Системы водоснабжения и водоотведения

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Институт архитектуры и строительства

Кафедра «Городское строительство и хозяйство»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Водоснабжение и водоотведение с основами гидравлики»

Иркутск 2018 г.



1. Общий вид схемы системы водоснабжения

Системы водоснабжения представляют собой комплекс сооружений, предназначенных для снабжения потребителей водой в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором.

Схема водоснабжения городов и населенных пунктов определяются видом источника водоснабжения, качеством воды в нем, рельефом местности, режимом водопотребления.

В общем случае система водоснабжения включает следующие сооружения:

• сооружения для подъема и перекачки воды - (насосные станции);

• сооружения для очистки воды;

• сборные резервуары (резервуары чистой воды);

• сооружения для транспортирования воды к местам ее распределения водоводы;

• водопроводная сеть;

• водонапорная башня.

Рис. 1. Общий вид системы водоснабжения населенного пункта: (вверху - план; внизу - профиль) 1 - водоприемник; 2 - самотечная труба; 3 - береговой колодец; 4 - насосная станция первого подъема; 5 - отстойники; 6 - фильтры; 7 - запасные резервуары чистой воды; 8 - насосная станция второго подъема; 9 - водоводы; 10 - водонапорная башня; 11 - магистральные трубопроводы; 12 - распределительные трубопроводы

Представленная схема водоснабжения может быть значительно упрощена, если качество воды в источнике соответствует требуемому. Тогда очистные сооружения (3), а часто и связанные с ними резервуары (4) и насосная станция II подъема (5) могут отсутствовать. Такая схема зачастую возможна при использовании артезианских вод, имеющих высокие санитарно-гигиенические качества.

При расположении источника водоснабжения выше отметок снабжаемой водой территории (например, горное озеро, горные ключи) создается возможность подавать воду потребителям самотеком. В этом случае отпадает необходимость устройства насосных станций. Возможны также случаи отказа от устройства водонапорных башен.

2. Показатели качества воды

Показатель	Ед. изм.	СанПиН 2.1.4. 1074-01	СанПиН 2.1.4. 1175-02	ВОЗ
1	2	3	4	5
Органолептические показатели
Запах	баллы	2	не более 2-3	нет
Привкус	баллы	2	не более 2-3	нет
Цветность	градусы	20 (35)*	не более 30	15
Мутность	ЕМФ	2,6 (3,5)*	2,6-3,5	-
	или мг/л по каолину	1,5 (2)*	1,5-2	0,5
Химические показатели
Водородный показатель	ед. рН	6-9	6-9	-
Сухой остаток	мг/л	1000 (1500)*	1500	1000
Жесткость общая	мг-экв/л	7,0 (10)*	10	-
ПМО	мг О2/л	5	7	-
Нефтепродукты	мг/л	0,1	0,1	-
ПАВ	мг/л	0,5	0,5
Фенольный индекс	мг/л	0,25	0,25	-
Щелочность	мг НСО3- /л	не норм.	не норм.	-
Неорганические вещества
Алюминий (Al3+)	мг/л	0,5	0,5	0,2
Азот аммонийный	мг/л	2	2	1,5
Железо (Fe, суммарно)	мг/л	0,3 (1,0)*	0,3 (1,0)*	0,3
Марганец (Mn, суммарно)	мг/л	0,1 (0.5)*	0,1 (0,5)*	0.5 (0.1)
Нитраты (по NO3-)	мг/л	45	45	50
Нитриты (по NO2-)	мг/л	3	3
Сульфаты (SO42-)	мг/л	500	500	250
Фториды (F)	мг/л	1,5	1,5	1,5
Хлориды (Cl-)	мг/л	350	350	250
Цинк (Zn2+)	мг/л	5	5	3
Микробиологические показатели
Термотолер. коли бактерии	Число бактерий в 100 мл	нет	нет	нет
Общие коли бактерии	Число бактерий в 100 мл	нет	нет	нет
Колифаги	Число единиц в 100 мл	нет	нет	-
Общее микробное число	Число микробов в 1 мл	50	100	-

3. «Нормы хозяйственно-питьевого потребления воды»

Норма водопотребления зависит от характера санитарно-технического оборудования зданий, местных климатических условий.

Она учитывает расход воды на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды в жилых и общественных зданиях, за исключением расхода воды в домах отдыха, санаториях и детских оздоровительных лагерях.

В настоящее время предусмотрены следующие расчетные среднесуточные расходы на хозяйственно-питьевые нужды на одного жителя.

Рис. 2. Нормы хозяйственно-питьевого потребления воды



4. Схема насосной установки

Рис. 3

5. Схемы сети внутреннего водопровода

Схемы водопроводных сетей бывают

• тупиковыми,

• кольцевыми,

• комбинированными.

По расположению магистральных трубопроводов

• с нижней горизонтальной,

• с верхней горизонтальной,

• с вертикальной разводкой.

По виду подачи воды различают сети

• циркуляционные напорные и самотечные,

• двойные.

Тупиковые водопроводные сети целесообразно предусматривать в зданиях, где допускается перерыв в подаче воды при необходимости отключения отдельных участков для производства ремонтных работ (рис. 2.4, 2.5). Тупиковые сети и отдельные тупиковые участки проектируют практически во всех зданиях любого назначения - жилых, общественных, производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий.

Рис. 4. Схемы сетей внутреннего водопровода зданий: (а - с нижней горизонтальной разводкой, б - верхней горизонтальной разводкой) 1 - магистральный трубопровод, 2 - стояк, 3 - главный стояк

Рис. 5. Схема водопроводной сети с вертикальной разводкой магистрали и с горизонтальными распределительными трубопроводами: 1 - ввод; 2 - магистральный трубопровод; 3 - распределительный трубопровод; 4 - подводки

Кольцевые водопроводные сети применяют в зданиях с противопожарным водопроводом, а также в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую надежность и бесперебойность подачи воды потребителям. Кольцевые сети, как правило, присоединяют двумя или несколькими вводами к одному или нескольким участкам наружного водопровода. Кольцевание сети может быть в горизонтальной и вертикальной плоскостях (рис. 6).

Комбинированные водопроводные сети состоят из кольцевых магистральных и тупиковых распределительных трубопроводов. Комбинированные сети применяют в зданиях с противопожарным водопроводом, оборудованным 12-ю и более пожарными кранами, в зданиях с большим разбросом водоразборных устройств.

Рис. 6. Схема комбинированной водопроводной сети с нижней и верхней разводками магистралей, с вертикальным кольцеванием объединенного хозяйственно-производственно-противопожарного водопровода: 1 - водосчетчик; 2 - хозяйственный насос; 3 - пожарный насос; 4 и 5 - нижняя и верхняя магистрали; 6 - водонапорный бак; 7 - распределительная сеть; 8 - вертикальное кольцевание пожарных стояков

Магистральные трубопроводы: в сетях с нижней разводкой размещают в подвале или техническом подполье здания, а в сетях с верхней разводкой - под потолком верхнего этажа, на чердаке или в техническом этаже здания.

При выборе места размещения магистрали внутреннего водопровода следует учитывать удобство монтажа и эксплуатации. Трубопроводы, прокладываемые в неотапливаемых помещениях, должны быть утеплены, если температура воздуха опускается ниже - 2°С.

В производственных зданиях применяют двойные и циркуляционные сети. Выбор схемы водопроводной сети. При выборе схемы водопроводной сети следует учитывать места размещения водоразборной арматуры на каждом этаже, условия подачи и режим потребления воды, удобство монтажа и ремонта всех трубопроводов. Выбранная схема сети должна иметь технико-экономическое обоснование. При проектировании систем водоснабжения стремятся к рациональному размещению трубопроводов, приблизив их к водоразборным устройствам. Например, в жилых и общественных зданиях водоразборную арматуру соединяют поэтажно стояками, прокладывая более короткие подводки к арматуре.

6. Как работают гидропневматические установки в системе водоснабжения зданий

Пневматические водонапорные установки. Основным элементом пневматической установки является герметичный бак (гидропневмобак), из которого вода под давлением подается в распределительную сеть внутреннего водопровода. Требуемый напор в пневмобаке может быть создан насосом или компрессором при подаче в пневмобак воды или сжатого воздуха. В стенках баков возникают значительные напряжения от внутреннего давления, поэтому их выполняют из стали, они имеют цилиндрическую форму со сферическими днищами. В резервуарах диаметром более 0,8 м должны устраиваться люки для осмотра и окраски бака. Устройство гидропневмобака приведено на рис. 7.

Обычно гидропневматические баки работают совместно с насосами, образуя гидропневматическую установку (рис. 8).

Водонапорные баки предназначены для аккумуляции воды (как регулирующие емкости) при колебании количества воды, поступающей в баки и расходуемой потребителями из баков; сохранения запаса воды, часто необходимого на противопожарные или технологические нужды.

Рис. 7. Запасные и регулирующие емкости: (а - водонапорный бак; б - гидропневматический бак) 1 - сливная труба; 2 - спускная труба; 3 - переливная труба; 4 - сигнальный трубопровод; 5 - бак; 6 - крышка; 7 - люк; 8 - поплавковый клапан; 9 - подающая труба; 10 - отводящая труба; 11 - поддон; 12 - переливной бачок; 13 - датчик давления; 14 - предохранительный клапан; 15 - поплавок; 16 - регуляторы запаса воздуха

Водонапорные баки размещают в специальных пристройках, башнях, на чердаках, технических этажах. Помещение для баков должно быть изолировано, оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, освещением и отоплением.

Рис. 8. Схемы гидропневматических установок: (а - установка переменного давления; б - установка постоянного давления)



1 - шкаф управления; 2 - реле давления; 3 - гидропневматический бак; 4 - компрессор; 5 - воздухопровод; 6 - воздушный бак; 7 - регулятор давления воздуха; 8 - двигатель насоса

7. Схема основных элементов внутреннего водоснабжения

Рис. 9. Основные элементы внутреннего водопровода:

1 - присоединение к городскому водопроводу;

2 - ввод водопровода;

3 - водосчетчик;

4 - установки для повышения напора;

5 - устройства для выравнивания давления в сети;

6 - водонагреватели;

7 - устройства для регулирования температуры;

8 - магистральная и распределительная сети холодной воды;

9 - подающие трубопроводы горячей воды;

10 - циркуляционные трубопроводы горячей воды;

11 - водоразборная и запорная арматура;

12 - пожарные краны;

13 - пожарный стояк;

14 - циркуляционный насос;

15 - поливочный водопровод

Схема водомерного узла

Рис. 10. Водомерный узел с обводной линией: 1, 4, 5 - запорная арматура; 2 - счетчик воды; 3 - контрольно-спускной кран; 6 - фланцевые соединения трубопроводов; 7 - трубопровод ввода

Рис. 11. Схемы сетей внутреннего водопровода зданий: (а - с нижней горизонтальной разводкой, б - верхней горизонтальной разводкой) 1 - магистральный трубопровод, 2 - стояк, 3 - главный стояк

Рис. 12. Схемы зонного водоснабжения высотных зданий: в - с регуляторами давления 1 - водонапорный бак; 2 - повысительные насосы; 3 - регулятор давления; 4 - обратный клапан

хозяйственный питьевой водоснабжение канализационный



8. Как устроены трубчатые водонагреватели для централизованных систем горячего водоснабжения

Скоростные водонагреватели (рис. 3.9, 3.10) применяют для быстрого нагрева воды. В них нагреваемая вода движется по трубкам (медным или латунным диаметром 14 или 16 мм) со скоростью 0,5-2,5 м/с, в зависимости от теплоносителя («вода» или «пар»). Теплоноситель вводят в межтрубное пространство, а нагреваемую воду - в трубки.

.

Рис. 13. Трубчатый противоточный водонагреватель: (а - односекционный; б - многосекционный) 1 - корпус; 2 - трубная решетка; 3 - опорные перегородки; 4 - подсоединительные патрубки; 5 - теплообменные трубки

Рис. 14. Кожуховый секционный водонагреватель типа «труба в трубе»



9. Принципиальные схемы местного и централизованного снабжения горячей водой зданий

Рис. 15. Принципиальные схемы снабжения горячей водой зданий при использовании местных водонагревателей (а) и централизованного нагрева воды (б): 1 - водомерный узел; 2 - сеть холодной воды; 3 - сеть горячей воды; 4 - водонагреватель; 5 - местный водонагреватель; 6 - циркуляционная сеть

10. Общая схема централизованного горячего водоснабжения

Рис. 14. Общая схема централизованного горячего водоснабжения

1 - генератор (источник) теплоты;

2 - водонагреватель (теплообменник);

3 - подающая и циркуляционная сети теплоносителя;

4 - циркуляционный насос теплоносителя;

5 - подпиточный насос теплоносителя;

6 - насос - повыситель напора системы горячего водоснабжения;

7 - циркуляционный насос горячего водоснабжения;

8' и 8" - подающий и циркуляционный трубопроводы системы горячего водоснабжения;

9 - водоразборная арматура;

10 - водомерный узел

11. Двухтрубная схема горячего водоснабжения

Рис. 15. Двухтрубная схема горячего водоснабжения:

1 - водонагреватель;

2 - подающая магистраль;

3 - циркуляционная магистраль;

4 - циркуляционный насос;

5 - подающий стояк;

6 - циркуляционный стояк;

7 - водоразбор;

8 - полотенцесушители

12. Как устроены гидрозатворы

Гидрозатворы (сифоны) задерживают вредные газы из системы канализации слоем воды высотой 50-70 мм, который образуется в изгибе трубопровода (U-образные гидрозатворы) или между двумя цилиндрами

Незасоряемость сифонов обеспечивается большим проходным сечением и гладкой внутренней поверхностью (эмалированной или асфальтированной). Для прочистки гидрозатворов и примыкающих к ним участков предусматриваются отверстия, закрываемые крышками (сифоны-ревизии) или резьбовыми пробками. Бутылочные гидрозатворы прочищают через съемную крышку.

Гидрозатворы изготовляют из чугуна или пластмассы. Для умывальников выпускают бутылочные гидрозатворы из латуни.

13. Схема элементов системы внутренней канализации

Рис. 16. Основные элементы внутренней канализационной сети:

1 - вытяжная часть;

2 - отводные трубопроводы;

3 - стояки;

4 - горизонтальные линии;

5 - устройства для прочистки;

6 - выпуск

14. Внутренняя канализационная сеть (фасонные части)

Рис. 17. Внутренняя канализационная сеть: (б, в - соединение раструбов; г - фасонные части) 7 - раструб; 8 - смоляная прядь; 9 - цемент; 10 - гладкий конец трубы; 11 - резиновое кольцо; 12 - раструб; 13 - компенсационный патрубок; 14 - отводы; 15 - отвод-крес; 16 - колено; 17 - переходной патрубок; 18 - прямая крестовина; 19 - косая крестовина; 20 - муфта; 21 - косой тройник; 22 - прямой тройник; 23 - отступ; 24 - двухплоскостная крестовина

15. Схемы вариантов трассировки дворовых сетей

Рис. 18. Схемы вариантов трассировки дворовых, микрорайонных, внутриквартальных канализационных сетей для группы зданий и одного здания

Рис. 19. Схемы вариантов трассировки дворовых, микрорайонных, внутриквартальных канализационных сетей для группы зданий и для одного здания

На территории промышленных предприятий канализационную сеть прокладывают вблизи цехов и в местах, свободных от подземных коммуникаций.

После начертания сети в плане составляют общую схему канализации, на которой помимо основных коллекторов и сети наносят места расположения насосных станций, очистных сооружений и выпусков.

В настоящее время большую сложность представляет реконструкция и расширение существующих канализационных систем крупных городов, так как это нерационально по следующим причинам:

1) прежние канализационные сети строились по самотечно-напорной системе с многочисленными станциями перекачки. Многочисленность насосных станций снижает надежность системы и требует огромных затрат электроэнергии.

2) отсутствуют свободные территории, в связи, с чем требуется переустройство действующих подземных коммуникаций (водопроводы, газопроводы, теплопроводы, электрические и телефонные кабели и т.д.), нарушается работа городского транспорта, требуется снос существующих строений и зеленых насаждений.

3) повышаются требования к очистке поверхностного стока.

При реконструкции подземных трубопроводов в районах старой застройки применяют совмещенную прокладку трубопроводов, что позволяет снизить стоимость строительства сетей. Таким образом, при реконструкции существующей системы канализации крупных городов необходимо постепенно переходить от самотечно-напорной схемы к современным схемам, предусматривающим отведение и очистку всех бытовых, производственных и поверхностных вод, рациональное использование водных ресурсов и охрану окружающей среды.

16. Какие сточные воды можно сплавлять в городскую сеть?

Характерная особенность городских сточных вод - их неравномерное поступление в водоотводящие системы, на насосные станции и очистные сооружения.

При расчетах диаметров сетевых трубопроводов, производительности насосных станций, размеров распределительных каналов и сооружений на очистных станциях используется общий коэффициент неравномерности.

Состав и свойства стоков

Сточные воды представляют собой сложные системы, в которых органические и минеральные загрязнения находятся в растворенном, коллоидном, нерастворенном состояниях.

Органические и неорганические компоненты загрязнений, находящиеся в сточных водах в коллоидном и нерастворенном состояниях, могут образовывать грубо- и тонкодисперсные суспензии, эмульсии и пену.

Состав городских сточных вод и концентрация в них загрязнений определяются, в основном, нормами водопотребления, а также составом производственных сточных вод.

Наблюдаются значительные изменения загрязнений сточных вод по сезонам года, дням недели, часам суток. Это связано с бытовой и производственной деятельностью жителей населенного пункта.

Установлено, что загрязнения, вносимые в сточные воды от бытовой деятельности населения, в среднем сравнительно постоянны, поэтому их можно нормировать.

17. Схема водоотведения населенного пункта

Рис. 20. Схема водоотведения населенного пункта и промышленного предприятия

Рис. 21. Варианты схем водоотводящих сетей: (а - перпендикулярная; б - пересеченная; в - параллельная; г - зонная; д - радиальная)



1 - коллекторы бассейнов канализования;

2 - главный коллектор;

3 - граница бассейнов канализования;

4 - водораздел;

5 - напорный трубопровод;

6 - выпуск;

7, 8 - главные коллекторы верхней и нижней зон

18. Трассировка уличных сетей

Рис. 22. Трассировка уличных сетей: (а - объемлющая трассировка; б - трассировка по пониженной стороне квартала; в - чрезквартальная трассировка) I - кварталы; II - здания; III - промышленные предприятия; 1-6 - городские кварталы

Рис. 23. Схема радиального отстойника

19. Что означает раздельная прокладка сетей

При раздельной прокладке каждый трубопровод и кабель размещаются в отдельной траншее на различной глубине от поверхности.

Раздельная прокладка трубопроводов характеризуется большим объемом земляных работ, значительной шириной их прокладки в плане и затруднениями применения средств механизации.

Рис. 24. Пример расположения подземных инженерных сетей

Рис 25. Совмещенная прокладка трубопроводов в тоннелях: 1 - канализационный трубопровод; 2 - водопровод; 3 - теплосеть

При раздельной прокладке ширина зоны прокладки и глубина заложения сетей назначается с учетом допустимых разрывов между ними и допустимой глубины заложения, а также с учетом методов и последовательности их строительства. Максимальную глубину заложения имеют канализационные трубопроводы. Глубина заложения сетей определяется с учетом глубины промерзания грунтов. Минимальная глубина заложения назначается из соображений недопущения разрушения сетей динамическими нагрузками на них.

Размещено на allbest.ru

...