Гидравлические расчёты и выбор оборудования
По напорному трубопроводу сети водоснабжения воду снизу вверх перекачивают насосы — от точки водозабора до точек водоразбора.
По трубопроводной сети системы водоотведения сточные воды текут самотёком сверху вниз — от точек сброса до канализационной насосной станции (КНС).
Исходные данные для гидравлического расчёта: расход воды, перепады высот, длина и топология трубопровода, высота всасывания насоса, конечное избыточное давление в точках водоразбора.
Последовательность расчёта и выбора оборудования:
- по исходным данным определяем диаметр и давление в трубопроводе;
- выбираем трубы, фитинги и запорно-регулирующую арматуру;
- рассчитываем потери давления в трубопроводе;
- определяем напор насоса;
- по напору и расходу выбираем насосный агрегат;
- по напряжению и току электродвигателя насоса выбираем преобразователь частоты или устройство плавного пуска.
Водоснабжение
Насосные станции
Насосная станция первого подъёма перекачивает воду из поверхностного или подземного источника на очистные сооружения. Очищенная вода поступает в резервуар чистой воды (РЧВ).
Насосная станция второго подъёма перекачивает воду из РЧВ в водонапорную башню или подаёт воду в городской водопровод.
В высотных зданиях дополнительно устанавливаются повысительные насосные станции (ПНС).
Резервуары чистой воды
Промежуточные резервуары воды выполняют несколько разных функций:- гидравлической развязки (барьера, препятствующего распространению гидравлических ударов);
- буфера, согласующего переменный водоразбор с постоянной работой насосов;
- резервного запаса воды на случай перебоев с водоснабжением.
Электропривод
Регулирование скорости вращения рабочего колеса насоса с помощью преобразователя частоты позволяет поддерживать постоянный напор при переменном водоразборе и экономить электроэнергию.
Применение устройств плавного пуска для включения и выключения насосов позволяет избежать гидравлических ударов и уменьшить пусковые токи.
Очистка воды
Процесс очистки сырой воды:
- вода подаётся в отстойники или на барабанные сетки для очистки от мусора;
- в смесителе вода смешивается с реагентами;
- в камере хлопьеобразования взвешенные и коллоидальные частицы агломерируются в крупные хлопья;
- в отстойниках образовавшиеся хлопья выпадают в осадок;
- регулируется уровень pH;
- измеряется уровень остаточного хлора;
- на скорых фильтрах или контактных осветлителях вода проходит через песчаную загрузку и осветляется;
- измеряется мутность воды;
- в осветлённую воду добавляются реагенты;
- вода обеззараживается ультрафиолетом или озоном.
Водоотведение
Системы канализации
- хозяйственно-бытовая;
- ливневая;
- промышленная;
- общесплавная (в общий коллектор сливаются бытовые, атмосферные и производственные стоки).
Канализационные насосные станции
КНС используются там, где невозможно отведение сточных вод самотёком.
Сточные воды из разных источников собираются в коллектор, по которому они текут самотёком в приёмный резервуар КНС.
Локальные КНС собирают стоки из одного или нескольких зданий и поднимают их на высоту районного коллектора.
Районные КНС собирают стоки из одного или нескольких районов и поднимают их на высоту главного городского коллектора, по которому они текут в приёмный резервуар главной КНС.
Мощные насосы главной КНС подают стоки на городские очистные сооружения.
Биологические очистные сооружения (БОС)
Биологические методы применяется для очистки бытовых стоков и стоков химических производств органического синтеза.
Процесс механической и биологической очистки:
- стоки очищаются от мусора с помощью решёток;
- в песколовках стоки очищаются от песка гравитационным методом (песок оседает на дне);
- на флотаторах и жироловках стоки очищаются от жира и нефтепродуктов методом флотации (оно не тонет);
- в первичные отстойники стоки очищаются от взвешенной органики;
- в аэротенках регулируется уровень кислорода, чтобы бактерии и микроорганизмы (активный ил) лучше поглощали органические загрязнения;
- во вторичных отстойниках вода отделяется от ила;
- вода обеззараживается озоном, ультрафиолетом, хлором или гипохлоритом;
Органический осадок из первичных отстойников и избыточный ил из вторичных отстойников утилизируются одним из двух способов:
- Осадок перекачивается в отстойник для уплотнения, потом стабилизируется, обезвоживается и сжигается.
- Осадок сбраживается в метатенках с образованием углекислоты и водорода, которым дышат археи (микроорганизмы), а выдыхают метан. Затем осадок высушивается и перерабатывается на удобрения.