ВУЗ: Белорусский государственный медицинский университет
Категория: Ответы на вопросы
Дисциплина: Медицина
Добавлен: 17.02.2019
Просмотров: 19238
Скачиваний: 30
Водозаборные сооружения должны обеспечивать бесперебойную подачу воды и если можно улучшать ее качество. В зависимости от природных условий используют разные типы водоприемных сооружений.
По способу забора воды из источника различают береговые (забирают воду из русла реки возле берегов), русловые (забирают воду из русла реки на некотором расстоянии от берега) и инфильтрационные (забирают подрусловую воду) водозаборы.
Береговые водозаборные сооружения. Береговыми называют такие сооружения, которые берут воду из русла реки непосредственно возле берега на достаточной для нормальной работы водозаборного сооружения глубине.
Они могут иметь прямоугольную или круглую форму. Их продуктивность составляет от десятков литров до десятков и сотен кубических метров в 1 с.
Русловые водозаборные сооружения. При достаточной для водоприема глубине лишь на значительном расстоянии от берега и относительно пологом береге точку забора воды приходится выносить далеко в русло реки, устраивая там специальный водоприемный оголовок. От оголовка вода поступает (самотечными или сифонными линиями) в так называемый береговой колодец. Такой тип водоприемника называется русловым.
Водоприемные ковши и водоподводные каналы. Иногда для улучшения условий приема воду берут не прямо из русла реки, а из искусственно созданных заливов — ковшей (ковшовые водозаборы). Чаще всего их используют на реках, где есть опасность образования внутриглубинного льда или наблюдаются ледоходы. Также их применяют в том случае, когда необходимо уменьшить цветность и мутность воды на участке водозабора путем природного отстаивания. Ковш располагают под углом 45° относительно течения реки. Для этого выбирают грунт в русле реки и срезают берег. Стены ковша закрепляют железобетоном, в верхнем перекрытии оборудуют вентиляционные стояки. Вход в ковш со стороны реки защищают решеткой от попадания крупных предметов, льда и т. п. Акваторию ковша ограждают дамбой .
Водоподводный канал длиннее ковша. Его длину определяют на основании гидравлических расчетов.
Инфильтрационные водозаборные сооружения. Если речная вода очень загрязненная, используют водозаборы инфильтрационного типа, в которых воду фильтруют через грунт дна и берега реки, если русло реки образовано песчаными, песчано-гравелистыми или галечниковыми водоносными грунтами. Речная вода, фильтруясь, насыщает их, создавая своеобразный поток, направленный по течению реки. Его называют подрусловым, а воду — подрусловой.
Инфильтрационный колодец (рис. 2) представляет собой трубчатый колодец, размещенный на берегу реки. При откачивании из колодца небольшого количества воды в его фильтр будет поступать только грунтовая вода, которая питает реку. Если же отбор воды из колодца увеличить, то колодец будет питаться грунтовой и подрусловой водой со стороны реки. При дальнейшем увеличении отбора воды из колодца в него будет поступать преимущественно вода из подруслового потока и лишь незначительная часть грунтовой.
Рис. 2. Инфильтрационный колодец.
Водопроводная сеть и сооружения на ней.
Водопроводная сеть (распределительная система водопровода) представляет собой подземную систему труб, по которым вода под давлением (не менее 2,5—4 атм при пятиэтажной застройке), создаваемым насосной станцией II подъема, подается в населенный пункт и разводится на его территории. Она состоит из основных водоводов, по которым вода с водопроводной станции поступает в населенный пункт, и разветвленной сети труб, по которым вода подводится к водонапорным резервуарам, внешним водозаборным сооружениям (уличным колонкам, пожарным гидрантам), жилым и общественным зданиям. При этом основной водовод разветвляется на несколько магистральных, которые в свою очередь разветвляются на уличные, дворовые и домовые. Последние соединяются с системой труб внутреннего водопровода жилых и общественных зданий.
Рис. 3. Схема водопроводной сети:
А — тупиковая схема; Б — кольцевая схема; а — насосная станция; б — водопровод; в — водона порная башня; г — заселенные кварталы; д — разводящая сеть
По конфигурации водопроводная сеть может быть: 1) кольцевой; 2) тупиковой; 3) смешанной (рис. 3). Тупиковая сеть состоит из отдельных глухих линий, в которые вода поступает с одной стороны. При повреждении такой сети на каком-либо участке прекращается подача воды всем потребителям, которые подключены к линии, расположенной за точкой повреждения в направлении движения воды. В тупиковых концах распределительной сети вода может застаиваться, может появляться осадок, который служит благоприятной средой для размножения микроорганизмов. Тупиковую водопроводную сеть как исключение оборудуют на небольших поселковых и сельских водопроводах.
Наилучшей с гигиенической точки зрения является замкнутая водопроводная сеть, которая состоит из системы смежных замкнутых контуров, или колец. Повреждение на каком-либо участке не приводит к прекращению подачи воды, так как она может поступать по другим линиям.
Распределительная система водопровода должна обеспечить бесперебойную подачу воды во все точки ее потребления и предотвратить загрязнение воды на всем пути ее поступления от главных водопроводных сооружений до потребителей. Для этого водопроводная сеть должна быть водонепроницаемой. Загрязнение воды в водопроводной сети при централизованном водоснабжении вызывают: нарушение герметичности водопроводных труб, значительное снижение давления в водопроводной сети, что приводит к подсасыванию загрязнения в негерметичных участках, и наличие источника загрязнения вблизи участка нарушения герметичности водопроводных труб. Объединять сети хозяйственно-питьевого водопровода с сетями, подающими непитьевую воду (технический водопровод), недопустимо. Водопроводные линии нужно прокладывать на 0,5 м выше канализационных.
Смотровые колодцы также оборудуют во всех местах стыков основных, магистральных и уличных водопроводов. Колодцы — это размещенные под землей водонепроницаемые железобетонные шахты. Для спуска в смотровой колодец предусмотрен люк с герметично закрытой крышкой, которую утепляют в холодный период года; в стену вмонтированы чугунные или стальные скобы. Опасность загрязнения воды в водопроводной сети через смотровые колодцы возникает при заполнении шахты водой. Это может произойти в результате поступления воды через негерметичные стенки и дно, ливневых вод через негерметично закрытую крышку или воды из водопроводной сети через негерметичные стыки труб и арматуры. Во время снижения давления в сети вода, которая собралась в смотровом колодце, может подсасываться в трубы.
Водонапорные (запасные) резервуары предназначены для создания запаса воды, который компенсирует возможное несоответствие между подачей воды и ее потреблением в отдельные часы суток. Наполняют резервуары преимущественно ночью, а днем в часы интенсивного водопользования вода из них поступает в сеть, нормализуя давление.
Устанавливают водонапорные резервуары в наиболее высокой точке рельефа на башнях, возвышающихся над наиболее высокими зданиями населенного пункта (рис. 4).
Рис. 4. Водонапорная башня:
а — внешний вид; б — разрез: I — подающе-разводящая труба; 2 — переливная труба
Территорию вокруг водонапорных башен ограждают. Резервуары должны быть водонепроницаемы, из железа или железобетона. На больших водопроводах запасные резервуары — резервуары чистой воды — оборудуют под землей. Из них воду подают в водопроводную сеть насосными станциями III подъема.
Водоразборные колонки. Население берет воду из водораспределительной системы или через домовые вводы и краны внутридомовой водопроводной сети, или через наружные водоразборные сооружения — колонки.
Уличные водоразборные колонки являются наиболее уязвимыми элементами водопровода.
33. Гигиеническая характеристика централизованного водоснабжения. Факторы, влияющие на уровень водопотребления.
С гигиенической точки зрения оптимальной является ситуация, когда вода в источниках водоснабжения полностью отвечает современным представлениям о доброкачественной питьевой воде. Такая вода не нуждается в обработке, и важно лишь не ухудшить ее качество на этапах забора из источника и подачи потребителям. Исходя из приведенной выше гигиенической характеристики, такими источниками могут быть подземные межпластовые воды, чаще всего — артезианские (напорные). В других случаях вода источников, особенно поверхностных, нуждается в улучшении качества: уменьшении мутности (осветлении) и цветности (обесцвечивании), удалении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов (обеззараживании), иногда — улучшении химического состава (опреснении, умягчении, дефторировании, фторировании, обезжелезивании и т. п.). Несмотря на постоянное усовершенствование методов водоподготовки, их возможности имеют определенные технологически и экономически обоснованные ограничения.
Вода источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения должна быть такой, чтобы современные методы водоподготовки позволили получить доброкачественную питьевую воду, которая по всем показателям отвечала бы СТБ 1756-2007 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения».
Особого внимания заслуживают те показатели качества воды, которые мало изменяются в процессе обычной обработки, предусматривающей осветление, обесцвечивание и обеззараживание. Такая обработка неэффективна в отношении растворенных в воде химических веществ. Даже специальные методы водоподготовки дают возможность уменьшить содержание лишь некоторых из них: железа — путем обезжелезивания, фтора — благодаря дефторированию, сероводорода — за счет аэрации. Методы опреснения (снижения общей минерализации) и умягчения (снижения общей жесткости) требуют значительных дополнительных затрат, из-за чего стоимость водопроводной воды значительно повышается. Поэтому во время организации водоснабжения населенных пунктов желательно их избегать, хотя отсутствие пресновоных источников иногда вынуждает опреснять соленую морскую воду.
Изложенное выше обусловливает жесткое ограничение в воде всех источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения содержания сухого остатка, хлоридов, сульфатов, растворенных химических (особенно токсических) веществ, общей жесткости. Уровень химических веществ не должен превышать ПДК для воды водоемов хозяйственно-бытового водопользования.
Поскольку подземные и поверхностные водоисточники имеют природные особенности, а также разную степень защиты от неблагоприятного воздействия антропогенных факторов, гигиенические требования к качеству воды в них по всем другим показателям несколько отличаются.
Среди подземных источников есть такие, вода которых вообще не нуждается в обработке, поскольку обладает хорошими органолептическими свойствами, эпидемически безопасна, безвредна по химическому (в том числе радионуклидному) составу, физиологически полноценна. Эта вода полностью отвечает представлениям о доброкачественной питьевой воде и может подаваться населению без обработки. Такие подземные водоисточники относят к I классу. Гигиенические требования и нормативы качества воды в них полностью соответствуют таковым для питьевой воды согласно СТБ 1756-2007 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения».
Вода подземных источников II класса может содержать сероводород минерального происхождения (до 3 мг/л), значительно больше железа (до 10 мг/л) и марганца (до 1 мг/л). Это ухудшает ее органолептические свойства, поэтому необходимо применять специальные методы обработки. Для удаления H2S, Fe, Mn — применяют специальные аэраторы или окислители перед фильтрацией. От сероводорода можно очистить воду путем аэрации, от железа — путем аэрации с дальнейшей фильтрацией. Во время аэрации вследствие окисления кислородом воздуха Fe2+ превращается в Fe3+, в воде образуется нерастворимый железа (III) гидроксид Fe(OH)3, взвешенные частички которого остаются на фильтре. Одновременно вода очищается от избытка марганца.
Кроме того подземные воды II класса могут обладать повышенной перманганатной окисляемостью (до 5 мг/л) и повышенным ОКБ (до 100). Это является свидетельством эпидемической опасности воды. Поэтому ее необходимо обеззараживать перед подачей потребителю.
В отдельных случаях подземная вода может иметь несколько худшее качество, а именно повышенную до 10 мг/л мутность, увеличенную до 50° цветность, еще большее содержание железа (до 20 мг/л), марганца (до 2 мг/л), сероводорода (до 10 мг/л). Некоторые подземные воды содержат чрезмерное количество фтора (5 мг/л). Индекс ОКБ достигает 1000 в 1 л. Такие подземные источники относят к III классу. Для улучшения качества воды необходима более глубокая обработка. Для снижения мутности и цветности следует осветлять и обесцвечивать воду путем фильтрации, предварительно подвергнув ее отстаиванию. Сероводород, железо и марганец удаляют методом аэрации с дальнейшей фильтрацией. При повышенном содержании фтора такую воду дефторируют. И, наконец, для обеспечения эпидемической безопасности воду обязательно обеззараживают.
Таким образом, подземные водоисточники в зависимости от качества воды и методов водоподготовки делят на три класса. Аналогичный принцип лежит в основе классификации поверхностных водоисточников (табл. 2).
С учетом условий формирования, среди них нет водоисточников с абсолютно прозрачной и бесцветной водой, не содержащих микроорганизмы и не нуждающихся в обработке. Поверхностные водоемы с маломутной (до 20 мг/л) и малоцветной водой (до 35°), без запаха, содержащей незначительное количество легко окисляемых (в том числе органических) веществ (перманганатная окисляемость до 7 мг/л, БПКполное до 3 мг/л) и марганца (до 0,1 мг/л), с несколько повышенной концентрацией железа (до 1 мг/л) и относительно невысокие уровни бактериальной контаминации и фитопланктона (1000 кл/см3), относят к I классу. Соответствие такой воды требованиям СТБ 1756-2007 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» можно обеспечить фильтрацией без коагуляции или применением небольших доз коагулянта и обеззараживания.
Ко II классу относят водоисточники с водой большей мутности (до 1500 мг/л) и большей цветности (до 120°), которая обладает ощутимым природным запахом интенсивностью не выше 3 баллов. Такая вода содержит несколько больше легко окисляемых (особенно органических) веществ. Перманганатная окисляемость такой воды достигает 15 мг 02/л, БПК20 — до 5 мг 02/л. Содержание в воде железа достигает 3 мг/л. Отмечается относительно высокий уровень бактериальной контаминации воды (количество ТКБ не превышает 10 000 в 1 л) и значительное количество планктона (10 000 кл/см3). Такие водоемы считают сравнительно чистыми относительно промышленных и бытовых загрязнений и их можно использовать в качестве источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Для очистки такой воды применяют традиционные методы обработки: для удаления фитопланктона — микрофильтрацию, для осветления и обесцвечивания — коагуляцию с отстаиванием (или осветление в массе взвешенного осадка) и дальнейшей фильтрацией; коагуляцию с двухступенчатой фильтрацией, контактное осветление и обязательно обеззараживание.