Водоснобжение и водоотведение сети

Содержание

1. Нормы водопотребления
2. Лучевые водозаборы
3. Гидравлический расчет водопроводной сети
4. Схема водоотведения
5. Песколовки
6. Методы прочистки водопровода канализационной сети

Нормы водопотребления 

Параметры элементов системы водоснабжения  находятся в соответствии с количеством  подаваемой воды и с намеченным для  них режимом работы. Для определения  суммарных объемов используемой воды требуется наиболее полный учет всех видов потребителей. К последним относятся: население городов, поселков и т. д., потребляющее воду для удовлетворения хозяйственно-питьевых нужд; промышленные предприятия, использующие воду в технологических процессах и для санитарно-гигиенических, питьевых и хозяйственных нужд; служба пожаротушения, использующая воду эпизодически, запас которой должен быть всегда обеспечен; жилищно-коммунальные предприятия, потребляющие воду на мойку улиц, площадей и т. п., а также на поливку зеленых насаждений. Существуют и другие потребители, использующие воду в меньших количествах по сравнению с указанными. Требования, предъявляемые к воде различными потребителями в отношении качества и количества, чрезвычайно разнообразны. На стадии проектирования расходы воды определяют на основании норм, получаемых путем обработки статистических данных о фактическом потреблении или технологическим расчетом.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения  по объекту в целом зависит  от ряда факторов. Зная расход, приходящийся на 1 чел/сут, который носит название удельного хозяйственно-питьевого водопотребления, можно определить суточное потребление воды. Оно будет тем больше, чем больше число жителей в населенном пункте. Для того чтобы получить наиболее удачное комплексное решение схемы водоснабжения, необходимо выбирать ее одновременно со схемой канализации или утилизации сточных вод. Проектирование водопроводов и канализаций осуществляют в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП) и техническими условиями строительства внешних водопроводных и канализационных сетей. Основными исходными материалами для разработки проекта водоснабжения и канализации являются проект объекта и генеральный план застройки населенного пункта. В заданиях по разработке проекта характеризуют объект проектирования и указывают границы территории, которую следует обеспечить водоснабжением и канализацией, расчетный период, сроки очередности строительства, а также стадии проектирования.

Проектирование  водоснабжения осуществляется в  два этапа: разработка проектного задания  со сметно-финансовыми расчетами  и изготовление рабочих чертежей на основе утвержденного проектного задания. Систему водоснабжения  и канализации проектируют и  рассчитывают на определенный расчетный  период. При этом расчетным периодом называют промежуток времени, на протяжении которого сооружения будут иметь  необходимую расчетную мощность и пропускную способность, а также  будут отвечать своему назначению без  перестройки. 

Лучевые водозаборы 

Лучевые водозаборы – это система горизонтальных или накопительных скважин, которые  собирают воду из водоносного пласта и отводят ее в центральную  водосборную камеру (шахту), откуда ведется откачка. Водозабор этого  типа устраивают как в маломощных пластах (до 5 м), так и в пластах  мощностью до 20 м, кровля которых  находится на глубине до 15-20 м  от поверхности земли.

В зависимости  от условий расположения лучевые  водозаборы бывают различных типов:

подрусловой – под дном реки (с шахтой на берегу или в русле);

береговой – при расположении лучевого водозабора на берегу недалеко от реки;

комбинированный – когда водозабор находится  на берегу реки, а лучевые фильтры- как в береговой зоне, так и под руслом;

водораздельный – при расположении лучевого водозабора вдали от источников питания.

В зависимости  от способа устройства сборного колодца  и расположения лучей в водоносном пласте они подразделяются на водозаборы с горизонтальными, наклонными (восходящими  и нисходящими) и многоярусными скважинами. Они могут быть комбинированными, если предусматривается устройство как наклонных лучей-скважин, так и горизонтальных.

Многоярусные  водозаборы могут использоваться в  неоднородных (в вертикальной плоскости) водоносных пластах, а также в  случае, если один ярус лучевых фильтров не обеспечивает необходимой мощности.

Приемный  колодец, расположенный в центральной  части водозабора, предназначен не только для приема воды и установки  соответствующего насосного оборудования, но и для проведения работ по устройству лучей-скважин. Обычно колодец устраивают опускным способом, в особо тяжелых  случаях кессонным. Его высота зависит  от глубины залегания водоупорного пласта, а также от глубины заложения  лучей. В зависимости от условий  эксплуатации водозабора лучи-скважины могут быть с затопленными устьями  или со свободным изливом воды из них в колодец. Верх колодца должен иметь более высокую отметку, чем отметка максимального уровня воды в источнике. Внутренний диаметр колодца принимается в пределах 1,5-6 м в зависимости от оборудования для устройства лучей и условий эксплуатации. Колодцы выполняют из сборного и монолитного железобетона, а для колодцев малых диаметров можно использовать стальные трубы.

Число лучевых  скважин, их длину, направление и  глубину расположения назначают  в зависимости от гидрогеологических, строительных, инженерных и эксплуатационных условий.

Существуют  различные способы устройства горизонтальных лучей-скважин. Для большинства этих способов используется метод продавливания  отдельных звеньев труб с помощью  домкратов, установленных в шахте. Учитывая метод производства работ  по прокладке дрен, не рекомендуется  устройство лучевых водозаборов  в водоносных грунтах из крупного галечника, с вкраплениями валунов  или подверженных сильной кольматации.

Длину вдавливаемых звеньев, определяемую размерами шахты, принимают равной 1-2,5 м. Диаметр вдавливаемых труб составляет 50-300 мм, а полная длина  луча – 5-80 м. Подъем воды из колодцев (шахт) лучевых водозаборов осуществляется с помощью горизонтальных или  вертикальных насосов; кроме того, возможно использование вакуумных систем с подключением вакуум-насосов к устью горизонтальных скважин. Последнее особенно важно для водозаборов, работающих в грунтах с низкой водоотдачей и в маловодообильных пластах.

1 - горизонтальные  радиальные скважины; 2 - водосборный  шахтный колодец; 3 - насос; 4 - естественный  уровень грунтовых вод; 5 - сниженный  уровень грунтовых вод 

Гидравлический  расчет водопроводной  сети 

Гидравлический  расчет сети имеет своей целью  определение наиболее экономичных  диаметров труб при пропуске расчетных  расходов воды внутреннего водопровода  и обеспечение подачи воды ко всем водоразборным точкам здания.

Гидравлический  расчет сети проводят в следующем  порядке:

1)  устанавливают  норму водопотребления и расчетные  расходы воды водоразборными  точками;

2)  выбирают  расчетное направление. За расчетное  направление принимают направление  от водомера на вводе до  самой удаленной и высокорасположенной  водоразборной точки, до которой  сумма гидравлических потерь  может явиться наибольшей или,  наоборот, от наиболее удаленной  точки до водомера на вводе;

3)  на  аксонометрической схеме сети  намечают расчетные участки. За  расчетный участок принимают  отрезок сети, заключенный между  двумя ответвлениями сети;

4)  определяют  расчетные расходы воды по расчетным участкам сети

5)  задаются  диаметрами труб для пропуска  расчетных расходов воды с  учетом допустимых экономических  скоростей, для чего пользуются  таблицами для гидравлического  расчета труб*. Для внутренних  водопроводов допустимыми скоростями  считают для магистралей и  стояков не более 1,5 м/сек, на  подводках к отдельным приборам  не более 2,5 м/сек, в магистралях  в противопожарных водопроводах  не более 5 м/сек. Наиболее экономичными  скоростями следует считать от 0,9 до 1,2 м/сек;

6)  по  таблицам определяют потери напора  на отдельных участках сети  и по всей длине расчетного  направления. Определяют суммарные  потери напора в сети для  преодоления сопротивления трения  по длине и местных сопротивлений.

Местные потери напора принимают в процентах  от величины потерь напора по длине:

а)  в сети хозяйственно-питьевого водопровода  — 30%;

б)  в сети объединенного хозяйственно-питьевого  и противопожарного водопровода  — 20%;

в)  в сети противопожарного водопровода— 10%.

г)  если при сопоставлении гарантийного напора в городской сети Ягар с требуемым по расчету ПОТр выясняется недостаток гарантийного, принимают повысительную установку (водонапорный бак, пневматическую установку или насос с двигателем к нему). 

В системах с баками дополнительно определяют высоту установки бака с учетом необходимости создания свободного напора у приборов и величину емкости бака и рассчитывают подающие и разводящие трубопроводы бака при максимальных расчетных расходах воды. 

Схема водоотведения  

Схемой водоотведения  называется технически и экономически обоснованное проектное решение  принятой системы водоотведения  с учетом местных условий и  перспектив развития объекта водоотведения.

Схема водоотведения  обслуживаемого объекта (города или  промышленного предприятия) включает разнообразные сооружения, которые  по своему назначению делятся на две  основные группы.

К первой группе относят оборудование и сооружения, предназначенные для приема и  транспортирования сточных вод:

Внутренние  водоотводящие устройства (внутренняя сеть),

Наружная  водоотводящая сеть,

Насосные  станции и напорные водоводы

Ко второй группе относят:

Очистные  станции и сооружения,

Выпуски сточных  вод в водоем

Внутреннюю  водоотводящую сеть в зависимости  от категории отводимой жидкости подразделяют на:

Бытовую – для отведения из зданий бытовых и фекальных сточных вод,

Производственную – для отведения из цехов производственных сточных вод,

Дождевую – для отведения дождевых и талых вод с поверхности крыш зданий

Бытовая внутренняя водоотводящая сеть включает в себя приемники сточных вод (унитазы, умывальники, раковины и т.д.), отводные линии к стояку, сами стояки и  выпуски из зданий. Более подробно бытовую внутреннюю канализацию  и водопровод рассматривают в  курсе “Санитарно-техническое оборудование зданий”.

Схемы внутреннего  производственного водоотведения  характеризуются большим разнообразием  в зависимости от производства, установленного оборудования и т.п. условий.

Наконец, внутренние водостоки состоят из приемных воронок, отводных труб, стояков и внутренних коллекторов. Наружная водоотводящая  сеть состоит из подземной сети труб и каналов, прокладываемых с уклоном. Эти сети разделяются на дворовые, внутриквартальные и уличные.

1. Дворовая  водоотводящая сеть располагается  в пределах одного двора и  обслуживает одно или несколько  зданий, она включает в себя  выпуски из зданий, приемные и  смотровые колодцы, а также  систему подземных труб небольшого (150…200 мм) диаметра.

Последний колодец перед присоединением дворовой сети к уличной сети называется контрольным  колодцем.

2. Внутриквартальная  сеть располагается уже в пределах  квартала или микрорайона, состоит  из тех же элементов, что  и дворовая.

3. Уличная  водоотводящая сеть служит для  транспортирования сточных вод,  поступающих от отдельных кварталов  населенного пункта в один  трубопровод, называемый коллектором.  Различают следующие виды коллекторов: 

коллектор бассейна водоотведения – собирает сточные воды из сети одного бассейна водоотведения,

главный коллектор  – собирает сточные воды от коллекторов  бассейна водоотведения,

загородный  коллектор – отводит транзитом  стоки за пределы населенного  пункта к насосной станции или  очистным сооружениям 

При необходимости  перекачки сточных вод из отдельных  районов устраивают насосные станции  и напорные трубопроводы сточных  вод. Насосные станции могут быть трех видов:

местные –  принимают и отводят стоки  от группы или отдельных зданий,

районные – осуществляют подъем сточных вод из глубоко лежащих коллекторов в более высоко расположенные,

главные - насосные станции, подающие воду на очистные сооружения со всего населенного пункта

Напорные  трубопроводы транспортируют сточную  воду на более высокие отметки (например, на станцию очистки).

От главной  насосной станции стоки поступают  на очистные сооружения канализации, где  происходит их очистка до необходимой  степени.

Выпуски воды в водоем – специальные сооружения, конструкция которых обусловлена  следующими требованиями: обеспечение  быстрого и интенсивного смешения сточных  вод с водой водоема и исключение разрушения самого выпуска потоками сбрасываемой сточной воды и воды водоема. Имеются 4 основные схемы начертания наружных водоотводящих сетей населенных пунктов:

Перпендикулярная 

Пересеченная 

Зонная 

Радиальная 

Выбор той  или иной схемы зависит от принятой системы водоотведения и особенностей рельефа местности 

1. Перпендикулярная  схема применяется для дождевой  канализации. По этой схеме  коллекторы трассируются по рельефу  местности к водному потоку  по наикратчайшему расстоянию.

Эта схема  применяется тогда, когда или  нет необходимости в очистке  сточных вод, либо такая возможность  отсутствует.

2. Пересеченная  схема предусматривает прокладку  главного коллектора по пониженной  части объекта обычно вдоль  водного потока. Эта схема применима  при раздельной и общесплавной  системах водоотведения. 

Пересеченная  схема применяется тогда, когда  необходима очистка сточных вод.

3. Зонная  схема применяется на объектах  со значительной разницей отметок  поверхности земли по террасам. Встречается редко. 

4. Радиальная  схема предусматривает трассировку  коллекторов от центра населенного  пункта, при этом может быть  устроено несколько очистных  станций. 

Эта схема  применяется при условии возможности  использования двух или более  приемников сточных вод. Кроме четырех  наиболее распространенных схем водоотведения, известны и другие, например:

местная –  сеть, которая обслуживает одно или  группу зданий с самостоятельными очистными  сооружениями,

веерная – применяется при очень больших уклонах местности к водоему, поэтому коллекторы располагаются почти параллельно друг другу.

На территории промышленных предприятий обычно устраивают полную раздельную систему водоотведения, в которой имеются производственная, бытовая и дождевая сеть.

Если рассматривать  соотношение числа очистных станций  и населенных пунктов, все схемы  водоотведения можно разделить  на централизованные, децентрализованные и районные.

При централизованной схеме водоотведения сточные  воды со всего города собираются и  отводятся единой сетью на одну очистную станцию.

При децентрализованной схеме устраивают районную канализацию  с самостоятельными очистными сооружениями.

Для нескольких близко расположенных населенных пунктов  или предприятий применяют районную схему водоотведения, при этом устраивают одну очистную станцию большой мощности вместо нескольких маломощных станций  очистки. 

Песколовки 

Песколовка - сооружение для механической очистки  сточных вод, служит для выделения  мелких тяжелых минеральных частиц (песок, шлак, бой стекла и т.п.) путем  осаждения. Песколовки подготавливают сточную жидкость к дальнейшей очистке. Песколовки предусматриваются при  производительности очистных сооружений более 100 куб.м/сут. Устанавливаются перед первичными отстойниками и после решеток.

По характеру  движения воды различают песколовки горизонтальные, вертикальные и с  вращательным движением воды. Последние  в зависимости от способа создания вращательного движения воды разделяют  на тангенциальные и аэрируемые.

Горизонтальная  песколовка.

Горизонтальные  песколовки представляют собой железобетонные резервуары с прямоугольным или  трапецеидальным поперечным сечением, в которых вода движется с небольшой  скоростью. Выпадение песка в  осадок происходит под действием  силы тяжести. Для накопления осадка в песколовках предусматривается бункер, располагаемый в начале сооружения.

Горизонтальные  песколовки применяют при движении жидкости в горизонтальном направлении. Материалом для песколовок служит в  основном железобетон.

1Съемная сливная решетка. 2 Съемная крышка. 3 Карман для песка. 4  Решетка для улавливания грубых примесей. 5 Шибер для слива воды. 6 Выходной патрубок.

Горизонтальная  песколовка состоит из рабочей части, в которой движется поток сточной  жидкости и осадочной части; назначение последней собирать и хранить  выпавший песок для его удаления. Объем камер для песка следует принимать не больше двухсуточного объема выпадающего осадка; угол наклона стенок камеры к горизонту — не менее 50°. Песок осаждается на дно в результате понижения скорости протока воды до 0,15—0,3 м/сек. Скопившийся песок из небольших песколовок удаляют вручную, а из крупных при количестве его более 0,5 мг/сут — при помощи норий, эрлифтов и гидроэлеваторов. Песок следует отвозить на специально отведенные площадки с ограждающими валиками высотой 1—2 м.

Опыт эксплуатации горизонтальных песколовок показывает, что при хорошей их работе можно  осадить 65—75% всех минеральных загрязнений, находящихся в сточной воде.

Горизонтальные  песколовки разрабатываются по индивидуальному проекту.

Вертикальная  песколовка.

В вертикальных песколовках сточная вода движется вверх, а частицы песка - вниз. Вертикальные песколовки работают значительно хуже горизонтальных и в последнее время почти не применяются.

Песколовка  вертикального типа (серия - РВТ).

вертикального типа. Сточная вода, содержащая песок, очищенная от грубых загрязнений, поступает  в центральный цилиндр песколовки, где проихсодит частичное снижение загрязнений, поступает в центральный цилиндр песколовки, где происходит частичное снижение скорости и успокоение поступающей воды. По мере движения воды по центральному цилиндру в нижнюю часть песколовки, скорость течения снижается до такой степени, что зерна песка, находящиеся в воде, начинают осаждаться в пространстве аккумуляции песка. Освобожденная от песка вода поднимается через внешнее затрубное пространство к гребню водослива и стекает по трубопроводу. Собранный в аккумулирующем пространстве песколовки песок после его пневматического взмучивания с помощью среднепузырчатого аэрационного элемента откачивается эрлифтом в специальную емкость, оборудованную системой отвода отстоявшейся воды.

Материал  изготовления - полипропилен, соединительные части - из нержавеющей стали.

А - общая высота

В - высота выпуска от основания

С - высота притока от основания

D - наружный диаметр  подводящего и отводящего патрубка

E - диаметр успокоительного  цилиндра

F - диаметр корпуса  песколовки

G - диаметр низа  конической части песколовки

Н - диаметр сливной  части

1 - приточный (успокоительный) цилиндр

2 - эрлифт

3 - аэрационный элемент  AMF-P

4 - лестница В (для РВТ 1700)

Тангенциальная  песколовка. 

Тангенциальные  песколовки имеют круглую форму  в плане. Вода в них проводится по касательной к цилиндрической части сооружения, что вызывает вращательное движение песка, способствует отмывке от песка органических веществ и предотвращает их выпадение в осадок.

Песколовка  предназначена для удаления крупных  минеральных взвесей. В основе процесса лежит разница плотностей воды и  минеральных частиц. Тяжелые минеральные  частицы оседают на дно песколовки, а более легкие органические вещества направляются на дальнейшие стадии очистки.

Песколовки устанавливаются  перед отстойниками в системах биологических  очистных сооружений, также могут  применяться в системах очистки  поверхностных и ливневых стоков и др.

Технические особенности:

Песколовки оснащены бункерной системой накопления песка  и донным выпуском песковой пульпы с ручным или автоматическим управлением. Пульпа по наклонной трубе самотеком транспортируется на песковую площадку.

По желанию Заказчика  возможно изготовление песколовок различной  производительности. Материал изготовления - ст.3, нержавеющая сталь, железобетон. 

Методы  прочистки водопровода канализационной сети 

Засоры в  канализационных сетях происходят по самым разным причинам. Для внутренних канализационных систем, которые  могут иметь диаметр до 150 мм, наиболее характерны такие причины засора, как:

- скопление  илистых отложений; 

- попадание  в канализационные трубы тряпок, одежды и любых других кусков  ткани; 

- образование  жировых отложений; 

- разнообразные  отложения на стенках канализационных  труб, кальция, ржавчины и некоторых  других.

Для наружных канализационных систем ко всем вышеперечисленным  можно добавить еще и такие  проблемы, как:

- засорение  растительным мусором, листьями, ветками, особенно в осенний  период;

- попадание  в трубы канализации бытового  или строительного мусора.

Засоры наружных систем приводит к переполнению труб и выходу канализационных вод  на поверхность, что не только портит внешний вид, но и сильно ухудшает санитарную обстановку в населенном пункте. Засоры внутренней канализации  могут привести к попаданию стоков в помещения, что вполне может  привести к материальному ущербу.

Для предотвращения засоров или их устранения необходима прочистка канализации. Самый простой  способ прочистки – механическая прочистка труб. Следует отметить, что механическая прочистка эффективна только в трубах малого диаметра, до 250 мм, и при небольшом расстоянии до точки засора. Для этого прочистки  используется витой стальной трос, на конце которого крепиться специальная  насадка или жесткая щетка. Трос приводится во вращение вручную или  при помощи специального двигателя.

Гидродинамический способ прочистки канализационных  труб эффективен при диаметре трубы  от 50 до 1500 мм и более. Сущность этого  метода заключается в воздействии  на засор мощной струи, которая подается насосом высокого давления. Для этого  шланг, который заканчивается специальной  насадкой, подается в трубу, как можно  ближе к месту засора. Одно из преимуществ данного метода в  том, что при разрушении засора грязь сразу смывается. При выборе насадок следует учитывать не только диаметр труб, но и тип засора, особенности канализационного трубопровода, количество изгибов и поворотов.

Термохимическая прочистка труб осуществляется при  помощи воздействия на засор химически  активных соединений, которые обычно подаются в разогретом состоянии. Подобный способ имеет немало недостатков, в  частности химические соединения наносят  вред окружающей среде и могут  ухудшить состояние труб канализации. После термохимической обработки  трубы необходимо промывать. После  проведения работ по прочистке канализации  не забудъте убрать за собой и осуществить вывоз мусора.