматическим многоуровневым клапаном).

Промывка фильтра производится не реже одного раза в 3 дня. Время очистки занимает не более получаса. После очищения вода переходит в бак, который одновременно является хранилищем пожарного запаса и регулирует общий объем питьевой воды.

Из бака помпами второго уровня жидкость транспортируется потребителю, проходя через ультрафиолетовую очистку. Это требуется для избавления от бактериологических загрязнений. УФ-стерилизаторы выглядят в виде металлической камеры с находящимися внутри ультрафиолетовыми лампами в кварцевых кожухах, что исключает контакт с водой. Установки имеют в комплекте пульт ДУ, который контролирует работу ламп и подает сигнал при поломке.

Продолжительная и эффективная эксплуатация водозаборных узлов гарантирована только в случаях, если во время разработки проектной документации и создании были соблюдены все необходимые требования СНиП. Соответствие всем требованиям и условиям позволит обеспечить надежность, стабильность и экономичность работы всех систем водозаборного узла.

Различные виды систем водоснабжения, насосных станций, труб и источников водозабора

Источники водоснабжения могут быть поверхностными (реки, озера, водохранилища и др.) и подземными (родниковые, грунтовые и межпластовые воды). Они должны обеспечивать наибольший суточный расход воды потребителями независимо от времени года и условий потребления.

При выборе источника централизованного водоснабжения предпочтение отдают подземным водам по сравнению с поверхностными. Это объясняется повсеместным распространением подземных вод и возможностью использования их без очистки. Поверхностные воды применяют реже, так как они наиболее подвержены загрязнению и перед подачей потребителю нуждаются в специальной очистке.

Подземные воды в зависимости от условий их залегания делятся на грунтовые и межпластовые.

Грунтовые подземные воды залегают на первом от поверхности земли водонепроницаемом слое, практически не защищены от загрязнения и имеют резкие колебания дебита. Малые запасы грунтовых вод и их санитарная надежность делают их непригодными для использования в качестве источников централизованного водоснабжения.

Межпластовые подземные воды (напорные и безнапорные) отличаются высоким качеством. Они расположены в водоносных слоях, имеющих одно или несколько водоупорных перекрытий. Обычно эти воды залегают на значительных глубинах и, фильтруясь через почву, освобождаются от бактериальных загрязнений, а также от взвешенных веществ. Межпластовые воды, как правило, подают на ферму без очистки, поэтому облегчается эксплуатация такой системы водоснабжения и существенно снижается ее стоимость.

Если межпластовых вод недостаточно или они по качественному составу не могут использоваться для хозяйственно-питьевого водоснабжения, устраивают водопроводы из открытых водоемов(рек, озер, водохранилищ). В южных районах страны источниками централизованного водоснабжения могут служить оросительно-обводнительные каналы. Место водозабора необходимо располагать выше населенного пункта по течению реки или канала. Водопой скота устраивают на водоемах, не используемых для водоснабжения населения. Если таких водоемов нет, делают лотки, отводящие воду из водоема к местам водопоя. При выборе источника водоснабжения необходимо учитывать технико-экономические показатели: стоимость сооружений и оборудования для подъема, обработки и транспортировки воды, затраты на эксплуатацию и ремонт и др. Например, стоимость 1 м воды из поверхностных источников с устройством очистки примерно в 3…5 раз выше, чем стоимость воды из межпластовых источников, которую можно использовать без очистки.

Иногда в качестве источника водоснабжения используют атмосферные осадки (дождь или снег).

Источник водоснабжения выбирают в соответствии с требованиями ГОСТа и согласовывают с органами Государственного санитарного надзора. Выбрав источник водоснабжения, определяют его подачу.

Подачей (дебитом) источника называют объем жидкости, поступающей из него в единицу времени.

Водозаборные сооружения служат для забора воды из источника. Для забора воды из поверхностных (открытых) источников устраивают береговые колодцы или простейшие водозаборы, а для забора воды из подземных (закрытых) источников – шахтные, буровые (трубчатые) и мелкотрубчатые колодцы. Подземные воды, выходящие на поверхность, собирают в каптажные колодцы.

Шахтные колодцы служат для забора подземных грунтовых вод, залегающих на глубине до 30…40 м при толще водоносного слоя 5…8 м. Шахтный колодец состоит из оголовка, шахты и водоприемной части.

Оголовок (верхняя, надземная часть колодца) защищает колодец от попадания загрязненных поверхностных вод. Вокруг оголовка устраивают глиняный замок шириной 1 м и глубиной не менее 1,5 м, а в радиусе 2…2,5 м делают булыжную отмостку по песчаному основанию с уклоном от оголовка 0,05…0,10.

Водоприемная (нижняя) часть заглубляется в водоносный слой не менее чем на 2 …2,5 м. В зависимости от глубины погружения водоприемной части шахтные колодцы разделяют на полные (совершенные) и неполные (несовершенные).

Водоприемная часть полного шахтного колодца опущена на всю глубину водоносного слоя и опирается на водонепроницаемый пласт. Водоприемная часть неполного шахтного колодца только частично погружена в водоносный слой и не достигает водонепроницаемого пласта.

Если один шахтный колодец не обеспечивает потребность в воде, то устраивают групповой шахтный колодец. При этом воду забирают из центрального колодца, соединенного с остальными самотечными или другими трубами. Расстояние между колодцами колеблется в пределах 10…60 м в зависимости от толщины водоносного слоя и его фильтрующей способности.

Буровые (трубчатые) колодцы устраивают для забора воды из обильных водоносных пластов, залегающих на большой глубине (50…150 м). Скважина состоит из устья, эксплутационной колонны, фильтра и отстойника.

Стенки скважины предохраняют от обрушения, укрепляя их обсадными трубами, соединяемыми муфтами. Такие трубы изолируют водоносные горизонты, непригодные для водоснабжения.

Тип фильтра выбирают в зависимости от гранулометрического состава водоносных пород. Фильтры должны обладать хорошей пропускной способностью.

Подача шахтных и буровых (трубчатых) колодцев не должна превышать дебита источника. Для определения подачи колодцев проводят пробную откачку, во время которой контролируют изменение уровня воды в колодце при помощи приборов.

Зона санитарной охраны вокруг места водозабора включает в себя территорию, на которой расположены водозаборные сооружения, и водопроводную станцию. В неё входит также участок водоёма на расстоянии 200 м выше и ниже места водозабора. Этот участок задерживает поступление загрязнений с берега непосредственно к водозабору.

На территории зоны санитарной охраны разрешается строительство тех сооружений, которые непосредственно связаны с нуждами водопровода.

Подземные источники водоснабжения окружают зонами санитарной охраны. В такую зону входит территория, на которой расположен водозабор, и все головные водопроводные сооружения (скважины и каптажи, насосные станции, установки для обработки воды, резервуары). Например, зона санитарной охраны артезианских скважин составляет около 0,25 га, причем радиус территории должен быть не менее 30 м вокруг скважины. При использовании грунтовых вод размеры зоны санитарной охраны увеличиваются до 1 га при радиусе 50 м.

Читайте также:  Фильтр для известковой воды из скважины

На территории зоны санитарной охраны размещается строительство только тех сооружений, которые непосредственно связаны с нуждами водопровода. Вся территория зоны планируется так, чтобы поверхностный сток отводился за границы этой территории и поступал в водоём за пределами её нижней границы.

На участке водоёма, входящем в зону санитарной охраны, запрещается спуск сточных вод (даже в очищенном виде), а также бытовое использование водоёма.

Санитарный режим на территории зоны санитарной охраны подземных источников должен быть таким же, как и на территории зоны санитарной охраны открытых источников водоснабжения.

Тема 14. Насосные станции систем водоснабжения

14.1. Классификация насосных станций.

По назначению в системе производственного водоснабжения насосные станции подразделяются на:

первого подъема – предназначены для забора воды из источника водоснабжения и подачи ее на очистные сооружения или непосредственно потребителям. Располагаются обычно за пределами предприятия на берегу водоема.

При прямоточных схемах водоснабжения и схемах с последовательным использованием воды из источника подается соответственно вся или часть потребляемой предприятием воды. На предприятиях, имеющих системы оболротного водоснабжения, насосные станции I подъема подают воду потребителям, расходующим ее безвозвратно, а также для покрытия потерь воды в циркуляционных системах на испарение, капельный унос и продувку.

второго подъема – предназначены для подачи воды потребителям после очистных сооружений или от насосных станций I подъема, когда очистка воды не требуется.

повысительные – служат для повышения имеющегося в сети напора для отдельных объектов цехов, агрегатов.

циркуляционные – предназначены для обслуживания одной или нескольких систем оборотного водоснабжения с целью подачи повторно используемой воды на охлаждение, а затем снова к потребителям и на очистные сооружения.

перекачивающие – служат для подъема используемой воды из отдельных заглубленных мест в отводящие трубопроводы.

шламовые (пульпонасосные) – предназначены для гидравлического транспортирования в отстойники или шламонакопители различных отходов производства.

дренажные – служат для откачки грунтовых и случайных вод в цехах или сооружениях, а также для понижения уровня грунтовых вод.

По надежности насосные станции подразделяются на три класса.

В насосных станциях I класса не допускается перерывов в работе, так как это может вызвать повреждение технологического оборудования или нарушение технологического процесса.

В насосных станциях II класса допускается кратковременный перерыв в работе насосов на время, необходимое для включения резервных агрегатов. При этом происходит уменьшение выпуска продукции в результате простоя технологического оборудования.

В насосных станциях III класса допускается перерыв в подаче воды потребителям на время ликвидации аварии, но не более, чем на сутки.

14.2. Компоновка оборудования насосных станций и устройство

При размещении насосных агрегатов и трубопроводов в насосной станции необходимо обеспечить:

1) надежность действия станции;

2) удобство и безопасность обслуживания;

3) минимальную протяженность трубопроводов и простоту их узлов;

4) возможность расширения насосной станции.

Насосные агрегаты размещаются в машинном зале в один или два ряда в зависимости от ширины пролета, которая может быть равна 6, 12 и 18 м.

Малые консольные насосы типа К и другие насосы, у которых ось всасывающего патрубка расположена параллельно оси насосного агрегата, располагаются осями параллельно короткой стороне машинного зала (рис.14.1, а)

Насосы, у которых ось всасывающего и напорного патрубков перпендикулярна к оси агрегата (типа НД и другие), располагают осями параллельно длинной стороне машинного зала (рис.14.1, б). Это позволяет исключить лишние повороты трубопроводов. Такая компоновка особенно удобна для крупных насосов.

При большом числе насосных агрегатов в целях уменьшения длины здания станции применяют схему с двухрядным расположением агрегатов (рис.14.1, в). При этом часть насосов одного назначения может иметь противоположное вращение, что оговаривается при заказе насосов заводу-изготовителю.

При большом числе крупных насосов применяют схему их расположения в шахматном порядке параллельно продольной оси станции (рис.14.1, г). При этом получается более компактное расположение трубопроводов, значительно сокращаются площади за счет пропуска всасывающих или напорных трубопроводов через фундаменты других агрегатов. При пропуске трубопроводов через фундамент, в фундамент закладывают стальную гильзу необходимого диаметра. При этом прочность фундамента не нарушается.

Схемы с шахматным расположением агрегатов параллельно короткой стороне здания станции целесообразно применять при большом числе крупных насосов с укладкой трубопроводов в подвале (рис.14.1, д).

Для обеспечения безопасности и удобства обслуживания ширина прохода между агрегатами должна быть не менее 1 м при использовании низковольтных двигателей и не менее 1,2 м при использовании высоковольтных двигателей.

Расстояние от электродвигателя или насоса с неразъемным корпусом до стены или соседнего агрегата не должно быть меньше 1¸1,2 м, чтобы при демонтаже агрегата можно было по его оси выдвинуть вал с рабочим колесом из насоса или ротор из электродвигателя.

Вспомогательные насосы (дренажные, вакуум-насосы) следует распола-

гать в свободных местах машзала. Допускается их установка у стены без прохода, а также на кронштейнах на стене машинного зала.

14.3. Внутристанционные коммуникации.

Надежность работы насосной станции и ее габариты в значительной мере зависят от правильного устройства и размещения внутристанционных коммуникаций – всасывающих и напорных трубопроводов, задвижек, оборотных клапанов и другой арматуры.

Наиболее простая схема расположения всасывающих трубопроводов – когда их количество равно числу насосов.

Всасывающие трубопроводы выполняют сварными из стальных труб.

В связи с повышенными требованиями к герметичности (исключить подсосы воздуха) фланцы на трубах предусматривают только для присоединения арматуры и насосов.

Для уменьшения потерь напора эти трубопроводы должны иметь минимальную длину и минимум фасонных частей.

Для предотвращения образования воздушных мешков во всасывающих трубопроводах, они должны иметь непрерывный подъем к насосу (уклон не менее 0,005).

Чтобы воздух не попал во всасывающие трубопроводы из-за образования воронок в приемных камерах, заглубление входного отверстия при минимальном уровне воды должно быть не менее 1-1,5 м.

Диаметр всасывающих трубопроводов принимают в зависимости от скорости воды в них:

V, м/сΦ, мм
0,7-1,0£250
1,0-1,5250¸800
1,5-2,0³800

Коммуникации напорной стороны насосов зависят от количества водоводов (от1 до 3-х, редко 4). Чаще всего применяется схема с двумя водоводами. Она бывает трех типов: с одним коллектором, с двумя коллекторами и блочная.

Наиболее распространена схема с одним коллектором (рис.14.2). В зависимости от необходимого уровня надежности возможны различные решения (а, б ).

По схеме с двумя коллекторами (рис.14.3)каждый насос подключается к двум коллекторам, на которых задвижки не устанавливаются. Преимущество ее в том, что при прочих равных условиях она требует меньшего количества задвижек. Диаметр задвижек также уменьшается. Такую схему используют при установке крупных насосов и водоводов небольшой протяженности. Не

достаток – при ремонте любой задвижки обязательно отключение насоса и водовода. В схемах с одним коллектором отключение водовода требуется при ремонте лишь некоторых задвижек.

Блочная схема (рис.14.4)применяется при четном количестве насосов, которые разделяются на две группы. Каждая группа насосов, имеющая рабочие и резервные агрегаты, присоединяется к своему водоводу. При этой схеме число устанавливаемых задвижек минимально, но насосы одного блока не могут подавать воду в водовод другого блока.

Напорные трубопроводы в насосных станциях выполняют из стальных труб на сварке, с фланцами только для арматуры.

Рекомендации по скорости движения воды в напорных трубопроводах:

Φ, ммV, м/с
1-1,5
250-8001,2-2,0
>8001,8-3,0

Коммуникации внутри насосных станций можно прокладывать в каналах, подвалах или по полу машинного зала на опорах.

Укладка в каналах рекомендуется для труб диаметром до 600 мм.

Ширина каналов в местах установки арматуры и устройства монтажных стыков равна d+600мм (d – диаметр трубопровода), в прочих местах d+400мм, глубина каналов d+400мм. Сверху каналы имеют съемные перекрытия.

Трубопроводы диаметром более 600мм укладывают на полу машинного зала с устройством переходных мостиков и балконов вдоль здания. Это дешевле, гидравлические условия работы трубопроводов лучше, так как нет лишних поворотов.

Устройство подвалов из-за большой стоимости рекомендуется лишь в исключительных случаях. При этом высота подвала не менее 2 м.

При компоновке насосных станций необходимо предусматривать возможность увеличения их производительности либо за счет установки новых насосов, либо замены существующих более производительными.

Необходимо предусматривать мероприятия по предохранению заглубленных машинных помещений от затопления в случае разрыва трубопровода или арматуры. Для этого предусматривается устройство для аварийного выпуска воды из машинного зала в дождевую канализацию. Если это сделать невозможно, то необходимо установить дренажный насос с автоматическим управлением и звуковой сигнализацией.

При температуре воды от 30 до 60 0 С насос лучше устанавливать под залив, при температуре >60 0 С вода в насос должна подаваться с подпором 5¸10 м вод.ст.

Для насосных станций I и II категории надежности насосы рекомендуется

располагать ниже минимального уровня воды в приемных камерах, то есть под залив. В этом случае резервные насосы всегда готовы к пуску, упрощается система автоматики и, следовательно, повышается надежность работы станции.

Перед пуском насосов, работающих со всасыванием, их необходимо залить. Для насосов малой производительности, диаметр всасывающих трубопроводов которых не превышает 250 мм, залив можно осуществлять от напорного трубопровода.

При диаметре более 250 мм насосы можно заливать из бака, установленного между всасывающим трубопроводом и насосом, от вакуум-насоса, при помощи эжектора, от работающего насоса.

Из бака заливают небольшие насосы, имеющие подачу до 100 м 3 /час, перекачивающие чистую воду. Диаметр бака 500-600мм, высота 1000-1200мм.

Широко применяется для насосов всех марок залив за счет создания вакуума в запускаемом насосе с помощью вакуумной установки, в состав которой входят рабочий и резервный вакуумные насосы, бак и система трубопроводов.

Залив при помощи эжектора проще, чем с помощью вакуум-насосов из-за отсутствия каких-либо механизмов. Обычно используют водяной эжектор. В качестве рабочей среды служит вода из напорного трубопровода данной насосной станции или из другой магистрали.

Регулировать работу насосных станций можно изменением количества насосов или режима их работы.

Режим работы центробежного насоса определяется его рабочей точкой, то есть точкой пересечения напорной характеристики насоса и характеристики водовода. Если напор насоса больше необходимого, диаметр рабочего колеса уменьшают обтачиванием.

Если обозначить Q, H и N соответственно подачу, напор и мощность насоса с исходным диаметром колеса D, то с колесом, обточенным до диаметра D1, подача, напор и мощность станут соответственно Q1, H1 и N1.

Характеристики насоса с обточенным колесом можно определить по формулам:

Максимально допустимая обточка рабочего колеса £20% исходного диаметра.

При переменном режиме водопотребления возникает необходимость в непрерывном регулировании работы насоса – качественном и количественном.

Качественный метод – изменение частоты вращения рабочего колеса.

Количественный метод – дросселирование напорного трубопровода либо изменение угла поворота лопастей насоса (пропеллерные насосы). В практике широкое распространение получило дросселирование.

Мероприятия по обеспечению бесперебойной работы насосных станций.

Ряд потребителей металлургического производства не допускает даже кратковременного перерыва в подаче воды. В аварийных случаях допускается временная подача с расходом воды не менее 70% от номинального.

Для этого электроснабжение насосных станций осуществляется от двух независимых источников, а иногда и от трех, один из которых является генератором для собственных нужд, работающим обычно от двигателя внутреннего сгорания.

В самой насосной станции предусматривается резервирование работы оборудования за счет устройства для отдельных насосов двойного привода – электродвигателя и паровой турбины, двигателя внутреннего сгорания или газовой турбины. Так как паровые турбины имеют значительно большее число оборотов, чем насос, они присоединяются через редуктор.

Для того, чтобы резервная турбина была готова к работе в любой момент времени, через нее постоянно пропускают некоторое количество пара, что увеличивает эксплуатационные затраты.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома – страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9032 – | 7298 – или читать все.

Системы водоснабжения

Для обеспечения городов и промышленных предпри­ятий водой строят системы водоснабжения – комплекс инженерных сооружений, а также мероприятий, обеспе­чивающих получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям.

Система водоснабжения города или промышленного предприятия состоит из следующих основных элементов:

водоподъемных сооружений, т. е. насосных станций, подающих воду к очистным сооружениям (насосные станции I подъема) или потребителям (насосные стан­ции II подъема);

башен и резервуаров, накапливающих запасы воды или регулирующих напоры и расходы;

водоводов и сети трубопроводов, предназначенных для транспортирования воды от сооружения к сооруже­нию или к потребителям.

Источниками водоснабжения могут служить поверх­ностные водоемы (реки, озера, моря) и подземные воды (скважины, колодцы). Выбор места забора воды и ме­стоположения водоприемного сооружения и насосной станции I подъема определяется санитарными соображе­ниями – стремлением получить из источника наиболее чистую воду. Например, при заборе воды из рек это до­стигается расположением водоприемного сооружения выше по течению реки относительно объекта водоснаб­жения, т.е. выше мест возможного загрязнения воды во­доема. Для обеспечения промышленных предприятий водой предусматривают повторное и многократное ис­пользование ее по схеме оборотного водоснабжения, при которой отработанные (сточные) воды после соответст­вующей очистки вновь возвращаются на производство.

На рис. 3,1 показана схема водоснабжения города с поверхностным источником, из которого вода забирается водоприемным сооружением и подается насосами насосной станции I подъема на очистные сооружения. После очистки и обеззараживания вода собирается в резервуарах чистой воды. Затем насосами станции II подъема вода подается по водоводам в сеть трубопроводов, разводящую воду потребителям.

Рис. 3.1. Схема водоснабжения:

1 – водоприемные сооружения; 2 – насосная станция первого подъема; 3 – очистные сооружения; 4 – резервуар чистой воды; 5 – насосная станция; 6 – водоводы; 7 – водонапорная башня; 8 – магистральная водопроводная сеть.

Водозаборные сооружения должны обеспечивать бес­перебойное снабжение потребителей водой хорошего ка­чества в течение всего года. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения наиболее пригодны подземные воды, так как они обладают сравнительно высоким качеством и часто не нуждаются в очистке. Для промышленных целей преимущественно используют поверхностные ис­точники водоснабжения. При этом для водоснабжения некоторых производств, не нуждающихся в высоком ка­честве воды, ее подвергают только простейшей очистке либо вообще не очищают.

Читайте также:  Обзор ионообменных фильтров для воды

Тип и конструкция сооружения для приема подзем­ных вод зависят в основном от глубины их залегания и мощности водоносного горизонта. К этим сооружениям относятся трубчатые и шахтные колодцы, горизонталь­ные водозаборы.

Трубчатые колодцы устраивают путем бурения в земле скважин, стенки которых крепят обсадны­ми стальными трубами. По мере заглубления колодца диаметр обсадных труб уменьшают, в результате чего колодец приобретает телескопическую форму

Шахтные колодцы можно выполнять из бето­на, железобетона, кирпича, камня и дерева. Чаще всего шахтные колодцы строят опускным способом.

Горизонтальные водозаборы устраивают для приема грунтовых вод, залегающих на небольшой глубине (до 8 м). Такие водозаборы выполняют из гори­зонтальных железобетонных, бетонных или керамичес­ких труб с круглыми или щелевыми отверстиями. Для осмотра и очистки горизонтальных водозаборов через каждые 50. 150 мм по их длине устраивают смотровые колодцы.

Конструкции сооружений для приема воды из по­верхностных источников зависят от целого ряда факто­ров (глубина источника, ледовый режим, характер рус­ла и берегов рек, наличие волнений на поверхности мо­рей, скорости течения и т. д.).

Насосные станции – один из важнейших элементов систем водоснабжения. С помощью насосов и связанных с ними всасывающих труб и напорных водоводов насос­ные станции обеспечивают транспортирование воды от сооружения к сооружению и потребителям.

По расположению в схеме водоснабжения и назначе­нию насосные станции разделяются на станции I и II подъема, повысительные и циркуляционные. Насос­ные станции I подъема подают воду из источ­ника водоснабжения на очистные сооружения, или, если не требуется очистки воды, непосредственно в распределительную сеть, водонапорные башни и дру­гие сооружения. Насосные станции II подъема служат для подачи воды от резервуаров чистой воды, расположенных после очистных сооружений, в распреде­лительную сеть и водонапорные башни. Повыситель­ные насосные станции предназначены для по­вышения напора водопроводной сети. Циркуляцион­ные насосные станции устраивают в промыш­ленных системах оборотного водоснабжения для подачи отработанной воды на очистные и охлаждающие устрой­ства и возврата этой воды на предприятие

Насосы и другое оборудование насосных станций размещаются в зданиях насосных станций. Подземные части этих зданий выполняют из бетона и железобетона, надземные части – павильоны – из кирпича. В послед­нее время для строительства насосных станций широко используются сборные железобетонные элементы. За­глубленные насосные станции допускается сооружать без надземного павильона.

Очистные сооружения предназначены для очистки воды от вредных примесей и доведения ее качества до показателей, определенных соответствующими ГОСТа­ми. Качество воды зависит от наличия в ней различных веществ неорганического и органического происхожде­ния (в том числе и микроорганизмов). Эти вещества мо­гут находиться в воде в растворенном и нерастворенном виде. Кроме того, качество воды характеризуется ее тем­пературой, цветностью, запахом, привкусом, жесткостью, содержанием отдельных химических элементов и соеди­нений, активной реакцией, бактериальными загрязнениями и другими показателями.

При очистке природной воды, используемой для хо­зяйственно-питьевых и производственных целей, широко применяют осветление, обесцвечивание и ее обеззаражи­вание (дезинфекцию). При осветлении и обесцвечива­нии из воды удаляют взвешенные вещества, а при обез­зараживании уничтожают бактерии. Воду обеззаражи­вают хлорированием, ультрафиолетовыми лучами и т. д.

Для некоторых производств требуется вода невысо­кой прозрачности. В этом случае от крупных взвешенных частиц избавляются процеживанием воды через решет­ки и сетки, устанавливаемые в водозаборных сооружени­ях. Более мелкие взвешенные вещества удаляются меха­ническим отстаиванием воды в отстойниках или отстой­никах с предварительным коагулированием.

Более эффективно происходит осветление воды при коагулировании и пропуске ее через взвешенный слой хлопьев, ранее отделенных от воды. Сооружение, в ко­тором происходит очистка воды этим способом, называ­ется осветлителем.

Для глубокого осветления обычно применяют фильт­рование воды через песчаные фильтры.

Для снижения жесткости (умягчения), обессоливания и дегазации воды служат химические и физико-химичес­кие методы обработки воды.

В качестве коагулянтов применяют серно-кислый алюминий, хлорное железо и др. Для умягчения и обессоливания воды используют различные реагенты (из­весть, соду, серную кислоту, едкий натр и т.д.).

Для обеспечения требуемого качества воды, подавае­мой потребителю, обычно применяют несколько способов ее очистки, а в некоторых случаях – несколько ступеней одного и того же способа очистки. Намечаемая совокупность способов очистки составляет технологическую схему очистки воды.

На рис. 3.2 показана схема глубокого осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды путем коагулирования и последовательного осветления воды в отстойниках и на фильтрах. Природная вода насосами I подъема 1 подается в смеситель 2, куда одновременно поступают реагенты, приготовленные в реагентном цехе 3. После смешения с реагентами вода подается в камеру хлопьеобразования 4 (камеру реакции), где происходит физико-химический процесс агломерации взвешенных и коллоидных частиц в крупные хлопья. Затем вода поступает в отстойники 5, в которых движется с малой скоростью. При этом основная масса образовавшихся хлопьев отделяется от обрабатываемой воды и выпадает в осадок(на дно отстойников). Из отстойников воду подают на фильтры 6 для глубокого осветления путем пропуска ее через толщу песчаной загрузки. В процессе очистки в толще фильтров накапливаются загрязнения. Для их удаления фильтры выключают из работы, промывают и затем снова включают в работу. Осветленную воду собирают в резервуарах чистой воды 7. Поскольку воду предназначают для хозяйственно-питьевых целей, то перед подачей в резервуар чистой воды ее подвергают обеззараживанию, которое завершается в резервуарах чистой воды, где обеспечивается необходимый контакт воды с дезинфекторами (хлором и др.). Затем воду подают насосами II подъема 8 потребителям.

Рис. 3.2. Схема осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды с применением отстойников и фильтров.

Помимо описанной существуют и другие схемы глу­бокого осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды. Выбор той или иной схемы производится на осно­ве технико-экономического сравнения вариантов.

Как правило, на очистных станциях применяют не менее двух сооружений каждого типа. Этим обеспечива­ют непрерывность работы очистных станций при авари­ях и отключении из работы отдельных сооружений при эксплуатации.

Водонапорные башни предназначены для регулиро­вания подачи и потребления воды в системе водоснабже­ния, обеспечения заданного напора в водопроводной се­ти, создания и хранения необходимого запаса воды для тушения пожара в первые минуты после его возникно­вения.

Водонапорная башня состоит из водонапорного бака, ствола (поддерживающей конструкции) и отепляющего шатра вокруг бака.

Для осмотра бака снаружи и внутри его устанавли­ваются лестницы.

Водонапорные башни могут быть железобетонными, кирпичными, металлическими и деревянными. Конструк­ции железобетонных башен выполняются двух типов: на вертикальных опорных колоннах и со стволом в виде сплошного железобетонного цилиндрического стакана. Баки в железобетонных водонапорных башнях устраива­ют также железобетонными с вогнутым сферическим или конически-сферическим днищем.

В кирпичных водонапорных башнях ствол выполня­ют из кирпича в виде цилиндра или многогранника, а баки с выпуклым сферическим или плоским днищем – из стали.

Применение металлических водонапорных башен обеспечивает высокую степень индустриальности строи­тельства.

Водопроводные сети. Вода от источников к объектам водоснабжения транспортируется по водоводам. 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.

По конфигурации в плане различают водопроводные сети разветвленные или тупиковые, а также кольцевые или замкнутые. Разветвленные водопроводные сети применяют для небольших объектов водоснабжения, до­пускающих перерывы в снабжении водой, а также при сосредоточенном потреблении воды в отдаленных друг от друга точках сети. Кольцевые водопроводные сети прокладывают при необходимости бесперебойного водо­снабжения, что гарантируется в данном случае возмож­ностью двустороннего питания водой любого потреби­теля.

В городских и производственных водопроводах, как правило, применяют кольцевые сети. В противопожар­ных водопроводах устройство кольцевой сети обяза­тельно.

В водопроводной сети различают магистральные (главные) и распределительные (второстепенные) ли­нии. Располагаются водопроводные линии по проездам или обочинам дорог по возможности вне асфальтовых или бетонных покрытий, как правило, параллельно гра­ницам застройки и поверхности земли.

Для устройства наружного водопровода применяют трубы чугунные, стальные, асбестоцементные, железобе­тонные, пластмассовые и др.

Чугунные раструбные трубы изготовляют диаметром 50. 1200 мм и длиной 2…7 м. Внешнюю и внутреннюю поверхность труб покрывают на заводе нефтяным биту­мом, что предохраняет их от коррозии.

Чугунные трубы обладают очень важным достоинст­вом – долговечностью, которая обусловлена значитель­ной толщиной их стенок. К недостаткам следует отнести большой расход металла (в 1,5 раза больше, чем для стальных труб), малую сопротивляемость ударным на­грузкам и ограниченность рабочего давления (не более 1 МПа).

Стальные трубы применяют для устройства водово­дов и водопроводных сетей, в которых внутреннее давле­ние превышает 1,2 МПа, при укладке труб в макропори­стых грунтах и в сейсмических районах, а также для устройства переходов под железными и автомобильными дорогами, на эстакадах, т.е. в условиях, где необхо­дима хорошая сопротивляемость динамическим нагруз­кам и изгибающим усилиям. По сравнению с чугунными стальные трубы обладают значительно большей прочно­стью, эластичностью, меньшей массой и более простым соединением, которое, как правило, осуществляется сваркой.

Недостатком стальных труб является то, что они в большей степени подвержены коррозии и поэтому тре­буют специальной защиты. Срок их службы меньше, чем чугунных труб.

Стальные трубы выпускаются диаметром 15. 1600 мм. Толщина их стенок изменяется в широких пре­делах, что обеспечивает возможность применения труб для работы на разном давлении и в различных условиях.

Металлические (чугунные и стальные) трубы, уло­женные в земле, подвергаются коррозии. Для изоляции труб применяют нефтяной битум. Добавка к нему из­мельченных наполнителей (каолина, цемента, асбеста) повышает прочность изолирующего покрытия. Для уси­ления изоляции применяют обертку трубопровода гидроизолом или бризолом. Применяют также и пластмассо­вые изолирующие покрытия.

Для предохранения внутренних поверхностей труб от коррозии можно применять различные виды покрытий и специальную обработку воды, после которой она те­ряет коррозионные свойства.

Асбестоцементные трубы изготавливают на заводах из смеси 75. 80% портландцемента и 20. 25% асбесто­вого волокна. Они имеют диаметр 100. 500 мм. При не­обходимости заводы могут изготовлять трубы и больших диаметров (600. 1000 мм). Используют их при давлении до 1,2 МПа.

Асбестоцементные трубы обладают следующими до­стоинствами: гладкостью стенок, малой теплопроводно­стью, стойкостью в отношении коррозии, небольшой мас­сой и невысокой стоимостью. К их недостаткам относят­ся малая сопротивляемость ударам и динамическим нагрузкам, а также сложность и высокая стоимость стыковых соединений.

Железобетонные трубы изготовляют методами виб­ропрессования и центрифугирования с предварительным напряжением арматуры. Достоинствами этих труб явля­ются малый расход металла, долговечность и гладкость внутренних поверхностей; недостаток – их большая масса. Железобетонные напорные трубы могут приме­ряться для устройства водопровода, если транспортиру­емая и грунтовая вода не агрессивна по отношению к бетону.

Для нормальной эксплуатации на водопроводных се­тях устанавливают следующую арматуру: запорно-регулирующую (задвижки, дисковые поворотные затворы), предохранительную (предохранительные клапаны) и во­дозаборную (водозаборные колонки, краны, пожарные гидранты).

В местах установки фасонных частей и арматуры с фланцевыми соединениями устраивают смотровые ко­лодцы или камеры. Колодец состоит из рабочей камеры и горловины над ней, которая служит для спуска в ра­бочую камеру. На горловину колодцев устанавливают чугунные или стальные люки с крышками. Для спуска в колодец в нем устанавливают чугунные или стальные скобы или металлические лестницы.

Глубина заложения водопроводных труб зависит от глубины промерзания грунта, температуры воды в тру­бах и режима ее подачи. Глубина заложения труб, счи­тая до их нижней образующей, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины промерзания грунта. Ориен­тировочно ее можно принимать: для северных районов – 3. 3.5м; в средней полосе – 2,5. 3м; в южных райо­нах – 1. 1,5м.

Минимальную глубину заложения труб определяют из условия защиты их от воздействия внешних нагрузок и предохранения воды от нагревания в летнее время. Ориентировочно ее можно принять равной 0,5 м до вер­ха труб.

Документы

Раздел второй НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

ТИПЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ

§ 40. НАЗНАЧЕНИЕ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ИХ СООРУЖЕНИЯМ И ОБОРУДОВАНИЮ

Насосные станции си-стем водоснабжения и канализации представляют собой сложный комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий водоподачу или водоотведение в соответствии с нуждами потребителя. Состав сооружений, их конструктивные особенности, тип и число основного и вспомогательного оборудования определяются исходя из принципов комплексного использования водных ресурсов 4 и охраны природы с учетом назначения насосной станции и предъявляемых к ней технологических требований.

По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения насосные станции подразделяются на. станции I подъема,

II подъема, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции I подъема забирают воду из источника водоснабжения и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистки воды, непосредственно в резервуары, распределительную сеть, водонапорную башню либо другие сооружения в зависимости от принятой схемы водоснабжения. На., промышленных предприятиях с процессами, предъявляющими различные требования к качеству воды, на одной и той же насосной станции могут быть установлены насосы, подающие воду как на очистные сооружения, так я непосредственно на предприятия без очистки.

Насосные станции II подъема .служат для подачи очищенной воды потребителям, обычно из резервуаров чистой воды.

В некоторых случаях насосы I и II подъема могут быть размещены на одной станции, что позволяет уменьшить расходы на строительство и эксплуатацию. Однако такое решение не всегда возможно и зависит от вида водоисточника, наличия и типа очистных сооружений, от рельефа местности и т. п.

Повысительные насосные станции (станции подкачки) предназначены для повышения напора в’ водопроводной сети или в водоводе. В этом случае вода забирается из одной сети (участка .водовода) и под увеличенным напором подается в другую сеть (района города, отдельного цеха промышленного предприятия) или в последующий участок длинного нагнетательного водовода.

Циркуляционные насосные станции входят в схемы технического водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций. На этих станциях одни насосы подают отработавшую на предприятии воду на охлаждающие или очистные устройства, а другие насосы возвращают подготовленную воду снова к производственным установкам.

Назначение насосных станций в схемах канализации заключается в подъеме воды на очистные сооружения, если рельеф местности не позволяет подавать сточные воды самотеком. Канализационные насосные станции устраивают также для того, чтобы избежать большого заглубления самотечного коллектора. В этом случае сточные воды из заглубленного коллектора подаются в другой, расположенный выше.

По расположению в общей схеме канализации насосные станции подразделяются на главные, которые служат для перекачки сточных вод со всей территории населенного пункта или промышленного предприятия, и районные, .предназначенные для перекачки сточных вод только с части территории населенного пункта или промышленного предприятия. Районные насосные станции перекачивают воду или непосредственно на очистные сооружения, или в близлежащий коллектор.

Читайте также:  Как сделать правильный выбор между насосом и насосной станцией

¦Наряду с обеспечением напора и подачи, предусмотренных графиком водоподачи или водоотведения для нормальных и аварийных условий, при сооружении и оборудовании насосных станций необходимо при наименьших затратах на их строительство и эксплуатацию обеспечивать: требуемую степень надежности и, следовательно, определенную степень бесперебойности работы; долговечность, соответствующую народнохозяйственному значению объектов, в состав которых они входят; достаточные удобства эксплуатации и широкое применение автоматики и телемеханики.

¦При строительстве насосных станций не следует допускать излишеств в составе и размерах сооружений, кубатуре зданий, основном и вспомогательном оборудовании, объемах временного строительства, архитектурном оформлении и т. п.

Необходимо наиболее полно попользовать стандартные изделия и. местные строительные материалы. Строительство должно быть выполнено в наиболее короткие сроки при возможно меньшей стоимости, максимальной механизации строительного процесса, применении совершенного-строительного оборудования и передовых методов труда, а также при сокращении трудоемкости рабат. Ущерб, который может быть причинен при возведении сооружений насосной станции вследствие затопления и подтопления территорий, занесения и размывания русла, пре-формирования берегов, изменения ледового режима и нарушения рыбного хозяйства, следует сводить до минимума.

В заключение необходимо особо отметить, что состав сооружений и оборудования, равно как и вся схема водоснабжения или канализации в целом, должны отвечать условиям будущей эксплуатации при непрерывно изменяющихся размерах и режиме водопотребления в данном районе на основе плана развития народного хозяйства.

§ 41. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Большое разнообразие природных условий, различие технологических требований и особенности эксплуатации обусловливают обилие методов решения задач водоснабжения и канализации. В связи с этим установившейся и общепринятой классификации насосных станций в настоящее время не существует.

Водопроводные насосные станции. Для водоснабжения используются, как известно, подземные воды (артезианские или грунтовые, воды ключей), подрусловые воды и поверхностные воды рек, каналов, озер и водохранилищ. В отдельных случаях для производственного водоснабжения используется морская вода, что требует строительства насосных станций специального морского типа. В каждом случае состав сооружений насосной станции, их тип и компоновка будут определяться не только видом источника водоснабжения, но и его особенностями. Так, когда открытый водоем в меженный период в естественном состоянии не обеспечивает потребности в воде, необходимо предусматривать создание водохранилища для перераспределения естественного стока в пределах года или многолетнего периода. Отсутствие в реке глубин, достаточных для устройства и нормальной работы насосной станции, требует повышения горизонта воды путем строительства плотины. Содержание в воде источника большого количества взвешенных наносов

заставляет видоизменять конструкции отдельных’ элементов станции для предотвращения абразивного износа оборудования или включать в состав ее сооружений специальные отстойники.

Принципиальные схемы насосных станций I подъема, забирающих воду из открытого водоисточника, приведены на рис. 7.1. В состав этих станций входят:

водозаборное сооружение, предназначенное для забора требуемого объема воды из водоисточника и предварительной очистки воды от взвешенных и плавающих загрязнений, а при необходимости также и от наносов;

сооружения, транспортирующие воду от водозаборного до водоприемного сооружения насосной станции;

водоприемное сооружение, предназначенное для подвода воды к всасывающим трубам насоса;

здание насосной станции со всем необходимым гидромеханическим, энергетическим и вспомогательным оборудованием;

водовыпускное сооружение, предназначенное для спокойного выпуска воды из напорного трубопровода в отводящий канал, на очистные или технологические сооружения.

В зависимости от естественных, эксплуатационных и производственных условий некоторых сооружений может не быть вообще или они могут быть объединены. Основным фактором, определяющим общую схему компоновки и конструктивные решения отдельных сооружений, является размещение водозаборного сооружения по отношению к зданию насосной станции — совмещенное или раздельное.

При наличии у берега реки или водохранилища глубин, обеспечивающих нормальные условия для забора воды, и при относительно небольших колебаниях горизонтов воды (до 5—8 м) обычно устраивают береговые насосные станции совмещенного типа (см.

Рис. 7.1. Принципиальные схемы компоновки сооружений насосных станций I подъема, использтюпгих открытый (ВОДОИСТОЧНИК а — береговая совмещенного типа; б — береговая раздельного типа; в—| русловая совмещен ного тонна; г русловая раз делыного /тнпа; 1—водозабор ное сооружение; 2 — вод оводы 3 — водоприемник; 4 — всасьвва ющие трубы; б — эдакие ста-н цин; 6 —.напорные птрубогарово ды; 7 — водовыпуск

а—с индивидуальными насосными установкам.и; б — с прупловым водозабором; 1 —скважины с установленны-мл в iH.Hix насосами;, 2—сборный коллектор; в — напорный трубопровод; 4—’водонапорная башня; 5—разводящая сеть ‘водопровода; 6—сиважины без насосов; 7—

Рис. 7.2. Схемы насосных станций, забирающих подземные воды

самотечный трубопровод; 8 — сборный колодец; 9 — всасывающие трубы; ’10—насосная станция I подъема

рис. 7.1,а). В зависимости от формы берегов и геологических условий здание станции может быть расположено непосредственно на берегу у’ уреза максимального горизонта воды или на некотором удалении от берега в конце подводящего канала.

Береговые насосные станции раздельного типа (см. рис. 7.1,6) применяют при широкой затопляемой пойме. Водозаборные сооружения располагают вблизи уреза максимального горизонта воды, а здание станции — у береговой надпойменной террасы.’Между водозаборным сооружением и зданием насосной станции укладывают самотечные трубы.

При значительных колебаниях горизонтов воды (12—20 м) здание станции для обеспечения его устойчивости выносят в русло реки, т. е. применяют русловые совмещенные насосные станции (см., рис. 7.1,в).

В условиях пологого русла реки и малых глубин рекомендуется применять русловые насосные станции, раздельного типа, у которых вода из оголовка водозабора, расположенного в русле реки, поступает в водоприемник станции, размещенной на .берегу, по самотечным водоводам (рис. 7.1,г).

Русловые насосные станции. применяют также и при заборе воды из водохранилищ. В этом случае при проектировании станции обычно проверяют целесообразность совмещения насосной станции с плотиной и использованием в качестве водозабора башни донного водоспуска или головного сооружения поверхностного водосброса.

В водозабор подземных вод, как правило, входят приемные устройства (скважины, шахтные колодцы, лучевые водозаборы, горизонтальные водосборы, каптажи источников), насосы и трубопроводы, связывающие отдельные приемные устройства с насосной станцией или с водоводами.

В зависимости от суммарной подачи насосной станции, мощности водоносного пласта и глубины его залегания возможны схемы индивидуального или группового водозабора. В первом случае каждая

а — раздельное расположение; б — объединенное расположение; J—.напорные трубопроводы насосов I подъема; 2 — очистные сооружения; 3 — трубопроводы «т очистны? сооружений iK резервуа[ру чистой воды; 4— резервуар чи стой .воды; 5 — .всасыва.ющие трубопроводы насосов 1 подъема; 6 — насоаная станция II лодъема; 7 — напор ные трубопроводы насосов II подъема; 8—.яасосна? станция I подъема; 9—самотечные .водоводы; 10 — водо заборное сооружение

Рис. 7.3. Принципиальные схемы насосных станций II подъема

Водоснабжение из поверхностных источников

— источник водоснабжения не должен промерзать, высыхать и загрязняться сточными водами.

При выборе источника в первую очередь следует ориентироваться на подземные воды, а при отсутствии их или экономической нецелесообразности использования – на поверхностные воды.

16. Водоснабжение из поверхностных источников

На рис 16.1 представлена схема водоснабжения из поверхностного источника.

1 – источник; 2 – оголовок водозаборной трубы; 3 – самотечная линия; 4 – береговой водозабор; 5 – насосная линия; 6 – водоочистные сооружения; 7 – подземный резервуар чистой воды; 8 – насосная станция второго подъема; 9 – водовод; 10 – водонапорная башня; 11 – распределительная сеть

К поверхностным источникам относятся реки, озера и водохранилища.

Качество воды в источниках водоснабжения существенно зависит от тех загрязнений, которые могут попасть в них с поверхности земли. Поэтому для предупреждения загрязнения источников предусмотрены зоны санитарной охраны, которые делятся на три пояса.

Первый пояс (зона строгого режима) включает территорию, на которой непосредственно расположен источник водоснабжения. Территория пояса обычно принимается в радиусе 100-200 м вокруг сооружений. В этом поясе запрещается проживание и нахождение лиц, не работающих на водопроводных сооружениях, купание, стирка белья, выпас животных и др. территория ограждается, благоустраивается и озеленяется.

Второй пояс (зона ограничений) охватывает территорию, смежную с первым поясом. Эта территория располагается вверх по реке или каналу и их притокам. Граница зоны практически соответствует численной величине суточного пробега воды.

При заборе воды из озера и водохранилищ граница зоны назначается органами санитарного надзора в зависимости от направления и скорости потоков воды, глубин забора воды и других местных условий.

На территории второго пояса запрещается строительство каких-либо производственных зданий, которые могут вызвать загрязнение воды, устройство навозохранилищ, очистных канализационных сооружений, земляных выработок (карьеров, водоемов и др.).

Третий пояс (зона наблюдений) следует за вторым поясом. Особый режим в этом поясе не предусматривается, а ведется систематический учет всех инфекционных заболеваний, связанных с источниками водоснабжения.

Сооружения для приема воды из поверхностных источников должны обеспечивать бесперебойное снабжение потребителя водой возможно лучшего качества в различное время года. Решение этой задачи достигается правильным выбором места их расположения, типа и конструкции.

На рис.16.1 схематично изображен береговой водозабор, который устраивают при сравнительно крутых берегах рек. Часто береговой водозабор совмещают с насосной станцией первого подъема.

Кроме берегового водозабора, устраивают водозаборы руслового, ковшового и инфильтрационного типа, с конструкциями которых можно познакомиться в специальной литературе.

Насосная станция первого подъема 5 забирает воду из водозабора и подает ее на водоочистные сооружения. Применяются при этом, как правило, центробежные насосы, которые могут быть установлены как выше, так и ниже уровня воды в водозаборе, иметь при этом общую или раздельную всасывающие линии.

Состав водоочистных сооружений и методы очистки воды зависят от качества воды в источнике водоснабжения, производительности станции и местных условий.

Наиболее распространенными методами очистки являются осветление и обеззараживание.

Иногда применяется специальная обработка воды (обезжелезивание, обессоливание, умягчение).

Более детально эти вопросы будут рассмотрены ниже.

Подземный резервуар чистой воды принимает воду из очистных сооружений.

Насосная станция второго подъема служит для подачи воды из подземного резервуара к потребителям. Они бывают незаглубленными или частично заглубленными.

Водовод служит для подачи воды к объекту. Его обычно выполняют из двух ниток.

Водонапорная башня служит для регулирования работы системы водоснабжения, а также для хранения пожарного запаса воды.

Распределительная система доставляет воду в нужном количестве потребителям. В настоящее время она выполняется кольцевой.

17. Водоснабжение из подземных источников

Наибольшее распространение в системах сельскохозяйственного водоснабжения получили подземные воды. Преимущественное использование подземных вод можно объяснить, прежде всего, их хорошим качеством и значительным распространением по территории. Системы водоснабжения с забором подземных вод экономически выгоднее систем с поверхностными источниками, так как чаще всего не требуется строительство дорогостоящих очистных сооружений для улучшения качества воды. Но даже и при наличии таких сооружений стоимость систем водоснабжения с забором подземных вод в основном ниже.

На рис.17.1 представлена схема централизованного водоснабжения из подземных источников.

1 – источник водоснабжения (скважина, или группа скважин); 2 — водоподъемник; 3 – сборный резервуар; 4 – насосная станция второго подъема; 5 — установка для обеззараживания воды; 6 – водовод; 7 – водонапорная башня; 8 – распределительная сеть

Подземные воды образуются вследствие просачивания в землю атмосферных и поверхностных вод. подземные воды могут быть безнапорными и напорными (артезианскими).

Безнапорные воды заполняют водоносные горизонты не полностью и имеют свободную поверхность. Примером безнапорных вод может служить вода в водоносном горизонте, вскрытом колодцем 1 (рис.17.2).

Вода устанавливается в этом колодце устанавливается на уровне, совпадающем с уровнем подземных вод. Безнапорные подземные воды первого от поверхности водоносного горизонта (слой, вскрытый колодцем 1) называют грунтовыми. Эти воды характеризуются повышенной загрязненностью, поэтому при использовании для целей водоснабжения их в большинстве случаев подвергают очистке.

Напорные (артезианские) воды заполняют водоносные горизонты полностью. Примером напорных вод может служить вода в водоносном горизонте, вскрытом колодцем 2. Артезианские воды, как правило, характеризуются высоким качеством и в большинстве случаев могут использоваться для хозяйственных целей без очистки.

В колодце, вскрывающем напорный водоносный горизонт, вода поднимается до пьезометрической линии.

Уровень воды, устанавливающийся в колодце при отсутствии водозабора, называется статическим. Статический уровень безнапорных вод совпадает с уровнем подземных вод (рис.17.3), уровень напорных вод совпадает с пьезометрической линией А-А (рис.17.4).

При откачке воды из колодца уровень ее снижается, причем тем больше, чем интенсивнее откачка. Такой уровень называют динамическим (линия ББ).

Уровни воды и пьезометрические линии, устанавливающиеся вокруг колодцев при откачке из них воды (в поперечном разрезе они имеют выпуклую кверху форму), называют кривыми депрессии. Область, ограниченную кривыми депрессии, называют депрессионной воронкой.

При использовании подземных вод первый пояс санитарной охраны составляет участок вокруг колодцев, скважин и других сооружений радиусом 30…50 м. Границы второго пояса зоны охраны подземного источника устанавливают с учетом расположения областей питания подземных вод и ограничения вводят в зависимости от гидрогеологических условий их залегания.

Для централизованного водоснабжения наиболее целесообразно использовать межпластовые напорные водоносные горизонты.

Водозаборные скважины (рис.17.5) сооружают в основном ударно-канатным (а) или роторным способом (б). Скважина имеет следующие основные части: ствол, закрепленный колонной труб 3, устье 1, водоприемную часть, оборудованную в рыхлых породах фильтром 6. Нижняя часть скважины представляет собой отстойник 7 в виде участка трубы длиной 2…10 м.

Конструкция скважины определяется ее глубиной, геологическим строением пород и способом бурения. Устье скважины закрепляют направляющей трубой, которая при бурении придает стволу вертикальное положение. В верхней части ствола располагают первую колону обсадных труб – кондуктор 2, который препятствует попаданию в скважину загрязненных поверхностных вод. Его доводят до первого водоупорного слоя глин и заводят в этот слой на 3…5 м.

Ствол скважины от кондуктора до водоносного пласта в зависимости от способа бурения крепится одной или несколькими колоннами обсадных труб 4. В водоносном пласте, сложенном песчаными, гравелистыми и другими рыхлыми породами, устанавливают в большинстве случаев щелевидный, сетчатый, блочный или гравийный фильтр. Кольцевой зазор между фильтровой и обсадной колоннами уплотняется сальником 5.

Скважины сельскохозяйственного назначения имеют диаметр 150…400 мм и глубину до 500 м.

В зависимости от дебита скважин и потребного расхода воды устраивают несколько скважин, работающих на общий сборный резервуар.

Ссылка на основную публикацию