Современные системы водоснабжения городов и населенных мест представляют собой сложные технические системы, обеспечивающие прием природной воды, ее очистку с последующей подачей и распределением воды потребителям. Наиболее распространены многофункциональные системы водоснабжения, предназначенные для питьевого, бытового, хозяйственного, производственного и противопожарного водоснабжения. Годовое потребление воды распределяется основными потребителями системы городского водоснабжения следующим образом, %: хозяйственно-питьевые нужды населения – 56 (для приготовления пищи и питья – 30, для стирки – 10, для пользования ваннами – 30, для работы смывных бачков – 30); нужды общественных зданий – 17; промышленные нужды – 17; пожарные – 3; городские нужды (поливка улиц и зеленых насаждений, рабочих фонтанов и др.) – 1 и прочие – 6.
Состав и свойства питьевой воды при любом типе водоисточника, способе обработки и конструктивных особенностях водопроводной сети должны обеспечивать безопасность в эпидемиологическом отношении, безвредность химического состава и благоприятные органолептические свойства. Технические и гигиенические требования и нормы, предъявляемые к питьевой воде, регламентируют СанПиН 2.1.4.1074-01 и СанПиН 4630-88.
Среднесуточное водопотребление служит отправной точкой определения расчетного расхода воды, который необходим для удовлетворения потребности населения в любое время года, месяца, недели, включая сутки наибольшего водопотребления.
Параметры водопроводных сооружений систем водоснабжения городов и населенных мест рассчитывают на определенный расчетный период, который может включать несколько очередей строительства, учитывающих перспективу развития города и повышение уровня благоустройства потребителей воды.
Расход воды, на прохождение которой рассчитывают элементы системы водоснабжения, изменяется в течение кварталов года, месяцев сезона, часов суток и минут часа. Эти колебания водопотребления необходимо учитывать при проектировании системы водоснабжения с заданным уровнем благоустройства. Рост численности населения и увеличение норм водопотребления поддаются прогнозу.
Данные о прогнозе развития города учитывают в процессе проектирования новых систем водоснабжения путем резервирования дополнительных площадей для развития тех или иных элементов, предусмотренных очередностью строительства. Сезонные изменения водопотребления определяют главным образом миграция населения и климатические факторы, характерные для заданного места расположения города.
Параметры водопроводных сооружений системы рассчитывают таким образом, чтобы удовлетворить потребности населения в воде в период сезонных циклов. При подборе насосного оборудования и особенно при технико-экономическом расчете водоводов и водопроводных сетей учитывают кратковременность периодов максимального водопотребления.
Суточные и часовые колебания расходов воды являются результатом неравномерности потребления воды в городе. Неравномерность потребления воды в дни недели обусловлена укладом жизни города и связана главным образом с чередованием рабочих и нерабочих дней и в значительной мере зависит от производственного профиля города или населенного места.
Водопроводные сооружения системы водоснабжения должны иметь достаточную производительность для гарантированной подачи воды в сутки «максимального водопотребления». При этом допускается форсированный режим работы – повышенные скорости движения воды в трубах водопроводных сетей, выход насосов из зоны оптимальных значений коэффициентов полезного действия, повышенный расход реагентов на очистных сооружениях и т. п. Форсированный режим работы системы в сутки максимального водопотребления оправдывается тем, что в сутки «среднего водопотребления», составляющего значительную часть работы водопроводных сооружений, насосы находятся в оптимальном режиме эксплуатации. В значительной степени на режиме работы системы отражается часовая неравномерность водопотребления.
Водопотребление зависит от степени благоустройства зданий, численности населения и климатических условий населенного пункта или города. Неравномерность водопотребления наблюдается в течение суток: максимальный расход воды – в середине дня, минимальный – ночью. Существенно возрастает водопотребление в праздничные и предвыходные дни.
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды колеблется. Даже в течение часа. При расчете водопотребления в населенных пунктах используют коэффициенты суточной kсут и часовой kч неравномерности, которые выражают отношение максимального потребления воды к среднему ее потреблению в течение суток и часа соответственно. Нормы удельного водопотребления в зависимости от степени благоустройства зданий регламентируются.
При проектировании систем водоснабжения населенных пунктов удельное среднесуточное (за год) водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды населения принимают от 125 до 350 л/сут. Расчетный суточный расход воды (м3/сут) на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте определяют:
Qсут ср = ΣqжNж/100,
где qж – удельное водопотребление; Nж – расчетное число жителей в районах жилой застройки с различной степенью благоустройства.
Расход воды на поливку принимают в зависимости от типа покрытия территории, способа ее поливки, вида растений и насаждений, климатических и других местных условий. Расход колеблется от 0,3 до 15 л/м2.
Распределение расходов воды по часам суток в населенных пунктах, на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях принимают на основании расчетных графиков водопотребления. При построении таких графиков исходят из принимаемых в проекте технических решений, исключающих совпадение по времени максимальных отборов воды на различные нужды.
Потребность человека в воде определяется путем статистической обработки данных, полученных на основе медико-гигиенических исследований. Ниже представлены результаты этих исследований.
Потребность человека в Хозяйственные qx Гигиенические qc
воде л/(сут·чел.)
Питьевые нужды..................... 1,5 2,0
Приготовление пищи.............. 3,4 4,6
Мытье посуды......................... 8,7 10,7
Умывание, чистка зубов......... 7,0 11,0
Душ, ванна............................... 20,7 26,6
Стирка...................................... 8,6 19,2
Смыв бачка.............................. 22,7 31,4
Уборка...................................... 5,0 5,5
Всего......................................... 75,6 111,3
В современных условиях среднее удельное водопотребление в городах и населенных пунктах составляет около 250 л/(сут·чел.). В настоящее время разработаны мероприятия по приостановлению роста водопотребления. Сокращение норм коммунального водоснабжения позволит уменьшить общие потребности в воде.
Для осуществления данной проблемы необходимо строительство раздельных систем питьевого и технического водоснабжения.
С целью сокращения непроизводительных расходов воды (утечек воды через неплотности труб, арматуры и санитарно-технического оборудования жилых и общественных зданий) рекомендуется регулировать напор воды в зданиях в зависимости от их высоты (применение систем зонирования по требуемой величине напора, исключение чрезмерных напоров воды, использование совершенной запорно-пусковой арматуры, внедрение насосно-силового оборудования с регулируемой частотой вращения и др.).
Коммунально-бытовое водопотребление предъявляет чрезвычайно высокие требования к качеству воды и к бесперебойной ее подаче. В первую очередь и при любых экстремальных условиях люди должны быть обеспечены водой. Эти требования узаконены «Основами водного законодательства» в виде приоритета использования воды для снабжения населения.
Водоотведение. В процессе жизнедеятельности человека вода загрязняется веществами органического и минерального происхождения. Изменяются и ее физические свойства. Такие воды принято называть сточными. Сточные воды представляют собой жидкие отходы, образующиеся в результате бытовой и производственной деятельности людей, а также организованного удаления с территорий атмосферных осадков; Они подразделяются на сточные воды населенных мест – смесь бытовых и промышленных сточных вод, поступающих; в канализацию; дождевые – образующиеся в результате атмосферных осадков и поступающие в канализацию; производственные – от технологических операций на предприятиях; оросительных систем – дренажные воды.
Сточная вода служит благоприятной средой для развития разнообразных микроорганизмов, в том числе и патогенных, являющихся возбудителями и распространителями инфекционных заболеваний. Загрязняя окружающую среду, сточные воды одновременно создают условия для возникновения болезней человека и эпидемий. В сточных водах могут содержаться и токсические вещества (кислоты, щелочи, соли и др.), способные вызвать отравление живых организмов и гибель растений.
В сточных водах содержатся загрязнения минерального, органического, и бактериального происхождения. Степень их загрязнения определяется показателями санитарно-химического анализа. К ним относятся ВПК, ХПК, перманганатная окисляемость, содержание биогенных элементов, реакция среды, температура.
В городах расход бытовых вод с, 1 га площади кварталов равен 0,3...2 л/с (удельный расход) или 10... 600 тыс. м3/год. В водоотводящую сеть они поступают сравнительно неравномерно и по часам суток, и по суткам в году. В дневное время расход больше, чем в ночное. Наибольший расход за 1 ч может превышать средний рас-1 ход в сутки в 1,4...2,5 раза, а наименьший расход за 1 ч может; быть меньше среднего расхода в сутки в 1,5...2,5 раза. Следовательно, расходы по часам суток могут изменяться в 2...5 раз.
В течение года суточные расходы бытовых вод изменяются сравнительно мало. Наибольший расход за 1 сут может превышать средний расход в год лишь в 1,1...1,2 раза.
Производственные сточные воды различных отраслей промышленности содержат различные загрязнения и различные их концентрации.
В дождевых водах содержится значительное количество нераствореиных минеральных примесей, а также органических. БПК дождевых вод достигает 50...60 мг/л. Исследованиями установлено, что дождевые воды могут являться большим источником загрязнения водоемов. Расход дождевых вод с 1 га площади территорий города достигает 150 л/с (один раз в год) и 300 л/с (один раз в 10 лет). Это в 50...300 раз больше расхода бытовых вод. В то же время общий расход дождевых вод за год составляет 1500...2000 м3 с 1 га, т. е. в 5...30 раз меньше расхода бытовых вод. Образование (выпадение) дождевых вод происходит весьма неравномерно. Их расход изменяется от 0 (в сухую погоду) до 300 л/с (в период выпадения интенсивных ливней).
Городские сточные воды представляют собой смесь бытовых и производственных сточных вод. В реальных условиях бытовых, вод не бывает. В городских сточных водах всегда содержатся компоненты загрязнений, характерные для производственных сточных вод (нефтепродукты, кислоты, щелочи, соли и др.).
Комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, предназначенных для сбора, отвода (транспортирования) за пределы обслуживаемых объектов, очистки, обезвреживания и обеззараживания загрязненных сточных вод и выпуска их в водоемы, называется водоотводящей системой. Водоотводящие системы помимо этого обеспечивают отвод и очистку вод, образующихся вследствие выпадения атмосферных осадков и таяния снега.
Водоотводящая система содержит следующие элементы: водоотводящую систему в зданиях и внутриквартальные водоотводящие сети; внешнюю водоотводящую сеть; регулирующие, резервуары; насосные станции и напорные трубопроводы; очистные сооружения, выпуски очищенных сточных вод в водоем и аварийные выпуски.
Отличие по составу и свойствам загрязнений бытовых и дождевых вод, а также бытовых и многих производственных сточных вод обусловливает разные методы их очистки, а также необходимость раздельного их отведения по самостоятельным водоотводящим сетям. В то же время нельзя исключать возможности их совместной очистки. Однако при этом схема и состав очистных сооружений могут быть значительно сложнее, чем в случае раздельной их очистки. Возможны различные варианты решения схемы водоотведения: путем совместного или раздельного водоотведения сточных вод различных видов, совместной или раздельной их очистки, В зависимости от этого системы подразделяются на общесплавные, раздельные и комбинированные. В свою очередь, раздельные системы подразделяются на полные раздельные, неполные раздельные и полураздельные.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему