Водоснабжение и водоотведение. Существуют определенные требования к качеству воды для питьевых, хозяйственных и производственных нужд. Если система водоснабжения в городе единая, вся подаваемая вода должна быть питьевого качества. Потребность предприятий города в свежей воде определяется с учетом их профиля и производственной мощности. На многих предприятиях действуют системы оборотного водоснабжения, в которых использованная вода не сливается в канализацию, а проходит необходимую очистку и вновь возвращается в производственный цикл. Это позволяет резко сократить потребность в свежей воде. Для жилищного фонда существуют нормативы суточного потребления воды на человека. Жители, установившие в квартирах приборы учета воды, платят за нее по фактическому расходу, который обычно оказывается значительно ниже расчетного.

Водоснабжение города может осуществляться из открытых водоемов и из подземных водоносных горизонтов. В состав водопроводного хозяйства входят водозаборные сооружения, системы очистки и подготовки воды, насосные станции, водопроводные сети от водозабора до каждой квартиры.

Не менее сложна система водоотведения города. Объем стоков, попадающих в эту систему, превышает объем водопотребления, поскольку в канализационную сеть попадает и холодная, и горячая вода. Система водоотведения состоит из самотечных коллекторов, подкачивающих насосных станций, сооружений по санитарной очистке сточных вод и сбросу их в водоемы.

Системой водоснабжения называют комплекс сооружений, в который входят; водозаборные сооружения, насосные станции очистные сооружения, регулирующие емкости, водоводы и сеть.Система водоснабжения зданий и других объектов любого назначения должна обеспечивать потребителей водой заданного качества в требуемом количестве и под необходимым напором. Снабжение водой может осуществляться от наружной водопроводной сети или от собственных местных источников водоснабжения. Классификация систем водоснабжения: 1. по назначению: хозяйственно-питьевые; производственные; противопожарные.2. по сфере обслуживания; раздельные; объединенные; единые.3. по способу использования воды: прямотечные; оборотные; повторного использования. 4. по обеспеченности напором: обеспечиваемые напором от сети наружного водопровода; необеспечиваемые напором от сети наружного водопровода.5. в зависимости от источника водоснабжения: водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников; водопроводы, забирающие воду из подземных источников.Системы водоснабжения в зависимости от категории потребителей и используемой схемы водоснабжения могут включать элементы: водозаборные сооружения; сооружения для подъема и перекачки воды – насосные станции; сооружения для очистки воды; сборные резервуары – резервуары чистой воды; сооружения для транспортировки воды – водоводы; сооружения для распределения воды по территории объекта и распределения ее потребителям – водопроводная сеть; сооружения для хранения и аккумуляции воды – водонапорная башня (= резервуар чистой воды).Обязательными элементами любой системы водоснабжения являются водозаборные сооружения, водоводы и водопроводная сеть.

Водоснабжением (системой водоснабжения) является комплекс сооружений, предназначенных для забора воды из источников, очистки, хранения запасов воды и подачи к местам потребления. Системы водоснабжения классифицируют по ряду признаков.

По роду обслуживаемых объектов: городское, сельское, промышленное, сельскохозяйственное водоснабжение.

По назначению: хозяйственно-питьевые, противопожарные, поливочные промышленные.

По характеру использования природных источников: водопроводы, получающие воду из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища) и водопроводы с подачей подземных вод.

По способам подачи воды – самотечные водопроводы (водонапорные башни) и водопроводы с механической подачей воды.

Принципиальная схема водоснабжения. Вода из источника забирается водоприемником и по водоводам поступает в береговой колодец. Затем насосами первого подъема она подается в сооружения для очистки (осветления, фильтрования и дезинфекции с помощью хлорирования или ультрафиолетового освещения). Очищенная вода поступает в резервуары чистой воды и насосами второго подъема подается из них в сеть трубопроводов, а часть воды аккумулируется в баке водонапорной башни. По магистральным трубопроводам вода поступает в районы города и по распределительной сети – к потребителям.

Водопроводные сети состоят из магистральных и распределительных линий. Магистральные линии служат для транспортирования масс воды, а распределительные – для подачи воды из магистралей к жилым зданиям и другим объектам.

Для нужд населения наиболее пригодны подземные воды. Однако для снабжения водой больших населённых мест подземных источников часто оказывается недостаточно, а получение из них значительного количеств воды экономически невыгодно. Поэтому для водоснабжения городов используют преимущественно поверхностные источники пресной воды.

Под схемой водоснабжения промышленного потребителя понимают взаимное расположение и систему взаимных связей между элементами системы водоснабжения.

На промышленных предприятиях могут устраиваться водопроводы следующего назначения: хозяйственно-питьевые; производственные; противопожарные.

Если водораспределительные сети приведенных водопроводов устраиваются раздельно, то такие водопроводы называются раздельными.

Если на предприятии выполняется только одна водораспределительная сеть, то водопроводы производственный, хозяйственно-питьевой и противопожарный являются объединенными.

Если предприятие расположено в черте города или вблизи, то источником хозяйственно-питьевого водоснабжения (а в ряде случаев и производственного и противопожарного) может служить городской водопровод.

Присоединение водопровода предприятия к городскому водопроводу может осуществляться по различным схемам. В случае если напор и расчетные расходы воды в городской сети достаточны для обеспечения водой системы водоснабжения предприятия, то строится только внутризаводская сеть.

Если же напор в городской сети недостаточен, в данном случае сооружаются насосные станции с водонапорной башней или насосная станция с регулирующей емкостью. В случае если расход воды не может быть обеспечен городским водопроводом, устраивается запасная емкость и насосная станция. В запасной емкости аккумулируется запас воды, требующийся для функционирования водопровода предприятия.

В настоящее время для водопроводных сетей применяют трубы из чугуна, стали, асбестоцемента и железобетона. На сети водопроводов в специально устроенных колодцах размещают запорную и регулирующую арматуру: задвижки, затворы и т. д.

Речные водозаборы устраивают выше населенного пункта, чтобы обеспечить возможность организации зон санитарной охраны. Речные водозаборные устройства могут располагаться у берега (при достаточной глубине реки у берега), а также в русле реки на определенном расстоянии от берега (при небольшой глубине реки у берега). При использовании подземных водоисточников в качестве водозаборных устройств применяют трубчатые буровые колодцы, шахтные колодцы и др.

Проектирование, прокладка и строительство инженерных систем , неотъемлемая часть любого современного строительного процесса. В инженерные системы включены многие виды коммуникаций и одной из них является система водоснабжения . Современные системы водоснабжения можно разделить на два основных вида обслуживания наших потребностей, это коммунальное водоснабжение и промышленное водоснабжение .

Одним из самых главных вопросов при строительстве жилых и не жилых объектов, является их обустройство системой водоснабжения . Водоснабжение – Это ряд мероприятий, по подачи и обеспечению водой, из поверхностных или подземных источников вод, различных потребителей: транспорт, промышленные предприятия, население, сельское хозяйство, противопожарные службы, в требуемом объеме и соответствующего качества. Комплекс инженерных сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, называется системой водоснабжения или водопроводом. В зависимости от назначения обслуживаемых объектов современные системы водоснабжения подразделяются на коммунальное и производственное водоснабжение . Самыми крупными потребителями воды являются производственные предприятия металлургической, химической, нефтеперерабатывающей промышленности, а также ТЭС. Несколько видов деятельности, которые связанны с использованием воды, по своей классификации не относятся к водоснабжению. Например, подача воды для полива сельскохозяйственных полей представляет собой специальную отрасль водного хозяйства – орошение (ирригация) один из видов мелиорации, подача воды по турбинам ГЭС привязана к гидроэнергетике. Коммунальное водоснабжение это водообеспечение потребителей в местах проживания преимущественно питьевой водой. В большинстве, современные системы водоснабжения в населенных пунктах являются централизованными. Для целей водоснабжения, применяются природные источники воды: поверхностные – открытые водоемы (реки, водохранилища, озера, моря) и подземные грунтовые и артезианские воды и родники. Для нужд населения наиболее пригодны подземные воды. Однако при снабжении водой крупных населенных пунктов подземных источников часто оказывается недостаточно, а получение из них значительного количеств воды экономически невыгодно. В таких случаях для водоснабжения крупных городов и промышленных объектов применяются преимущественно поверхностные источники пресной воды. Для получения воды из природных источников, ее очистки в соответствии с нуждами потребителей и для подачи к местам потребления служат следующие сооружения: водоприемные сооружения; насосные станции первого подъема, подающие воду к местам ее очистки; очистные сооружения; сборные резервуары чистой воды; насосные станции второго или последующих подъемов, подающие очищенную воду в город или на промышленные предприятия; водоводы и водопроводные сети, служащие для подачи воды потребителям. Общая схема водоснабжения может видоизменяться в зависимости от конкретных условий. Если, например, вода источника не требует очистки, из схемы выпадают очистные и связанные с ними сооружения. Если источник расположен на более высоких отметках, чем снабжаемый водой объект, вода может быть подана самотеком, и поэтому нет необходимости в устройстве насосных станций. Размещение водонапорных башен и резервуаров определяется рельефом местности. Некоторые системы используют несколько источников водоснабжения, что приводит к увеличению числа основных сооружений. При значительной разности отметок на территории объекта иногда устраивают, так называемое зонное водоснабжение, т. е. отдельные сети для районов города, расположенных на разных отметках, с отдельными насосными станциями. В других случаях сооружают повысительные насосные станции, тогда воду забирают из основной сети города и подают ее в возвышенные районы. Водоприемные объекты имеют различное устройство, исходя из вида источника водоснабжения и местных условий. При приеме поверхностных вод используются речные, озерные, морские водоприемники. Для приема подземных вод в зависимости от глубины залегания водоносных пластов, используются трубчатые (буровые) колодцы, горизонтальные водосборы, представляющие собой дренажные трубы или галереи, укладываемые в пределах водоносного пласта. Родниковые воды собираются с помощью каптажных сооружений (каменные резервуары, кирпичные резервуары, приемные камеры, шахты, колодцы), располагаемых в месте наиболее интенсивного выхода родниковой воды. Из подземных источников в большинстве случаев, воду поднимают центробежными насосами. Весьма эффективны погружные насосы, опускаемые под уровень воды в колодец вместе с электродвигателем, заключенным в водонепроницаемый кожух. При использовании подземных вод после сооружения колодца, уровень воды в нем устанавливается над водоносным пластом. Бывает давление в пласте столь велико, что вода самоизливается из колодца на поверхность земли. Для городских водопроводов, использующих подземные воды, как правило, сооружают группу колодцев. Из них вода поступает в сборный резервуар и оттуда подается потребителям насосной станцией. Шахтные колодцы применяют при относительно неглубоком залегании подземных вод. В зависимости от глубины шахтных колодцев, подъем воды из них может быть осуществлен обычными или погружными насосами. В системах водоснабжения населенных пунктов, водоприемные сооружения любого типа, включаются в зону санитарной охраны. Насосные станции современных систем водоснабжения оборудуются, в большинстве случаях, центробежными насосами с электрическим приводом, а также регулирующей, предохранительной и контрольно-измерительной аппаратурой. Множество насосных станций имеют телеуправление и полностью автоматизированы. Очистные сооружения обрабатывают природную воду с целью придания ей качеств, соответствующих требованиям потребителей. Очищенная вода подается к объекту по водоводам и разводится по его территории водопроводной сетью. К уличной сети присоединяются домовые ответвления, по которым вода поступает в здания. Внутри зданий устраивается сеть внутреннего водопровода, подводящая воду к точкам ее разбора через различные водоразборные устройства (краны), также есть системы снабжающие потребителей горячей водой. В производственных зданиях вода подводится к различным технологическим агрегатам, машинам, аппаратам, котлам и т.д. Подача воды для тушения пожаров производится из наружных пожарных гидрантов, располагаемых на уличной сети. Внутренние пожарные краны устанавливаются в общественных и производственных зданиях, а также в жилых домах. Промышленные предприятия, в определенных условиях, применяют так называемые оборотные системы водоснабжения , а также системы с последовательным использованием воды. Оборотные системы служат для предотвращения нерационального использования природных вод и их загрязнения. В таких системах воду после надлежащей обработки (охлаждения или осветления) снова подают потребителям. Для охлаждения воды в оборотных системах применяются градирни, бассейны брызгальные, охладительные пруды. В таких случаях из источника подается вода, только для восполнения ее потерь при охлаждении и безвозвратных ее расходов в производстве. Получается что, количество воды, забираемой из источника, при оборотной системе значительно меньше, чем при обычной прямоточной системе. Иногда это позволяет использовать природный источник, который при прямоточной системе был бы недостаточным для определенного потребителя. Системы с последовательным использованием воды, употребляются в тех случаях, когда вода, сбрасываемая одним производственным потребителем, может использоваться другим. Также уменьшается количество воды, которое надо забирать из источника водоснабжения. В крупные населенные пункты и промышленные районы вода подается из удаленных источников. И на всех этапах за водой ведется санитарный надзор. Санитарный надзор – это качество подаваемой населению воды, на всем пути ее транспортирования, от водопроводной станции до потребителя. Качество воды подвергается строгому санитарному контролю. Надзор, осуществляется районными и городскими санэпидстанциями, распространяется на все системы хозяйственно-питьевого водоснабжения населённых пунктов и другие системы, подающие воду питьевого качества.

В целом у водоснабжения большая история, но в будущем она будет только грандиозней, тем более что на помощь приходят новые, высокотехнологичные способы удовлетворения наших потребностей в воде!

Расходы воды на хозяйственно–бытовые нужды предприятия складываются из расхода на хозяйственно–питьевые нужды рабочих и расхода на принятие душа.

Норму расхода воды на хозяйственно–питьевые нужды принимаем на одного рабочего в смену:

для рабочих цехов - 45 л/смену;

для холодных цехов – 25 л/смену;

Часовой на 1 душевую сетку принимаем 500л, продолжительность пользования душем после окончания смены – 45 мин.

2.1.4. Производственное водопотредление предприятий.

Для промышленных предприятий необходимы расходы воды разного качества: вода прошедшая через сетку (с расходом Q 1 ; допускается подача воды из оборотных систем водоснабжения) и вода фильтрованная (с расходом Q 2 ; при этом до 70% этого расхода воды допускается повторно использовать).

Колиество воды,подаваемой на производственные нужды предприятий, при коээфициенте часовой неравномерности К ч.мах = 1,

Для П/П №1:

Q 1 = 0,36 м 3 /с = 1296 м 3 /ч = 31104 м 3 /сут

Q 2 = 0,031 м 3 /с = 112 м 3 /ч = 2678 м 3 /сут

Q 1 = 31104 м 3 Q поп = 0,1* Q 1 = 0,1*1296 = 130 м 3 /ч.

Q 2 Q повт = 0,7*112 = 78 м 3

Q св =130-78=51 м 3 /ч = 0,014 м 3 /с

Для П/П №2:

Q 1 = 0,46 м 3 /с = 1656 м 3 /ч = 39744 м 3 /сут

Q 2 = 0,04 м 3 /с = 144 м 3 /ч = 3456м 3 /сут

Для удовлетворения потребности в воде Q 1 = 39744 м 3 /сут целесообразно использование оборотной системы водоснабжения. Тогда расход воды для пополнения оборотной системы, принимая пополнение в размере 10% от расхода оборотной воды, Q поп = 0,1* Q 1 = 0,1*1656 = 166 м 3 /ч.

По заданию до 70% от расхода воды Q 2 допускается использовать повторно, что составляет Q повт = 0,7*144 = 101 м 3 /ч. В этом случае необходимо подать дополнительный расход свежей воды:

Q св =166-101=65 м 3 /ч = 0,018 м 3 /с

2.1.5. Противопожарное водопотребление

Расчетное количество воды на наружное пожаротушение и число одновременных пожаров для жилой застройки принимаем в соответствии с .

Расчетное число одновременных пожаров (при расчетной численности населения 115500 чел.) принимаем равным – 3; расход воды на один пожар (жилая застройка свыше 3-х этажей), а с учетом внутреннего пожаротушения в две струи по q = 2,5 л/с, суммарный расход составит Q=40+2*2.5=45 л/с. В соответствии с , в это число пожаров входят пожары на промышленных предприятиях, расположенных в черте города.

2.2.Расходы воды по видам потребления и в целом по городу.

2.2.1. Хозяйственно-питьевое водопотребление населения

Средний за год суточный расход воды определяем по формуле:

где q ср – принятая средняя норма водопотребления, л/(чел*сут);

N – расчетное число жителей,чел;

Расчетное число жителей определяется по формуле:

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления определяем по формуле:

Расчетные часовые расходы воды определяем по формуле:

2.2.2. Поливочное водопотребление

Максимальный суточный расход воды на полив определяем по формуле:

где F пол – площадь полива, F=20% от F гор в га. ;

q пол – норма полива, 1,2 л/м 2 ;

Средний суточный расход воды за год на полив определяем по формуле:

где n – число дней полива в году n = 160 дней

Принимаем, что полив совпадает с днем максимального водопотребления, но не совпадает с часом максимального водопотребления данных суток.

2.2.3. Хозяйственно-бытовое водопотребление рабочих предприятий.

Расход воды на хозяйственно-бытовые ныжды предприятия складывается из расхода на хозяйственно-питьевые нужды рабочих и расхода на прием душа.

Число радочих на п/п №1 составляет:

I смена – 1400 чел.

II смена – 1300 чел.

III смена – 1100 чел.

Число радочих на п/п №2 составляет:

I смена – 1700 чел.

II смена – 1600 чел.

III смена – 1300 чел.

Число работающих в горячем цехе 5%, пользуются душем в холодном цехе – 25%. Число рабочих, обслуживаемых одной душевой сеткой – 8 чел.

Учитывая исходные данные и нормы водопотребления, определяем расходы воды (в м 3 ) на хозяйственно-бытовые нужды рабочих (табл.3.1).

Хозяйственно-бытовое водопотребление

на промпредприятиях

Таблица 2.1