3. Системи і схеми водопостачання

Система водопостачання – це комплекс інженерних споруд, які призначені забирати воду із джерела водопостачання, очищення, знезараження, зберігання і роздачі споживачам.

По виду об’єктів, які обслуговують системи водопостачання розділяються на міські , селищні, промислові, сільськогосподарські і інші.

За призначенням системи водопостачання розподіляються на господарсько-питьові, призначені для постачання води на господарські та питні потреби населення і робітників промислових підприємств, промислові, призначені для водопостачання водою технологічні цехи, противопожежні, системи забезпечуючи подачу води для гасіння пожеж.

За способом подачі води розподіляють на гравітаційні (самопливну) і водопроводи з механічною подачею води.

За видом використовуваних природних джерел розподіляють на водопроводи, які забирають воду з поверхневих джерел (рік, озер, морів, водосховищ) і водопроводи які забирають воду з підземних джерел (артезіанські свердловини, джерела). Існують водопроводи змішаного водопостачання.

На основі техніко-економічних розрахунків можуть споруджувати системи водопостачання: господарсько-протипожежні, промислово-протипожежні, господарсько-промислово-протипожежні. На промислових підприємствах споруджують роздільні водопроводи – виробничий і господарсько-протипожежний. Об’єднаний водопровід споруджують тоді, коли для технологічних потреб виробництва використовують велику кількість питної води.

Водопровідні системи можуть обслуговувати як один об’єкт, наприклад місто, чи промислове підприємство, так і декілька об’єктів. Такі водопровідні системи називають груповими.

Системи водопостачання, які обслуговують декілька великих об’єктів розташованих на значних відстанях один від одного називають районною системою водопостачання, або районним водопроводом.

Водопроводи які обслуговують одну будівлю або декілька компактно розташованих будівель із найближчого джерела називають місцевими водопроводами.

У випадках коли на місцевості є великий перепад висот (гірська місцевість, пагорби і ін.) облаштовують зонні системи водопроводу. Для такого рельєфу в водопроводі розташованому на висотах насоси повинні підтримувати тиск у водопровідній системі для нормального водопостачання споруд на пагорбах. В цей час в низинних районах виникає тиск, який не може витримати водопровід низинних районів. Тиск у водопровідних системах підтримується на рівні 0,6 МПа. У зв’язку з цим водопровід розбивають на зони, для яких установлюють свій тиск.

Схема водопроводу населеного пункту залежить від виду джерела водо забезпечення.

На рис 3.1 приведена найбільш поширена схема водо забезпечення населеного пункту із забором води із річки.

Рис 3.1. Схема водопостачання населеного пункту: 1 – водоприймач; 2 – самотічна труба; 3 – береговий колодязь; 4 – насоси станції першого підйому; 5 – відстійники; 6 – фільтри; 7 – запасні резервуари чистої води; 8 – насоси станції другого підйому; 9 – водоводи; 10 – водонапірна башта; 11 – магістральні трубопроводи; 12 – розподільчі трубопроводи.

Річна вода поступає на водозабір із якого насосами станції першого подається на очисні споруди. Очищена і знезаражена вода подається в резервуари чистої води, звідки насосами станції другого підйому в магістральний водопровід. З магістрального водопроводу вода постачається в водопровідну систему населеного пункту, окремих районів, кварталів, будинків.

На території населеного пункту (за звичай на горбі) будується водонапірна башта, яка, як і резервуари чистої води, служить для зберігання і акумуляції запасів води. Необхідність спорудження башти пояснюється наступними обставинами. Витрати води із водопровідної системи на протязі доби коливається в значній мірі, в той час як подача води в водопровід станцією другого підйому постійна. В ті години коли витрати води з водопроводу найменші, вода подається в водонапірну башту, а коли найбільші (не достатньо напору насосів другого підйому) різниця компенсується з водонапірної башти. Водонапірна башта розташована в протилежній стороні від насосної станції в іншому кінці міста називається контр-резервуаром. При наявності біля населеного пункту пагорба, замість водонапірної башти будують надземний водонапірний резервуар.

При використанні в якості джерела водопостачання підземних вод, схема водопостачання значно спрощується. В цьому разі очисні споруди не потрібні, так як підземні води не потребують очищення. В деяких випадках не споруджують резервуарів чистої води і насосної станції другого підйому, так як в водопровідну систему вода може подаватися прямо насосами із свердловин.

Іноді населений пункт може забезпечуватися водою із двох, або більше джерел. Тоді використовується система з двостороннім або багатостороннім споживанням.

Якщо джерело водо-забезпечення знаходиться на значній висоті відносно населеного пункту, то можлива подача води гравітаційним методом (самопливом).

Промислові підприємства відрізняються значною кількістю технологічних операцій, відрізняються кількістю і якістю споживаючої води, мають складні системи споживання води. При розташуванні промислового підприємства поблизу населеного пункту вони можуть використовувати господарсько-протипожежний водопровід.

Водопостачання промислових підприємств може бути прямоточним, зворотним і послідовним використанням води.

На рис 3.2. приведена схема прямоточного водопостачання промислового підприємства.

8

Рис 3.2. Схема прямоточного водопостачання промислового підприємств

Насосна станція 4, розташована поблизу водонапірної споруди 5, подає для забезпечення виробництва воду по трубопроводу 2, на промислове підприємство 8, до виробничих цехів 1. Для господарсько-протипожежних потреб насосна станція 4 через очисні споруди 3 подає воду в самостійний трубопровід 7 для споживання населеного пункту 6 і виробничих цехів 1 заводу 8.

Якщо для виробничих потреб потрібна вода різної якості і напору то облаштовують два або декілька гілок водопроводу.

Воду, яку використали в технологічному процесі, зливають в заводську каналізацію, проводять очищення в умовах підприємства і зливають у водойму нижче за течією ніж водозбір.

На деякий промислових підприємствах (хімічні, нафтопереробні, металургійні, тепло-електроцентралі та ін.) воду використовують для охолодження і вона не забруднена. Таку воду використовують знову, тільки при повторному використанні попередньо її охолоджують.

На рис. 3.3. приведена схема оборотного водозабезпечення промислового підприємства.

Рис. 3.3. Схема оборотного водозабезпечення промислового підприємства

Нагріту воду в цехах підприємства 1 по самопливному трубопроводу 10 подають на насосну станію 2, звідти по трубопроводу 3, наносами 7, на спеціальні споруди 4, які визначені для охолодження води (бризкальні басейни, градирні). Охолоджену воду по самопливному трубопроводу 6, повертають на насосну станцію 2, насосами 8 по напірному трубопроводу 9 направляються в цехи підприємства 1. При оборотному водопостачанні частина води до 3 – 5 % загальної потреби води втрачається. Для поповнення води в систему подають свіжу воду по трубопроводу 5.

Оборотне водозабезпечення економічно вигідне, тому що споживається менше води.

Схему водопостачання з повторним використанням води використовують в тих випадках, коли воду використану в одному технологічному циклі модна використовувати в другому і третьому циклах промислового підприємства. Така схема водопостачання економічно вигідна, тому що промислове підприємство вживає менше свіжої води.