Подготовка воды Показатели качества воды Способы обработки воды

Показатели качества воды Физические: Химические: температура жёсткость (Са. Со 3, Мg. СО 3) содержание • кислотность взвешенных р. Н – 7 нейтральн веществ кисл < 7 > щелочн запах, привкус наличие Fe, Ca, Zn, Al, и других элементов Биологические: бактериальная загрязнённость Коли – индекс Коли - титр

Общая схема очистки (подготовки) воды для хоз-питьевых целей

В зависимости от качества воды в источнике и назначения водопровода: подбирают способ обработки воды рассчитывают параметры очистных сооружений определяют дозу реагентов

Станция подготовки воды

Способы обработки воды Ø Ø Коагуляция Осветление отстаивание Ø фильтрация Обеззараживание

Схема очистки воды (водоподготовка) 1 – камера хлопьеобразования 2 – подача коагулянта 3 – накопительная ёмкость 4 – рабочая часть осветлителя 5 – отстойник 6 - фильтр

Один из вариантов установки коагуляции

Осветлитель со слоем взвешенного осадка

В лабораториях постоянно следят за изменением качества поступающей воды

Коагуляция Целью процесса коагуляции является снижение мутности воды поверхностного источника. Мутность воде придают очень мелкие частички примесей, которые в виду их лёгкости, неспособны к осаждению. Кроме того они все отрицательно заряжены и потому, отталкиваясь друг от друга не могут укрупняться.

Приёмные камеры на станции водоподготовки

Проблема решается введением в специальные ёмкости с водой (в камеры смешения) водного раствора сернокислого алюминия. Молекулы сернокислого алюминия имеют положительный заряд и притягивают отрицательно заряженные молекулы взвесей. В камере смешения образуются хлопья, способные к осаждению. Для ускорения этого процесса добавляют флокулянт (полиакриломид или кремниевую кислоту).

Сернокислый алюминий (коагулянт)

Коагуляция интенсифицируется с помощью введения раствора полиакриломида

Фильтрование

Камеры смешения поступающей воды с коагулянтом

Осаждение Образовавшиеся в результате коагуляции хлопья отводятся в отстойники, где они с расчётной скоростью очень медленно движутся и выпадают в осадок. В зависимости от крупности и веса хлопьев подбирают отстойники ( горизонтальные, вертикальные, радиальные).

Поступающая вода последовательно проходит все стадии необходимой обработки

Фильтрация Обычно после отстаивания воду фильтруют. Для фильтрования её пропускают через слой фильтрующего материала, который задерживает мелкие частицы взвесей, оставшиеся после отстаивания. В качестве фильтрующего материала применяют кварцевый песок, гравий, дроблёный антрацит и другие фильтрующие материалы.

Фильтры могут быть: напорные и безнапорные медленные и скорые

Контактные осветлители Для очистки небольших объёмов воды используют контактные осветлители. Они представляют собой сооружения комбинированного типа. В них совмещают процессы хлопьеобразования, отстаивания и фильтрации.

Установки химической очистки воды для котельных

Обеззараживание Вода поверхностных источников содержит большое количество болезнетворных бактерий. В результате отстаивания и фильтрации из воды удаляются далеко не все бактерии. Для уничтожения оставшихся бактерий воду обеззараживают

Методы обеззараживания воды Хлорирование Озонирование Бактерицидное облучение Олигодинамия Другие

Чаще всего хлорирование выполняют в резервуарах чистой воды

Установки для ультрафиолетового облучения воды

Водонапорные башни

При неравномерном водопотреблении трудно достичь совпадения его с подачей воды. Для регулирования подачи и водопотребления служат водонапорные башни. В водонапорной башне можно хранить и неприкосновенный противопожарный запас воды. В настоящее время разработаны типовые проекты водонапорных башен ёмкостью Vб от 15 до 800 м 3 и высотой от 10 до 42 м. Устанавливают водонапорные башни на самой высокой точке рельефа.

Водонапорные башни возводились с незапамятных времён, и они вписывались в архитектурный стиль города

Возводимые на воде, они обеспечивали неприкосновенный противопожарный запас воды на случай пожара.

Современное градостроение предлагает свои дизайнерские проекты водонапорных башен

Сохранился замковый стиль водонапорных башен, который подчёркивает особый колорит города

Обвязка водонапорной башни

Несоблюдение норм и правил безопасности приводят к аварийным ситуациям

Резервуары чистой воды РЧВ В РЧВ в отличие от водонапорной башни может храниться значительно больший объём воды, но они требуют насосов для подачи воды в сеть. РЧВ могут быть заглубленные и подземные, стальные и железобетонные, круглые и прямоугольные. РЧВ ёмкостью до 2 тыс. м 3 выполняют круглыми. Свыше 2 тыс. м 3 - прямоугольными.

Определение ёмкости резервуаров чистой воды Объём РЧВ определяется тремя составляющими: V = Vр + Vт + Vп ü Vр – регулирующий объём ü Vт - объём для технологических нужд ü Vп – неприкосновенный противопожарный запас

Горизонтальные резервуары чистой воды выполняют из стали

Вертикальные резервуары чистой воды Вертикальные РЧВ имеют значительно большую вместимость, чем горизонтальные. Но в отличие от горизонтальных они выполняются как из стали, так и из железобетона. Ёмкостью до 2 тыс. м 3 РЧВ выполняют круглыми, свыше 2 тыс. м 3 - прямоугольными.

Вертикальные стальные РЧВ

Заглубленный стальной РЧВ в разрезе

Заглубленный ж/б РЧВ большой ёмкости

ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ Могут быть тупиковыми и кольцевыми. В крупных населённых пунктах проектируют только кольцевые водопроводные сети. Для прокладки используют: полиэтиленовые чугунные асбестоцементные стальные ( как исключение)

Оборудование водопроводной сети Для выделения ремонтных участков на сети устанавливают водопроводные колодцы, которые выполняются из сборных железобетонных колец. При сложных обвязках на сетях большого диаметра колодцы могут быть в плане прямоугольной формы. В настоящее время водопроводные колодцы могут изготавливать из железобетона другой формы.

7 6 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Рабочая часть Плита перекрытия Отмостка Металлические скобы Днище Горловина Люк

На сетях большого диаметра при сложных схемах устанавливают прямоугольные камеры переключения из железобетонных блоков

Оборудование водопроводных колодцев Так как водопроводные колодцы предназначаются для выделения ремонтных участков сети, то в них прежде всего устанавливают задвижки. На трубах большого диаметра применяют задвижки только электрифицированные.

Задвижка параллельная в разрезе

Кроме задвижек в водопроводных колодцах устанавливают подземные пожарные гидранты. В самых высоких местах рельефа в колодцах предусматривают вантузы для выпуска воздуха. В самых низких местах – устраивают выпуск воды.

Водоразборная колонка в разрезе

Водоразборная колонка

Пожарные гидранты

Глубина заложения водопроводных сетей Как правило, водопроводные сети прокладывают параллельно рельефу местности на глубине, исключающей промерзание. Эта глубина назначается с учётом опыта эксплуатации в данной местности. Для Тюмени эта глубина принимается от 3. 2 до 3. 5 метров

В случае, если данными по эксплуатации не располагают или они отсутствую, глубина заложения водопровода принимается согласно формуле: Нмин = hпром + 0. 5 м (до низа трубы) При отсутствии промерзания, заложение принимают на 1 метр от поверхности земли до верха трубы. Это необходимо для предотвращения нагрева воды и исключения механического продавливания грунта и деформации трубы.

Водопроводные сети обычно прокладывают траншейной прокладкой

Основы расчёта водопроводных сетей Задачами расчёта являются: Нахождение расчётного расхода воды, Определение диаметра трубы, Вычисление потерь напора, Подбор насосов для подачи воды.

Расчётный расход воды находят по нормам водопотребления. Диаметра трубы определяют исходя из уравнения неразрывности: q = V · ω , л/сек с учётом экономичной скорости, которая зависит от: стоимости электроэнергии стоимости труб стоимости их укладки срока службы (ресурса) материала труб

Расписав площадь сечения ω = π·d 2 /4 подставив её в уравнение неразрывности q = V · ω , и выразив d, получим:

Стальная труба

Определение потерь напора Потери напора при инженерных расчётах находят по приведённым формулам, облегчающим расчёты. Δh = А ℓ q 2 , м Или, если заменить А на получим