Ключевые слова и понятия.

8.1. Зоны санитарной охраны

8.2. Трубчатые колодцы

8.3. Шахтные колодцы

8.4. Горизонтальные водосборники

8.5. Каптаж источников

8.6. Зумпф

8.7. Шуга

8.8. Оголовки

8.9. Ковшовые водоприемные сооружения

8.10. Пожарные гидранты

8.11. Воздушные вантузы

8.12. Ремонтный участок

8.13. Дюкер

8.14. Цветность воды

8.15. Мутность воды

8.16. Жесткость воды

8.17. Активная реакция воды

8.18.Окисление

8.19. Коли-титр, коли-индекс

8.20. Осветление воды

8.21. Обесцвечивание воды

8.22. Обеззараживание воды

8.23. Обессоливание воды

8.24. Коагулирование

8.25. Хлорирование воды

8.26. Бактерицидное облучение воды

8.27.Обезжелезивание воды

8.28. Умягчение воды

8.29. Коагулянт

8.30. Флокулянт

8.31. Осветлитель со взвешенным слоем осадка

8.32. Реагентное хозяйство

8.33. Смеситель

8.34. Камера хлопьеобразования

8.35. Отстойник

8.36. Шламоуплотнитель

8.37. Шламонакопитель

8.38. Фильтрование воды

8.39. Предфильтрация

8.40. Озонирование

8.41. Газодозатор

8.42. Дехлорирование

8.43. Декарбонизация

8.44. Ионообмен-Н- и Nа-

§1. Водозаборные сооружения водопровода.

1.1. Источника водоснабжения. Зоны санитарной охраны.

Источниками водоснабжения являются подземные воды (грунту, артезианские или родниковые), подречные воды и поверхностные воды рек, каналов, озер, водохранилищ и морей. Основная масса подземных вод образовывается вследствие просачивания вглубь земли атмосферных и поверхностных вод. Условия залегания подземных вод зависят от характера залегания водонепроницаемых пластов грунтовых пород.

Грунтовыми называются воды, которые находятся в безнапорном водоносном пласте. их можно использовать для водоснабжения, если они не загрязняютсяот поверхности земли. В глубоких водоносных пластах, расположенных между водостойкими породами, вода находится под напором и называется напорной, или артезианской (рис.8.1).

Рис. 8.1. Схема залегания водоносных горизонтов:

1 - поступление воды; 2 - горизонт грунтовых вод; 3 - горизонт межпластовых безнапорных вод; 4 - горизонт артезианских вод; 5 - водонепроницаемые пласты.

Артезианские воды не загрязняются из поверхности земли и могут быть использованы для хозяйственно-питьевого водоснабжения без очистки. В тех местах, где водоносные пласты выходят на поверхность, вода появляется в виде источников.

Подречными называются воды, которые фильтруются через водопроницаемые пласты грунта из рек, каналов и других водоемов. Обычно эти воды нуждаются в обеззараживании.

Воды поверхностных источников при использовании их для хозяйственно-питьевого водоснабжения, как правило, очищают и обеззараживают.

Источник водоснабжения выбирают с учетом гигиеничных, технических и экономических факторов. Особенно учитывают расстояние от источника, мощность и надежность его, высоту подъема воды.

При строительстве системы хозяйственно-питьевого водоснабжения должны быть приняты меры, которые предотвращают загрязнение источников. С этой целью создается зона санитарной охраны (8.1).

8.1. Зоны санитарной охраны Зоны санитарной охраны — это три круга (пояса), предназначенные для образования защиты водопроводных сооружений от загрязнений окружающей средой.

Зона санитарной охраны делится на три пояса. В первом поясе (зона сурового режима) запрещается любое строительство, которое не касается водопровода, а также проживание и временное пребывание лиц, непричастных к водопроводу. Этот пояс охватывает место забора воды, он окружен полосой зеленых насаждений. Во втором поясе санитарной зоны запрещается использовать территорию близ источников водоснабжения, если это может повредить источникам. Определены санитарные требования, которые не допускают и в этом поясе сброс сточных вод и устройство свалок. В третьем поясе ведут наблюдение за инфекционными заболеваниями, чтобы предотвратить попадание в воду их переносчиков и распространению инфекции через водопровод.

Проекты зон санитарной охраны представляют на утверждение одновременно с проектом водопровода города.

1.2. Виды сооружений для забора подземных вод.

Выбор типа сооружений для забора подземных вод зависит преимущественно от глубины их залегания и мощности водоносного пласта. Забор подземных вод осуществляется через:

1) трубчатые колодцы (буровые скважины) (8.2) (для забора безнапорных и

напорных вод, которые залегают на глубине свыше 10 м);

8.2. Трубчатые колодцы Трубчатые колодцы (буровые скважины) — это сооружения для забора безнапорных и напорных вод, которые залегают на глубине свыше 10 г.

2) шахтные колодцы(8.3) (для забора вод, которые залегают на глубине от 10 до 30 м);

8.3. Шахтные колодцы Шахтные колодцы — это сооружения с вертикальным стволом (шахтой) для забора безнапорных и напорных вод, которые залегают на глубине от 10 до 30 г.

3) горизонтальные водосборники (8.4) (для сбора грунтовых вод, которые залегают до 8 м глубины узкими пластами);

8.4. Горизонтальные водосборники Горизонтальные водосборники — это сооружения для сбора грунтовых вод, которые залегают на глубине до 8 м узкими пластами.

4) сооружения для каптажа источников (8.5).

8.5. Каптаж источников Каптаж источников — это конструктивное оформление его выхода для использования источника для водоснабжения.

Трубчатые колодцы делают, буря в земле вертикальные буровые скважины. В большинстве пород стенки буровой скважины приходится укреплять стальными обсадными трубами, которые образовывают трубчатый колодец. В пределах водоносного пласта для приема воды из грунта колодец строят из перфорированных труб, которые часто имеют специальные фильтры. Водоснабжение значительных масштабов идет через несколько трубчатых колодцев, соединенных в общую систему водозаборных сооружений.

В буровой скважине различают водоприемную часть - (фильтр), ствол (глухая часть буровой скважины, которой поднимается подаваемая вода) и устье (исходная часть буровой скважины, надлежащих образом оборудованная в колодце или специальном павильоне).

Если водоносный пласт состоит из стойких скальных или полускальных пород (известняки, плотные песчаники, изверженные породы), то фильтр не делают и вода поступает непосредственно в буровую скважину. Если водоносные породи залегают на значительной глубине, то используют несколько последовательно соединенных обсадных труб, диаметр которых постепенно уменьшается (рис. 8.2). В твердых скальных породах закреплять стенки обсадными трубами необязательно. Если водоносных горизонтов несколько, рабочие части фильтра устанавливают в каждом из них. Фильтры трубчатых колодцев выполняют из цветных металлов, пластмасс, асбестоцемента и гравия. По конструкции они делятся на проволочные, сетчатые, каркасно-стержневые, щелевые и гравийные.

Шахтные колодцы имеют вид вертикальнойв ыработки и состоят из надземной части (оголовок) ствола (шахта), водоприемной части, водозаборной части (зумпф (8.6.)).

8.6. Зумпф Зумпф — конструктивное оформление водоприемной части подземного источника водоснабжения с возможностью создания некоторого запаса воды.

Оголовок перекрывается крышкой, над ним строят навес или будку.

Водоприемная часть устраивается в дне, в стенках или в дне и стенках.

а) б) в)

Рис.8.2. Схема устройства трубчатого колодца:

а , б - при заборе воды в трещиноватых породах; в – то же в песках

1 -цементный раствор межтрубного пространства; 2 - глины; 3 - твердые трещиноватые

породы; 4 - перфорированные трубы; 5 -известняк; 6 - водоносный песок; 7 -фильтр;

8 - пробка; 9 -башмак.

Для приема воды через дно на него кладут гравийный фильтр или плиту из пористого бетона. Если же принимают воду через стенки, то в них должны быть сделаны окна из пористого бетона или заполненные гравийным фильтром.

Зумпфы делаются в том случае, когда в колодце необходимо иметь некоторый запас воды. Стены колодца делают в основном из сборных железобетонных элементов (рис.8.3), но они могут быть из каменной или кирпичной кладки и даже деревянные. Отдельные шахтные колодцы оборудуют насосами или соединяют с сифонным трубопроводом и общим сборным колодцем (резервуаром), откуда воду насосами подают потребителям.

Разновидностью шахтных колодцев являются лучевые водозаборы, которые представляют собой шахту, из нижней части которой в водоносные пласты несколькими радиально расположенными лучами вдавлены горизонтальные фильтровые трубы (рис.8.4), благодаря чему зона забора воды увеличивается и существенным образом возрастает производительность.

Рис.8.3. Шахтный колодец из железобетонных колец:

1 -крышка; 2 - вентиляционная труба; 3 - отмостка; 4 - глиняный замок; 5 - железобетонный элемент; 6 - металлическое кольцо; 7 - просмоленная прядь; 8 - цементный раствор; 9 - галька; 10 - гравий; 11 - песок.

Рис. 8.4. Шахтный колодец с радиальными дырчатыми трубами: 1 - вертикальный центробежный насос; 2 - дырчатая труба; 3 - наконечник; 4 - водоупорные пласты; 5 - водоносный пласт.

Горизонтальные водосборники применяют, когда необходимо использовать пласты относительно небольшой мощности, которые неглубоко залегают. Горизонтальные водосборники делятся на траншейные (дренаж), с засыпкой камнем или щебенкой, трубчатые и водозаборные галереи (возле горных склонов). Для трубчатых водозаборов применяют керамические, асбестоцементные, бетонные и железобетонные трубы круглого и овального сечения с гравийно-песчаною засыпкой (рис. 8.5).

Каптаж источников. Каптаж источника - это конструктивное оформление его выхода для использования источника водоснабжения. Выход напорной артезианской воды называется восходящим, а безнапорной - нисходящем источником. Для каптажа восходящих источников сооружают шахтные колодцы, в которых вместо днища устраивают гравийные фильтры. Боковые выходы источников называются дериватами. Восходящие источники выходят на поверхность чаще всего на более или менее ровных участках территории, из-за чего их называют иногда равнинными. Нисходящие источники обычно выходят на поверхность на склонах лощин и яров, особенно в их верхней части.

Рис. 8.5. Конструкции горизонтальных водосборников из сборных железобетонных элементов:

1- чугунный люк; 2 - обзорный колодец; С - вентиляционная труба; 4 - водосборный колодец; 5 -галька; 6 - бетон; 7 - водосборный трубопровод; 8 - щебеночная подготовка; 9 -контур котлована; 10 - железобетонные кольца; 11 -водоупорный пласт.

Рис.8.6. Железобетонная каптажная камера для нисходящего источника: 1 - канава; 2 - водоносный пласт; 3 - водоупорный пласт; 4 - обратный фильтр; 5 - заборная труба; 6 - переливная труба.

При нисходящих источниках обычно в бетонной шахте делают отверстие в стенке со стороны выхода источника (рис.8.6). Вода накапливается в резервуаре шахты. При устройстве каптажа вместе с тем предусматривают защиту от загрязнения: устраивают канавы, специальные дренажи и т.п. Каптажи делают из железобетона, бетона, кирпича и местного камня.

1.3. Общие сведения о поверхностных источниках.

Поверхностные источники водоснабжения - это большей частью реки, так как они являются проточными водоемами и при надлежащей охране их от загрязнений имеют хорошее качество воды. Поверхностные воды, которые используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения, как правило, очищают и обеззараживают.

Источник водоснабжения выбирают с учетом гигиеничных, технических и экономических факторов. Для промышленных потребителей бактериальная чистота воды не имеет такого значения, как для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Исключением являются производства, которые потребляют на технические нужды воду питьевого качества. Тем не менее большое значение имеет химический состав воды, жесткость ее, цветность, содержание железа и других примесей, которые влияют на долговечность оборудования и технологию некоторых производств. Поэтому необходимость очистки воды в таких случаях определяется видом производства, его технологией и качеством воды источника.

Источниками водоснабжения для промышленных предприятий обычно являются большие реки, озера, водохранилища и моря. Большие озера отмечаются относительной постоянностью качества воды, особенно в отдаленной от берега зоне. Физические и биологические процессы, которые происходят в озерах, зависят от площади водного зеркала, глубины и местных условий. Мелкие озера хорошо прогреваются солнцем, вследствие чего в них бурно развивается растительность, которая, отмирая, загрязняет воду. Интенсивность выпарывания влаги из поверхности зеркала воды влияет на концентрацию солей. Химический состав озерной воды зависит от живящих озера вод. Температура вод поверхностных источников резко изменяется на протяжении года.

В ряде случаев на реках с быстрым течением образовывается глубинный лед (донный лед и шуга). Глубинный лед образовывается вследствие столкновения переохлажденного пласта воды с твердой поверхностью дна реки на участках порожистых и с быстрым течением. При столкновении переохлажденной воды внутри потока с твердыми частичками (центрами кристаллизации), которые находятся в зависшем состоянии, образовывается губчатая ледяная крохкая масса - шуга (8.7). Шуга, легко прилипая к твердым предметам, часто забивает входные отверстия водопроводных сооружений и может вывести их из строя.

8.7. Шуга Шуга — это губчатая ледяная масса, которая образовывается в поверхностном водном потоке при столкновении переохлажденной воды с твердыми частичками-центрами кристаллизации. Легко прилипая к твердым предметам, часто забивает входные отверстия (шугозазагродители) водопроводных сооружений и может вывести их из строя.

1.4. Водоприемные сооружения длязабора воды из поверхностных источников.

Как поверхностные источники для водоснабжения чаще всего используются реки. Водозаборные сооружения на них проектируют таким образом, чтобы они обеспечивали бесперебойное снабжение потребителя водой в разную пору года, а расположение и форма их как можно меньше загромождали русло и не влияли на поток воды. Для защиты водозаборных сооружений от глубинного льда и шуги принимают такие меры: располагают водозаборные сооружения в местах, где и образовывается шуга (шугозагродители); уменьшают скорость протекания воды через водоприемные отверстия; обогревают сетки водоприемных отверстий; устраивают плавучие заводи и короба, которые огораживают водоприемные отверстия; сооружают водоприемные ковши.

Сетки или решетки водоприемных отверстий можно очищать специальными скребковыми механизмами или промывать их обратной струей воды.

Водозаборные сооружения располагают выше от населенного пункта по течению реки на участках со стойким руслом и достаточными глубинами. Целесообразно выбирать место водозабора на вогнутом берегу. Чтобы предотвратить размывание русла, берега реки возле водозабора закрепляют. Конструкцию водозаборов из открытых источников выбирают в зависимости от гидрологических, геологических, грунтовых и других условий.

По конструкции водоприемные сооружения могут быть: русловые, береговые, совмещенные или раздельные с насосной станцией; ковшовые; инфильтрационные и подрусловые; передвижные, плавучие и специальные. В зависимости от источников водоснабжения (река, море, озеро, водохранилище), на которых устраивают водоприемные сооружения, их конструкции могут изменяться. В связи с этим водоприемные сооружения разделяют на речные, морские, озерные и водохранилищные.

1.5. Водозаборные сооружения руслового типа.

Характерной особенностью водозаборных сооружений руслового типа есть вынесения точки приема воды в русло. Водоприемники такого типа применяют при относительно пологом берегу, когда нет достаточных глубин, при возможности загрязнения воды или при слабых грунтах возле берега.

Схему руслового водозабора приведено на рис.8.7. Береговий колодец разделен на отдельные секции (за количеством всасывающих линий). Каждая секция разделена перегородкой на две камеры: приемную, куда вводят самотечные трубы с заслонками на концах, и всасывающую, где размещены всасывающие трубы насосов. В прорезе перегородки между камерами устанавливают сетку 3 с дверными глазками от 2х2 до 5x5 мм. Водосборные сооружения больших размеров оборудуют вращающимися сетками с беспрерывным промыванием

Рис. 8.7. Общая схема руслового водозаборного сооружения:

1- оголовок; 2 - самотечные линии; 3 -плоские сетки; 4- насосная станция; 5 -всасывательные трубы; 6 - береговой колодец.

Рис. 8.8. Погруженный оголовок простейшего типа:

1- брусья 15х20 см; 2 - камни; С - болты; 4 - крепление из штабной стали.

Незатопляемые оголовки ( 8.8.) имеют форму опор мостов ледорезами. их верхушки выступают над высоким уровнем воды.

Разновидностью водозаборов руслового типа есть криб. Конструктивно его делают подобно береговому водоприемнику и устраивают в русле. Водоприемники-криби размещают на некотором расстоянии от берега, где водоем глубже и менее загрязненная вода.

Рис. 8.9. Незатопляемый оголовок-криб.

1- окно; 2 - подъемный кран; С - направляющие швеллеры № 10; 4 - грубые сетки; 5 - самотечная галерея; 6 - засыпка из шлаков (16 см); 7 -стена; 8-грубые сетки нижних водоприемных окон; 9 - железобетонная самотечная галерея; 10- бетон; 11- лед; 12- наиболее низкий горизонт ледостава; 13- наиболее низкий горизонт ледохода; 14 -высокий горизонт ледохода.

8.8. Оголовок Оголовок — это водоприемная часть руслового поверхностного водозаборного сооружения, размещенная в русле источника. Бывают затопляемые и незатопляемые (криби).

Производительность таких водоприемников очень большая.

Учитывая размещение криба (рис.8.9) в глубоких местах, необходимо придавать его строительным элементам большие размеры в противодействие течению. Вода в криб поступает через входные окна, которые имеют грубые сетки и расположены в несколько этажей по периметру сооружения. От криба вода направляется к береговому колодцу самотечными трубами или туннелям под дном реки. Иногда в крибе устраивают насосные станции.

Самотечные линии русловых водозаборов выполняют из стальных, железобетонных или асбестоцементных труб или в виде железобетонных галерей (не меньше двух). Скорость движения в линиях необходимо принимать не менее чем 0, 7-0,9 м/сек для предотвращения их загрязнения. Очищают самотечные линии от отложений прямым или обратным промыванием водой.

1.6. Водозаборные сооружения берегового типа.

Берегу водоприемники делают в тех случаях, когда глубина источника водоснабжения возле берега имеет крутые и крепкие берега. Такие водоприемники могут быть совмещенные с насосной станцией. Конструктивно (рис.8.10) береговой водозабор выполнен подобно береговому колодцу русловых водозаборов. Вода из источника поступает в колодец через приемные окна, перекрытые решеткой, расположенными на разных отметках, чтобы можно было забирать воду из разных уровней в зависимости от поры года. Верхние отверстия служат для забора верхних сравнительно чистых пластов воды во время наводнений. Береговой колодец разделен на секции для обеспечения бесперебойного приема воды в случае ремонта или аварии. Верхняя часть водоприемного колодца должна выступать над высоким уровнем воды не менее чем на 0,5м. Над колодцем сооружают павильон, из которого руководят оборудованием для промывки сеток.

Рис. 8.10. Береговой водозабор раздельного типа: 1 - входное окно; 2 - приемное отделение; 3 - всасывающее отделение; 4 - всасывающий трубопровод; 5 - сетки; 6 - эжектор;. 7 - галерея всасывающих трубопроводов; 8 - мелкий песок; 9 - песок середнезернистый; 10 - песок крупнозернистый.

Рис. 8.11. Схемы берегового водозаборного сооружения с насосной

станцией.

1- водоприемное отделение; 2 - насосный зал; 3 - водоприемные сетки; 4 - горизонтальный центробежный насос; 5 - вертикальный центробежный насос.

На рис.8.11 показана схема берегового водозабора совмещенного типа. При плотных грунтах водоприемная часть и насосное помещение могут быть расположены на разных уровнях (рис. 8.11, а). Если грунтовые условия могут послужить причиной неравномерного оседания водоприемной и насосной частей сооружений, водозабор делают по схемам, показанными на рис. 13( бы, в).

1.6. Ковшовые водоприемные сооружения (8.9).

8.9. Ковшовые водоприемные сооружения Ковшовые водоприемные сооружения — это сооружения в искусственных заливах, отрытых в толще берега или в самом русле, огражденные дамбой.

Ковш представляет собой искусственный залив, отрытый в толще берега или в самом русле и огражденный дамбой.

Благодаря малой скорости течения воды в ковше быстрее устанавливается ледяной покров, под которым вода имеет дополнительную температуру, которая предотвращает образование шуги и донного льда.

Ковшовые водоприемники делают на реках, где наблюдается образование шуги и глубинного (подводного) льда. Кроме того, их устраивают в тех случаях, когда вода из источника водоснабжения содержит большое количество взвешенных веществ.

Рис.8.12. Схемы водоприемных ковшей.

1- водозаборное сооружение; 2 - дамба.

§2. Насосные станции

В зависимости от обслуженных объектов есть четыре вида насосных станций: для хозяйственно-питьевых нужд; для тушения пожаров; для нужд производства; объединенные (хозяйственно-противопожарные или производственно-противопожарные).

По расположению в общей схеме водоснабжения различают насосные станции І и II подъемов.

Насосные станции І подъема забирают воду непосредственно из водозаборных сооружений и подают на очистные сооружения. Если нет необходимости в устроении очистных сооружений, то насосная станция І подъема будет единой станцией в системе, которая подает воду непосредственно в сеть или же в промежуточные запасные резервуары.

Насосные станции II подъема предназначены для подачи воды из резервуаров потребителю.

Кроме того, существуют: повышающие насосные станции, которые служат для повышения напора в сети; циркуляционные насосные станции, где одна группа насосов подает уже использованную горячую воду на водоохладительные устройства, а вторая — возвращает охлажденную воду в цеха.

В зависимости от расположения насосного оборудования относительно поверхности земли, насосные станции могут быть наземными - с полом вровень с поверхностью земли или выше; заглубленными - с надземным зданием и полом ниже от поверхности земли; подземными - с перекрытием на вровень или ниже поверхности земли.

По характеру управления насосные станции возможны с ручным, автоматическим и дистанционным управлениями.

Насосные станции можно блокировать с другими сооружениями, связанными с ними общим технологическим процессом. По надежности водопроводные насосные станции разделяют на три класса: І класса — перерыв в подаче воды недопустим совсем; II класса — перерыв в работе насосов допустим на время, за которое можно включить резервные агрегаты; IIІ класса — допустимый перерыв в подаче воды на время ликвидации аварии (но не более чем на 24 ч.). Количество резервных агрегатов в насосной станции зависит от ее класса, количества рабочих агрегатов в каждой группе насосов, которые подают воду в самостоятельные сети или водоводы, и устанавливается в соответствии с таблицей:

Количество рабочих аагагрегатов каждой группы насосов	Количество резервных агрегатов на станции
агрегатов каждой группы насосов	И класса	II класса	III класса
2-3 4-6 7-9 10 и более

Трубопроводы монтируют из стальных труб, сваривая их, и прокладывают в каналах или открытым навесным способом. Насосные станции обычно проектируют прямоугольной формы, но если станция должна быть заглубленная (свыше 7-7 м), ее целесообразно делать круглой формы с вертикальными насосами. Основным помещением станции является машинный зал. При больших станциях проектируют также подсобные помещения, трансформаторную подстанцию и санузел. С целью бесперебойной подаче электроэнергии к насосам необходимо питание насосной станции подключать от двух самостоятельных источников электроэнергии или от двух линий кольцевой электросети.

Для монтажа и демонтажа оборудования - арматуры и трубопроводов - в насосных станциях должны быть подъемно-транспортные механизмы.

Расход воды на водоводах определяют по водомерам, которые устанавливаются в помещении станции или в камерах переключения. Там же для предотвращения разрушения трубопроводов, если это необходимо, монтируют гасители гидравлических ударов. Как водоподъемные устройства широко применяют центробежные насосы (горизонтальные, вертикальные) и пропеллерные. Кроме того, для подъема подземных вод можно применять водоструйные насосы (гидроэлеваторы), эрлифты (воздушные подъемники) и поршневые насосы.

Над буровой скважиной, оборудованной глубинным насосом, сооружают дом для размещения электродвигателя, приборов автоматики и сигнализации.

Рис. 8.13. Схема насосной станции II подъема, оборудованной четырьмя насосами.

На рис.8.13 приведена конструкция насосной станции, оборудованной четырьмя насосами марки 12Ндс.

Дом станции имеет машинный зал, помещение для электрощита (ЩК), распределительного устройства (РП) и трансформаторов (ТР). Фундамент станции выполняют из бетона, стены - из кирпича, перекрытие - железобетонное.

Трубопроводы в пределах дома прокладывают в каналах. Система заслонок разрешает подключать насос к любому с двух всасывающих и напорных трубопроводов. Для предотвращения (на случай остановки насоса) обратному течению воды на напорном трубопроводе возле каждого насоса устанавливают обратные клапаны.

Управление большими насосными агрегатами может быть автоматическим и дистанционным.

Автоматическое управление пуском, остановкой и контролем за состоянием оборудования выполняется специальными автоматами, причем функции обслуживающего персонала сводятся к отладке системы, пуска ее в действие, периодического обслуживания и наблюдения за аппаратурой и оборудованием. Дистанционное управление осуществляется при подавании импульсов обслуживающим персоналом из отдаленного от насосной станции пункта.

Эффективность автоматизации определяют такие факторы: снижение эксплуатационных затрат благодаря высвобождению постоянного обслуживающего персонала; уменьшение затраты электроэнергии рациональным регулированием режима работы насосов; снижение затрат на отопление не обслуженных домов насосных станций. Внедрение автоматизации дает возможность, кроме уменьшения эксплуатационных затрат, сократить капитальные затраты на строительство водопроводов, исключив стоимость производственных и бытовых помещений для обслуживающего персонала.

Высвобождение постоянного обслуживающего персонала в насосных станциях дает возможность уменьшить общий объем сооружений и прокладывать коммуникации и устанавливать арматуру непосредственно на полу машинного зала, без затрат на сооружение каналов.

В автоматических насосных станциях пуск и остановку насосов выполняют за заведомо составленной технологической программе подавания импульсов, без участия обслуживающего персонала.

На автоматических насосных станциях предполагается возможность перехода на ручное и полуавтоматическое управление, потребность в котором может возникнуть в случае разнообразных неполадок, а также при испытаниях после ремонта. Степень автоматизации выбирают в зависимости от назначения насосной станции, режима потребления воды с учетом требований бесперебойности водоснабжения, и общей схемы управления водопроводным хозяйством.

3.1. Классификация и схемы водопроводных сетей

Водопроводная сеть служит для транспортировки воды от источника водоснабжения к месту ее потребления и состоит из водоводов, магистральных (главных) и распределительных линий.

Водоводы служат для транспортировки воды от узла главных сооружений к разводной сети города или промышленного предприятия. Они могут быть в виде труб, туннелей или открытых каналов (например, канал Северский Донец - Донбасс). Иногда применяют все эти конструкции на разных участках одного и того же водовода. При устройстве напорных водоводов значительной длины их прокладывают в две нити. Для отключения отдельных участков при повреждении труб предполагаются соединительные линии не реже, чем через каждые 3-4 км. Места переключения оборудуют задвижками. В повышенных точках водовода (местах перегиба профиля) может скапливаться воздух, для удаления которого в колодцах устанавливают вантузы. В сниженных точках трассы водовода делают выпуски для опорожнения и промывания труб. Диаметр выпуска должен обеспечивать опорожнение обслуженных им участков водоводов или сети на протяжении не более чем двух часов.

Магистральные (основные) линии служат для транспортировки транзитных расходов воды.

Распределительные, разводные (второстепенные) линии предназначены для транспортировки воды из магистралей к отдельным домам, в которых потребители получают воду непосредственно из внешних распределительных линий. На промышленных предприятиях водопроводные линии часто не разделяют на магистральные и распределительные, так как количество потребителей (цехов) бывает обычно небольшим. Основные требования

- обеспечение подачи заданных количеств воды ко всем местам ее потребления под нужным напором (сетью должны быть охвачены все потребители воды); надежность и безперебойность работы;

- наименьшие затраты на строительство и эксплуатацию сети.

Рис. .8.14. Схемы водопроводных сетей:

а - разветвленной; бы - кольцевой; НС - насосная станция; ВБ - водонапорная

башня.

Выполнение этих требований достигается правильным выбором конфигурации сети и материала труб, а также технически и экономически правильным определением диаметров труб.

Первой задачей, которую решают при проектировании сети, это ее трассировка, т.е. предоставление ей определенных геометрических очертаний в плане. Линии водопроводной сети располагают, учитывая: характер планирования объекта, который снабжается водой, размещение отдельных потребителей воды, расположение проездов, формы и размеры жилых кварталов, цехов, зеленых насаждений и др.; наличие естественных и искусственных препятствий (рек, каналов, оврагов, железнодорожных путей и т.п.); рельеф местности, грунтовое и гидрогеологическое условия.

Водопроводные линии нужно располагать, как правило, параллельно к линиям застройки, по возможности за пределами бетонных или асфальтовых покрытий. Трубопроводы должны пересекать проезды под прямым углом. Если водопроводные линии прокладывают ниже от канализационных, то водопроводные трубы необходимо помещать в футляр длиной 5 м в каждую сторону при глинистых грунтах и по 10 м - в фильтрующих грунтах.

По форме водопроводные сети делятся на:

- разветвленные, или тупиковые (рис. 8.14 а);

кольцевые, или замкнутые, которые представляют собой систему сопредельных замкнутых контуров-колец (мал.8.14, б);

- комбинированные.

Тупиковые линии можно применять; для подачи воды на производственные нужды, если по технологическому процессу допустиму перерыв в подаче воды на период ликвидации аварии; в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения - при диаметре труб не более чем 100 мм и при подаче воды на противопожарные нужды - при длине линии не более чем 200 м.

Кольцевые сети имеют важное преимущество перед тупиковыми. При аварии на главных участках разветвленной сети подачи воды в следующие участки прекращается, а в кольцевой сети поврежденный участок можно отключить и вода будет подаваться в расположенные дальше районы другими линиями. Положительным в кольцевой сети есть также то, что она в значительной мере смягчает действие гидравлических ударов. Кольцевые сети могут быть одно- и много кольцевыми с одно- и многосторонним питанием, т.е. с подачей воды из одного или нескольких источников. Кольцевая сеть в эксплуатации надежнее тупиковой, но стоимость ее выше. Наибольшие длины магистральных трубопроводов, которые в основном и определяют стоимость сети, наблюдаются при кольцевых сетях. Бесперебойность подачи воды потребителю по кольцевым сетям особенно важна для противопожарных водопроводов и объединенных с ними хозяйственных и производственных.

Водопроводные сети могут быть без водонапорных башен и с башнями, устанавливаемыми в зависимости от местоположения повышения - в начале, посредине и в конце сети (в этом случае сеть называется сетью с контррезервуаром ).

Необходимые пропускная способность сети и напоры определяются правильным выбором диаметров труб при проектировании.

Надежность работы водопроводных сетей зависит от качества материала труб и арматуры, а также от их укладки и монтажа.

Стоимость водопроводной сети населенных городов около 50-70% стоимости всего водопровода, поэтому на ее трассировка, конструирование и сооружения на ней отводиться много внимания. Наименьшая стоимость водопроводных сетей - при прокладывании их кратчайшими путями от источника воды к местам потребления.

Используются , согласно СниП, следующие виды труб:

- стальные электросварные прямошовные (ГОСТ 10704-76) диаметром до 1620 мм (внешним) при длине до 10 метров;

- асбестоцементные напорные (ГОСТ 539-80) диаметром условного прохода 100-500 мм, длиной до 4 м (современно выпуск прекращен);

- железобетонные напорные трубы (ГОСТ 12586-77), диаметром условного прохода 500-2000 мм;

- пластмассовые трубы (ГОСТ18599) из полиетилена низкого давления (высокой плотности)

диаметром условного прохода до 500 мм;

- пластмассовые трубы с неплстифицированного поливинилхлорида (ТУ 19-307-86) таких же диаметров;

Преимущество неметаллических труб в стойкости против коррозии, металлических - в механической прочности. Поэтому последние используются в случаях наличия слабых, осадочных грунтов или укладка на территориях, которые подвергаются подземной подработке (например, шахтой).

Трубы соединяются сваркой (стальные или пластмассовые), с помощью вставки гладкого конца в раструб следующей трубы (чугунные или железобетонные), с помощью муфт (асбестоцементные).

Арматура внешней водопроводной сети: заслонки, пожарные гидранты(8.10) (для присоединения пожарного насоса к сети), воздушные вантузы(8.11) (для выпуска или впуска воздуха в наивысших или наинизших точках ремонтного участка (8.12) сети).

8.10. Пожарные гидранты Пожарные гидранты — это приспособление, предназначенное для присоединения к водопроводной сети пожарного насоса.

8.11. Воздушные вантузы Воздушные вантузы — это приспособление, предназначены для выпуска или впуска воздуха в наивысших или наинизших точках сети.

8.12. Ремонтный участок Ремонтный участок — это участок, который может быть исключена из сети на период ремонта без нарушения условий бесперебойного водоснабжения. Выключают не более 5 пожарных гидрантов.

3.2. Водопроводные колодцы.

На водопроводной сети и на водоводах колодцы обязательны. В них размещают всю водопроводную арматуры: задвижки, обратные клапаны, вантузы, гидранты и т др. включая все фасонные части с фланцами. Как правило, нужно делать колодцы из сборных железобетонных элементов Они усовершенстваннее и экономичнее, значительно сокращают сроки при массовом строительстве (рис. 28).

Разработаны типичные круглые колодцы из сборных железобетонных колец диаметром 700, 1000, 1250, 1500 и 2000 мм для узлов трубопроводов диаметром 50—800 мм и типичные прямоугольные колодцы из сборных железобетонных плоских элементов размером 1500, 2000 и 2500 мм для труб. Диаметром 350-1000 мм. Бывают круглые колодцы с вмонтированными узлами коммуникаций. Особенность этих колодцев в том, что их нижняя часть представляет собой блок заводского изготовления, к которому входят днище, стены и узел коммуникаций.

Колодцы делают также из кирпича, в отдельных случаях применяют бут. Форму колодца в плане и его размеры выбирают в зависимости от узла сети, диаметра и от количества задвижек. Размеры колодцев в плане зависят от диаметра труб, а также от арматуры и фасонных частей, которые размещаются в колодце. Если колодец железобетонный, то перекрытия делают из съемных или сплошных железобетонных плит. Выше перекрытие колодец засыпают пластом грунта не менее чем 0,5 м. Высота колодца от уровня пола к низу балки перекрытия должны быть не меньше 1,8м. Заделка труб которые пропускают сквозь стенки колодца, должна быть герметичной, но не жесткой (битум, глина и др. ). Люки смотровых колодцев, размещаемых вне проездов, делают железобетонными, в ряде случаев — чугунными. Люки колодцев в застроенных местах должны возвышаться над поверхностью земли на 5 см. Вокруг люка предполагается отмостка шириной 1 м с уклоном от крышки люка. На проезжей части с усовершенствованным покрытием крышку люка располагают на одном уровне с поверхностью проезжей части. На водоводах, которые проходят по незастроенной территории, люк должен возвышаться над поверхностью земли на 20 см.

Рис.8.15. Круглые сборные железобетонные колодцы:

а-с нижним железобетонным кольцом для сухих грунтов; б - то же, для мокрых грунтов

в - для сухих грунтов с низом из кирпичной кладки.

г - для сухих грунтов с конусным покрытием и нижним железобетонным

кольцом ( для мокрых грунтов конструкция днища в колодцах: в и г- аналогичная конструкции днища колодца б).

На поворотах в горизонтальной и вертикальной плоскостях стыки трубопроводов не выдерживают весовых усилий, поэтому в этих местах устраивают упоры.

При рабочем давлении до 10 н/см² и угла поворота до 10° упор на чугунных трубах не делают. На стальных трубопроводах упоры предполагаются при расположении угла поворота в колодце и при поворотах в вертикальной плоскости на 30° и больше. При расположении поворота трубопровода в колодце отвод закрепляют в стене колодца.

3.3. Переходы, дюкеры.

Прокладку водопроводных линий должны связывать с другими подземными сооружениями. В городах и на промышленных предприятиях, которые имеют большое количество подземных коммуникаций, целесообразно прокладывать их в специальных проходных и полупроходных туннелях и переходах.

Переход водопроводных труб под железной дорогой необходимо делать так, чтобы предотвратить возможность размывания железнодорожного полотна при аварии на водоводе и можно было ремонтировать трубы, не прекращая железнодорожного движения. При пересечении железнодорожных путей водопроводные линии должны быть заключены в проходные галереи или в футляры (кожухи), что представляют собой трубы большого (200-300 мм) диаметра. Если водопроводные трубы (особенно чугунные) большого диаметра залегают не глубоко, то их разрушению-под влиянием динамической нагрузки от железнодорожных эшелонов предотвращает галерея или кожух. При пересечении трубопроводов с автомобильными путями или железными дорогами расстояние от дна корыта проездной части автодороги или от подошвы рельса железной дороги к верху трубы или футляра должны быть не менее чем 1 м. Футляры, проложенные закрытым способом, как правило, делают из стальных труб. Стальную рабочую трубу перехода в пределах футляра устанавливают на ползунковых опорах. Под электрифицированными железными дорогами рабочую трубу выставляют на диэлектрических опорах, которые имеют текстолитовые прокладки.

В тех случаях, когда в направлении трассы водовода есть мост, водовод прокладывают по этому мосту. Иногда устраивают специальный легкий мост. Трубы подвешивают к проезжей части моста или под тротуаром, обеспечивая при этом к ним доступ для обзора и ремонта.

Рис. 8.16. Схема дюкера:

1 - трубы дюкера; 2 - аварийный выпуск: 3 - камеры переключения.

На небольших реках возможная конструкция перехода в виде самонесущей арки.

Дюкером (8.13) называется переход трубопровода по дну водоема или овраг (рис. 8.16).

8.13. Дюкер Дюкер — это переход трубопровода по дну водоема или овраг из стальных труб повышенной прочности в две линии, с колодцами на входе и выходе и аварийным выпуском.

Общее количество нитей-линий дюкера должны быть не менее двух. На каждом берегу на конце дюкера устраивают колодцы. Предполагается аварийный выпуск. Верх трубопровода располагается ниже дна водоема не менее чем на 0,5 м, а в пределах фарватера на судоходных реках - не менее чем на 1 м. Для дюкера применяют стальные трубы повышенной прочности со сварными стыками, усиленными муфтами. При прокладке дюкера применяют хорошо усиленную противокоррозионную изоляцию, защищенную футеровкою от механических повреждений.

§4. Очистные сооружения.

4.1. Свойства воды и требования к ее качеству

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами (ГОСТ 2874-84 «Вода питьевая»).

К физическим свойствам принадлежат: температура воды, цветность, мутность, запах и привкус. Температура воды открытых источников зависит от местных условий, поры года, скорости движения и других факторов. Она может изменяться в широких границах. Температура воды подземных источников характеризуется постоянностью (обычно 6-6°С).

Цветность воды (8.14) - это ее окраска, которая обуславливает главным образом

8.14. Цветность воды Цветность воды — это физик-химическое свойство, ее присутствием в воде гуминовых веществ и обозначается в градусах платина-кобальтовой шкалы. Цветность определяют, сравнивая цвета исследуемой воды с эталонной шкалой, которая имитирует эту окраска.

присутствием в воде гуминовых веществ и обозначается в градусах платина-кобальтовой шкалы. Цветность определяют, сравнивая цвета исследуемой воды с эталонной шкалой, которая имитирует эту окраску. Мутность воды(8.15) определяется содержимым в воде взвешенных веществ и обозначается в мг/л. Она зависит от количества взвесей и степени

8.15. Мутность воды Цветность воды — это физико-химическое свойство, которое определяется содержимым в воде взвешенных веществ и обозначается в мг/л. Она зависит от количества взвесей и степени ее дисперсности.

ее дисперсности. Степень загрязнения воды взвешенными веществами иногда можно определить по прозрачности водного столбика. Запахи и привкус естественных источников обусловлены присутствием в воде растворенных газов, разнообразных минеральных солей, а также органических веществ и микроорганизмов. Запах и привкус имеют болотные и торфяные воды, а также воды, которые содержат сероводород. В ряде случаев запах предопределяется присутствием живых или гниющих после отмирания водорослей. Неприятно пахнет вода, в которой есть некоторое количество остаточного хлора после ее хлорирования. Интенсивность запаха, как правило, увеличивается с повышением температуры воды.

Химические свойства воды характеризуются активной реакцией, окислением, наличием плотного осадка, содержимым кальция, магния (жесткостью (8.16)) , железа и др.

8.16. Жесткость воды Жесткость воды — это химическое свойство, которое определяется содержимым в воде ионов кальция и магния в карбонатных соединениях (карбонатная жесткость), и вообще во всех соединениях (общая жесткость). Определяется в мг-эквивалентах на литр ( мг-экв/л).

8.17. Активная реакция воды Активная реакция воды — это химическое свойство, которое определяется концентрацией ионов водорода, которую определяют по показателю рН. Если рН = 7 - среда нейтральная, при рН < 7 - среда кислая, а при рН > 7 - среда щелочная.

Активная реакция воды(8.17) определяется концентрацией ионов водорода, которую подают через показатель рН. Если рН = 7 - среда нейтральная, при рН < 7 - среда кислая, а при рН > 7 - среда щелочная. Жесткость воды определяется содержимым в ней растворенных солей кальция и магния, которые измеряются в миллиграммах-эквивалентах на 1 л воды ( мг-экв/л). Различают жесткость карбонатную, некарбонатную и общую. Карбонатная (временная) определяет количество бикарбонатных и карбонатных солей кальция. Некарбонатная характеризует наличие в воде некарбонатных солей кальция и магния.

Окисление(8.18) - показатель возможной загрязненности воды источника сточными водами, определяется содержимым в воде органических растворенных веществ. Плотный осадок характеризует содержимое в воде растворенных солей.

8.18. Окисление воды Окисление воды — это химическое свойство, показатель возможной загрязненности воды источника сточными водами, определяется содержимым в воде органических растворенных веществ.

О степени бактериального загрязнения воды узнаютпо количеству бактерий, которые содержатся в 1 см³ воды. О степени фекального загрязнения - по присутствию в воде микробов, которые называются кишечной палочкой, « Коли-титр» (8.19) -

8.19. Коли-титр и коли-индекс Коли-титр и коли-индекс — это показатели возможного фекального бактерицидного загрязнения воды. « Коли-титр» — это объем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, а « коли-индекс» — это количество этих палочек в 1 л воды.

это объем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, а « коли-индекс» (8.19) - это количество этих палочек в 1 л воды.

Ныне действует ГОСТ 2874-84 «Вода питьевая», в котором приведено две группы требований к качеству воды, которую используют для питья. К первой группе относятся требования, обязательного во всех случаях централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Требования второй группы должны быть соблюдены, если в системе водоснабжения есть очистные сооружения.

Требования к качеству воды, которая тратится на производстве, чрезвычайно разнообразные, так как зависит от вида и технологической схемы производства. Устанавливают их в каждом случае технологическим заданием.

4.2 Основные способы очистки воды.

Качество воды из источника водоснабжения и требования к нему потребителю диктует способ и степень очистки воды, а также состав очистных сооружений.

Очистка воды состоит из таких операций:

1) удаление из воды взвешенных в ней веществ (нерастворимых примесей), что способствует снижению ее мутности - осветление (8.20);

2) устранение веществ, которые служат причиной цветности

воды, обесцвечивание(8.21);

3) уничтожение бактерий, которые содержатся в воде (в том

числе и возбудителей болезни) - обеззараживание(8.22).

4) удаление из воды растворенных в ней солей (в частности удаление солей, которые предопределяют жесткость или мягкость), снижение общего солевого состава воды - обессоливание(8.23).

Кроме того, на очистные сооружения могут быть возложенные отдельные специальные задачи - удаление растворенных в воде газов (дегазация), устранение запахов, привкусов и др.

Осветление может осуществляться: отстаиванием воды, фильтрованием ее через взвешенный слой в осветлителях, фильтрованием через слой зернистого фильтрующего материала в фильтрах. Ускорить осаждение взвесейі можно коагулированием (8.24) (реагентная и магнитная коагуляция).

Обеззараживание воды состоит в уничтожении бактерий, которые содержатся в воде. Наиболее распространенные способы обеззараживания - хлорирование (8.25) и бактерицидное облучение (8.26). Иногда применяется специальная обработка воды - обезжелезивание(8.27) и умягчение(8.28), т.е. удаление солей железа и солей, которые служат причиной жесткости воды. Упрочивают состав воды, прибавляя химические реагенты, чтобы предотвратить выпадение из воды солей (главным образом карбоната кальция) и удалению из воды кородирующих реагентов (кислорода и углекислоты).

8.20. Осветление воды Осветление воды — это физико-химический процесс удаления из воды взвешенных в ней веществ (нерастворимых примесей), что способствует снижению ее мутности.

8.21. Обесцвечивание воды Обесцвечивание воды — это физико-химический процесс устранения веществ, которые служат причиной цветности воды.

8.22. Обеззараживание воды Обеззараживание воды — это химико-биологический процесс уничтожения бактерий, которые содержатся в воде .

8.23. Обессоливание воды Обессоливание воды — это химический или физический процесс удаления из воды растворенных в ней солей (в частности удаление солей, которые предопределяют жесткость или мягкость), снижение общего солевого состава воды.

8.24. Коагулирование Коагулирование — это физико-химический процесс ускорения осаживания взвесей с помощью ее принудительного осаждения на специальных веществах-коагулянтах.

8.25. Хлорирование воды Хлорирование воды — это процесс обеззараживания ее соединениями хлора.

8.26. Бактерицидное облучение воды Бактерицидное облучение воды — это процесс обеззараживания ее бактерицидным ультрафиолетовым излучением.

8.27. Обезжилезивание воды Обезжилезивание воды — это удаление из нее растворенного железа.

8.28. Умягчение воды Умягчение воды — это процесс удаления солей, которые способствуют ее жесткости .

Воды поверхностных источников для хозяйственно-питьевого водоснабжения обычно осветляют и обеззараживают, что не всегда необходимо при водоснабжении промышленных объектов.

Подземные воды обычно не осветляют, и лишь при наличии (или возможности) бактериальных загрязнений - обеззараживают. Морские воды в некоторых случаях нуждаются в опреснении (обессоливании).

Полная физико-химическая и бактериологическая обработка воды происходит по схеме:

Коагулянт

ПАА

Сира СМ КХО ОТСI Ф ОТС II РЧВ НС-II

3а

вода

Хлор I Осадок Хлор II

на иловые

Активированный уголь площадки

KМnO4

Сырая вода поступает в смеситель с реагентами для осветления куда подается раствор коагулянта (1)

ПАА - полиакриламид; предварительно вводится Cl в виде насыщенного раствора или Mn, или активированный уголь при большой цветности или недопустимом вкусе или запахе.

КХО - камера хлопьеобразования, в ней образуются значительные хлопья коагулянта, облепленные взвешенными веществами, которые подаются в отстойник (3) I-И ступени и там при малых скоростях слипаются и осаживаются, мелкие фракции проходя через фильтр (4) задерживаются на песчано-гравийной загрузке и смываются в осадок. При необходимости устраивают еще одну ступень отстаивания (3а). Отстоянная вода поступает в резервуар чистой воды (РЧВ), куда подается вода, насыщенная хлором (повторное хлорирование). Из РЧВ чистая вода через 1 ч контакта с хлором с дозой Cl<0,5 мг/л отправляется потребителю.

4.3. Коагулирование

Коагулирования применяют перед отстаиванием для более скорого осаждения взвешенных и коллоидных частичек. Из воды при этом иногда удаляют и бактерии. Увеличение эксплуатационных затрат при коагулировании оправдывается сокращением времени отстаивания (вследствие этого уменьшается стоимость строительства) и увеличением степени осветления.

При реагентной коагуляции как коагулянт(8.29) применяют сернокислый алюминий — А1₂(SО₄)с, железный купорос — FеSО₄, хлорное железо — FеСl₃.

Коагулирование имеет три этапа: смешивание воды с раствором реагента; реакция реагента с солями воды, которая сопровождается образованием хлопьев; осаждение хлопьев с частичным выпадением взвесей. Ход реакции можно упрощенно изобразить такими уравнениями:

А1₂ (SО₄)с + ЗСа (НСО₃)₂ - ЗСаSО₄ + 2Аl (ВОН)₃ + 6СО₂,

или А1₂ (SО4)₃ + ЗМg (НСО₃)₂- Змg0₄ + 2А1 (ВОН)₃ + 6СО₂.

Частички коагулянта способны не только слипаться одна с одной, но и прилипать к поверхности зерен фильтрующего материала при фильтровании воды. Это дает возможность во много раз ускорить осветление воды в фильтрах. Процесс коагуляции зависит от дозы реагента, наличия и количества взвешенных веществ в воде, которая поступает на обработку, температуры обрабатываемой воды, органических примесей, т.е. от степени окисления воды, ее щелочности. Количество реагента, которые вводят на 1 л обрабатываемой воды (мг/л), называется дозой коагулянта. Она зависит от мутности и цветности воды, поступающей на обработку. Коагуляция идет удовлетворительно при рН воды от 5,7 до 7,8 — в зависимости от ее жесткости — и при определенной минимальной щелочности. При недостаточной щелочности воды ее приходится подщелачивать, для чего вместе с коагулянтом в воду добавляют

известь, соду или едкий натр. В последнее время для ускорения коагулирования начали применять активный силикат натрия, а также разнообразные органические высокомолекулярные флокулянты (8.30). Применение этих веществ (по данным исследований Академии коммунального хозяйства) одновременно с коагулянтом (до или после его введения) даже в очень малых дозах (1 мг/л) значительно ускоряет образование хлопьев, осадок взвесей и задержание их в осветлителях со взвешенным слоем осадка(8.31) и в фильтрах. На очистных станциях современных водопроводов установки, связанные с коагулированием, обычно имеют сооружения для подготовки и дозированию реагентов (реагентное хозяйство(8.32)), для смешивания.

8.29. Коагулянт Коагулянт — это соль сернокислого алюминия А1₂ (SО₄)с, или железа — Fе₂ (SО₄), или же хлорнокислые соли этих металлов, реагенты, предназначенные для процесса коагулирования. Возвратите к тексту

8.30. Флокулянт Флокулянт — это активный силикат натрия, а также разнообразные органические высокомолекулярные соединения, реагенты, предназначенные для ускорения процесса коагулирования.

8.31. Осветлитель со взвешенным слоем осадка Осветлитель со взвешенным слоем осадка — это сооружение для осветления воды с помощью пропуска ее через слой так называемого «взвешенного осадка» коагулянта.

8.32. Реагентное хозяйство Реагентное хозяйство - это сооружения для подготовки и дозирования реагентов.

Рис. 8.17. Перегородочный смеситель:

1- место отвода воды: 2 - решетка насосной станции I-го подъема; 3- стена для перелива излишка воды.

осветленной воды с реагентами ( (8.33)), для образования хлопьев (камеры хлопье- образования (8.34)).

8.33. Смеситель Смеситель - это сооружение для смешивания с водой реагентов для ее осветления.

8.34. Камера хлопьеобразования Камера хлопьеобразования - это сооружение для образования крупных хлопьев коагулянта, с развитой поверхностью, електростатически заряженной противоположного заряда взвешенных частиц.

Коагулянт вводят в очищаемую воду до поступления ее в отстойник или осветлитель. Если воду необходимо подщелачивать, то реагенты, которые повышают щелочность воды, так же подают в воду доее поступления в отстойник. Прежде чем подавать воду из смесителя в отстойник, ее направляют в специальные камеры, где образовываются большие хлопья коагулянта. Хлопья увеличиваются быстрее при медленном перемешивании воды (при такой скорости движения, которое не причиняет разрушение хлопьев). К реагентному хозяйству относится весь комплекс сооружений для хранения, измельчения коагулянта, транспортировка, растворение и подача его в обрабатываемую воду. К этому относятся и склады коагулянта, которые могут быть устроены по принципу сухого или мокрого хранения; затворные и растворные баки, расходные баки, дозаторы коагулянта.

Равномерное распределение коагулянта в обрабатываемой воде обеспечивается с помощью перегородочных, дырчатых, шайбовых смесителей или насосов. Перегородочный (ершовый) смеситель - это лоток с несколькими вертикальными перегородками, поставленными под углом к направлению движения потока (рис. 8.17). Смешивается коагулянт с водой в результате интенсивных завихрений потока между перегородками. Дырчатый смеситель представляет собой такой же лоток, но с дырчатыми поперечными перегородками. Шайбовые смесители -это вставка с диафрагмой, устанавливаемая на трубопроводе. Смешивание происходит здесь вследствие резкого изменения режима движения воды при движении ее сквозь диафрагму.

Хлопья коагулянта образовываются в процессе медленного смешивания воды с ним в камерах хлопьеобразования (реакции). Чтобы получить довольно большие хлопья, необходимо держать воду в камере реакции 15 -20 мин. В зависимости от способа смешивания различают камеры перегородочные, лопастные (смешивающие) и вихревые. Перегородочная камера — это железобетонный резервуар (рис.. 8.18), разделенный в плане на коридоры, по которым движется вода со скоростью 0, 2-2,3 м/сек. Время пребывания воды в камере, зависящая от ее мутности, регулируется количеством открытых коридоров. Лопастные камеры реакции делают в виде вертикальных или горизонтальных резервуаров с механическими смесителями лопастного типа. Вихревая камера реакции и