Схемы водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий

II - допустимая величина  снижения подачи воды та же, что при I категории; продолжительность  снижения подачи не должна  превышать 10 суток. Перерыв в  подаче воды или снижение подачи  ниже указанных пределов допускаются  на время выключения поврежденных и включения резервных элементов или проведение ремонта, но не больше чем на 6 часов;

III - допустимая величина  снижения подачи воды та же, что при I категории; продолжительность  снижения подачи не должна  превышать 15 суток. Перерыв в  подаче воды или снижение подачи ниже указанных пределов допускаются на время проведения ремонта, но не больше чем на 24 часа.

Объединенные хозяйственно-питьевые и производственные водопроводы  населенных пунктов при количестве жителей в них больше 50 тыс. человек  следует относить к I категории; от 5 до 50 тыс. человек - ко II категории; менее 5 тыс. человек - к III категории. 

По давлению водопроводы  делятся на водопроводы низкого  и высокого давления. В сети низкого  давления свободный напор на уровне поверхности земли (на пожарном гидранте) должен быть не меньше 10 м. Таким образом, необходимое для тушения пожара давление на пожарном стволе необходимо создавать передвижными пожарными автонасосами. В системах высокого давления вода к месту пожара может подаваться непосредственно от гидрантов, а необходимый для пожаротушения напор в сети и возле стволов при этом обеспечивается стационарными пожарными насосами, которые размещают в насосных станциях.  

По виду водоисточника  системы водоснабжения могут  устраиваться с забором воды из поверхностных или подземных источников, а также со смешанными источниками водоснабжения.  

По способу подачи воды водопроводы могут быть напорными (с подачей воды насосами) или  самотечными (при размещении источника  водоснабжения на высоте, которая  обеспечивает естественное водоснабжение потребителей). 
 

Схемы водоснабжения  населенных пунктов  
 

Схема водоснабжения  для населенных пунктов с использованием поверхностных водоисточников показана на рис. 22.1. Вода поступает в водоприемник (оголовок) 1 и самотечными трубами 2 подается в береговой колодец 3, а из него насосной станцией первого подъема (НС-І) 4 к очистным сооружениям - отстойникам 5 и фильтрам 6. После очистки и обеззараживания хлором или другим средством вода подается в резервуары чистой воды (РЧВ) 7, из которых забирается насосной станцией второго подъема (НС - ІІ) 8 и по водоводам 9 через водонапорную башню 10 магистральной 11 и распределительной 12 сетями подается водопотребителям 13.  

Очистные сооружения необходимы для придания воде необходимых  физических, химических и бактериологических качеств. Их работа наиболее эффективна при равномерном движении воды.  

Насосная станция  второго подъема устраивается с  учетом режима водопотребления, который  в течение суток неравномерный. Регулирование неравномерности работы насосных станций первого и второго подъемов достигается за счет устройства РЧВ и водонапорных башен.  

Водонапорные башни  используют для создания необходимого давления в сети. В РЧВ, водонапорных башнях сохраняется запас воды на пожаротушение.

Рис. 22.1 - Стандартная  схема водоснабжения населенного  пункта:

1- оголовок, 2 - самотечные  трубы, 3 - береговой колодец, 4 - насосная  станция первого подъема, 5 - отстойники, 6 - фильтры, 7 - резервуары чистой  воды, 8 - насосная станция второго  подъема, 9 - водоводы, 10 - водонапорная башня, 11 - магистральная сеть, 12 - распределительная сеть, 13 - водопотребители. 

Схемы водоснабжения  населенных пунктов с использованием подземных источников устраиваются, как правило, без очистных сооружений (рис. 22.2). Вода подается непосредственно в резервуары чистой воды.

Рис. 22.2 - Схема водопровода при  подземном источнике: 

1 - артезианская скважина  с насосом, 2 - резервуар чистой  воды, 3 - насосная станция второго  подъема, 4 - водонапорная башня, 5 - водопроводная сеть  

Схемы водоснабжения  населенных пунктов с несколькими  источниками водоснабжения устраиваются при использовании подземных  вод, а также при устройстве системы  водоснабжения больших городов. Как правило, источники водоснабжения  размещаются с разных сторон населенного пункта (рис. 22.3). Такое водоснабжение обеспечивает более равномерное распределение воды в сети.

Рис. 22.3 - Схема водопровода с трехсторонним  питанием водой: 

1 - артезианские скважины, 2- запасные резервуары, 3 - насосные  станции второго подъема, 4 - водопроводная сеть населенного пункта, ЗСО - зона санитарной охраны  

Централизованная  система водоснабжения может  быть разделена на несколько зон, что позволяет уменьшить давление в водопроводной сети и снизить  расходы энергии на подъем воды. Зонирование может быть последовательное (рис. 22.4) или параллельное (рис. 22.5).  

При последовательном зонировании насосная станция каждой зоны подает воду в количестве, необходимом  для всех вышележащих зон, при  этом давление создает только то, которое необходимо только этой зоне.

Рис. 22.4 - Схема последовательного  зонного водоснабжения  

Насосы верхней  зоны могут брать воду непосредственно  из сети нижней зоны (рис. 22.4 а) или из резервуара, размещенного между зонами (рис. 22.4 б). Резервуар одновременно выполняет роль источника водоснабжения для насосной станции верхней зоны и контррезервуара для сети нижней зоны. Размещается резервуар выше границы зон на высоте, обеспечивающей необходимые напоры в верхних точках сети нижней зоны.  

При параллельной системе зонирования вода подается в сеть каждой зоны отдельными группами насосов, размещенных в общей насосной станции, отдельными водопроводами (рис. 22.5). Каждая группа насосов подает количество воды, необходимое для обслуживания своей зоны, и создает напор, который обеспечивает необходимое давление в наиболее отдаленной точке зоны.

Рис. 22.5 - Схема параллельного зонного  водоснабжения 

В городах с централизованным водопроводом очень распространены системы местного водоснабжения. Они  оборудуются насосными установками небольшой мощности (до 40 л/с) и предназначены для повышения давления в водопроводах зданий повышенной этажности, для которых давления в централизованном водопроводе недостаточно для обеспечения необходимого напора во всем здании, в том числе при пожаре.

Водопроводы городов, как правило, устраивают низкого  давления и при этом объединенными (хозяйственно - противопожарными). В  небольших городах пожарные расходы  воды обеспечивают за счет установки  в насосных станциях второго подъема  дополнительных насосов. В больших городах пожарные расходы воды составляют незначительную часть от хозяйственно - питьевых расходов, поэтому они не влияют на режим работы сооружений системы водоснабжения.  
 

Схемы водоснабжения  малых населенных пунктов  

В небольших населенных пунктах, характерных для сельской местности, используют простые, дешевые схемы водоснабжения. Если количество жителей не превышает 5000 человек, согласно нормативным требованиям, устраивают объединенный водопровод высокого давления, который обеспечивает хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды.

Хозяйственно-питьевые нужды малых населенных пунктов  значительно меньше, чем расходы  воды на пожаротушение, или равны  им. Таким образом, водопровод должен обеспечить при пожаре подачу воды в количестве, значительно большем, чем в обычное время. Обеспечение этого возможно за счет повышения мощности насосных станций, установку пожарных резервуаров, увеличения диаметров труб, но это не всегда экономически целесообразно. В таких случаях устраивают только хозяйственно-питьевой водопровод, а воду на пожаротушение забирают из пожарных водоемов и резервуаров, размещенных возле водопроводов, обеспечивающих пополнение пожарных запасов воды.

Распространенной  схемой для сельских водопроводов является схема с забором воды из подземных источников с помощью шахтных колодцев или скважин с прямой подачей в водопроводную сеть, с включением в схему водонапорной башни.

Для отбора воды на пожарные нужды устанавливают пожарные гидранты, для забора питьевой воды - гидрант-колонки и водоразборные колонки.

Для водоснабжения  населенных пунктов, которые не имеют  значительных источников водоснабжения, используют групповые системы водоснабжения  длиной несколько сотен километров. Десятки насосных станций перекачивают значительные объемы воды - сотни и тысячи метров кубических за сутки. Для регулирования водопотребления возле насосных станций устраивают резервуары, где сохраняются запасы воды на пожаротушение.

По одной из возможных  схем водоснабжения малых населенных пунктов, вода от группового водопровода подается в резервуары, из которых забирается насосной станцией населенного пункта и подается в его распределительную сеть. Насосы работают круглые сутки, неравномерность водопотребления регулируется ступенчатой работой насосов. Пополнение резервуаров и хранение неприкосновенного противопожарного запаса в них осуществляется автоматически.

По другой схеме  вода от группового водопровода одновременно подается в запасной резервуар и  бак водонапорной башни. Водонапорная башня обеспечивает подачу воды в сеть при минимальном водопотреблении, когда подача воды от группового водопровода равна или больше водопотребления. В распределительную сеть населенного пункта вода подается насосной станцией. При включении пожарных насосов водонапорная башня автоматически отключается от водопроводной сети.

Возможна еще схема, по которой вода от группового водопровода  по трубопроводу подается в бак водонапорной башни, а из нее в распределительную  сеть населенного пункта. Башня имеет  два стояка, подающих и отводящих воду из нее. На стояке, который подает воду в башню, устанавливают задвижку с электроприводом, которая автоматически выключает или включает подачу воды, в зависимости от уровня воды в баке.

При устройстве системы  водоснабжения населенных пунктов без противопожарного водопровода, или при невозможности существующей системы обеспечить подачу необходимых расходов воды на пожаротушение, используются искусственные водохранилища, колодцы, резервуары, водохранилища, реки, озера и прочие, сохраняющие необходимый пожарный запас воды. 

Схемы водоснабжения  промышленных предприятий  

Хозяйственно-питьевой водопровод промышленного предприятия  может питаться водой от магистрального городского водопровода или / и одновременно из подземных источников - артезианских скважин и колодцев. Непосредственная подача воды из городской сети в систему водоснабжения промышленного предприятия разрешается, если городская сеть способна обеспечить подачу воды предприятию на протяжении суток с необходимым давлением и в соответствии с графиком водопотребления. Если свободный напор в сети предприятия должен быть больше, чем в городской сети, устраивают местные повысительные насосные станции. Они могут забирать воду непосредственно из городской сети или из резервуаров, которые обеспечивают сохранность противопожарного запаса воды и соблюдение заданного графика водопотребления.

Сети водоснабжения  промышленных предприятий могут  быть прямоточными (рис.22.6), оборотными (рис.22.7) или с последовательным использованием воды.

Рис.22.6 - Схема прямоточного водоснабжения промышленного предприятия: 

1 - водозаборное сооружение; 2 - насосная станция; 3 - сооружения  водоподготовки; 4 - хозяйственно - противопожарный  водопровод; 5 - производственный водопровод; 6 - канализационная сеть; 7 - цеха; 8 - очистные сооружения; 9 - населенный пункт  

   

При прямоточном  водоснабжении (рис. 22.6) насосная станция 2, которая расположена возле водозаборного  сооружения 1, подает воду на производственные нужды к цехам 7 по производственной сети 5. При этом вода проходит специальную подготовку на очистных водопроводных сооружениях 3. После использования в производственном процессе вода по канализационной сети 6 поступает на очистные сооружения 8 для очистки, или без очистки сбрасывается в реку.

При необходимости  подавать воду с разным давлением, на насосной станции устанавливают  несколько групп насосов, которые  подают воду в отдельные системы. Для хозяйственно-противопожарных  нужд населенного пункта 9 и цехов  предприятия 7, где есть потребность в воде питьевого качества, вода подается по хозяйственно-противопожарной сети 4 специальными насосами. 

Рис. 22.7 - Схема оборотного водоснабжения промышленного предприятия: 

1 - водозаборное сооружение; 2, 5 - насосные станции; 3 - водоводы; 4 - сооружения для охлаждения воды (градирни); 6, 8 - распределительная сеть; 7 - производственные агрегаты  

При оборотном водоснабжении (рис.22.7) использованная вода не сбрасывается в реку, а после соответствующей  обработки снова подается в производственную сеть предприятия. Насосами 5 (рис.22.7) вода после охлаждения на сооружениях 4 подается по трубопроводам 6 к производственным агрегатам 7. При использовании в производственном процессе вода нагревается. Для обеспечения возможности дальнейшего использования, подогретая вода поступает по трубопроводам 8 на охлаждение к сооружениям 4 (градирни, специальные бассейны, охлаждающие озера). Пополнение воды в количестве 3-5% от общего объема воды в сети осуществляется насосами 2 по водоводам 3.