Водоснабжение в строительстве это

Система водоснабжения объекта — это комплекс инженерного оборудования, который предназначен для бесперебойной подачи горячей и холодной воды для различных потребителей.

Важно: работаем только с корпоративными клиентами и крупными заказами. Мы не выполняем мелкие работы и не предоставляем услуги для физических лиц.

Водоснабжение бывает:

• питьевым и хозяйственным;
• централизованным или автономным.

По температуре подаваемой воды все водопроводные сети делятся на:

• водопроводы холодного водоснабжения (ХВС);
• водопроводы горячего водоснабжения (ГВС).

По расположению трубопроводов системы водоснабжения можно разделить на наружные и внутренние сети водопровода.

Крупные строящиеся или реконструируемые объекты, жилые и офисные комплексы, торговые центры, гостиницы, предприятия или другие сооружения имеют централизованное водоснабжение.

Лекция №2 «Основы водоснабжения и водоотведения»

Для частных домовладений в индивидуальном жилищном строительстве и ряда других загородных объектов широко применяется автономное водоснабжение.

Централизованная система водоснабжения — единая сеть инженерных сооружений и устройств, которая предназначена для обеспечения:

• забора воды из поверхностных или подземных источников;
• физической, химической и биологической подготовки воды с постоянным мониторингом всех значимых параметров;
• накопления, хранения, транспортировки, учета и возмездной подачи воды водопотребителям;
• водоснабжения открытых для общего пользования водоразборных устройств питьевого и противопожарного назначения.

Централизованное водоснабжение в большинстве случаев осуществляется предприятиями «Водоканала» или аналогичными структурами. Эта организация отвечает за бесперебойность водоснабжения и качество воды, исправную работу наружных сетей водопровода с запорной арматурой и вспомогательными сооружениями.

Централизованное питьевое водоснабжение городов, поселков и других населенных пунктов — это особая стратегическая задача, которая входит в комплекс задач национальной безопасности.

Качество воды жестко регламентируется санитарными нормами:

• СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения;
• СанПиН 2.1.4.2496-09 Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.

Широко применяется понятие водопровода как нескольких сооружений, состоящих из:

1. водозабора;
2. насосных станций первого и последующего подъемов;
3. станций очистки воды;
4. собственно водопроводной сети;
5. накопительных резервуаров.

Компания «Акрукс-Про» имеет большой опыт проведения проектных и монтажных работ в области водоснабжения и водоотведения.

Мы успешно решаем следующие задачи:

• предпроектные расчеты водопотребления любого крупного объекта;
• выбор источника водоснабжения;
• размещение водопроводных сооружений и сетей на стадии генплана;
• проектирование, строительство, реконструкция и пусконаладка наружных систем водоснабжения;
• проектирование, строительство, реконструкция и пусконаладка внутренних систем и сетей водоснабжения с установкой приборов учета и санитарно-технических устройств.

Особенности монтажа сооружений систем водоснабжения

Централизованное питьевое водоснабжение имеет сеть магистральных водопроводов ХВС. В тепловых пунктах через теплообменные устройства осуществляется подогрев холодной питьевой воды до +60. +70 °С с дальнейшей разводкой водопровода ГВС по зданиям и объектам.

Встречается устаревшая система ГВС, в которой отбор горячей воды осуществляется напрямую из теплосети. Такая горячая вода не является питьевой и используется для хозяйственно-бытовых целей.

Прокладка наружных сетей водопровода осуществляется стальными или полипропиленовыми трубами.

Полипропилен требует особого сварочного оборудования, но его потребительские свойства — отсутствие коррозии, гидравлическая гладкость, малый вес и ряд других параметров — позволяют использовать его все более активно для прокладки водопроводов.

Стандарты и нормы по организации водоснабжения

Строительство или монтажные работы наружного или внутреннего водопровода для различных объектов начинаются с расчетов объемов питьевого, хозяйственного и противопожарного водопотребления.

После выполнения предпроектных расчетов и выбора варианта водоснабжения составляются проект и рабочие чертежи. Процесс СМР — начиная с самых ранних стадий проектирования до пусконаладочных работ и сдачи системы водообеспечения в эксплуатацию — регламентируется строительными нормами.

Работа по монтажу и ремонту систем водопровода включает в себя 3 основных этапа:

В компании «Акрукс-Про» работы, перечисленные выше, выполняются в полном соответствии с нормативными документами.

Для демонтажных работ актуален СНиП 12-03, который регламентирует мероприятия по безопасности труда в строительстве.

Общие требования к разработке систем водоснабжения, их соответствие санитарным нормам и нормам безопасности, а также порядок выполнения монтажных работ определены в СНиП:

• 3.05.04-85 «Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации», актуализация СП 31.13330.2012;
• 4.02-91 «Сметные нормы и расценки на строительные работы, водопровод и канализация — внутренние устройства»;
• 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий», актуализация — СП 30.13330.2012;
• СП 10.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности»;
• 3.05.01-85 «Внутренние санитарно-технические системы»

Применяется норматив 3.05.05-84 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы». Приложения №№1-4 к этому нормативному документу определяют порядок выполнения пусконаладочных работ, порядок ведения документации (акты), регламент испытаний трубопроводов и режим определения качества сварных стыков.

Это не весь перечень нормативных документов, которые имеются в базе данных фирмы и успешно применяются специалистами компании «Акрукс-Про».

Привлечение на любом этапе ремонта (строительства) водопровода неопытных и недорогих строительных бригад просто опасно для заказчика. Подрядчик должен иметь допуски и сертификаты, иметь статус юридического лица и многие другие атрибуты строительной организации — все они есть у «Акрукс-Про».

Обращайтесь к нам, и к вашему водопроводу будет обеспечен самый серьезный и профессиональный подход.

Монтаж наружного и внутреннего водопровода: состав и порядок работ

Монтаж наружных и внутренних систем водопровода имеет немного разный состав. При капитальном строительстве наружных сетей водопровода главное значение имеет проработанный до деталей проект.

В нем учитываются геологические, климатические и другие характеристики района строительства водопроводных сетей, сделаны расчеты пропускной способности и подобраны материалы: трубы, запорная арматура, фитинги , антикоррозийные покрытия и колодцы.

Кроме того, в проекте наружных сетей должны быть выполнены все согласования пересечений трассы водопровода с транспортными, энергетическими и другими коммуникациями.

Прокладка наружного водопровода ХВС имеет следующий состав работ:

• вынос трассы водопровода на местность и ее закрепление;
• обозначение любых пересечений с коммуникациями;
• монтаж ограждений и переходов, устройство площадок для материалов, строительной техники и передвижных бытовых помещений;
• рытье траншей с обустройством песчаной подушки;
• прохождение пересечений;
• монтаж колодцев;
• монтаж стальных или полипропиленовых трубопроводов и фасонных частей к ним;
• врезки в существующую водопроводную сеть, монтаж запорной и контрольной арматуры;
• обустройство водосборных колодцев, подключение теплообменников в тепловых камерах или в тепловых пунктах;
• обустройство точек ввода трубопроводов ХВС и ГВС в здания;
• проведение пневматических (гидравлических) испытаний;
• обратная засыпка траншей и колодцев;
• благоустройство территории.

При проведении работ по монтажу наружного водопровода ведется вся строительная документация (ведомости состава и объема, ведомости использования машин и механизмов, акты на скрытые работы, акты испытаний и другие документы) и неукоснительно выполняются требования по охране труда, противопожарные мероприятия и нормативные меры по охране окружающей среды.

По всем перечисленным мероприятиям назначаются ответственные лица.

Внутренний водопровод горячей и холодной воды состоит из узла ввода, запорной арматуры, приборов учета и трубопроводов разводки до устройств водопотребления (от смесителей и унитазов до стиральных машин).

Компания «Акрукс-Про» имеет за плечами огромный опыт проведения подобных работ.

Проектирование, монтаж и пусконаладка систем водоснабжения выполняются на самом высоком уровне. Мы гарантируем вам качество своей работы и качество используемых материалов.

Последствия некачественного монтажа систем водоснабжения

Монтаж новых систем водопровода особенно на крупных общественных и производственных комплексах, а также ремонт существующих сетей водоснабжения может быть доверен далеко не каждой строительной компании.

Желание удешевить строительство или капитальный ремонт приводит владельцев некоторых объектов к простому на первый взгляд решению: нанять несколько бригад, которые готовы работать «быстро и недорого». Это в корне неправильное решение.

Все трубопроводы и запорная арматура водопроводов ХВС и ГВС работают под давлением. Некачественная сварка или монтаж водоразборных устройств, как показывает жизненная практика, всегда приводит к аварийной ситуации на объекте.

Компания «Акрукс-Про» имеет все виды допусков СРО, лицензий и разрешений на проектно-монтажные и пусконаладочные работы по водопроводу.

За годы работ у нас сформировался состав опытных инженеров и рабочих. Ведется постоянное обучение рабочих. Все сварщики имеют аттестаты. Соблюдается постоянный контроль над огневыми работами и неукоснительное следование правилам техники безопасности.

Монтаж систем наружного и внутреннего водопровода, его настройка и пусконаладка требуют опыта и высокой квалификации персонала. Питьевой водопровод — это система обеспечения жизнедеятельности людей. Поэтому необходим предельно жесткий контроль над качеством материалов для ремонта и монтажа водопровода и соблюдением технологий производства работ.

«Акрукс-Про» непрерывно проводит обучение и аттестацию всех работников. На предприятии идет постоянное освоение новых технологий, материалов, механизмов и инструментов в строительстве. Много внимания уделяется вопросам безопасности и контроля систем водоснабжения.

Почему монтаж водопровода нужно доверить «Акрукс-Про»?

Мы имеем многолетний опыт проведения работ по монтажу и пусконаладке систем отопления и водоснабжения. Наши специалисты проводили успешные работы на объектах разной сложности, вынося из каждой подобной задачи бесценный опыт, который активно применяется в дальнейшей работе.

Если вы ищете надежную и профессиональную компанию для монтажа водопроводов, обратиться в «Акрукс-Про» — правильный выбор!

Мы готовы предложить:

• при заключении договора на работы по монтажу вы получите услуги по проектированию в подарок;
• даем гарантию от 1 года до 5 лет на все материалы и оборудование, применяемые для монтажа систем водоснабжения;
• мы готовы взяться за работу, которую начала другая компания, и довести ее до конца в самом лучшем виде;
• помогаем в решении всех задач, связанных с согласованием и защитой проекта на любом уровне.

«Акрукс-Про» — это коллектив опытных, ответственных и высококвалифицированных специалистов.

Обращайтесь к нам, и вы получите высокое качество по разумной цене и в удобные сроки. Позвоните нам уже сегодня, напишите через форму обратной связи на сайте, наши специалисты ответят на все ваши вопросы и предложат оптимальные условия сотрудничества.

Источник: www.akruks.net

Водоснабжение и канализация зданий

Система водоснабжения — это совокупность зданий, сооружений и инженерных сетей, предназначенных для приема воды из источника водозабора, ее подготовки (очистки) и подачи потребителям.

Устройство системы водоснабжения

В состав системы питьевого или хозяйственно-питьевого водоснабжения входят:

• Ввод. Это трубопровод, соединяющий внутренний водопровод с наружными сетями водоснабжения. В зданиях выше 12 этажей, в жилых домах с 400 и более квартирами и в постройках с 12 и более пожарными кранами обустраивается как минимум два независимых ввода;

Подключение ввода водоснабжения к водосети

Обратите внимание: ввод прокладывается в грунте на глубине как минимум на 0,5 метра ниже уровня промерзания (при этом не менее 1 метра от поверхности). Уклон ввода — не меньше чем 0,005; уклон направлен в сторону наружной сети водоснабжения, что позволяет осушить его при ремонтных работах.

• Водомерный узел. Как и следует из названия, он отвечает за учет расхода воды. Водомерами оборудуются все вводы ХВС.

Обязательными элементами водомера являются водосчетчик, грязевик или фильтр, манометр или контрольный вентиль для его подключения, а также запорная арматура до и после прибора учета.

В тех случаях, когда перерывы в подаче воды недопустимы, или объединенная система хозяйственно-противопожарного водоснабжения при тушении пожара требует расхода воды, превышающего пропускную способность прибора учета, водомер снабжается обводной линией. При штатной работе водомерного узла запорная арматура на обводной закрыта и опломбирована;

• Розлив. Его функция — транспортировка воды между водомером и стояками. Розлив может быть тупиковым и кольцевым (обеспечивающим бесперебойную подачу воды, в том числе при ее пиковом расходе и при работе системы пожаротушения). Кольцевой розлив снабжается запорной арматурой, которая делит его на отключаемые независимо друг от друга секции;

Горизонтальная разводка воды по подвалу

• Стояки. Они транспортируют воду между розливом и потребителями. Стояки ХВС всегда тупиковые и заканчиваются подводкой в помещении верхнего этажа.

Согласно требованиям СП 30.13330.2016, верхние точки контура ХВС должны снабжаться автоматическими воздухоотводчиками, однако эту роль может выполнять и водоразборная арматура (как это обычно и бывает);

• Подводки соединяют стояк с отдельными точками водоразбора (смесителями, бачками унитазов, бытовой техникой, промышленным оборудованием).

Внутриквартирные подводки холодной и горячей воды

Горячее водоснабжение ГВС

Горячее водоснабжение может обеспечиваться:

1. Прямой подачей в краны теплоносителя центрального отопления. Эта схема наиболее экономична, но имеет один изъян: благодаря защищающим стальные трубы от коррозии добавкам, вода из теплотрассы не соответствует нормам питьевого водоснабжения по содержанию минеральных веществ и по мутности;
2. Нагревом воды из системы ХВС в водо-водяных или паро-водяных теплообменниках за счет охлаждения все того же теплоносителя системы централизованного отопления;
3. Локальными водонагревателями (газовыми, электрическими, солнечными, твердотопливными и т.д.).

Тепловую энергию для нужд ГВС обеспечивает солнечный коллектор

Кроме того: горячее водоснабжение промышленных зданий может использовать тепловую энергию, выделяемую оборудованием при работе.

В первом случае источником горячей воды для хознужд являются врезки в элеваторный узел, отвечающий за отопление дома или его секции. В зависимости от сезона и температуры ниток теплотрассы вода подается из подающей или обратной нитки. Переключение между трубопроводами осуществляется вручную, после получения жилищной организацией директивы от местных «Теплосетей».

Тепловой пункт с открытым теплоснабжением и врезками ГВС

Подсказка: на фактическую температуру воды в такой системе сильно влияет так называемый человеческий фактор. Забывчивость слесаря или неисправность задвижки может привести к тому, что в систему ГВС попадет вода с температурой намного выше нормативной.

Во втором случае температура воды в системе ГВС контролируется, как правило, контрольно-измерительной аппаратурой. Поскольку вода поступает из системы ХВС, давление ГВС уравнивается с давлением в контуре хозяйственно-питьевого водоснабжения. Качество воды соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01.

Контрольно-измерительная аппаратура теплового пункта

При использовании локальных водонагревателей контроль за температурой воды опять-таки возлагается на их автоматику. Большая часть современных водонагревателей оборудована термостатами, прекращающими нагрев при достижении целевой температуры. Давление и качество воды соответствуют таковым в системе ХВС.

Электрический бойлер оснащен термостатом

Горячее водоснабжение домов, пристроек к ним и отдельных объектов может классифицироваться еще по паре признаков:

1. Наличию или отсутствию аккумулирующих емкостей. Они обеспечивают подачу горячей воды в пики ее расхода при ограниченной мощности водонагревателей;

Теплоизоляция аккумулирующей емкости горячего водоснабжения

1. Наличию или отсутствию непрерывной циркуляции. В тупиковой системе вода приходит в движение только при ее разборе и быстро остывает после его прекращения. Непрерывная циркуляция через закольцованные розливы и стояки гарантирует постоянную и соответствующую нормативам температуру воды на водоразборной арматуре, а также стабильный нагрев водяных полотенцесушителей.

Для полноценной работы полотенцесушителя горячая вода должна циркулировать через стояки непрерывно

Примечание: СП 30.13330.2016 предписывает проектировать водоснабжение многоэтажных зданий (выше 4 этажей) с непрерывной циркуляцией горячей воды. Тупиковой система ГВС может быть лишь в том случае, если в отсутствие циркуляции она гарантированно обеспечивает нормативную температуру воды во всех (в том числе дальних от водонагревателя) точках водоразбора.

Как устроена циркуляционная система горячего водоснабжения?

Два розлива (подающий и циркуляционный) прокладываются по подвалу или техническому этажу, реже — по чердаку. К каждому из них присоединяются стояки — подающие (с водоразборной арматурой) и циркуляционные (к ним допускается подключение полотенцесушителей).

Подача и обратка горячего водоснабжения в многоквартирном жилом доме

Стояки соединяются в группы по 2-7 единиц кольцующими перемычками. При верхнем расположении перемычки (на чердаке или в помещениях верхнего этажа) последняя должна комплектоваться воздухоотводчиком.

Чертеж водоснабжения здания с кольцующими перемычками между стояками ГВС

Циркуляционный напор может создаваться:

1. Разницей давлений между нитками теплосети (в доме с открытым теплоснабжением, то есть с подачей ГВС из тепловой сети, в межсезонье);
2. Перепадом, созданным дросселирующей шайбой, установленной между двумя врезками ГВС в одну нитку (при открытой схеме теплоснабжения зимой);
3. Циркуляционным насосом. Как правило, циркуляционное водоснабжение в общественных зданиях и жилых многоквартирных домах обеспечивают производительные насосы с сухим ротором.

Насос ГВС с сухим ротором обеспечивает циркуляцию воды в масштабах дома

Нормы водоснабжения зданий

• Согласно Постановлению Правительства РФ №354, допустимое давление холодной и горячей воды в местах ее расхода — 0,3 — 6 атмосфер. СП 30.13330.2016 устанавливает верхнюю планку ниже: давление не должно превышать 4,5 атмосфер. Повышение до 6 кгс/см2 допускается лишь в том случае, если дом подключен к общей с высотными зданиями сети водоснабжения;

В застроенном высотками районе давление в водосети может превышать нормативное

• Температура холодной воды не регламентируется. Температура ГВС — от 60 до 65 градусов;

Однако: в дошкольных воспитательных заведениях максимальная температура воды у кранов не может быть выше 37 градусов.

В детсадах к умывальникам подается вода не горячее 37 градусов

• Допускаются перерывы в водоснабжении не более 8 часов в месяц и 4 часов единовременно. При авариях на тупиковых участках сети теплоснабжения или хозяйственно-питьевого водоснабжения городов и поселений допускаются перерывы до 24 часов;
• Состав питьевой воды должен отвечать нормам СанПиН 2.1.4.1074-01;
• Система ГВС (в том числе с подачей горячей воды из теплотрассы) должна отвечать гигиеническим нормам, содержащимся в СанПиН 2.1.4.2496-09.

Актуальная версия СанПиН для горячего централизованного водоснабжения

Алгоритмы расчетов

Как выполняется расчет водоснабжения здания? Поскольку все аспекты гидравлических расчетов — слишком обширная тема для небольшой статьи, мы приведем здесь лишь общие алгоритмы расчета некоторых параметров водоснабжения.

• Секундный расход определяется на основе нормативного секундного расхода одной точкой водоразбора, их общего количества и статистической вероятности их одновременного использования;
• Суточный расход определяется на основе статистически выведенного среднесуточного потребления воды одним жильцом (120-250 литров в сутки на человека). Потребление зависит от типа водоснабжения (колонка, ХВС, ХВС и ГВС от собственного водонагревателя, ХВС и централизованное ГВС), комплектации внутреннего водоснабжения сантехоборудованием (с ванной, с душем, без ванны и душа) и количества жильцов;

Нормативный расход воды на одного жильца

• Расчет водоснабжения в здании по требуемому напору выполняется по формуле H=10+(n-1)х4, где H — напор на вводе в метрах, а n — количество этажей.

Регулировка давления

Водоснабжение высотных зданий требует более высокого по сравнению с нормативным давления на уровне ввода. Атмосфера избыточного давления дает водяной столб высотой в 10 метров.

Давление в атмосферу поднимает воду на 10,3 метра

При максимально допустимых 4,5 кгс/см2 вода может подняться лишь на 45 метров над кранами первого этажа, что даже без учета необходимого для работы сантехники избыточного напора обеспечит водой всего 12-15 этажей в зависимости от высоты перекрытий в них.

Избыточное давление создается стациями подкачки. Они представляют собой один или несколько центробежных насосов, снабженных байпасами и обратными клапанами.

Насос подкачки в многоквартирном доме

Однако установка повышающих насосных станций на вводе порождает еще одну проблему: чтобы создать необходимый для водоснабжения верхних этажей напор, на уровне нижних этажей давление нужно поднять выше значений, предусмотренных нормативной документацией.

Эта проблема имеет две решения:

1. Вертикальное зонирование водоснабжения. В этом случае потребители, расположенные на примерно одинаковой высоте от уровня ввода, обеспечиваются водой по собственной группе стояков с собственным уровнем давления;

Водоснабжение с повышающими насосами и вертикальным зонированием

1. Монтаж регуляторов давления (редукторов) на вводах в помещения нижних этажей здания. Эта схема гораздо более экономична, поскольку подразумевает наличие меньшего количества независимых стояков и насосов. Именно ее предписывает использовать СП 30.13330.2016.

Редуктор нормализует давление воды в квартире

Внутренняя разводка

Как может быть разведено внутреннее водоснабжение построек и сооружений на уровне отдельных квартир и помещений?

Существует два основных способа разводки — тройниковая и лучевая (альтернативные названия — последовательная и коллекторная).

Способы разводки труб водоснабжения

В чем разница между ними?

Последовательная схема подразумевает, что все потребители подключаются отводами от общей для них подводки. По помещению прокладывается две трубы — с холодной и горячей водой. Именно эта схема типична для зданий старой постройки (включая все многоквартирные дома, построенные при СССР).

Преимущества последовательной разводки очевидны:

• Минимальная материалоемкость;
• Возможность открытой прокладки;
• Как следствие — ремонтопригодность и простота подключения новых точек водоразбора.

Врезка в тройниковый водопровод для подключения стиральной машины

Ее недостаток — в том, что при расходе воды в любой точке внутреннего водопровода давление падает во всей подводке. Помните столь привычную просьбу не открывать воду на кухне, пока кто-то из членов вашей семьи моется в душе?

Заметьте: при использовании стальных труб, типичных для зданий советской постройки, проблема усугубляется по мере зарастания подводок известью и ржавчиной.

Со временем отложения заметно сокращают пропускную способность водопровода

При коллекторной разводке каждая точка водоразбора подключена к коллектору-гребенке собственной трубой. При правильном расчете диаметра ввода в помещение (когда его пропускная способность не уступает суммарной пропускной способности подводок одновременно используемых приборов) падение напора полностью исключается.

Кроме того: водоснабжение здания гостиницы или общежития с коллекторной разводкой воды позволяет отключить любого потребителя из коллекторного шкафа, не располагая доступом в помещение. Эта особенность лучевой схемы позволяет оперативно устранять аварийные ситуации.

Подачу воды на любой сантехприбор можно оперативно отключить из коллекторного шкафа

Обратите внимание, что коллекторное водоснабжение подразумевает скрытую разводку труб. Выполнить ее своими руками можно лишь на стадии отделки помещения: трубы прокладываются в штробах, легких каркасных перегородках, над подвесным потолком или замоноличиваются в полу.

Лучевая разводка труб будет скрыта подвесным потолком

Нормы проектирования и монтажа

Детальная инструкция по монтажу внутренних систем водоснабжения содержится в уже знакомом нам своде правил 30.13330.2016, являющемся актуализированным изданием советского СНиП 30-летней давности.

Дополнительная информация найдется в СП 40.101.96; этот документ регламентирует проектирование водоснабжения из полипропиленовых (PPRC) труб. Для удобства читателей мы сведем не затронутые ранее требования в единый список.

• Для унитазов и писсуаров можно использовать воду непитьевого качества;
• В промышленном водоснабжении рекомендуется предусматривать повторное и оборотное использование воды;
• Трубы холодного и горячего водоснабжения нуждаются в теплоизоляции (в первом случае для уменьшения количества конденсата, во втором — для сокращения теплопотерь;

Изоляция внешних и внутренних водопроводов

• Вводы водоснабжения в местах их прохода через фундамент на влажных грунтах должны снабжаться сальниками;
• Все трубопроводы (за исключением внутриквартирных подводок), соединения, регулирующая и контрольно-измерительная арматура должны оставаться доступными для ремонта и визуального осмотра;

Розливы и арматуру нужно монтировать открыто

• Водоснабжение и водоотведение в жилых зданиях и постройках прочего назначения могут прокладываться вместе только в проходных каналах. При этом водопровод монтируется над канализацией. Там, где в силу каких-либо причин необходимо обратное расположение участков инженерных систем, водопровод должен прокладываться полимерными трубами с раструбами под сварку или клеевое соединение. Механические фитинги под запретом;
• Розливы должны монтироваться с уклоном 0,002 (при ограничении по высоте — 0,001) и снабжаться сбросами в нижних точках;

Уклон и наличие сбросников позволяют осушить розлив на время ремонта

• Полотенцесушители могут подключаться к подающим стоякам ГВС только при условии установки перемычек и отсекающих приборы кранов;
• Разбор воды из циркуляционных стояков запрещен;
• Водопроводы ГВС должны снабжаться компенсаторами удлинения при нагреве. На стальных трубопроводах применяются, как правило, сильфонные компенсаторы, на полимерных — самокомпенсирующие изгибы (Г-, П-образные и кольцевые);

Устройства для компенсации термического удлинения металлических трубопроводов

• Применяющиеся арматура и трубы должны обеспечивать расчетный срок службы системы водоснабжения в 25 лет при температуре +75°С и 25 лет при +20°С;

Подсказка: этот пункт де-факто предлагает навсегда забыть про стальные водопроводы. ВСН 58-88 Р оценивает срок службы черной стальной трубы на ХВС в 15 лет, оцинкованной — в 30.

• Водоснабжение административных зданий, бытовых и хозяйственных помещений предприятий по полипропиленовым водопроводам запрещено;
• Противопожарные внутренние трубопроводы должны монтироваться исключительно металлическими трубами (за исключением чугунных);
• Водосчетчик на вводе в здание или в отдельное помещение должен комплектоваться установленным перед ним механическим фильтром.

Перед счетчиком установлен механический фильтр

Обслуживание

Техническая эксплуатация водоснабжения зданий подразумевает периодическое обслуживание систем и их отдельных узлов. Какое обслуживание необходимо современным системам водоснабжения?

1. Визуальный осмотр проложенных по подвалам, чердакам и техэтажам трубопроводов на предмет утечек;

Подсказка: 99% течей возникает на обслуживаемых соединениях (читай — на резьбовых и механических фитингах).

Большинство течей возникает на соединениях труб между собой и с арматурой

1. Очистка и промывка грязевиков и механических фильтров в водомерных узлах и тепловых пунктах;

Грязевик в элеваторном узле

1. Ежемесячное снятие показаний общедомовых приборов учета;
2. Поверка водосчетчиков;

Примечание: она осуществляется местным «Водоканалом». Организация, отвечающая за обслуживание, должна лишь демонтировать приборы, обеспечив на время их отсутствия бесперебойную подачу воды.

Стенд для поверки приборов учета расхода воды

1. Набивка сальников задвижек, пробковых и винтовых вентилей, насосов;
2. При необходимости — подтяжка сальниц шаровых кранов и регулирующих клапанов. Вместо графитового или масляного сальника они используют тефлоновые или фторопластовые уплотнительные кольца;

На фото — утечка по штоку шарового крана

1. В зданиях с открытым теплоснабжением — своевременное переключение горячего водоснабжения между нитками теплосети в зависимости от текущих параметров теплотрассы.

Температура теплоносителя на прямом и обратном трубопроводах в зависимости от текущей уличной температуры.

Системы канализации зданий

СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий» регламентируют правила проектирования этих систем в жилых зданиях высотой до 25 этажей и в административных зданиях высотой до 40 м. Поэтому правила проектирования систем инженерного оборудования в зданиях высотой до 200–250 м, безусловно, требуют тщательного анализа и обсуждения.

Что касается систем канализации, то вопросы их надежности и безопасности возникали у специалистов нашей страны, по крайней мере, дважды: в 1950-х годах в начале массового строительства зданий высотой выше 16 этажей (при строительстве 22-этажных зданий) и в конце 1960-х при проектировании первого в СССР 25-этажного жилого дома (Москва, проспект Мира, д. 184).

Как известно, в 22-этажных домах (жилые дома на пл. Восстания, Котельнической наб., административные здания на пл. Восстания, Каланчевке, у Красных Ворот, МГУ) применены двухтрубные системы канализации, состоящие из двух стояков: один из них диаметром 150 мм принимает сточную жидкость (почему и носит название «сточный» или «мокрый»), назначением второго, который соединяется перемычками со сточным стояком, является подача воздуха в сточный стояк для предотвращения возникновения в нем разрежений, приводящих к срыву гидравлических затворов у приборов и оборудования, присоединенных к первому стояку. Второй стояк называется «сухим» или «вентиляционным» и имеет диаметр 100 мм.

Двухстояковые системы канализации аналогичны системам канализации высотных зданий США. В качестве примера назовем 69-этажное здание Рокфеллер центра в Нью-Йорке, в котором и сточный, и вентиляционный стояки имеют диаметр 12” (300 мм).

Как это ни парадоксально, но в вышеназванном 25- этажном жилом доме система канализации включает один стояк диаметром 100 мм, к которому поэтажные отводные трубопроводы присоединены под углом 90°.

Положительный опыт эксплуатации этой системы позволил внедрить ее в массовое строительство жилых и общественных зданий в нашей стране и подтвердил правильность предпосылок, положенных в основу полуэмтерической модели системы канализации зданий.

Схема истечения воды из поэтажного отвода в стояк
(разрез по оси стояка)
1 – воздух;
2 – вода

В соответствии с этой моделью, при истечении из поэтажного отвода в стояк жидкость перекрывает часть его сечения (рис. 1), образуя сжатое сечение стояка. При своем движении вниз жидкость увлекает из атмосферы воздух. При этом величина эжектирующей способности жидкости больше, чем величина фактического расхода воздуха, поступающего в стояк.

В результате, ниже сжатого сечения стояка возникает дефицит воздуха, или разрежение. (Например, при расходе жидкости 1 л/с в стояке диаметром 100 мм экспериментально измеренная величина эжектирующей способности равна 25 л/с воздуха, а фактически поступающее в стояк количество воздуха равно лишь 14 л/с, поэтому ниже сжатого сечения в стояке возникает дефицит воздуха, равный 11 л/с, и разрежение порядка 10–12 мм).

С увеличением расхода жидкости уменьшается площадь живого сечения воздуха в сжатом сечении стояка и, следовательно, уменьшается расход воздуха, фактически поступающего в стояк из атмосферы. При этом с увеличением расхода жидкости увеличивается величина ее эжектирующей способности и дефицит воздуха в стояке. Наконец, при какой-то величине расхода жидкости, который называется критическим, в стояке возникает критическое разрежение и происходит срыв затвора у одного из санитарно-технических приборов, присоединенных к сточному стояку. Через сорванный затвор в стояк поступает дополнительное количество воздуха, поэтому затворы у других приборов остаются в неприкосновенности /1/.

Специально выполненные исследования показывают, что срыв гидравлического затвора происходит при разрежении, примерно равном высоте этого затвора.

Величина же разрежения зависит от величины расхода жидкости, диаметров стояка и поэтажных отводов и угла входа жидкости в стояк /1/. Все эти параметры, включая минимальную высоту гидравлического затвора, присоединенного к расчетному стояку, следует учитывать при проектировании.

Что касается высоты и геометрии канализационного стояка, то влияние этих параметров на надежность системы канализации нуждается в специальном анализе.

Прежде всего, следует отметить, что большинство исследователей систем канализации не связывают пропускную способность стояка с его высотой, если речь идет о высотах, превышающих длину начального участка вертикального трубопровода. Например, проф. Н.И. Фальковский /2/ отмечает, что «…предельная скорость движения жидкости достигается при сравнительно коротком падении». Со ссылкой на данные Иллинойского университета, где проводились эксперименты со стояками высотой 12,6 м, он приводит зависимость, в соответствии с которой величина разрежения Р в стояке является функцией исключительно расхода жидкости:

Q – расход жидкости по стояку;

K – коэффициент, зависящий от расположения трубопроводов и единиц измерения P и Q;

n – постоянная, зависящая от типа и диаметра вентиляции.

А. И. Карпинская /3/, выполнявшая экспериментальные исследования на стояках диаметром 100 и 125 мм, высотой 41 м, определила их пропускную способность равной 4,4 л/с и 6,98 л/с, соответственно; отметим, что мы получили те же результаты при исследовании пропускной способности стояков диаметром 100 мм, высотой 18,53 м и 60 м /1/.

В 1963 г. датский исследователь Э. Моркк /4/ на основании выполненных исследований высказал однозначное мнение о том, что при увеличении расхода жидкости ее скорость увеличивается и достигает своего конечного максимального значения через 15 м от точки входа в стояк. Поэтому, подчеркивает Э. Моркк, скорость движения жидкости в стояках высотой 50 или 80 м будет такой же, как в стояках высотой 15 м.

Немецкий исследователь Ф. Полльман отмечает, что вертикальный поток достигает своей максимальной скорости через один или два этапа падения /5/.

Зависимость расхода воздуха от расхода воды в стояке диаметром 45 мм различной высоты
1 – L=52,2 Dст ;
2 – L=84,4 Dст;
3 – L=90 Dст
L=117,2 Dст

Наши экспериментальные исследования /1/ показывают, что величина эжектирующей способности жидкости, движущейся в вертикальном трубопроводе, стабилизируется на его длине, равной 90 Dст (Dст – расчетный диаметр стояка) (рис. 2). На этом основании можно полагать, что эпюра скоростей и жидкости, и воздуха, движущегося за жидкостью в вертикальном трубопроводе, принимают свою окончательную форму через 90 Dст течения. Следовательно, сколь ни велика была бы высота канализационного стояка, его пропускная способность равняется пропускной способности, сформированной в конце длины его начального участка (90 Dст).

Обобщение результатов как собственных, так и исследований других авторов, позволило нам получить единую зависимость для расчета величины разрежений в канализационном стояке /1/:

∆р – величина разрежений в канализационном стояке, мм вод. ст.;

q s – расчетный расход сточной жидкости, м 3 /с;

a -угол присоединения поэтажного отвода к стояку, град;

Dcт – расчетный (внутренний) диаметр стояка, м;

dотв – расчетный (внутренний) диаметр поэтажного отвода, м;

Lст – рабочая высота канализационного стояка, т.е.

вертикальный участок стояка от точки присоединения наиболее высоко расположенных в здании приборов до нижнего cгиба стояка (участок стояка, по которому движется сточная жидкость), м.

Поскольку эпюра скоростей течения жидкости в вертикальном трубопроводе принимает свою окончательную форму через 90 Dст (и, следовательно, величина эжектирующей способности жидкости становится максимальной и постоянной), при расчетах в случае Lст ≥ 90 Dст следует принимать Lст = 90 Dст.

Формула /2/ положена в основу регламентов по проектированию систем канализации зданий в СНиП II-Г.4- 70, СНиП II-30-76, СНиП 2.04.01-85, СНиП 2.04.01-85*, СП 40-102-2000 и СП 40-107-2003. На основании этих норм построены и успешно эксплуатируются тысячи систем канализации в зданиях различного назначения и этажности, в т.ч. такие как 40-этажное здание Министерства внешней торговли, 29-этажные здания Академии общественных наук, 30-этажные здания олимпийского гостиничного комплекса «Измайлово» в Москве и т.д.

По формуле /2/ рассчитана и ЦНИИЭП жилища в 2002 г. запроектирована система канализации жилого комплекса высотой 43 этажа, который в настоящее время построен и введен в эксплуатацию (Москва, Давыдковская ул.).

«ИНТЕХ» — инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

Источник: www.air-ventilation.ru

Водопровод это…

Водопровод

Водопровод — неотъемлемая часть проектов строительства домов, промышленных предприятий и других объектов. Организация системы выполняется в соответствии со строительным нормами и правилами (СНиП). Требование предъявляется к объектам любого назначения.

Что такое водопровод

Водопрово́д — система непрерывного водоснабжения потребителей, предназначенная для проведения воды для питья и технических целей из одного места (обыкновенно водозаборных сооружений) в другое — к водопользователю (городские и заводские помещения) преимущественно по подземным трубам или каналам

Википедия

Водопровод

Водопроводные сети представляют собой систему, состоящую из различных сооружений и элементов, предназначенных для подачи воды. Система включает насосные станции, фильтры, системы трубопроводов и каналов. По котором подается вода к раздаточным кранам и сантехническим приборам.

Устройство и предназначение

Основное назначение водопровода — обеспечение непрерывной подачи воды из скважин, водоемов и других источников. Правильный и безопасный монтаж водопровода необходим для благоустройства населенных пунктов и объектов коммерческого назначения.

Система состоит из инженерных конструкций, выполняющих ряд функций:

• забор воды из скважин, рек, озер и родников;
• транспортировка и хранение;
• распределение ресурсов между объектами;
• очистка воды.

Прокладка водопровода невозможна без создания системы водоотведения, предназначенного для стока жидкостей из домов и зданий, очищению воды и возвращении в природную среду.

Для исключения риска заражения экосистемы используется грамотная схема канализации для сбора, осветления и дезинфекции жидкости.

Для обеспечения бесперебойного водоснабжения в коммуникациях предусмотрены резервные запасы. Это позволяет обеспечивать жилые дома и хозяйственные объекты ресурсами в случае неполадок в системе.

В связи с этим можно выделить главную задачу водопровода — добыча воды из источника, контроль ее качества и транспортировка в пункты назначения.

При проектировании коммуникаций учитывают источник воды. Для крупных производственных предприятий используют централизованные источники, а для местного забора воды устанавливают специальные резервуары. Снабжение горячей водой производится через закрытый водозабор, в котором происходит нагрев и транспортировка.

В зависимости от назначения объекта водопроводная система может быть:

• пожарной;
• производственной;
• оборотной;
• хозяйственно-питьевой;
• для снабжения горячей водой.

Противопожарную систему можно объединять с другими, включая хозяйственно-питьевую и производственную.

Для нормального функционирования коммуникаций устанавливают ряд сооружений:

• водозаборные станции, необходимые для забора жидкости из природного источника;
• насосные станции, используемые для создания нужного давления при транспортировке воды и последующей поставке на определенную высоту;
• устройства для очистки жидкости, повышающие ее качественные показатели;
• водопроводные системы;
• резервные и регулирующие резервуары.

Виды водопроводов

В зависимости от расположения водопровод может быть общим и локальным.

В первом случае осуществляется подача воды в населенные пункты, на предприятия и в другие крупные объекты.

Во втором случае организовывается индивидуальная система для дома или хозяйственного объекта.

Также систему можно разделить на 2 вида:

• наружная — подача воды к зданию;
• внутренняя — распределение ресурсов между кранами и сантехникой.

Внутренний водопровод

Внутренний водопровод

Внутренний водопровод представляет собой сеть из труб, которые проходят внутри здания и ведут коммуникации до точек водозабора. С учетом того, что в наружной системе давление может отличаться, внутреннюю сеть организовывают двумя способами:

• Без повышающих насосов. В этом случае вода подается за счет давления во внешнем водопроводе. Сама система состоит из ввода, водомера, труб, стояка и подводки. Дополнительные элементы не требуются. Способ используется для частных домов и многоквартирных домов.
• С периодическими и постояннодействующими насосами. Система применима в том случае, если во внешней сети нет необходимого давления для транспортировки жидкости. Также она нужна для поставки воды на удаленные и высокие точки водозабора. Водопровод с насосом устанавливается в зданиях высотой более 50 метров, гостиницах и производственных зданиях.

Водопроводные резервуары — один из главных элементов внутреннего водопровода. Их оборудуют специальными трубами и клапанами. Установка рекомендуется в хорошо освещаемом и вентилируемом здании.

Если проект включает организацию зонального снабжения, то на каждом участке закладывают индивидуальные магистральные линии. Обычно они располагаются в технических этажах.

Внутренние сети делают открытыми с разводкой. Иногда трубы монтируют под стены. Для этого необходима арматура, закрепляющая соединения, и качественная вентиляция.

Водопровод внутреннего типа прокладывают с уклоном 0.002-0.005, за счет чего обеспечивается поставка воды к трубам и приборам. При обустройстве коммуникаций в нижних участках монтируют спускной механизм. Не менее важное значение имеет запорная арматура, которую устанавливают на подводках к сантехническим приборам.

Наружный водопровод

Наружная сеть — один из основных элементов водопровода. Она отвечает за транспортировку воды от источника к потребителю.

Центральную водопроводную систему прокладывают на поверхности или под землей. В первом случае процесс менее затратный и занимает меньше времени. Водопровод устанавливают на возвышенной опоре и покрывают утеплителем.

При организации магистрального пересечения трубы прокладывают в туннелях или траншеях.

Устройство наружного водопровода

Наружный водопровод включает комплекс сооружений, необходимых для очистки и хранения воды, а также для обеспечения бесперебойной работы насосов. Вода фильтруется в самом заборе и в наружной сети.

По назначению воды наружная сеть подразделяется на три разновидности:

• Техническая. Используется для эксплуатации на производственных объектах. Чтобы сэкономить, применяют частичную фильтрацию и впоследствии снова используют отработанную жидкость.
• Бытовая. Предназначена для очистки и транспортировки питьевой воды в жилые объекты.
• Пожарная. Применяется для организации систем пожаротушения. Кроме основных сооружений система включает спецтехнику и гидранты. Пожарную сеть делают тупиковой, чтобы можно было объединять ее с другими водопроводами.

Водопровод — замкнутая система, состоящая из различных сооружений, предназначенных для добычи, очистки и транспортировки воды до потребителя.

Система состоит из наружных и внутренних сетей. В зависимости от предназначения воды используют разные виды водопроводов. При проектировании водопровода для подачи питьевой воды используют двухэтапную систему очистки

. В производственные объекты подают жидкость, прошедшую частичную обработку, и впоследствии ее снова используют.

Для бытовых и производственных целей используют индивидуальную систему. Пожарные сооружения можно объединять с другими.

Источник: vodosnabdom.ru

Водопровод: технические характеристики и виды коммуникаций

Неотъемлемой частью любого домостроения является проектирование, в котором предусматривается не только планировка помещений, но и установка систем коммуникации. В независимости от того, будет возводиться частный дом или муниципальная недвижимость, обязательным условием для эксплуатации здания считается монтаж водопровода и канализации. Данные системы размещают внутри и снаружи сооружения, учитывая установленные нормы и правила.

Общее устройство и предназначение

Водопровод и канализация представляют собой единую систему, которая объединяет в себе ряд мероприятий, направленных на обеспечение здания водой и отвод стоков. Благодаря комплексу инженерных устройств и сооружений вода поставляется к потребителям из природных источников, проходя предварительную очистку.

Для того чтобы водоснабжение было бесперебойным, в коммуникациях обязательно предусматривают хранение запасов, это позволяет обеспечивать водой различные хозяйственные объекты и населенные пункты. Поэтому к главным задачам водопровода можно отнести: получение воды из источника, контроль ее качества согласно требованиям пользователей и непосредственная транспортировка к точкам отбора. Такое снабжение, как правило, осуществляется из местных или централизованных источников и имеет свою схему водопровода.

Проектирование коммуникаций зависит от выбора источника воды. Для больших и производственных объектов обычно выбирают централизованные источники, а для местного забора используют специальные резервуары. Что же касается водоснабжения горячей водой, то его чаще всего устанавливают в виде закрытого водозабора, где происходит нагрев и последующая транспортировка.

Для жилых помещений норма горячей воды в водопроводе предусматривает нижнюю границу +60С и верхнюю + 75С.

В зависимости от эксплуатационного предназначения здания различают следующие виды водопровода:

• производственный;
• пожарный;
• оборотный;
• хозяйственно-питьевой;
• для поставки горячей воды.

Противопожарный водопровод допускается объединять с другими системами, включая производственную и хозяйственно-питьевую. Что же касается питьевого водоснабжения, то его нельзя использовать с объектами, одновременно транспортирующими воду, которая не соответствует санитарным стандартам. Для того чтобы системы коммуникаций справлялись с поставленными задачами, их обеспечивают следующими сооружениями:

• водозаборными станциями, отвечающими за забор воды из объекта природного источника;
• насосными станциями, которые создают при транспортировке требуемое давление и поставляют воду на заданную высоту;
• сооружениями для обработки и очистки, улучшающими качество воды;
• водопроводными системами и водоводами;
• запасными и регулирующими резервуарами.

Наружная сеть

Современные водопроводные системы представляют собой сложную сеть, главной составляющей которых считается наружный трубопровод. Он отвечает за поставку воды от скважин, водоемов или хранилищ к потребителю, центральный водопровод можно прокладывать как на поверхности, так и под землей. Первый вариант установки является самым дешевым, характеризуется быстрым монтажом. В данном случае водопровод крепят на возвышенных опорах и дополнительно покрывают утеплителем. Если же при проектировании водопровода предусмотрено магистральные пересечение, то укладку труб выполняют в подземных туннелях или траншеях.

Наружная сеть, как правило, состоит из сооружений, отвечающих за очистку, хранение воды и различного насосного оборудования. При этом фильтрация осуществляется не только в заборе, но и в самой наружной системе водопровода. В зависимости от того, где будет использоваться вода, различают несколько видов наружного водоснабжения.

• Техническое. Оно предназначено исключительно для производственных объектов. Часто для экономии средств в технических водопроводах устанавливают только частичную очистку, и могут повторно использовать обработанный ресурс.
• Пожарное. Его применяют для систем пожаротушения. Подобную сеть дополнительно снабжают спецтехникой и гидрантами. Обычно пожарный водопровод делают тупиковым, это позволяет его совмещать с бытовым и техническим снабжением.
• Бытовое. Транспортируемая вода в таком водопроводе используется для питья и тщательно очищается.

Внутренняя система

Водопровод также имеет и внутреннюю систему, состоящую из сети труб, проходящих внутри строения и ведущих коммуникаций до точек водозабора. Так как внешний трубопровод может иметь различное давление, внутреннее водоснабжение устраивают двумя способами.

• Без повышающих насосов. Подача воды в таком случае осуществляется за счет давления в наружной сети, а водопровод включает в себя ввод, водомер, трубы, стояк и подводку. Данный вид снабжения идеально подходит как в частный дом, так и в городские квартиры. Он характеризуется простотой, не имеет никаких дополнительных устройств, кроме трубопровода.
• С периодическими или постояннодействующими наносами. Подобная система выбирается, когда внешняя сеть не обеспечена нужным давлением для транспортировки воды, или если необходимо ее поставлять на высокие и удаленные точки водозабора. Как правило, водопровод с насосами устанавливают в больших зданиях высотой более 50 м, гостиницах, домах отдыха и производственных объектах.

Чтобы вода поступала к потребителям бесперебойно, помимо насосных установок, водопровод дополняют специальными резервуарами, в которых хранится ее запас. Объем баков определяется в зависимости от хозяйственных нужд, обычно их емкость рассчитана на 20% от суточного расхода.

Водонапорные резервуары являются главными составляющими внутренней системы водоснабжения и оборудуются специальными трубами и клапанами. Их рекомендуется размещать в хорошо освещаемом и вентилируемого помещении.

Если проектом предусмотрено зональное снабжение, то каждый участок должен иметь индивидуальные магистральные линии, их закладывают обычно в технических этажах. Внутри строения сети водопровода делают открытыми с разводами. В некоторых случаях также применяют и скрытый монтаж труб, размещенный в шахтах и бороздах стен. Для этого в местах установки арматуры крепят соединения, и фиксируют смотровые люки.

Кроме этого, внутренние системы должны быть проложены под уклоном 0.002-0.005, это обеспечит вывод воды из магистралей к подходящим трубам и приборам. Если же коммуникации расположены в нижних точках, то желательно сделать спускное устройство.

Во время монтажа внутреннего водопровода обязательно уделяется внимание и монтажу запорной арматуры. Ее ставят на подводках к кранам, унитазу, смывным бачкам и умывальникам.

Материалы для труб

Выполняя монтаж водопровода, важно уделить внимание выбору материала, из которого изготовлены трубы, так как от этого будет не только зависеть стоимость их установки, но и срок службы. Чтобы системы надежно прослужили не один десяток лет, во время приобретения труб нужно учесть, что они будут подвергаться давлению и химическому воздействию воды. Поэтому рекомендуется отдавать предпочтение прочному и надежному материалу. На сегодняшний день в продаже можно встретить несколько видов труб.

Медные

Такие трубы широко используются в различных инженерных коммуникациях, включая водоснабжение. К главным преимуществам медных труб относят:

• высокую устойчивость к давлению;
• низким и высоким температурам;
• отсутствие деформации при нагреве;
• данный материал обеспечивает магистрали долговечность;
• эффектный внешний вид.

Что же касается недостатков, то подобные системы:

• дороги в установке;
• их монтаж трудоемкий и требует особых технологий пайки;
• если во время эксплуатации медная система дает протечку, то поврежденный участок нужно полностью вырезать и заменять на новый.

Как правило, медные водопроводы используют для дистиллированной воды, так как они имеют свойство соединяться с токсическими элементами.

Хлорированная вода негативно сказывается на физических характеристиках меди. Медные системы также быстро разрушаются от блуждающего тока.

Металлопластиковые

Состоят из тонкой металлической трубы, покрытой снаружи и внутри слоями пластика. Плюсов у таких водопроводов много:

• они имеют маленький диаметр;
• легки в ремонте;
• просты в установке;
• отлично переносят температурные перепады.

Но выбирая монтаж коммуникаций из металлопластиковых труб, стоит учесть, что они требуют регулярного технического обслуживания, стоят дорого, боятся ударов и могут разрушиться под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Стальные

В зависимости от материала покрытия изделия подразделяются на оцинкованные и без покрытия. Установка такого водопровода выполняется с помощью специальных резьбовых соединений, муфт, тройников или сварки. Стальные системы отличаются высокой жесткостью, прочностью и долгим сроком эксплуатации. Несмотря на положительные свойства данных трубопроводов, они подвергаются образованию внутри ржавчины и неорганических отложений. Помимо этого, их монтаж трудоемкий.

Оцинкованные

Отдавая предпочтение данному виду труб, важно при их установке тщательно осуществлять герметизацию соединений. Это можно делать с помощью льна, предварительно пропитанного олифой или краской. Нельзя обрабатывать резьбу синтетическими растворами. Плюсом оцинкованных трубопроводов считается их доступная цена и легкий монтаж, минусом – небольшой срок службы.

Пластиковые

Являются хорошим материалом для строительства водопровода, так как они:

• долговечны;
• не подвергаются коррозии;
• имеют низкую теплопроводность;
• небольшой вес.

Пластиковые системы можно укладывать скрытым методом. Установка труб выполняется быстро и просто, но их нельзя применять для подачи горячей воды.

Трубы ПНД

Производятся из полиэтилена под низким давлением, поэтому получаются прочными и отлично подходят для водоснабжения как технической, так и питьевой воды. Такие трубы популярны в современном строительстве, потому что обладают высокой эластичностью и устойчивостью к замерзанию. При низких температурах они не лопаются и позволяют транспортировать как холодную, так и горячую воду. В системе трубы соединяются при помощи сварки или пайки, монтаж осуществляется легко, поскольку полиэтилен хорошо гнётся.

Поливинилхлоридные

В отличие от других видов материала этим изделиям свойственна большая жесткость, благодаря чему их широко используют для прокладки открытых и закрытых магистралей водоснабжения. Трубы подходят для транспортировки не только горячей и холодной воды, но и для отопительных систем, имеют аккуратный внешний вид и высокую прочность. Стоят трубы недорого, их соединяют методом склеивания и с помощью фитингов. Видимых недостатков у поливинилхлорида нет.

Полипропиленовые

По своим техническим свойствам во многом имеют сходство с полиэтиленовыми трубами, но стоят они намного дешевле и соединяются при помощи сварки. Помимо этого, такие системы долговечны, прочны, соответствуют всем строительным стандартам и требованиям, но во время их стыковки нужно обращать внимание на качество пайки, в противном случае возможна протечка.

Сооружения для очистки воды

Водопровод обеспечивает транспортировку воды к потребителю из различных природных источников, которые могут содержать органические и минеральные элементы в растворенном, коллоидном или взвешенном состоянии. Для того чтобы качество воды отвечало всем стандартам, во время монтажа коммуникаций дополнительно строят очистные сооружения. Самыми распространенными вариантами являются небольшие водоочистки с самотечным движением воды. Чаще всего их можно встретить в городских водопроводах.

Система очистки в данном случае выглядит следующим образом: вода подается насосной станцией, после чего самостоятельно стекает в очистные емкость. Затем она собирается в резервуарах, проходит обработку и фильтрацию, очищенный ресурс забирается насосами второй станции.

Кроме этого, сооружения в населенных пунктах могут возводиться по многоступенчатой и одноступенчатой схемам, выбор которой зависит от качества воды, поставляемой из источника. Так, двухступенчатая схема очистки предусматривает не только осветление и обеззараживание воды для хозяйственных и технических целей, но и ее углерирование и коагулирование. В результате этого в горизонтальных резервуарах вода фильтруется при помощи флокулянтов, затем обязательно хлорируется.

Обычно сооружение для очистки состоит из:

• емкостей для чистой воды;
• системы фильтров;
• отстойника;
• камеры хлопьеобразователя;
• смесителей;
• промывной башни;
• хранилища гашеной извести и коагулянта;
• расходных баков;
• насосной станции;
• склада для хранения активированного угля и натрия.

В том случае, когда воду очищают по одноступенчатой системе, ее фильтруют и осветляют без применения отстойников. Иногда очистные сооружения дополняют устройствами для обесфторивания и смягчения воды. Подобные станции, как правило, наблюдаются в питьевых водопроводах. Что же касается очистки подземных вод, которые в дальнейшем будут транспортироваться для хозяйственных целей, то их только обеззараживают. Если же подземные воды в своем составе содержат много жестких компонентов и железа, то их также смягчают и обезжелезивают.

Для ускорения процесса очистки используют специальные добавки, которые способствуют слипанию мелких частиц, после чего они оседают на дно емкостей и устраняются при помощи вакуум-фильтров, размещенных как в начале, так и в конце системы.

Помимо резервуаров чистой воды, в очистных сооружениях устанавливают и отстойники, благодаря которым вода очищается от крупных частиц и сбрасывается для более тщательной фильтрации.

Для небольших систем водоснабжения можно также устанавливать септик и метантенк, выполняющий роль биологической очистки.

Подробнее смотрите в следующем видео.

Источник: stroy-podskazka.ru

Водоснабжение и водоотведение в строительстве

Сети водоснабжения и водоотведения относятся к инженерным сетям и оборудованию зданий и сооружений.

Водоснабжение основано на использовании природных ресурсов, запасы которых ограничены и поэтому требуют к себе экономного хозяйственного отношения. В этой связи очень важна разработка научно обоснованных норм потребления воды и использования более совершенного оборудования, обеспечивающего высокий уровень благоустройства жилья и необходимых технологических процессов в промышленности и сельском хозяйстве.

В гидросфере Земли находится примерно 1,5 млрд. км3 воды, однако 98% — это соленая вода океанов, около 2% — вода ледников и полярных льдов и только 0,06% общего объема – пресная вода суши. Количество подземных вод составляет около 400 млн. км3, т. е. около 25% объема воды в океанах

Огромная и всевозрастающая промышленность требует колоссального количества воды. Например, на производство 1 т стали расходуется 120 м3 воды, 1 т резины – 1500 м3, 1 т искусственного волокна – 2000% м3 воды.

Еще больше воды расходуется в сельском хозяйстве. Средний расход воды на 1 га орошаемых посевных земель составляет примерно 2000м3 год.

Развитие централизованных систем водоснабжения вызвало появление большого количества сточных загрязненных вод, для удаления которых потребовались сплавные системы канализации. Все это вызвало развитие централизованных систем канализации.

Качественная очистка сточных вод имеет важное санитарно-гигиеническое, экологическое значение, сохраняя окружающую среду и предотвращая возникновение эпидемиологических заболеваний населения.

2. Параметры состояния жидкости

К основным параметрам состояния жидкости относятся: плотность, давление, абсолютная температура, удельный объем и сжимаемость.

Плотность – это отношение массы к объему, занимаемому этой массой. Плотность в системе СИ измеряется в кг/м3 и обозначается буквой ρ, для воды плотность равна 1000 кг/м3. Плотность разных материалов и жидкостей различна, и зачастую зависит от температуры и давления в системе. Плотность жидких веществ (вода, растворы и т.д.) при изменении давления почти остается постоянной, а у газов изменяется в зависимости от числа молекул в объеме и массы молекулы, а также от средней квадратичной скорости поступательного движения молекул см. (1).

Давление обусловлено взаимодействием молекул рабочего тела (далее РТ) с поверхностью и численно равно силе, действующей на единицу площади поверхности тела по нормали к последней. В соответствии с молекулярно-кинетической теорией давление газа определяется соотношением

где n – число молекул в единице объема; m –масса молекулы; c 2 – средняя квадратичная скорость поступательного движения молекул.

В Международной системе единиц (СИ) давление измеряется в паскалях (1Па = 1Н/м2). Поскольку эта единица мала (1кг/см2 = 1 ат = 98066,5 Па), удобнее использовать 1 кПа = 1000Па и 1 Мпа = 106 Па, т.е. 1кг/см2 = 1 ат = 0,1 МПа.

Давление измеряется при помощи манометров, барометров м вакуумметров. Жидкостные и пружинные манометры измеряют избыточное давление, представляющее собой разность между полным или абсолютным давлением р измеряемой среды и атмосферным давлением ратм :

Приборы для измерения давления ниже атмосферного называются вакуумметры; их показания дают значение разряжения (или вакуум)

т.е. избыток атмосферного давления над абсолютным.

Следует отметить, что параметром состояния является абсолютное давление. Именно оно входит в термодинамические уравнения.

Температура – есть мера интенсивности теплового движения молекул. Ее численное значение однозначно связано с величиной средней кинетической энергии молекул вещества:

где k – постоянная Больцмана, равная 1,380662·-23 Дж/К. Температура Т, определенная таким образом, называется абсолютной.

В системе СИ единицей измерения температур является кельвин (К); на практике широко применяется градус Цельсия (ºC). Соотношение между ними имеет вид:

Т, К = t, ºC + 273,15. (5)

Удельный объем v – это объем единицы массы вещества, м3/кг. Если однородное тело массой М занимает объем V, то по определению

где ρ – плотность газа, кг/м3.

Для сравнения величин, характеризующих системы в одинаковых состояниях, вводится понятие «нормальные условия» :

— физические: р = 760 мм рт.ст. = 101,325 кПа; Т = 273,15 К;

— технические: р = 735,6 мм рт.ст. = 98 кПа; t = 15ºC.

Сжимаемость жидкости проявляется при очень больших давлениях, имеющих величину порядка 20 000 атм. Известно, что если взять объем жидкости при нормальных условиях м приложить давление 20 000 атм, то первоначальный объем жидкости уменьшится в 2 раза.

Коэффициентом сжимаемости жидкости называется величина

Для воды величина коэффициента сжимаемости равна

Пример. Трубопровод , длиной L и диаметром d заполнен водой V = 1000 м3 при давлении 1 атм. Сколько надо добавить воды, чтобы давление в трубопроводе повысить на величину Δp = 20 атм. Считать, что трубопровод абсолютно герметичен.

Для решения этой задачи возьмем формулу (7), определяющую коэффициент сжимаемости βw, разрешим ее относительно Δw/w и подставим в нее исходные данные:

(Δw)/w = – (Δp)∙βw = – (20,атм)∙(20 000 –1,атм) = –1/1000.

Это значит, что для проведения опрессовывания трубопровода, заполненного водой в объеме V = 1000 м3 необходимо добавить воды 1/1000 долю от уже имеющегося в трубопроводе количества воды, т.е. ΔV = 1000 ∙ 1/1000 = 1 м3.

Знак (–) обозначает сжатие рабочего тела (воды), знак (+) – расширение.

3. Водоснабжение городов и промышленных предприятий

3.1. Классификация систем водоснабжения

По назначению различают следующие системы водоснабжения :

— хозяйственную – для удовлетворения питьевых и хозяйственно-бытовых нужд;

— производственную – для снабжения водой одного или нескольких промышленных предприятий или отдельных цехов;

— противопожарную, подающую воду для тушения пожара;

— объединенные, которые предназначаются для одновременного удовлетворения различных нужд.

По характеру использования природных источников различают водопроводы, получающие воду из поверхностных источников; водопроводы, использующие подземные воды; водопроводы смешанного питания при использовании различных видов источников.

По способам подачи воды различают водопроводы самотечные и с механической подачей воды.

Кроме того, производственные водопроводы различают по способу (кратности) использования воды: прямоточные системы (с однократным использованием); оборотные системы; системы с повторным (последовательным) использованием воды.

3.2. Основные схемы и состав сооружений водоснабжения

Состав сооружений и схемы водоснабжения бывают весьма разнообразны и зависят от многих факторов и условий: от вида источников и свойств воды в них, требований потребителей в отношении свойств воды, рельефа местности от рода и количества объектов, снабжаемых водой, и т. д.

Рис.1. Схема водоснабжения города:

1 – водозаборные сооружения; 2 – насосная станция первого подъема; 3 – водоводы первого подъема; 4 – очистные сооружения по очистке воды; 5 – резервуары чистой воды; 6 – насосная станция второго подъема; 7 – водоводы второго подъема; 8 – потребители; 9 – водонапорная башня; 10 – водоводы

Взаимное расположение сооружений системы водоснабжения и их состав могут быть различными. Насосная водопроводная станция первого подъема может быть совмещена с водоприемными сооружениями, а насосная станция второго подъема располагаться в одном блоке с резервуаром чистой воды. При наличии вблизи населенного пункта значительного естественного возвышения вместо напорной башни проектируется нагорный резервуар.

Рис.2. Сети и сооружения системы с подземным источником воды:

6,7,8,9,10 – обозначения на рис.7; 11 – водозаборные скважины; 12 – сборный резервуар

Представленная на рис. 2 схема водоснабжения от подземных источников воды намного упрощена по сравнению со схемой водоснабжения с поверхностного водоема, так как отсутствует дорогостоящий комплекс очистки воды, поскольку подземные воды обладают не только прекрасными вкусовыми качествами, но также не требуют глубокой очистки. Подача воды в город в ряде случаев может быть и двусторонней (позиция 11,12 на рис.2 справа).

Сравнительная характеристика систем водоснабжения города с поверхностным и подземным

Виды систем

Достоинства

Недостатки

С поверхност­ным источником

Обеспечивает подачу практи­чески любого необходимого ко­личества воды с учетом перспек­тивного роста городов. Надеж­на

Большая строительная и эксплуатационная стоимости. Гро­моздкость. Экологическое несо­вершенство ввиду возможного увеличения объема очистных сооружений

С подземным источником

Обеспечивает высокое санитарное качество воды. Не нару­шает экологию окружающей среды

Ограниченность применения из-за недостаточной мощности водоносных горизонтов. Возмо­жность нарушения в ряде случа­ев несущей способности грунтов

3.3. Нормы водопотребления и определение расчетных расходов воды

Хозяйственно-питьевое водопотребление неравномерно как по часам суток, так и по суткам. Часовые колебания водопотребления населенного места могут быть представлены примерным графиком (рис.3), на котором по оси абцисс отложены часы суток, а по оси ординат – величины потребления и подачи за каждый час в процентах от суточного водопотребления.

Очевидно, в сумме все часовые расходы должны составлять 100%, т.е. суточное водопотребление объекта. В расчетах колебания водопотребления учитывается коэффициентами неравномерности Ксут, Кч. Через Qсут и Qч обозначаются соответствующие расходы воды в сутки и в час.

Рис.3. График суточного потребления воды в городе

Количество воды, потребляемое населением города за сутки, отнесенное к одному жителю, выражаемое в литрах, называется нормой хозяйственно-питьевого водопотребления (см. табл.).

Нормы расхода воды потребителями в населенных пунктах

Степень благоустройства районов жилой застройки

Норма на одного жителя среднесуточная (за год), л/сут

Здания, оборудованные внутренним водопроводом и гяияттичяцией, без ванн

Здания, оборудованные внутренним водопроводом, канализацией и ваннами с, местными водонагревателя­ми

Здания, оборудованные внутренним водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения

Расчетный (средний за год) суточный расход воды (м3/сут) на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте следует определять по формуле

где qж – норма водопотребления 1 жителя, л/сут; N – расчетное число жителей.

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления Qсут.макс (м3/сут) определяются по формулам:

Qсут.макс = Kсут.макс·Qсут.ср; (10)

Qсут.мин = Kсут.мин·Qсут.ср. (11)

Коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, следует принимать равным Ксут.макс = 1,1 – 1,3; Ксут.мин = 0,7 – 0,9.

Расчетный часовой расход воды q (м3/ч) определяется по формулам:

qч.макс = Кч.макс·Qсут.макс/24; qч.мин = Кч.мин·Qсут.мин/24. (12а,б)

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления Кч следует определить из выражений

Кч.макс = αмакс·β; Кч.мин = αмин·β, (13а,б)

где α – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаемый αмакс = 1,2 – 1,4; αмин = 0,4 – 0,6; β – коэффициент, учитывающий количество жителей в населенном пункте, βмакс = 1….4,5; βмин = 0,01….1.

Максимальный секундный расход воды qс.макс (л/с) определяют по формуле

Нормы водопотребления на промышленных предприятиях

Цехи

Норма на одногочеловека, л/смену

Коэффициент часо­вой неравномерности водопотребления

С тепловыделениями более 23,2 Вт/м 3

Очистные станции представляют собой комплекс сооружений, в которых вода подвергается очистке, приобретая качества и свойства, необходимые потребителю.

Выбор методов очистки и состав очистных сооружений в свою очередь зависит от ряда факторов :

— качества воды в источнике;

— производительности станции очистки;

— экологической и технико-экономической целесообразности применения способов очистки.

Нормы водопотребления на строительных площадках

Наименование потребителей

Количество потребляемой воды

Вода для земляных работ, расходуемая на: обеспечение нормальной эксплуатации земле­ройных машин, оборудованных двигателями внутреннего сгорания

устройство насыпей с искусственным уплотне­нием грунтов

Вода для бетонных н железобетонных, каменных и штукатурных работ, расходуемая на:

промывку заполнителей бетона

выполнение кирпичной кладки

выполнение штукатурных работ

10. 15 л на одну маш-смен

0,13. 0,16 м 3 на 1 м 3 насыпи

0,5. 1 м 3 на 1 м 3 щебня или гравия; 1,25. 1,5 м 3 на 1 м 3 песка

0,2. 0,4 м 3 на 1 м 3 бетона

1,0. 1,2 м 3 воды на 1 м 3 кладки

0,002. 0,008 м 3 на 1 м 2 поверхности

2,5. 3 м 3 на 1 т извести

В хозяйственно-питьевых водопроводах, использующих речную воду, на очистные сооружения возложены задачи осветления, фильтрации и обеззараживания воды. Попутно решаются задачи устранения из воды неприятных запахов и привкусов, вопросы умягчения воды (если это необходимо), устранение ее цветности. Основные показатели качества питьевой воды приведены в таблице.

Основные показатели качества питьевой воды (ГОСТ Р51232 – 98) «Вода питьевая»

Запах и привкус

Активная реакция — концентрация ионов водорода (PH)

Мутность — количество взвешенных частиц

Температура воды (оптимальная)

Число кишечных палочек в 1 литре воды (коли-индекс)

Наименьший объем воды, в котором еще обнаруживается кишечная палочка (коли-титр)

Цветность по платино-кобальтовой шкале

Содержание урана природного и урана-238

Содержание остаточного активного хлора не более 2 баллов

не более 1,5 мг/л

не более 0,3 мг/л

не более 0,1 мг/л

не менее 0,3 и не бо­лее 0,5 мг/л

На очистных сооружениях (гидроузел), после насосов первого подъема, производится полная очистка и обеззараживание воды, т.е. доведение ее качества до требуемых норм согласно ГОСТ Р51232 – 98.

Методы очистки речной воды включают в себя :

— обеззараживание (хлорирование, озонирование, обработка ультрафиолетовыми лучами и т.д.).

3.4. Требуемые напоры и зонирование

Гидростатический напор наружной сети хозяйственно-питьевого водопровода у потребителей не должен превышать допустимые по техническим соображениям 60 м. Если напор во внешней сети превышает норму, допускается зонирование системы водопровода. Зонирование сети, зависящее от рельефа местности, называют вертикальным в отличие от горизонтального зонирования, вызываемого значительными гидравлическими потерями напора при большой протяженности сети или наличии крупных потребителей. Горизонтальное зонирование в большинстве случаев относится к водопроводам больших городов.

Зонирование может быть параллельным (рис.4, зоны 1 и 2), если питание сети происходит из одного источника от общей насосной станции обеих зон водопровода, и последовательным (рис.4, зоны 2 и 3), если в последующей зоне, питаемой от предыдущей, повышается напор станцией подкачки.

Рис.4. Параллельное и последовательное зонирование

При параллельном зонировании увеличивается напор в одном из водоводов и требуется установка насосов, создающих большой и малый напоры. Этот вид зонирования применим при наличии большой разницы в величине требуемых потребителями напоров или в случае большой протяженности водопроводной сети, вытянутой вдоль горизонталей города. Последовательное зонирование обычно целесообразно в случае сильно выраженного рельефа местности и относительно небольшого водопотребления объектами верхней зоны. Удорожание и усложнение системы в этом случае происходит главным образом за счет постройки и эксплуатации дополнительных насосных станций.

3.5. Водоприемные сооружения для забора поверхностных вод

Водозаборные сооружения берегового типа устраивают при наличии следующих условий в месте забора :

— значительная (более 10 м) глубина водоема;

— устойчивые плотные грунты в основании берега;

— амплитуды колебания уровней воды в водоеме более 6 м. благоприятные ледовые условия.

Принципиальная схема работы берегового водозабора раздельного типа приведена на рис.5,а. Он представляет собой колодец 1, выполненный, как правило, из железобетона и располагаемый на склоне берега. Вода поступает в береговой водозабор через входные окна 2, оборудованные с наружной стороны съемными решетками для грубой механической очистки речной воды.

Колодец разделен перегородкой 3 на две камеры – приемную 4 и всасывающую 5. В проеме перегородки между камерами устанавливают сетку 6. Из всасывающей камеры вода забирается всасывающими патрубками 7 центробежных насосов 8, расположенными в насосной станции первого подъема 9. Всасывающие трубы центробежных насосов для защиты от повреждений и для облегчения их осмотра и ремонта иногда располагают в специальной галерее 10. Над водоприемным колодцем устраивают служебный павильон 11, из которого осуществляется управление арматурой и механизмами очистки сеток, а также другие операции, связанные с эксплуатацией водозабора. Решетки приемных окон выполняются из стальных стержней с зазорами между ними 40 – 100 мм. Приемные окна располагаются в два яруса при значительном колебании уровней воды в реке.

Рис.5. Принципиальная схема водозабора берегового типа:

а) – раздельного; б) совмещенного; 1 – береговой колодец; 2 – приемные окна; 3 – перегородка; 4 – приемная камера; 5 – всасывающая камера; 6 – съемная сетка; 7 – всасывающий патрубок центробежного насоса; 8 – центробежный насос; 9 – насосная станция первого подъема; 10 – галерея для размещения всасывающих труб; 11 – служебный павильон; 12 – напорные водоводы

Средняя скорость движения воды через приемные окна – 0,2 – 0,6 м/с.

Для защиты водозаборов от глубинного льда рекомендуется осуществлять следующие основные условия :

— уменьшать скорость течения воды через приемные окна водоза­боров;

— обогревать решетки приемных окон;

— устраивать плавучие запани и коробы;

— устраивать водоприемные ковши.

Для водозаборов средней производительности при малой высоте всасывания насосов и наличии неплотных грунтов в основании берега устраивают береговые колодцы совмещенного типа (см. рис.5,б). При этом днище водоприемного колодца и насосной станции первого подъема выполняют общим.

Водозаборные сооружения руслового типа устраивают при следующих условиях в месте забора воды :

— малая (до Юм) глубина водоема;

— неустойчивые грунты в основании берега;

— амплитуда колебания уровней воды в водоеме менее 6м.;

— благоприятные ледовые условия;

— незначительные образования донных наносов.

Рис.6. Принципиальная схема работы водозабора руслового типа:

1 – оголовок; 2 – самотечная линия; 3 – береговой колодец; 4 – приемная камера; 5 – всасывающая камера; 6 – перегородка; 7 – съемная сетка; 8 – всасывающий патрубок сетевого насоса; 9 – центробежный насос; 10 – насосная станция первого подъема; 11 – павильон; 12 – напорные водоводы

Принцип работы водозабора руслового типа отличается от водозабора берегового типа тем, что оголовок всасывания воды из русла реки вынесен далеко (желательно ближе к середине русла реки) от берега и по самотечной трубе вода поступает во всасывающий коллектор циркуляционных насосов станции первого подъема. Скорость движения воды в самотечной линии составляет 0,7 – 0,9 м/с во избежание их засорения. Их выполняют из стальных, железобетонных и асбестоцементных труб не менее чем в две нитки.

Рис.7. Схема дюкера

Пересечение водопроводной линией рек балок выполняют :

— в виде дюкера (рис.7);

— по мостам в коробе, заполненном нетеплопроводным материалом.

Дюкер в виде двух трубопроводов, обычно стальных, заглубленных на 1 м в дно реки прокладывается в узких местах русла пересекаемой реки или водохранилища (пруд, озеро, канал и т. д.).

В каждом случае вопрос о способе пересечения реки или другой водной судоходной преграды должен быть согласован с органами, ведающими судоходством.

3.6. Принципы расчета водопроводной сети

Потеря давления в сети. Система водопровода состоит из отдельных элементов, работа которых должна быть рассмотрена во взаимной связи. Сущность расчета водопроводных сетей сводится к подбору правильных диаметров труб и определению потерь напора для преодоления сопротивлений в трубах при пропуске по ним расчетных расходов воды.

Определять потери напора необходимо для расчета водопроводных сооружений, работающих совместно с сетью.

Рассчитать систему водопровода — значить назначить сооружения так, чтобы вода была подана потребителям в требуемом количестве с требуемым напором при соблюдении условий экономичности. Основным элементом системы водопровода является водопроводная сеть.

Величину потери напора, h, определяют по формулам гидравлики:

где λ – коэффициент потерь напора, зависящий от режима движения воды, шероховатости внутренней поверхности трубопровода, вязкости жидкости; L – длина трубопровода, м; Dв – внутренний диаметр трубы, м; w – скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с; g – ускорение свободного падения, м/с2.

Гидравлическим уклоном, i, называется потеря напора, отнесенная к единице длины трубопровода:

Движение жидкости в теплопроводах происходит, от сечения с большим давлением к сечению с меньшим давлением за счет разности давления. При перемещении жидкости расходуется потенциальная энергия, т.е. гидростатическое давление на преодоление сопротивления от трения о стенки труб и от завихрения и ударов при изменении скорости и направления движения в фасонных частях, приборах и арматуре.

Падение давления, обусловленное сопротивлениями трения о стенки труб, является линейной потерей; падение давления, вызванное местными сопротивлениями, — местной потерей.

Падение давления ∑Δ p, Па, вызванное трением и местными сопротивлениями, измеряется в долях динамического давления и выражается формулой, известной из курса гидравлики

∑Δ p = [(λ /dв)· l + ∑ ζ ]·(w2/2) ·ρ = R l + z, (17)

где λ – коэффициент гидравлического трения определяющий, в долях динамического давления, линейную потерю давления на длине трубопровода, равной его внутреннему диаметру; dв – внутренний диаметр трубопровода, м; l – длина участка, м; ∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассчитываемом участке; w – скорость жидкости в трубопроводе, м/с; ρ – плотность жидкости, кг/м3; R – падение давления вследствие трения о стенки трубы, Па/м, равное

z – падение давления при преодолении местных сопротивлений, Па/м, равное

Полученная опытным путем зависимость коэффициента гидравлического трения стальных труб от числа Rе и относительной шероховатости kэ:

где kэ = k/r – эквивалентная относительная шероховатость, равная отношению абсолютной шероховатости к радиусу трубопровода (см.рис.8)

Рис.8. Разрез шероховатой стенки трубы

Из формулы (20) можно сделать вывод, что с уменьшением kэ коэффициент гидравлического трения также уменьшается, и при увеличении числа Rе > Rепр снижается до минимальных значений (см. рис.9).

Рис.9. Зависимость коэффициента трения гладких труб от числа Рейнольдса (Rе)

Потери напора в сети на местные сопротивления ввиду их малого абсолютного значения при расчете наружных водопроводных сетей не учитываются.

Рис.10. Номограмма для гидравлического расчета трубопроводов

kэ = 0,0002 м; ρв = 975кг/м3; ρп = 2,45кг/м3; d = 0,07 – 1,392м

Рис.11. Номограмма для гидравлического расчета трубопроводов

kэ = 0,0005; ρв = 975 кг/м3; ρп = 2,45 кг/м3; d = 0,070 – 1,392 м

Рис.12. Номограмма для гидравлического расчета трубопроводов

kэ = 0,0005 м; ρв = 975 кг/м3; ρп = 2,45 кг/м3; d = 0,005 – 0,07

На основании формул (21) и (22) составлены таблицы и номограммы для гидравлического расчета теплопроводов. Для примера в сокращенном виде эти таблицы приведены ниже.

К расчету теплопроводов

Потерн давления на трение, Па/м

Количество протекающей воды, кг/ч (над чертой), и скорость воды, м/с (под чертой, по стальным водогазопроводным обыкновенным трубам (ГОСТ 3262—62) с условным проходом, мм

132/0,191 300/0,24 540/0,27 1130/0,323 1640/0,352

Потери давления Z, Па, в местных сопротивлениях

Скорость воды, м/с

Сумма коэффициентов местных сопротивлений

X

2

3 1

4

5

6 1

1 7

Величину первого сомножителя в формуле (17)

называют приведенным коэффициентом сопротивления участка сети.

Скорость жидкости в теплопроводе, м/с, составляет :

где Qр – расчетный расход воды в трубопроводе (равный водопотреблению), м3/ч.

Массовый секундный расход жидкости G, кг/с, определяется следующим выражением, с учетом плотности жидкости ρ = 1000 кг/м3

Максимально допустимые скорости движения воды в трубопроводах системы водяного снабжения

Максимально допустимые скорости, м/с

Зная располагаемое давление, Δр, (17), можно определить среднее удельное падение давление Rср на участке сети длиной l, м, или расчетного циркуляционного кольца, ∑l. Если учесть, что потеря давления в местных сопротивления ориентировочно составляет 50% располагаемого циркуляционного давления ∑Δр, тогда

Ориентируясь на полученное значение Rср и определив количество воды Qр, кг/ч, можно с помощью номограммы (см. рис. 10-12) или расчетной таблицы определить оптимальные диаметры труб расчетного кольца.

Потери напора определяют по таблицам для гидравлического расчета стальных, чугунных и асбестоцементных водопроводных труб Ф.А.Щевелева.

Расчет диаметра трубопровода. Если трубопровод круглого сечения, то мы, очевидно, имеем равенство:

где F – внутренняя площадь сечения трубопровода, м2.

Тогда, внутренний диаметр трубопровода, м, определится из выражения (24):

Dв = . (28)

При расчете водовода и распределительной сети задаются распределением потоков, поэтому в формулах (24 и 28) постоянными для каждого рассчитываемого участка является Qр или G.

После определения внутреннего диаметра трубопровода необходимо по каталогу на трубопроводы определить стандартные размеры трубы в мм. Причем, округление диаметров необходимо производить в большую сторону.

Что же произойдет, если мы, сохраняя постоянные величины G,L и h, будем менять Dв? Очевидно: 1) увеличивая диаметр Dв, мы уменьшим скорость w и вместе с тем уменьшим сопротивление h, т. е. экономим электроэнергию, требующуюся для создания начального напора, за счет перерасхода материала труб вследствие применения труб большого диаметра; 2) уменьшая Dв, мы увеличиваем скорость w и вместе с тем увеличиваем h, что потребует большого начального напора. Таким образом, мы перерасходуем электроэнергию за счет экономии материала труб.

В разветвленной, или тупиковой, сети вода движется на каждом участке в одном направлении.

В связи с этим можно установить следующую методику расчета тупиковой сети :

1. Определяют расчетные расходы воды каждого участка и, задавшись скоростями (в пределах рекомендуемых), находят диаметр труб каждого участка.

2. Определяют потери напора по всем линиям. Суммированием потерь напора по направлению от начала сети до самой удаленной и самой высокой (диктующей) точки ее находят общую потерю напора.

3. В соответствии с суммарным расходом сети, полученной потерей напора до диктующей точки, геометрической высотой подъема и требуемым свободным напором подбирают насос.

В кольцевой водопроводной сети, в отличие от тупиковой, направления потоков воды по отдельным линиям не определены, так как в некоторые часы они могут менять первоначальные направления на пртивоположные. Это следует из того, что вода может поступать к каждой точке в зависимости от условий питания с двух сторон.

По каждому участку, кроме воды, потребляемой на его протяжении (путевой расход), протекает расход воды, потребляемой в других смежных и рассматриваемых участках сети, называемый транзитным расходом. Очевидно, транзитный расход целиком протекает по участку; что касается путевого, то величина его изменяется от 100% в начале до нуля в его конечной точке. При определении расчетного расхода участка учитывается 50% его путевого расхода

Рис.13. Схема передачи транзитного расхода

Транзитные расходы в кольцевой сети (рис.13) могут быть переданы различно. Например, транзитный расход для питания линии кольца 2 сети, состоящей из 4 колец, может быть передан одним из четырех указанных на схеме вариантов. Очевидно, по варианту Ι участок а – b будет нагружен больше, чем по остальным трем вариантам; по варианту ΙΙΙ он будет меньше всего. В каждом из четырех рассмотренных случаев диаметры линии ec, аb, ас и а d будут различны.

Кольца, образующие распределительную сеть, ограничены линиями, несущими определенные расходы воды в определенных направлениях. Пересечения этих линий образуют узлы. К узлу притекают расходы q1 и q2 и вместе с тем от него утекают расходы q3, q4 и q5.

Для того чтобы движение воды в сети происходило именно так как, было намечено, очевидно, должно быть соблюдено равенство:

q1 + q2 = q3 + q4 + q5, (29)

или, если считать приходящие к узлу расходы воды положительными, а уходящие – отрицательными, то

Выражающее первое условие: сумма расходов, приходящих к узлу, должна равняться сумме расходов, уходящих из него.

Алгебраическая сумма потерь напора по линии в пределах кольца должна быть равна нулю. Это является вторым условием, подтверждающим правильность намеченных направлений движения воды по линиям сети и расходам по ним.

При распределении расходов воды по отдельным линиям сети мы должны соблюдать баланс этих расходов в узлах, согласно первому условию ∑qузл = 0.

Что касается второго условия – ∑hкол = 0, то ему формула (30) может удовлетворить лишь с некоторым приближением, оперируя с напором по отдельным линиям кольца путем перераспределения расходов, не нарушая первого условия. Такое исправление расходов по линии носит название «увязка» колец сети. Неточность расчета, т.е. превышение какой-либо из сумм потерь напора: положительных, направленных в сторону движения часовой стрелки, или отрицательных, имеющих обратное направление, называемая «невязкой» в кольце, не должна превышать 0,3 – 0.5 м. Увязку сети приходится производить по методу последовательного приближения. Для получения удовлетворительного результата обычно требуется 3 – 4 приближенных расчета.

3.7. Трубы и их соединения

Для устройства внешней водопроводной сети применяются в настоящее время трубы следующих материалов :

Чугунные раструбные трубы, асфальтированные, изготавливают диаметром от 50 до 1000 мм. Достоинством чугунных труб и фасонных частей является их устойчивость против коррозии, что делает чугунный трубопровод долговечным. При соединении труб гладкий конец одной трубы вводится в раструб другой. Кольцевое пространство между ними заполняют просмоленной прядью, после чего его зачеканивают цементом. Применяемые в некоторых случаях заполнение раструба резиновыми кольцами заводского исполнения делает соединение труб водонепроницаемым, допускающим небольшие удлинения, менее подверженным загрязнению, чем при заполнению прядью.

Стальные трубы применяют в случаях, когда давление превосходит 1 МПа, при возможности осадки и колебания почвы, при отдаленности места производства работ, так как транспорт более легких стальных труб обходится дешевле, чем более тяжелых чугунных.

Для устройства водопроводов применяют: электросварные трубы с продольным или спиральным швом; бесшовные горячекатаные. Эти трубы для внешних водопроводов применяют только при отсутствии чугунных труб и для временных водопроводов.

Особое значение имеет защита стальных труб от коррозии. В настоящее время в качестве защитного покрытия применяют битумы, а также гидроизол (асбестовое волокно пропитанное битумом).

Асбестоцементные трубы изготавливают диаметром от 50 – 1000 мм. Трубы цилиндрические, соединяемые посредством асбестоцементных муфт. Фасонные части применяют стандартные чугунные. Достоинства асбестоцементных труб следующие: они значительно легче чугунных, антикоррозийны, легко обрабатываются, не теплопроводны, не подвержены действию электрического тока, внутренняя поверхность их гладкая. Недостатком асбестоцементных труб является их низкая прочность на удары и изгиб, что усложняет их транспортировку и укладку.

Железобетонные трубы применяют главным образом для водоводов и напорной канализации. Их изготавливают в заводских условиях центробежным способом диаметром 300 – 1500 мм для давления до 0,6 МПа. Железобетонные трубы делают с предварительно напряженной арматурой.

Материалом для изготовления труб могут служить винипласт, полиэтилен и другие пластические материалы. Эти материалы обладают большой химической стойкостью; они стойки также в отношении электролитической коррозии. Они механически устойчивы при температурах не выше 40°C. При температуре 40 — 60°C трубы могу работать при пониженном давлении, а при температуре от 60 до 100°C необходима жесткая оболочка. К недостаткам к трубам, изготовленных из полимерных материалов можно отнести: большой коэффициент линейного расширения, который в 7 – 8 раз превышает коэффициент линейного расширения стальных труб, поэтому необходима установка компенсаторов.

Не малое значение в процессе эксплуатации водопроводов имеет защита от коррозии. Трубопроводы подвергаются коррозии как с внутренней, так и с внешней стороны. Наиболее значительно корродируют стальные трубы. Коррозия с внутренней стороны способствует образованию отложений и уменьшению сечения трубопровода, что приводит к повышению гидравлического сопротивления трубы и уменьшению пропускной способности.

Для борьбы с внутренней коррозией применяют футеровку труб пластиками, эмалями, стеклом, резиной, цементным раствором. Наружная поверхность водоводов при монтажных работах (для трубопроводов подземной прокладки), также покрывается материалами для предотвращения наружной коррозии. При прокладке водопроводов в каналах, шахтах и тоннелях, совместно с теплосетями, а также в помещениях с повышенной влажностью, изолируют от конденсации влаги.

Конденсат из воздуха на поверхности какого-либо тела образуется в тех случаях, когда температура поверхности тела ниже температуры окружающего воздуха. Исходя из сказанного, водоводы располагаемые во влажных помещениях должны быть изолированы специальным изоляционным материалом (Изоляция из минеральной пробки, штукатурный асбестоцементный слой, стекловатные прошивные изделия и т.д.).

Для определения толщины изоляционного покрова водовода для стальных трубопроводов водоснабжения проложенных во влажных помещениях, с целью предотвращения коррозии от конденсации внешней влаги, существует номограмма (рис.14), по которой можно, с достаточной точностью, определить толщину выбранного изолирующего материала.

Порядок пользования номограммой следующий :

Отложив на оси ординат, левое нижнее поле, значение температуры окружающего воздуха tо, проводят горизонтальную прямую до пересечения с кривой относительной влажности, указанной в задаче φ, из точки пересечения проводим вертикальную прямую в верхнее левое поле до пересечения с линией разности температур между окружающим воздухом и водой в трубопроводе (t о – tв). Из этой точки проводят горизонтальную линию во второе поле до пересечения с прямой значения коэффициента теплопроводности изоляции, откуда чертят вертикальную прямую в четвертое поле до пересечения с кривой заданнаго наружного диаметра трубопровода, затем проводят горизонтальную прямую параллельную оси абцисс до пересечения с правой ординатой определяющей толщину изоляционного слоя принимаемого материала, δиз.

Рис.14. Номограмма для определения толщины изоляционного слоя с целью предотвращения конденсации влаги из воздух

Примечание : на номограмме пунктирные линии со стрелками показывают порядок определения толщины слоя изоляции, по исходным данным(не имеющим отношения к примеру 3).

Пример. Определить толщину изоляции из минеральной пробки, укладываемой на битуме, для трубопровода диаметром dн = 108 мм, расположенного в помещении с температурой окружающего воздуха tо = 30ºС и относительной влажностью

φ = 60% . Температура воды в трубопроводе tв = + 5ºС.Коэффициент теплопроводности для минеральной пробки λиз = 0,07 ккал/м ∙град.

Перепад температур tо – tв = 30 – 5 = 25ºС.

По номограмме рис.14 находим толщину утепляющего слоя δиз = 22 мм.

3.8. Арматура водопроводной сети

На наружных водопроводных сетях для обеспечения их правильной и надежной эксплуатации применяются следующие типы запорной арматуры (рис.15,16).

Задвижка – устройство служащее для выключения отдельных участков сети. Их устанавливают с тем расчетом, чтобы при закрытии их прекращалось водоснабжение одного объекта. Наиболее употребительны в настоящее время задвижки с выдвижным штоком с параллельными и клиновыми дисками. Корпус задвижки выполняется из стальных или чугунных материалов. Разница применения материала для изготовления задвижки обусловлена областью применения, задвижки выполненные из серого чугуна работают в системах водоснабжения с давлением р ≤ 1,6 МПа и температурой t ≤ 100º С. Для более высоких параметров энергоносителей применяются задвижки выполненные из специальных сталей (в зависимости от температуры, давления и среды).

Рис.15. Типы арматуры на водопроводных сетях и водоводах

Рис.16. Водопроводная арматура: а – задвижка; б – обратный клапан; в – вантуз

Обратный клапан состоит из помещенного внутри корпуса поворотного клапана, который пропускает воду только в одном направлении. При обратном движении воды клапан опускается на «гнездо», к которому прижимается давлением воды. Согласно определению, можно сказать, что движение жидкости через клапан – одностороннее (на данном рисунке слева на право). Обратные клапаны устанавливают на тех участках сети, на протяжении которых недопустимо обратное движение воды (насосы, циркуляционные системы и т.д.).

Воздушные вантузы устанавливают в повышенных точках сети для автоматического выпуска скопляющегося в них воздуха. На рис.17 показана схема установки и принцип действия вантуза.

Рис.17. Устройство воздушного вантуза: 1 – чугунный корпус; 2 – крышка; 3 – стальной полый шар с вертикальным штоком; 4 – сбросной патрубок; 5 – клапан для выпуска воздуха

В чугунном корпусе 1 с крышкой 2 помещается стальной полый шар 3 с вертикальным штоком. Выделяющийся из воды воздух через патрубок 4 проходит в корпус вантуза и скапливается в его верней части. При накоплении здесь воздуха и опускании вследствие этого уровня воды шар тоже опускается, открывая соединяющийся с ним клапан 5, и воздух выходит наружу. После этого вода, заполняющая вантуз, поднимается и вместе с ней всплывает шар перекрывая вертикальным штоком выходное отверстие.

Водоразборные колонки устраивают для разбора воды из водопроводной сети жителями, проживающими в домах, не оборудованных внутренним водопроводом. Колонки устанавливают на прочном основании с обязательной отмосткой для отвода воды (радиус действия одной колонки не более 100м). Давление в сети должно быть не менее 0,1МПа.

Спускные краны, представляющие собой патрубок с задвижками (малого и среднего диаметра в зависимости от диаметра водовода), примыкающие к нижней части трубы, устанавливают на пониженных участках сети для их опорожнения, отключения на ремонт или промывки трубопровода. Горизонтальные трубопроводы укладываются всегда с уклоном 0,002 ÷ 0,005 в сторону дренажных узлов или камер переключений.

3.9. Эксплуатация систем водоснабжения

В каждой из систем водоснабжения (городская, промышленная), учитывая, что водоснабжение относится к І – категории снабжения, имеется диспетчерская служба, в обязанности которой входит оперативное руководство бесперебойного водоснабжения потребителей водой.

Хозяйственно-питьевое водопотребление неравномерно как по часам суток, так и по суткам. Часовые колебания водопотребления населенного места могут быть представлены примерным ступенчатым и интегральным графиками подачи и потребления воды рис.18.

Рис.18. Графики определения регулирующего объема бака водонапорной башни (резервуар чистой воды)

Графики построены, исходя из предположения, что насосы в течение всего периода их работы подают в сеть постоянное количество воды, а сеть потребляет ее неравномерно по часам суток. По ступенчатому графику потребления и подачи регулирующий объем бака равен площади заштрихованных фигур, а по интегральному графику он равен сумме абсолютных величин максимальной положительной и максимальной отрицательной разности ординат кривых подачи и потребления воды, например, (13,0 + 6,14 = 19,14%) среднесуточного расхода воды городом.

Предприятие, на чьем балансе находятся источники воды (кроме рек, озер и морей), обязаны выполнять основополагающие требования к содержанию в сохранности источников, устройств по очистке воды, транспортных средств, насосных станций и распределительных сетей с устройствами на них (водоразборных колонок, пожарные гидранты, напорные башни и т.д.).

Специализированное предприятие занимающееся водоснабжением города и промышленных предприятий должно иметь в своей структуре диспетчерскую службу (далее ДИС). В предприятии должны быть разработаны следующие технические документы: схемы сетей водоснабжения указанные на плане города; графики текущих и капитальных ремонтов; графики обхода водопроводов; журналов проведения обходов или ремонтов; журнала дефектов оборудования.

При составлении графиков ремонта оборудования, в результате которого потребители ограничиваются или у них полностью приостанавливается водоснабжение, должны быть включены мероприятия (подвоз воды) обеспечивающие локальное водоснабжение на время ограничения или отключения тех категорий потребителей которым по условиям жизнедеятельности необходимо бесперебойное водоснабжение (больницы, пансионаты, детские сады и ясли, предприятия выпускающие продукты первой необходимости и т.д.).

Время проведения и сроки ремонта должны быть согласованы со следующими организациями :

— ДИС предприятий водопользователей;

— руководство организаций водопользователей.

Графики ремонта оборудования должны быть увязаны с ремонтом оборудования того предприятия, у потребителей которого нарушается технология производства.

Все плановые и аварийные отключения водоводов или насосных станций как повысительных так и основных на гидроузлах, которые приведут к ограничению или приостановлению водопотребления должны подтверждаться телефонограммами, подписанными руководством водоснабжающей организации, по службе ДИС и оповещаться по местному радио и телевидению.

Потребители первой категории должны в обязательном порядке иметь резервные источники водоснабжения (баки холодной воды, артезианские скважины).

3.10. Насосы применяемые в системах водоснабжения

Для подачи воды от источника до места потребления в основном используются центробежные насосы вертикального (типа В) и горизонтального (типа Д) исполнения.

Насосы вертикального исполнения в основном устанавливаются в форкамерах насосных первого подъема как резервное или основное оборудование.

Насосы горизонтального исполнения устанавливаются как в форкамерах гидроузла, так и в насосных станциях следующих подъемов. Для подъема воды из артезианских скважин используются погружные насосы типа ЭЦВ и ЭПЛ.

Рис.18. Насосы типа Д (двойного действия):а – продольный разрез по оси вала; б – вид сбоку;1 – кронштейн; 2 – шарикоподшипник; 3 – сальник; 4 – трубки; 5 – защитное и уплотняющее кольцо; 6 – корпус; 7 – отвод; 8 и 9 – диски и втулка рабочего колеса; 10 – защитное и уплотняющее кольцо; 11 – защитная втулка; 12 – крышка сальника; 13 – вал; 14 – муфта; 15 – кольцо гидроуплотнения; 16 – отверстие для стока воды; 17 – входной патрубок; 18 – выходной патрубок

Примеры расшифровки марки насосов :

— Д-200/95: Д – двухстороннего входа, подача 200 м3/ч, напор 95 м;

— ЭЦВ 8-25/300: насос скважинный, для скважины 8 – дюймов, подача 25 м3/ч, напор 300м вод.ст;

— 600В-1,6/100-У2: 600 – диаметр напорного патрубка, мм, В – вертикальный, 1,6 – подача в м3/с, 100 – напор в м, У2 – климатическое исполнение, в данном случае стационарные установки на суше и на воде для тропического климата.

— ЦНС: многоступенчатые насосы с горизонтальным валом для подачи воды в высотные здания. Это секционные насосы, многоступенчатые с числом рабочих колес от 2 – 10. Подача этих насосов от 8 до 850 м3/ч, напор – 40 – 1440 м, допустимый кавитационный запас – 3 – 6 м, КПД – 67 – 77%. Напор этих насосов можно изменить, уменьшая или увеличивая число секций.

3.11. Элементы очистной станции водопровода для хозяйственно-питьевых нужд

Процесс очистки воды включает в себя следующие этапы.

Осветвление – это процесс, с помощью которого из воды удаляются содержащиеся в ней взвешенные вещества. Осветление может осуществляться отстаиванием в отстойниках. Для улучшения этого процесса применяют коагуляцию , т.е. вводят в воду химические реагенты, которые способствуют укрупнению и более быстрому осаждению взвешенных частиц. Как видно из рис.20, при вводе разноименных частиц коагулянта происходит притяжение коллоидов воды и укрупнение частиц (хлопьев), что приводит к их выпадению в осадок в камерах хлопьеобразования.

Рис.19. Комплекс очистных сооружений по очистке воды для хозяйственно-питьевых целей по двухступенчатой технологической схеме: 1 – смеситель; 2 – реагентное хозяйство; 3 – камера хлопьеобразования; 4 – отстойник; 5 – фильтры; 6 – резервуар чистой воды; 7 – хлораторная

После отстойников и осветлителей вода подвергается более глубокому осветлению – фильтрованию, в процессе которого она проходит через слой фильтрующего материала фильтров.

Обеззараживание воды осуществляется с целью уничтожения бактерий, главным образом болезнетворных. Наиболее распространенными способами обеззараживания воды являются хлорирование, озонирование и бактерицидное облучение.

Рассмотрим более подробно сущность основных процессов водоочистки.

Коагулирование примесей называют процесс укрупнения мельчайщих коллоидных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием молекулярного притяжения.

До введения коагулянта После введения коагулянта

в осадок

Рис.20. Одноименные коллоидные частицы до ввода коагулянта отталкиваются, после ввода – притягиваются и выпадают в осадок

Коллоидные частицы, содержащиеся в воде, имеют чаще всего отрицательный заряд и находятся во взаимном отталкивании, поэтому не оседают. Реагент (коагулянт), добавленный в воду (процесс протекает в смесителе), образует положительно заряженные ионы. Это способствует взаимному притяжению противоположно заряженных коллоидов и приводит, как показано на схеме рис.20, к образованию укрупненных частиц или, как их принято называть, «хлопьев».

В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий AL2(SO4)3, сернокислое железо FeSO4, хлорное железо FeCl2.

Опишем процесс коагуляции в виде химических реакций:

После введения в воду коагулянта катионы алюминия взаимодействуют с ней:

Катионы водорода связываются присутствующими в воде бикарбонатами:

Если содержащихся в воде бикарбонатных ионов недостаточно, в воду добавляют соду:

2H+ + CO3-2 → H2O + CO2

На схеме приведены разновидности конструкций сооружений, обеспечивающие протекание процесса коагуляции на станциях очистки:

После коагуляции вода направляется в отстойники, а затем на фильтры.

Рис.21. Устройство для приготовления Рис.22. Схема перегородчатого смесителя
реагентов: 1 – растворный бак; 2 – рас 1 — подача воды в смеситель; 2 — трубопро
ходные баки; 3 – дозировочный бачек вод для подачи коагулянта; 3 — перелив; 4

Рассмотрим работу реагентного хозяйства, схема рис.21.

При этом способе комья коагулянта загружают в растворный бак 1 с водой, откуда после растворения коагулянт поступает в расходные баки 2, в которых приготавливается раствор определенной концентрации. Этот раствор направляется в дозировочный бачек 3, а из него подается в обрабатываемую воду. Обычно устанавливают два растворных бака, работающих попеременно.

В растворный бак для лучшего растворения коагулянта подают сжатый воздух или пар. Иногда применяют механические мешалки.

Для равномерного перемешивания коагулянта со всей массой воды служат, как указывалось ранее, смесители. Конструкция перегородчатого смесителя представлена на рис.22.

Процесс отстаивания основан на том, что при малых скоростях движения воды взвешенные в ней частицы под действием силы тяжести осаждаются со скоростью u. Поскольку жидкость в период осаждения взвеси тоже двигается со скоростью w, то, чтобы частицы взвеси успели выпасть в осадок за время пребывания очищаемой воды в отстойнике, должно соблюдаться неравенство u > w. При этом считается, что жидкость по отстойнику движется равномерно. Ориентировочно скорость осаждения взвеси для мутных вод, содержащих более 250 мг/л взвешенных веществ, составляет u = 0,5 – 0,6 мм/с.

Рис.23. Принцип работы вертикального водопроводного отстойника со встроенной в центральную трубу камерой хлопьеобразования водоворотного типа: 1 – вертикальный отстойник; 2 – центральная труба с вмонтированной камерой хлопьеобразования водоворотного типа; 3 – нижняя коническая часть отстойника; 4 – трубопровод подачи воды в центральную трубу; 5 – гаситель скорости; 6 – сборные желоба осветленной воды; 7 – труба для отвода осветленной воды на фильтрацию; 8 – труба для удаления осадка; Н – высота зоны отстаивания; 0,9 Н – высота камеры хлопьеобразования; D – диаметр отстойника (10 м)

Количество взвешенных веществ в воде после прохождения ею осветления в отстойнике составляет 10 – 12 мг/л

Фильтрование воды через зернистые материалы позволяет улучшить ее качество и довести их до требуемых стандартов, позволяющих использовать ее для питьевых нужд. Слой фильтрующего мелкозернистого материала задерживает содержащиеся в воде частицы мелкой взвеси. В качестве фильтрующего материала применяют кварцевый песок, гравий, дробленый антрацит и другие материалы.

Фильтры могут быть классифицированы по ряду основных признаков. Выбор той или иной схемы фильтров определяется технологическими и технико-экономическими показателями. Медленные фильтры могут применяться для фильтрования не коагулированной воды, содержащей относительно мелкую взвесь. Скорость фильтрования при этом составляет 0,2 м/ч.

Фильтры работающие по принципу скорого фильтрования, широко применяются в практике очистки воды. Скорость фильтрации составляет 6 – 12 м/ч в зависимости от типа фильтров и крупности зерен загрузки.

Рассмотрим принцип работы скорого однопоточного открытого фильтра (рис.24).

Рис.24. Принципиальная схема скорого однопоточного открытого фильтра: а – при фильтровании воды; б – при промывке фильтра; 1 – фильтрующий слой песка; 2 – поддерживающий слой гравия; 3 – карман; 4 – желоба, через которые подается на фильтрацию вода; 5 – дренажные устройства для отвода профильтрованной воды; 6 – задвижки

Вода поступает в фильтр через карман 3 и желоба 4, проходит через слой фильтрующей загрузки (кварцевый песок) 1 и поддерживающий слой гравия 2. Профильтрованная вода отводится через дренажные устройства 5 , расположенные в нижней части фильтра. Расчетная скорость фильтрования, высота фильтрующей загрузки зависят от крупности зерен последней:

Источник: perekos.net