Системы водоснабжения и водоотведения

1.

«Системы водоснабжения и водоотведения»
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Старков Вадим Николаевич

2.

Часть 1 «Системы водоснабжения»
• системы водоснабжения, классификация, схемы, назначение;
• добыча воды из поверхностных и подземных водных источников;
• очистка природных вод, параметры качества питьевой воды;
• наружные сети водоснабжения

3. системы водоснабжения

Системы водоснабжения представляют собой комплекс
инженерных сооружений, предназначенных для забора
воды из источников водоснабжения, ее очистки, хранения и
подачи потребителям в необходимых количествах,
требуемого качества и под требуемым напором.
3

4. системы водоснабжения: классификация

Классификация систем водоснабжения
по территориальному
признаку
по назначению
районные
городские
групповые
местные
по источнику
по способу подачи воды
поверхностные
гравитационные
промышленные
подземные
насосные
сельскохозяйст
венные
смешанные
транспортные
по ТЭП
по качеству воды
хозяйственно-питьевые
с улучшением качества
производственные
без улучшения качества
противопожарные
объединённые
4

5. системы водоснабжения: назначение

Система хозяйственнопитьевого водоснабжения –
предназначены для
обеспечения нужд населения в
питьевой воде для питья,
приготовления пищи,
совершения санитарногигиенических процедур,
стирки белья, уборки, полива
зелёных насаждений и
территории и т.д.
5

6. системы водоснабжения: назначение

Система производственного
(технического) водоснабжения –
комплекс сооружений, оборудования и
трубопроводов, обеспечивающий забор
природной воды из источника, ее
очистку, охлаждение, специальную
обработку, транспортировку и подачу
потребителям, а также сооружения,
оборудование и установки, необходимые
для приема отработавшей воды и
подготовки ее для повторного
использования.
По принципу организации использования
природной воды в системах технического
водоснабжения различают прямоточные,
с последовательным использованием
воды, оборотные и каскадные
бессточные схемы водоснабжения 6

7. системы водоснабжения: назначение

Система противопожарного
водоснабжения –
предназначены для создания
пожаро-взрывобезопасных
условий жилого и
производственного сектора
населённых пунктов, а также
природных объектов, тушения
пожаров.
7

8. системы водоснабжения: схемы

Схема водоснабжения - это документ планирования развития
систем водоснабжения, на срок не менее 10 лет,
разрабатываемый в соответствии с документами территориального
планирования и программами комплексного развития систем
коммунальной инфраструктуры поселений, городских округов (при
их наличии), а также с учетом схем энергоснабжения,
теплоснабжения, газоснабжения.
Универсальной схемы системы водоснабжения, которая была бы
наилучшей по техническими и экономическими показателями для
любых условий нет. Поэтому при проектировании системы
водоснабжения обычно рассматривают несколько возможных
вариантов, наиболее подходящих в конкретных условиях. Для
строительства выбирают тот вариант, который обладает
наилучшими технико-экономическими показателями.
8

9. добыча воды из поверхностных водных источников

1
3
9
4
6
Водопроводная сеть
города
Река
7
5
8
2
Вода из поверхностного источника забирается с помощью
водозаборных сооружений 1, затем насосной станцией первого
подъема (НС-1) 2 подается на очистные сооружения (ОС) 3. После
очистки вода поступает в резервуары чистой воды (РЧВ) 4, откуда
насосной станцией второго подъема (НС-2) 5 по водоводам 6 подается
в резервуары чистой воды 7 при насосной станции третьего подъема
(НС-3) 8, работающей в городскую водопроводную сеть 9.
9

10. добыча воды из подземных водных источников

1
3
9
4
6
Водопроводная сеть
города
7
8
5
2
Водозаборные скважины 1 забирают воду из подземных водоносных
пластов. В каждой скважине устанавливается насос, который является
насосной станцией первого подъёма. По сборным водоводам 2
поступает на очистные сооружения 3. Очищенная накапливается в
резервуарах чистой воды 4, откуда насосами второго подъема 5
подаётся по водоводам 6 в резервуары чистой воды 7 при насосной
станции третьего подъёма 8, которая работает на водопроводную сеть
города 9.
10

11. Зоны санитарной защиты

Зона санитарной охраны делится на три пояса.
Первый пояс охватывает территорию, где располагаются
водозаборные и другие водопроводные сооружения (насосные
станции, очистные сооружения, резервуары). Здесь запрещается
пребывание лиц, не связанных непосредственно с работой
водопроводных сооружений.
Второй пояс зоны санитарной охраны охватывает территорию
вверх по течению реки и вниз. В поясе санитарной охраны
запрещается
использование
территории
или
источников
водоснабжения, которое может привести к ухудшению их качества.
Третий пояс охватывает более обширную территорию. Органы
здравоохранения производят специальный учет инфекционных
заболеваний, которые могут распространяться через водопровод.
11

12. очистка природных вод, параметры качества питьевой воды

Качество воды характеризуется ее
физическими, химическими и
бактериологическими свойствами.
К физическим свойствам воды
относятся: температура, цветность,
мутность, привкус и запах.
Химические свойства воды
характеризуются следующими
показателями: активной реакцией,
жесткостью, окисляемостью,
содержанием растворенных солей.
Степень бактериологической
загрязненности воды определяется
числом бактерий, содержащихся в 1
см3 воды.
12

13. очистка природных вод

Осветление – это процесс, с помощью которого из воды удаляются
содержащиеся в ней взвешенные вещества. Осветление может
осуществляться отстаиванием воды в отстойниках. Для улучшения
этого процесса применяют коагуляцию, т.е. вводят в воду химические
реагенты, которые способствуют укрупнению и более быстрому
осаждению взвешенных веществ. Коагуляция в свободном объеме
протекает в смесителях и камерах хлопьеобразования.
После отстойников и осветлителей вода подвергается более
глубокому осветлению – фильтрованию, в процессе которого она
проходит через слой фильтрующего материала фильтров.
Обеззараживание воды осуществляется с целью уничтожения
бактерий, главным образом болезнетворных (патогенных). Наиболее
распространенными
способами
обеззараживания
воды
являются хлорирование, озонирование и бактерицидное облучение.
В ряде случаев применяется специальная обработка воды.
Например, подземные воды иногда подвергаются обезжелезиванию.
13

14. очистка природных вод

Высотная схема расположения основных очистных сооружений по обработке воды из
поверхностных источников:
1- подача воды; 2 — реагентное хозяйство; 3— вертикальный смеситель; 4 — камера
хлопьеобразования водоворотного типа; 5 — вертикальный водопроводный отстойник; б
— фильтр; 7 — хлораторная; 8 — резервуар чистой воды
14

15. наружные сети водоснабжения

Основными требованиями, которыми должна удовлетворять
правильно запроектированная водопроводная сеть являются:
достаточная пропускная способность;
подача заданных количеств воды ко всем местам её потребления под требуемым напором;
надежность и бесперебойность работы;
экономичность, выражающаяся наименьшими затратами на
строительство и эксплуатацию, как самой сети, так и связанных
с ней сооружений.
Выполнение этих требований достигается в результате правильного выбора конфигурации сети в плане, схемы её питания,
материала труб и их диаметра для каждого участка сети.
По своей форме в плане водопроводные сети делятся на
разветвленные или тупиковые и кольцевые.
15

16. наружные сети водоснабжения

Основное преимущество кольцевой сети по сравнению с тупиковой - это
обеспечение бесперебойности подачи воды потребителям. Кроме того, при
кольцевой водопроводной сети значительно менее вероятно повреждение
сети из-за гидравлических ударов.
Недостатком кольцевой сети является ее большая протяженность, а,
следовательно, большая стоимость,
16

17.

Часть 2 «Водоснабжение зданий и сооружений»
• режимы водопотребления;
• внутреннее водоснабжение: классификация, назначение, оборудование;
• водозапорная и водоразборная арматура;
• системы водяного пожаротушения

18. Режимы водопотребления

График изменения суточных расходов по
временам года
Qсут,
График изменения суточных расходов по дням
недели
Qсут,
м3/сут
м3/сут
Qсут.макс
Qсут.макс
Qсут.ср
Qсут.ср
Qсут.мин
зима
Qсут.мин
весна
лето
времена года
Рисунок 2.1
осень
1
2
3
4
5
6
7
дни недели
Рисунок 2.2
Режим водопотребления во внутренних водопроводах
характеризуется неравномерностью и зависит от этажности и
назначения здания, числа водоразборных устройств, числа
потребителей и многих других факторов.
18

19. Режимы водопотребления

qчас,
График изменения расходов по часам суток
на промпредприятии
qчас,
Суммарный график изменения расходов в
городе по часам суток
м3/час
м3/час
qчас.макс
qчас.ср
1-я смена
2-я смена
3-я смена
часы суток
Рисунок 2.3
qчас.ср
qчас.мин
qчас.мин
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
qчас.макс
часы суток
Рисунок 2.4
Водопотребление на промышленных предприятиях также
неравномерно по сезонам года, дням недели, сменам и т. д.
Поэтому и часовое водопотребление в населённых пунктах в
целом в утренние, дневные и вечерние часы неодинаково.
19

20. Внутреннее водоснабжение: классификация, назначение, оборудование

Внутренним водопроводом
называется система
трубопроводов и устройств,
обеспечивающая подачу воды
из системы водоснабжения
населённого пункта или
промышленного предприятия к
санитарно-техническим
приборам, пожарным кранам и
технологическому
оборудованию, расположенным
в одном или группе зданий.
20

21. Внутреннее водоснабжение: классификация, назначение, оборудование

по назначению:
по способу использования воды:
хозяйственно-питьевые
прямоточные
производственные
оборотные
противопожарные
с повторным использованием воды
поливочные
Классификация внутреннего водопровода
по сфере обслуживания:
по обеспеченности напором:
раздельные
обеспеченные напором
объединённые
не обеспеченные напором
единые
21
.

22. Внутреннее водоснабжение: классификация, назначение, оборудование

Рисунок 5.1.
технический чердак
9
7
7
верхний
этаж
6
6
5
промежуточный
этаж
промежуточный
этаж
5
3
первый этаж
8
2
1
техническое подполье
4
Основные элементы
внутреннего водопровода
1 - трубопровод наружного
водопровода.
2 - ввод водопровода в здание.
3 - водомерный узел.
4 - магистральный
трубопровод.
5 - стояк – магистральный
вертикальный трубопровод.
6 - разводящий трубопровод
(внутриквартирная разводка).
7,8 - водоразборные
устройства.
9 - кольцующая перемычка
22

23. оборудование

23

24. водозапорная и водоразборная арматура

Для управления системой внутреннего водопровода и
распределения воды потребителям применяют
различную арматуру: запорную, водоразборную,
предохранительную, регулировочную.
Для отключения отдельных участков трубопроводов
на случай ремонтов, и замены санитарных приборов
устанавливается запорная арматура.
Водоразборная арматура во многом определяет
эффективность функционирования систем
внутреннего водопровода.
К предохранительной арматуре относятся
предохранительные и редукционные клапаны, а
также обратные клапаны.
К регулировочной арматуре относят трехходовые
краны, регуляторы расхода, регуляторы давления.
24

25. водозапорная и водоразборная арматура

25

26. системы водяного пожаротушения

Внутренний противопожарный
водопровод предназначен для тушения
пожаров внутри зданий и сооружений.
Противопожарный водопровод
проектируется отдельно от других систем,
но чаще объединяется с хозяйственнопитьевым и производственным
водопроводом.
Противопожарные водопроводы бывают:
Рисунок 21.1.
Обычные или простые с
противопожарными кранами на сети
трубопроводов;
Автоматические - спринклерные
установки;
Полуавтоматические - дренчерные
установки.
26

27.

системы водяного пожаротушения
Спринклерные установки представляют собой смонтированную под
перекрытием помещения распределительную сеть труб 1 с
вмонтированными в нее спринклерными головками (разбрызгивателями) 2,
срабатывающими при повышении температуры выше расчетной.
5
4
72
0
С
3
1
2
Рисунок 23.2.
27

28. системы водяного пожаротушения

Противопожарный водопровод комплектуется запорными
противопожар-ными кранами к которым присоединяются пожарные
рукава (10, 15 или 20м), хранящиеся в пожарных шкафах.
28

29.

Часть 3 «Системы водоотведения»
• системы водоотведения, классификация, схемы, назначение;
• состав загрязнений сточных вод;
• наружные сети и сооружения водоотведения;
• очистка сточных вод

30. системы водоотведения, классификация, схемы, назначение

Система канализации – это комплекс
инженерных устройств, предназначенных для
приёма сточных вод в местах их образования,
транспортировки, очистки, обеззараживании и
выпуска в окружающую среду.
Системы канализации – состоят из следующих
основных элементов:
приемников сточных вод (санитарных
приборов, дождеприемников,
водопотребляющих технологических
установок);
канализационных трубопроводов и
коллекторов;
канализационных насосных станций,;
комплекса очистных сооружений,;
выпуска.
30

31. системы водоотведения

В настоящее время применяются следующие системы
водоотведения: общесплавная, раздельная (полная, неполная),
полураздельная, комбинированная (расширенная общесплавная).
общесплавная
раздельная неполная
раздельная полная
полураздельная
31

32. Схемы водоотведения

Схемы канализационных сетей классифицируются на:
перпендикулярная схема
зонная схема
пересеченная схема
параллельная схема
радиальная схема
32

33. Схема водоотведения Санкт-Петербурга

34. состав загрязнений сточных вод

Сточной жидкостью называются воды, которые в
процессе использования получили
дополнительные загрязнения, изменившие их
состав или физические свойства, а также воды,
стекающие с территорий городов и
промышленных предприятий в результате
выпадения атмосферных осадков или поливки
улиц.
Сточные воды можно разделить на
следующие категории:
- бытовые;
- производственные;
- атмосферные.
Степень загрязнения сточных вод
характеризуется количеством загрязнений,
содержащихся в единице их объема
концентрацией, мг/л или г/см3.
34

35. состав загрязнений бытовых сточных вод

35

36. наружные сети и сооружения водоотведения

Наружная канализация состоит из разветвленной сети подземных труб и каналов,
отводящих сточные воды самотеком к насосным станциям или на очистные
сооружения.
36

37. наружные сети и сооружения водоотведения

Для контроля работы сети и её прочистки устанавливают колодцы
37

38. наружные сети и сооружения водоотведения

Для устройства сетей
водоотведения применяются
трубопроводы:
керамические;
железобетонные напорные и
бетонные безнапорные;
асбестоцементные;
пластмассовые: полимерные
и стекловолокнистые;
чугунные: серого чугуна и
ВЧШГ;
стальные электросварные.
38

39. наружные сети и сооружения водоотведения

Для перекачки сточных вод устраивают
канализационные насосные станции
(КНС).
Различают следующие виды насосных
станций:
- главная, перекачивающая основной
объем сточных вод города;
- районная, перекачивающая сточные
воды района водоотведения;
- станция перекачки,
перекачивающая сточные воды из
нижележащего коллектора в
вышележащий.
39

40. очистка сточных вод

Очистку сточных вод производят последовательно на ряде сооружений:
механическая очистка, как правило, предшествует биологической.
40

41. Механическая очистка сточных вод

Механическая очистка сточных вод производится в решетках, песколовках и
первичных отстойниках.
41

42. Биологическая очистка сточных вод

Биологическая очистка сточных вод
осуществляется в специальных
сооружениях – аэротенках, и
биологических фильтрах
(биофильтрах).
Биологическая очистка сточных вод в
естественных условиях проводится на
полях орошения, полях фильтрации,
биологических прудах и каналах.
Стабилизация осадков сточных вод
производится в метантенках и на
иловых площадках.
Обеззараживание сточных вод
осуществляется: озонированием,
ультрафиолетовыми лучами,
электролизом, хлорированием.
Очищенные сточные воды
через выпуск сбрасываются в водоем.
42

43.

Часть 4 «Водоотведение зданий и сооружений»
• устройство внутридомовой сети водоотведения;
• санитарное оборудование и приборы;
• вентиляция сетей внутреннего водоотведения;
• внутренние и наружные водостоки зданий и сооружений

44. устройство внутридомовой сети водоотведения

Внутренняя канализация
жилого дома состоит из.
1 – санитарных приборов;
2 – отводных труб;
3 – стояков;
4 – выпуска;
5 – колодца дворовой
канализации;
6 – ревизии;
7 – прочистки;
8 - вытяжной части
стояка;
9 – отводов
44

45. устройство внутридомовой сети водоотведения

В зависимости от
назначения канализации
и свойств сточных вод
для устройства
внутренней канализации
используют чугунные
(раструбные и
безраструбные,
напорные и
безнапорные),
стальные,
пластмассовые,
керамические трубы.
45

46. санитарное оборудование и приборы

Санитарные приборы, предназначены как для приёма загрязнённой воды,
так и для выполнения гигиенических и санитарных процедур, необходимых
для жизнедеятельности людей. Это: унитазы, биде, писсуары, ванны,
умывальники, мойки, раковины, душевые кабины.
46

47. санитарное оборудование и приборы

Основные технические характеристики санитарных приборов:
размеры;
объём (вместимость);
акустические показатели (частота и уровень шума, который
возникает во время работы);
монтажное положение и взаимное расположение отдельных
элементов (выпусков, переливов, водопроводной арматуры);
химическая и термическая стойкость;
долговечность;
надёжность;
механическая прочность;
дизайн.
47

48. санитарное оборудование и приборы

Основные требования по размещению санитарных
приборов:
не допускается размещение уборной и ванной
(или душевой) непосредственно над жилыми
комнатами и кухнями;
не допускается крепление санитарных приборов и
трубопроводов непосредственно к
межквартирным стенам и перегородкам,
ограждающим жилые комнаты;
в общественных зданиях уборные с числом
унитазов свыше трех следует оборудовать
напольными унитазами или напольными чашами.;
в детских садах, а также в общеобразовательных
школах и школах-интернатах для учащихся
младших классов уборные необходимо
оборудовать детскими унитазами.
48

49. вентиляция сетей внутреннего водоотведения

Вытяжную часть устраивают для
предотвращения отсасывания воды из
гидравлических затворов, при
образовании вакуума в стояке во
время сброса жидкости и для
вентиляции внутренней и наружной
сети.
Высота вытяжной части, м:
- от плоской неэксплуатируемой
кровли – 0,3;
- от скатной кровли – 0,5;
- от эксплуатируемой кровли – 3;
- от обреза сборной
вентиляционной шахты – 0,1
49

50. внутренние и наружные водостоки зданий и сооружений

дождь
ве
те
р
2
дождь
3
Водостоки предназначены для
отвода дождевых и талых вод с
крыш зданий. Необходимость
организации водостоков
определяется тем, что замачивание
ограждающих конструкций зданий
отрицательно влияет на их
теплотехнические и прочностные
характеристики. Различают
наружные (неорганизованные и
организованные) и внутренние
организованные водостоки.
1
50

51. внутренние и наружные водостоки зданий и сооружений

Внутренние водостоки отводят дождевую и талую
воду с кровли по трубопроводам, расположенным
внутри здания. Из внутренних водостоков вода
отводится в наружные сети дождевой канализации
(закрытый выпуск) или на тротуары (открытый
впуск).
Внутренние водостоки состоят: из водосточных
воронок 1, стояков 2, отводных труб,
соединяющих водосточные воронки со стояками,
выпусков 4, устройств для прочистки.
51

52. Благодарю за внимание.

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Старков Вадим Николаевич
еmail:[email protected]
+7-921-400-74-54
+7-911-840-77-12