Совершенствование системы водоснабжения населенных пунктов

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СЕРВИСА

Московский Городской филиал

Кафедра “Управление и экономика”

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По теме «Совершенствование системы водоснабжения населенных пунктов».

По дисциплине «Территориальная организация инфраструктуры».

                                              Выполнил:

                                              Cтудент 3 курса

                                             Очного  отделения

                                             группы ГД_204

                                           Лебедева Д.В.                                                 (Фамилия имя отчество)

                                                                   _____   _______________  2007  г.

                                              (дата сдачи проекта)

                                               Проверил:

                                                      Руководитель проекта

                                                             Зленко Н.И.

________  ________   2007 г.

                                                (подпись)          (дата)

План.

Введение……………………………………………………………….4-5

1.Аналитическая часть.

1.1.Вода - важнейший природный источник жизни и ресурс хозяйственной деятельности человека………………………………………………6-9

1.2.Источники водоснабжения……………………………………..10-12

1.3.Оценка качества природных вод и питьевой воды……………13-16

1.4.Современные водозаборные сооружения……………………….17-28

1.5.Анализ систем водоснабжения городов…………………………29-42

2.Проектная часть.

2.1.Анализ систем водоподготовки питьевой воды и применение новых технологий очистки…………………………………………………...42-53

2.2.Краткий анализ характеристик промышленных установок и бытовых приборов фильтрации питьевой воды для индивидуального пользования……………………………………………………………54-61

2.3.Новые технологические решения увеличения срока службы трубопроводной системы……………………………………………62-66

2.4.Совершенствование системы санитарной защиты и обеспечения безопасности источников водоснабжения………………………….67-70

2.5.Совершенствование системы учета расхода и оплаты за воду в ЖКХ…………………………………………………………………….71-81

Заключение...............................................................................................82

Введение.

   Данная тема раскрывает важность и необходимость создания системы водоснабжения населенных пунктов. Вода имеет огромное  значение для человека, она является источником  жизни и одновременно ресурсом его хозяйственной деятельности. Целью данного курсового проекта является анализ системы водоснабжения населенных пунктов и его совершенствование. Для этого необходимо раскрыть значение воды, как природного источника жизни и ресурса хозяйственной деятельности человека, дать оценку качеству природных вод и питьевой воды, рассказать об источниках водоснабжения, рассмотреть современные водозаборные сооружения, а также мероприятия по совершенствованию системы санитарной защиты и обеспечению безопасности источников водоснабжения, проанализировать систему водоподготовки питьевой воды и применение новых технологий очистки, выявить новые технологические решения увеличения срока службы трубопроводной системы, и в заключении рассмотреть совершенствование системы учета расхода и оплаты за воду в ЖКХ.

     
1.1.Вода – важнейший природный источник жизни и ресурс хозяйственной деятельности человека.

Вода - на первый взгляд простейшее химическое соедине­ние двух атомов водорода и одного атома кислорода - являет­ся, основой жизни на Земле, где нет ни одного даже самого прими­тивного существа  и ни одного растения, которое не имело бы в своём составе воды и могло бы без него обходиться.

Сама по себе вода не имеет питательной ценности, но она является непременной составной частью всего живого. Первостепенная роль воды в жизни всех живых существ, и человека в том числе, связана с тем, что она является универ­сальным растворителем огромного количества химических ве­ществ. То есть фактически является той средой, в которой и протекают все процессы жизнедеятельности. В теле  взрослого человека содержится 65% воды. Она выполняет огромное количество функций в организме: регулирует температуру тела, обеспечивает доставку питательных веществ и кислорода ко всем клеткам тела, помогает преобразовывать пищу в энергию, помогает питательным веществам усваиваться органами, выводит шлаки и отходы процессов жизнедеятельности. Человек чрезвычайно остро ощущает изменение содержа­ния воды в своем организме и может прожить без нее всего несколько суток. При потере воды в количестве менее 2% веса тела (1-1.5л) появляется чувство жажды, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние, при 10% — галлюцинации, нарушение глотания. Потеря 10-20% воды опасна для жизни. Животные погибают при потере 20-25% воды.

          Определенное и постоянное содержание воды - вот необходимое условие существования живого организма. При изменении количества потребляемой воды и ее солевого состава нарушаются процессы пищеварения и усвоения пищи, кроветворения и прочие.

Найти такую отросль хозяйства, которая могла бы обойтись без воды, или подыскать ей полноценный замени­тель- невозможно. Вода –это непримен­ный участник всех технологических процессов. Без неё невоз­можна работа промышленности, транспорта, строительства. Вода – наиболее надёжный и дешёвый теплоноситель. Это источник энергии и перевозчик грузов. Незаменима вода и в быту: без неё немыслимо приготовление пищи, личная гигиена, отдых. В городах и сёлах вода – главный санитар, который удаляет нечистоты, очищает улицы от пыли и грязи.

В настоящее время обеспеченность водой в расчете на одно­го человека в сутки в различных странах мира разная. В ряде стран с развитой экономикой назрела угроза недостатка воды. Дефицит пресной воды на земле растет в геометрической про­грессии. Однако существуют перспективные источники пресной воды – айсберги, рожденные ледниками Антарктиды и Гренландии.

Вода – один из важнейших факторов, определяющих размещение производительных сил, а очень часто и средство производства. Увеличение расходования воды промышленностью связано не только с ее быстрым развитием, но и с увеличением расхода воды на единицу продукции. Например, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют 250 м3 воды. Много воды требуется химической промышленности. Так, на производство 1 т аммиака затрачивается около 1000 м3 воды, для производства одной тонны сахарной свёклы требуется 130-160 м3 воды, а чтобы получить одну тонну  хлопка-сырца, – и того больше: 800-10000 м3. Современные крупные теплоэлектростанции потребляют огромное количество воды. Только одна станция мощностью 300 тыс. кВт расходует до 120 м3/с, или более 300 млн. м3 в год.

Одним из наиболее значительных водопотребителей является сельское хозяйство. В системе водного хозяйства это самый крупный водопотребитель. На выращивание 1 т пшеницы требуется за вегетационный период 1500 м3 воды, 1 т риса – более 7000 м3. Высокая продуктивность орошаемых земель стимулировала резкое увеличение из площади во всем мире – она сейчас равна 200 млн. га. Составляя около 1/6 всей площади посевов, орошаемые земли дают примерно половину сельскохозяйственной продукции.

Особое место в использовании водных ресурсов занимает водопотребление для нужд населения. На хозяйственно-питьевые цели в нашей стране приходится около 10% водопотребления. При этом обязательными являются бесперебойность водоснабжения, а также строгое соблюдение научно обоснованных санитарно-гигиенических нормативов.

Использование воды для хозяйственных целей – одно из зве­ньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено кру­говорота отличается от естественного тем, что в процессе ис­парения часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опреснённой. Другая часть (составляющая, например, при водоснабжении городов и большинства промышленных предприятий 90%) сбрасывается в водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства. Для нужд народного хозяй­ства было использовано свыше 70 км3, в том числе на: промышленное водоснабжение – 46 км3;орошение – 13,1 км3; сельскохозяйственное водоснабжение – 3,9 км3; прочие нужды – 7,5 км3. Потребности промышленности на 23% удовлетворялись за счет забора воды из природных водных объектов и на 77% - системой оборотного и повторно-последовательного водоснабжения.

1.2.Источники водоснабжения.

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при проектировании системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства и эксплуатации.

Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

а) обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
б) обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
в) давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;
г) обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
д) обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект.

Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:
а) поверхностные источники — реки (в естественном состоянии или зарегулированные) и озера;
б) подземные источники — грунтовые и артезианские воды и родники.

По своему дебиту средние и крупные реки могут удовлетворить потребности в воде большинства обычных объектов водоснабжения. При выборе реки в качестве источника водоснабжения необходимо учитывать сезонные колебания ее расхода с тем, чтобы возможность получения требуемых количеств воды была обеспечена и в период наименьшего расхода воды в реке. Совершенно очевидно, что водоснабжение не может быть основано на реках, периодически пересыхающих или полностью промерзающих в зимнее время (без устройства на них соответствующих водохранилищ).

Окончательный выбор источника водоснабжения для объекта производится в зависимости не только от качества воды в нем, но также от его мощности, удаленности от объекта, стоимости подачи и очистки воды. Для крупных населенных мест дебит подземных источников весьма часто оказывается недостаточным. В этих случаях, несмотря на отрицательные качества поверхностных вод, приходится использовать их, производя соответствующую очистку. Практика показывает, что водоснабжение большинства малых и значительной части средних по размерам населенных мест основано на использовании подземных источников.

Для водоснабжения большинства крупных городов приходится полностью или в значительной степени пользоваться поверхностными водами (с соответствующей их очисткой). Что касается промышленных предприятий, то, как мы видели, наиболее крупные потребители воды могут использовать воду поверхностных источников без всякой ее очистки (или с весьма примитивной очисткой). В то же время для большинства производственных потребителей не допускается использование воды с большой жесткостью. В связи с этим для крупных промышленных потребителей как по качеству, так и по мощности наиболее подходящим источником оказываются поверхостные воды. Следует отметить, что в настоящее время водоснабжение некоторых крупных промышленных предприятий основано на использовании морской воды.

Морская вода, содержащая, как известно, большое количество минеральных солей, обладает относительно невысокой карбонатной жесткостью. Такая вода может быть с успехом применена в производственном водоснабжении для охлаждения.

1.3.Оценка качества природных вод и питьевой воды.

Качество воды характеризуется её физическими, химическими и бактериологическими свойствами. К физическим свойствам воды относятся её температура, цветность, мутность, привкус и запах. Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха, скорости движения воды, и ряда других факторов. Температура воды подземных источников относительно постоянна (обычно 6-8 гр.).

      Характерными качествами речной воды являются относительно большая мутность (особенно в период паводков), высокое содержание органических веществ, бактерий, часто значительная цветность. Наряду с этим речная вода характеризуется обычно относительно малым содержанием минеральных солей и, в частности, относительно небольшой жесткостью. Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ (т. е. малой мутностью или, иначе, большой прозрачностью), кроме прибрежной зоны, где мутность воды увеличивается в результате волнения.

Степень минерализации озерной воды весьма различна. Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в отдельные периоды года. Качество воды рек и озер в большой степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения ее поверхностными стоками и сточными водами городов и промышленных предприятий. Сезонные колебания качества речной воды нередко бывают весьма резкими. В период паводка, как указывалось, сильно возрастает мутность и бактериальная загрязненность воды, но обычно снижается ее жесткость.

Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (т.е. весьма прозрачны) и обычно бесцветны. Артезианские воды, перекрытые сверху водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязненных стоков и обладают поэтому высокими санитарными качествами. Такими же качествами часто обладают и родниковые воды. Наряду с этими положительными качествами подземные воды часто сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами (повышенная жесткость, наличие неприятного привкуса, содержание веществ, вредно влияющих на организм человека).

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий,содержащихся в 1см куб. воды. Вода поверхносных источников содержит бактерии внесенные сточными и дождевыми водами, животнами и т.д. Вода подземных источников обычно не загрязнена бактериями. Различают патогенные(болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки степени загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки.

                Требования, предъявляемые к качеству питьевой воды , определяются ГОСТ 2874-82.Эти требования разделены на две группы. Требования первой группы обязательна для всех систем централизованного водоснабжения. К ним относятся следующие: запах и привкус не более 2 баллов; цветность не более20гр.; прозрачность по шрифту не менее 30см; общая жесткость не более 10 мл-экв/л. Требования второй группы должны соблюдаться при наличие в системе водоснабжения очистных сооружений. Эти требования заключаются в следующем: мутность осветленной воды не более2 мл/л; содержание железа не более0,3мг/л; активная реакция pH при осветлении и умягчает воды не менее 6,5 и не более 9,5;содержание остаточного активного хлора не менее 0,3 и не более 0,5мг/л.

              Состав воды пресноводных подземных и поверхностных источников водоснабжения должен соответствовать следующим требованиям: сухой остаток не более 1000 мг/дм3 (по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается до 1500 мг/дм3), концентрации хлоридов и сульфатов не более 350 и 500 мг/дм3 соответственно, общая жесткость не более 7 моль/м3 (по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается до 10 моль/м3), концентрации химических веществ (кроме указанных в таблице) не должны превышать ПДК для воды хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, а также норм радиационной безопасности, утвержденных Министерством здравоохранения.

Сравнивая основные показатели качества воды природных источников с основными требованиями к качеству воды главных групп потребителей, можно сделать вывод, что для водоснабжения населенных мест наиболее подходящим источником являются подземные (особенно артезианские и родниковые) воды, если они не сильно минерализованы.

В зависимости от качества воды и требуемой степени обработки для доведения ее до показателей ГОСТ 2874-82 водные объекты, пригодные в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, делят на 3 класса. Показатели качества воды источников водоснабжения указаны в таблице.

1.4.Современные водозаборные сооружения.

Вид типа сооружения для приема подземных вод зависит в основном от глубины их залегания и мощности водоносного горизонта. Сооружения для забора поверхностных вод. Водозаборные сооружения (ВЗС) следует различать по типу водоема: речные, озерные и морские.

ВЗС классифицируют по требуемой категории надежности подачи воды. В соответствии со СНиП все ВЗС подразделяются на 3 категории: I, II, III. При этом категория ВЗС должна совпадать с категорией системы водоснабжения, в которой функционирует ВЗС.

I категория – ВЗС, обеспечивающие бесперебойный отбор расчетного расхода воды. К ним относятся все типы береговых незатопляемых сооружений, водоприемные окна которых всегда доступны для обслуживания, а очистка их сороудерживающих решеток механизирована.

II категория - ВЗС, обеспечивающие отбор расчетного расхода воды с возможностью перерывов подачи воды до 5 часов или снижения ее подачи до 1 месяца. К ним относятся все типы русловых затопленных водоприемников, расположенных в водоеме в удалении от берега и практически недоступных в период половодья, ледохода и т.п.

III категория - ВЗС, отбор воды через которые может прекращаться до 3 суток. К ним следует относить плавучие и подвижные водоприемники.

ВЗС классифицируют по производительности на: малой до 1 м3/с, средней от 1 до 6 м3/с, большой более 6 м3/с. По месту расположения водоприемника: береговые, русловые, приплотинные и другие. По степени стационарности: стационарные и нестационарные (передвижные, плавучие). По назначению: хозяйственно-питьевые и технологические.

Сооружения должны обеспечивать бесперебойное снабжение потребителя водой возможно лучшего качества. Решение этой задачи достигается правильным выбором их места расположения (в плане и по глубине), типа и конструкции. Место расположения сооружения в плане следует выбирать как можно ближе к потребителю, на устойчивом участке водоема, в районе наименьшего загрязнения водоема (на реках выше населенных пунктов, промышленных предприятий и мест сбора сточных вод), вне участков ледяных заторов и интенсивного движения донных наносов. Глубинное положение места забора воды на реке следует определять из условия, чтобы расстояние от низа льда (в зимний период) до верха «приемных окон» водозабора было не менее 0,2…0,3м, а «порог» между дном реки и низом «приемных окон» (необходимый для исключения попадания в водозаборные сооружения донных наносов) составлял не менее 0,7…1м.

Условия работы водозаборных сооружений на водохранилищах, озерах и морях резко отличается от условий работы сооружений на реках. Существенные осложнения создают здесь возникающие на больших акваториях волнения и течения. Течения переносят наносы, лед, планктон, водоросли и могут вызвать размыв и перемещение берегов. Поэтому, места забора воды следует выносить за пределы зон течения воды. Волнение обуславливает необходимость заглубления места забора воды. Так, расстояние между верхом «приемных окон» и уровнем воды должно быть не меньше половины высоты волны. При этом «порог» между дном и низом «приемных окон» должен составлять 2…7м.

При наличии вблизи берега глубин, обеспечивающих требуемые условия забора воды, и при достаточно крутом береге применяются водозаборы берегового типа. Их располагают на склоне берега с приемом воды непосредственно из русла реки. При этом насосы I подъема могут быть расположены в отдельном здании насосной станции или в самом водозаборе. Поэтому, различают два вида водозаборов берегового типа – раздельный и совмещенный.

Раздельный водозабор берегового типа (Приложение 1) представляет собой колодец 1 (обычно железобетонный), передняя стенка которого выходит в русло реки. Вода поступает в водозабор через входные окна 2, снабженные решетками для предотвращения попадания внутрь водозабора крупного мусора и посторонних предметов. Далее вода проходит через сетки 4, установленные в перегородке 5, разделяющей водозаборный колодец на два отделения: А – приемное и В – всасывающее. На сетках задерживается значительная часть загрязнений (водоросли, мелкий сор). Вода, прошедшая через сетки сквозь всасывающие трубы 3, забирается насосами 7. Над водозаборным колодцем надстраивается служебное помещение 6. Устройство насосной станции в отдельно стоящем здании 8 может быть обусловлено характером рельефа берега и степенью его затопления паводковыми водами. Для лучшего всасывания желательно располагать насосную станцию 8 как можно ближе к водозаборному колодцу. Отметка оси насосов определяется отметкой наинизшего уровня воды в реке и допустимой высотой всасывания насосов с учетом потерь напора во всасывающих трубопроводах. Всасывающие трубопроводы в некоторых случаях располагают в специальных галереях 9 для защиты от повреждений и облегчения их осмотра.

Водозаборный колодец обычно разделяется продольными перегородками на несколько параллельных секций. Количество секций определяется числом насосов, секции независимы друг от друга, что позволяет обеспечить бесперебойную работу в случае очистки или ремонта водозаборного устройства.

При благоприятных условиях экономически целесообразно устройство совмещенных водозаборов,  т.е. береговые водозаборы совмещенного типа (Приложение 2). Он состоит из: 1 – береговой колодец; 2 – водоприемные окна; 3 – сороудерживающие решетки; 4 – затворы (шиберы) для закрытия окон; 5 – плоские сетки; 6 – мостик для обслуживания решеток; 7 – колонка управления затворами; 8 – насосная станция; 9 – насос; 10 – напорный трубопровод. Водозаборы берегового типа могут иметь в плане круглую, элипсоидальную или прямоугольную форму, выбираемую в зависимости от места расположения водозабора, условий обтекания его водами реки и от используемого оборудования насосной станции. Размеры водозабора, его основных элементов и оборудования (сеток, решеток, труб и др.) определяют частично путем гидравлического расчета и частично по соображениям конструктивного и эксплуатационного характера. Кроме того, водозабор проверяется на действии сил давления воды, льда и грунта (на всплытие, на опрокидывание, на сдвиг), а также на прочность при действии заданных нагрузок.

Тип и конструкция сооружения для приема подземных вод зависит, в основном, от глубины их залегания и мощности водонасосного горизонта. Сооружения для приема подземных вод могут быть разделены на четыре вида: 1.Трубчатые колодцы; 2. Шахтные колодцы; 3. Горизонтальные водозаборы; 4. Каптажные камеры.

Трубчатые колодцы (Приложение 3) служат для приема безнапорных и напорных подземных вод, залегающих на глубине более 10 м. Это самый распространенный вид водоприемных сооружений для систем водоснабжения промышленных предприятий. Трубчатые колодцы устраивают путем бурения в земле скважин, стенки которых крепят обсадными стальными трубами. По мере заглубления колодца диаметр обсадных труб уменьшают, в результате чего колодец приобретает телескопическую форму. Над верхом колодца делают кирпичную или бетонную камеру. В нижней части колодца устанавливают фильтр, состоящий из надфильтровой, водоприемной (фильтрующей) и отстойной частей. Трубчатые колодцы можно оборудовать фильтрами следующих типов: дырчатыми, щелевыми, сетчатыми, проволочными и гравийными. Трубчатые колодцы могут использоваться для приема как безнапорных (а, б), так и напорных (в, г) подземных вод. В том, и в другом случае они могут быть доведены до подстилающего водоупорного пласта – «совершенные колодцы» (а, в) или заканчиваться в толще водоносного пласта – «несовершенные колодцы» (б, г).

 Шахтные колодцы служат для приема подземных вод, залегающих на глубине не более 30м. Их выполняют из бетона, кирпича, бутового камня и дерева. Чаще всего шахтные колодцы строят опускным способом, поэтому они имеют обычно круглую форму в плане. Для приема воды дно шахтных колодцев устраивают в виде, так называемых, обратных фильтров путем послойной засыпки зернистых материалов с постепенным увеличением крупности зерен снизу вверх. В боковых стенках колодцев создают водоприемные отверстия. Для повышения дебета шахтных колодцев увеличивают площадь донного фильтра путем расширения основания. Для получения значительных расходов воды устраивают несколько шахтных колодцев, которые располагают перпендикулярно направлению потоков грунтовых вод. Воду из каждого колодца отводят в сборный колодец, из которого ее перекачивают насосами на очистные сооружения или к потребителям.

Горизонтальные водозаборы устраивают для приема грунтовых вод, залегающих на небольшой глубине (до 8м), при малой мощности водонасосного горизонта. Их выполняют из железобетонных, бетонных или керамических труб с круглыми или щелевыми отверстиями. Для очистки и осмотра горизонтальных водозаборов через каждые 50…150м по их длине устраивают смотровые колодцы.

Каптажные камеры применяют в системах водоснабжения при использовании ключевой воды. Для захвата вод восходящих ключей устраивают каптажные камеры по типу шахтных колодцев, располагая их над местами выходов воды, а для захвата вод нисходящих ключей выполняют камеры с приемом воды через боковые стенки. Для увеличения площади приема воды каптаж осуществляют в виде горизонтальных водозаборов.

2.1.Анализ систем водоподготовки питьевой воды и применение новых технологий.

Метод обработки воды определяется путем сравнивания качества воды в источнике с теми требованиями ,которые предъявляет к её качеству потребитель. Это не соответствие определяет выбор  метода обработки воды и состава сооружений с целью доведения качества воды до требуемого при наименьших капитальных и эксплутационных затратах.

     Основным методом осветления воды является отстаивание , при котором вода движется с замедленной скоростью, вследствии чего происходит выпадение в осадок взвешенных частиц.

   Для ускорения отстаивания применяется дополнительная обработка воды, добавление химических реагентов, так называемых коагулянтов , образующих хлопья , которые укрупняют примиси и увлекают  их в осадок. Такой метод обработки воды называют коагулированием.

      Для удаления более мелких частиц , которые не способны выпадать в осадок, применяется метод фильтрования через слой зернистой загрузки.

     В процессе коагулирования, отстаивания и фильтрования  воды задерживается большая часть бактерий. Но для полного освобождения воды оттболезнетворных бактерий  необходимо обеззараживание или дизенфекция.

   Технологическая схема движения воды, широко распространенная для глубокого осветления воды с применением коагулирования, отстаивания, осветления, и обеззараживания.

    В качестве коагулянта в воду вводят соли алюминия или железа. На водоочистных сооружениях в практике часто используют сернокислый алюминий, а так же железный купорос. Доза коагулянта зависит от активной реакции (pH) воды.

     Для ускорения реакции коагулянт необходимо тщательно смешать с водой, что происходит в смесителе. Смесители бывают перегородочного, дырчатого , мешалочного типа. Процесс смешивания нужно заканчивать до начало образования хлопьев, поэтому время пребывания в смесителе должно быть не более двух минут.

     Вода проходит камеры реакции (хлопьеобразования) при непрерывном перемешивании с такой скоростью, чтоб хлопья, которые обволакивают взвешенные частицы, не начали выпадать в осадок. Следовательно время пребывания в этих камерах тоже ограничено и составляет 20-30мин.

     Механическое осаждение хлопьев со взвешенными частицами происходит в отстойниках за счет уменьшения скорости движения воды под действием силы тяжести, образуя осадок.

   Отстойники, в зависимости от направления движения в них воды, разделяются на вертикальные, горизонтальные и радиальные. Конструктивное решение отстойников связано со скоростью движения воды в них и производительностью. Наименее производительными являются вертикальные отстойники , а наиболее-радиальные.

    Время отстаивания – от двух до 4 часов, скорость движения воды- от 0,5 до 50 м/с.

    Радиальные отстойники всегда круглые, со слабоконическим дном и центральной трубой. Вода из центральной трубы отправляется в радиальном направлении к сборному лотку отстойника.

    Диаметр- от 4 до 60м, глубина-1,5-2,5м у наружной стенки и 3,5-в центре.

Вертикальные отстойники могут быть круглые и квадратные в плане с коническим днищем и центральной трубой, в которую подается осветленная вода из камеры реакции.(рис)

     Горизонтальные отстойники представляют собой резервуары прямоугольного сечения длиною до 30м и глубиною 4-5м.(рис)

    Фильтрование воды осуществляется в фильтрах, с помощью которых осуществляется более глубокое осветление воды и задержание всех взвешенных частиц, которые остаются в фильтрующем материале. В качестве фильтрующего материала  в водопроводных фильтрах используются: речной или карьерный кварцевый песок, мраморная крошка и другие фильтрующие материалы, которые должны иметь достаточную механическую прочность, химическую стойкость и должны быть требуемых размеров и формы, соответствовать нормативной истираемости, измельчаемости и не растворятся в фильтрующей воде.

   Скорость фильтрации-это высота столба воды, проходящей через пористый фильтр в час.

    Производительность(Q) фильтра зависит от скорости фильтрации (V м/ч) и площади фильтра(F,м кв).

                                        Q=VF,м/час.

  Фильтры бывают медленные, скорые и сверхскоростные, которые имеют свои особенности конструкций и условий применения.

    Самым простым в  исполнении и эксплуатации является медленный фильтр,который был построен в Англии в 1829 году Джоном Симпсоном и его назвали англиским фильтром.

    Медленный фильтр представляет собой емкость, в нижней части которой расположено дренажное устройство для отведения профильтрованной воды. На дренажное основание укладывается слой поддерживающего материала – гравия высотой 0,45м различной крупности зерен, затем слой фильтрующего материала- песка высотой 0,85м. На медленные фильтры подают обычно некоагулированную воду на высоту фильтрующего материала.

     Скорые фильтры появились в 1885 году в США, где широко применяются и в настоящее время. Скорость фильтрации у них в 50 и более раз выше, загрязняемость загрузки происходит быстрее, промывка ее осуществляется обратным током воды. 

     Воду предназначенную для хозяйственно – питьевых целей, необходимо обеззараживать. Имеются следущие способы обеззараживания:

- химические-хлорирование,иодирование;

-электрорхимические-озонирование, обработка ионами серебра;

-физические-кипячение, обработка ультрофиолетовыми лучами,воздействие ультрофиолетом.

   В водопроводной практике хлорирование является наиболее распространенным методом обеззараживания воды. Применяют хлорную известь или жидкий хлор. Хлор вступает с реакцию с водой и образует хлорноватистую и соляную кислоту.

Хлорноватистая кислота- нестойкое соединение ,оно распадается на кислород и соляную кислоту.

Кислород окисляет имеющиеся в воде органические вещества и умерщвляют бактерии. Доза хлора – 0,5-1,2 мл/л. Контролем за качество дизинфекции является остаточный хлор-0,1-0,2мл/л.

   Однако хлорирование обладает целым рядом недостатков ,его таксичность требует особых мер предосторожности при транспортировании, хранении, дозировании, контроле за качеством дозатора , а в некоторых случаях дохлорирования.

     Дешевые и надежные инертные электроды открыли перспективу широко применять такие электрохимические методы, как озонирование. Озонирование имеет высокий бактерицидный эффект по отношению к другим методам, более надежно в работе как стационарных, так и   и обычных системах.

      Для наглядности процесса и применяемых в нем систем водоподготовки питьевой воды проиллюстрируем на схемах некоторые этапы:

          В процессе очистки вода должна пройти ряд очистных сооружений, в которых осуществляются принятые методы очистки.

Наиболее распространенные технологические схемы очистки речной воды для хозяйственно-питьевых целей.

1.    
Глубокое осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды путем коагулирования и последовательного осветления воды в отстойниках и на фильтрах. Природная вода насосами 1 подъема 1 подается в смеситель 3, куда одновременно подаются реагенты, приготовленные в реагентном цехе 2. После смешения с реагентами вода поступает в камеру хлопьеобразования 4, где происходит процесс агломерации взвешенных  (мутность) и коллоидальных (цветность) частиц в крупные хлопья. Затем вода поступает в отстойники 5, в которых движется с малой скоростью (2-10 мм/с). При этом основная масса образовавшихся хлопьев отделяется от обрабатываемой воды и выпадает в осадок. Из отстойников воду подают на фильтры 6 для глубокого осветления путем пропуска ее через толщу песчаной загрузки. В процессе очистки в толще фильтров накапливаются загрязнения. Для их удаления фильтры
выключают из работы и промывают.

Осветленную воду обеззараживают и собирают в резервуарах чистой воды 7, где обеззараживание завершается в результате контакта с дезинфекторами (хлором, озоном).

Вода, подаваемая в сеть, не должна содержать озона, так как он вызывает коррозию труб и оборудования. Поэтому воду, обработанную озоном, выдерживают в резервуарах до завершения расходования озона.

2.    

На рисунке 4 также показана схема глубокого осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды.

Отличие от ранее описанной схемы состоит в том, что в ней отстойники заменены осветлителями, при применении которых отпадает необходимость в устройстве камеры хлопьеобразования. Процесс коагуляции взвесей и осветления воды происходит во взвешенном слое осадка.

3.     Технологическая схема, представленная на рисунке 5, имеет лишь одно сооружение для осветления воды – контактные осветлители (песчаные фильтры с движением воды снизу вверх).

В них коагуляция взвесей и осветление воды происходит одновременно. Укрупнение частиц в хлопья происходит не в свободном объеме, а на поверхности зерен фильтрующего материала под действием сил прилипания (контактная коагуляция). Общий объем очистных сооружений по этой схеме значительно меньше, чем по предыдущим. Эту схему можно применять при малом содержании в воде взвешенных веществ – до 150-200 мг/л.

По рассмотренным технологическим схемам обесцвечивание воды происходит в результате сорбции коллоидных гумусовых веществ, обусловливающих цветность воды.

При выборе сооружений для осветления и обесцвечивания воды рекомендуется руководствоваться данными.

В соответствии с моими исходными данными: мутность – 200 мг/л; цветность – 90 град;  по приложению выбираем  для обработки воды с применением коагулянтов и флокулянтов Осветлители  со взвешенным осадком – Скорые фильтры

Как правило, на очистных станциях применяют не менее двух сооружений каждого типа. Этим обеспечивается непрерывность работы очистных станций при авариях и эксплуатационных отключениях сооружений.

Взаимное высотное расположение сооружений предусматривают с таким расчетом, чтобы движение воды от сооружения к сооружению было самотечным. Разность отметок уровней воды в расположенных рядом сооружениях должна быть равна потерям напора при движении воды между сооружениями по трубопроводам и лоткам, а также в самих сооружениях.

Общие потери напора по технологической схеме обычно составляют 3,5-6 м.

4.    
Глубокое осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды путем коагулирования и последовательного осветления воды в отстойниках и на фильтрах. Природная вода насосами 1 подъема 1 подается в смеситель 3, куда одновременно подаются реагенты, приготовленные в реагентном цехе 2. После смешения с реагентами вода поступает в камеру хлопьеобразования 4, где происходит процесс агломерации взвешенных  (мутность) и коллоидальных (цветность) частиц в крупные хлопья. Затем вода поступает в отстойники 5, в которых движется с малой скоростью (2-10 мм/с). При этом основная масса образовавшихся хлопьев отделяется от обрабатываемой воды и выпадает в осадок. Из отстойников воду подают на фильтры 6 для глубокого осветления путем пропуска ее через толщу песчаной загрузки. В процессе очистки в толще фильтров накапливаются загрязнения. Для их удаления фильтры
выключают из работы и промывают.

Осветленную воду обеззараживают и собирают в резервуарах чистой воды 7, где обеззараживание завершается в результате контакта с дезинфекторами (хлором, озоном).

Вода, подаваемая в сеть, не должна содержать озона, так как он вызывает коррозию труб и оборудования. Поэтому воду, обработанную озоном, выдерживают в резервуарах до завершения расходования озона.

5.    

На рисунке 4 также показана схема глубокого осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды.

Отличие от ранее описанной схемы состоит в том, что в ней отстойники заменены осветлителями, при применении которых отпадает необходимость в устройстве камеры хлопьеобразования. Процесс коагуляции взвесей и осветления воды происходит во взвешенном слое осадка.

6.     Технологическая схема, представленная на рисунке 5, имеет лишь одно сооружение для осветления воды – контактные осветлители (песчаные фильтры с движением воды снизу вверх).

В них коагуляция взвесей и осветление воды происходит одновременно. Укрупнение частиц в хлопья происходит не в свободном объеме, а на поверхности зерен фильтрующего материала под действием сил прилипания (контактная коагуляция). Общий объем очистных сооружений по этой схеме значительно меньше, чем по предыдущим. Эту схему можно применять при малом содержании в воде взвешенных веществ – до 150-200 мг/л.

По рассмотренным технологическим схемам обесцвечивание воды происходит в результате сорбции коллоидных гумусовых веществ, обусловливающих цветность воды.

При выборе сооружений для осветления и обесцвечивания воды рекомендуется руководствоваться данными.

В соответствии с моими исходными данными: мутность – 200 мг/л; цветность – 90 град;  по приложению выбираем  для обработки воды с применением коагулянтов и флокулянтов Осветлители  со взвешенным осадком – Скорые фильтры

Как правило, на очистных станциях применяют не менее двух сооружений каждого типа. Этим обеспечивается непрерывность работы очистных станций при авариях и эксплуатационных отключениях сооружений.

Взаимное высотное расположение сооружений предусматривают с таким расчетом, чтобы движение воды от сооружения к сооружению было самотечным. Разность отметок уровней воды в расположенных рядом сооружениях должна быть равна потерям напора при движении воды между сооружениями по трубопроводам и лоткам, а также в самих сооружениях.

Общие потери напора по технологической схеме обычно составляют 3,5-6 м.

      Как показывают последние технические публикации и материалы всемирных водных конгрессов, в различных странах происходит взаимное проникновение технологий и материалов в процессы очистки питьевой и сточной воды. Современные технологии очистки воды – это многократное повторение вышеназванных этапов. Например, до и после отстаивания вода может быть обеззаражена, затем профильтрована, вновь обеззаражена и т. п.

Для современного мирового уровня характерно использование сложных высокомолекулярных реагентов с точными характеристиками, часто с избирательным действием. Они являются продуктом высоких технологий, определение их дозировки зависит от множества конкретных факторов и составляет результат решения оптимизационных задач для соблюдения жестких нормативов содержания остаточных доз реагентов в питьевой воде.

Наиболее перспективными методами очистки природных вод от органических примесей в мире считаются технологии, основанные на фотоокислительных процессах, включающих комбинированное воздействие УФ-излучения, окислителей (О2; О3; Н2О2) и катализаторов. Озонирование и обработка УФ эффективно очищают воду от антропогенных примесей и соединений, вызывающих привкусы и запахи. Однако деструкция природных органических примесей озоном и УФ-излучением требует дальнейшего изучения.

Если водоисточники содержат избыточные концентрации металлов, например, марганца, брома, лития, бария и т. п., а также солей жесткости, нитритов, фенолов, нефтепродуктов, то технологии очистки используют сорбционные, окислительные и мембранные методы. Нанотехнологии позволяют удалять даже ионные загрязнения, пока, правда, лишь в лабораторных условиях.

2.2 Краткий анализ характеристик промышленных установок и бытовых приборов фильтрации питьевой воды для индивидуального пользования.

       Состав и качество воды в наших водопроводах оставляет желать лучшего. Наличие различных нерастворимых частиц, повышенное содержание хлора, нежелательный запах и вкус воды, а также изношенность коммуникаций по которым вода поступает в наш дом - все это заставляет задуматься об установке дома специального фильтра для воды, который бы устранял все эти проблемы.

      Различные по устройству и составу фильтрующего вещества приборы очистки воды задерживают соответственно и разные типы примесей.

Например, грубый выброс в водопровод песка и ржавчины, который нередко происходит после отключения воды, может повредить фильтр, предназначенный для очистки воды от химических примесей, если на входе воды в квартиру не стоит хотя бы простой сетчатый фильтр для механической очистки. С жесткостью же воды борются фильтры-умягчители, а для обеззараживания воды применяются ультрафиолетовые стерилизаторы.

В связи с этим, как правило, для очистки воды используют два подхода. Первый подход заключается в том, что в одном водоочистителе объединяют последовательно несколько разных фильтрующих веществ (ступеней очистки) в единую систему. Получается дорогостоящий, но надежный агрегат. Таких ступеней очистки в домашних фильтрах может быть несколько, от 1 до 5.

Второй подход – в квартире устанавливаются разные по типу фильтры вдоль всего водопровода, тем самым образовывая универсальную систему. Все применяемые в системах очистки устройства должны подходить друг другу по производительности, степеням очистки и другим параметрам.

    В настоящее время существует огромное множество бытовых систем фильтрации воды для индивидуального пользования. Такие услуги предоставляют разные компании. Рассмотрим на примере продукции одной из  компаний бытовые приборы фильтрации питьевой воды для индивидуального пользования.

    Способов, которыми можно очистить воду, существует несколько. В каждом конкретном случае необходимо знать от чего придется чистить воду. Это можно выяснить с помощью анализа воды.

  Компания ВИП-ЛАЙН предлагает различные модели бытовых фильтров и систем очистки воды. Данные системы позволяют решить наиболее распространенные проблемы:

        Умягчение воды (снижение жесткости)

        Очистка воды от взвешенных и нерастворимых частиц

        Снижение содержания в воде свободного хлора

        Удаление нежелательного запаха

        Улучшение вкусовых характеристик воды

        Обеззараживание воды

На сегодняшний день  рекомендуется использовать следующую схему очистки воды:

1. Магистральный фильтр механической очистки холодной воды
2. Магистральный фильтр механической очистки горячей воды
3. Магистральный фильтр технического умягчения (умягчитель)
4. Бытовая система фильтрации воды

Магистральные фильтры устанавливаются непосредственно в водопроводную магистраль.
Магистральные фильтры механической очистки, как правило, устанавливаются в "точке входа" и фильтруют всю воду, поступающую в квартиру/дом/офис. Данные фильтры представлены серией А.
Магистральные умягчители представлены серией В. Данный тип фильтров устанавливается, как правило, в магистраль холодной воды непосредственно перед стиральной или посудомоечной машиной, бойлером или водонагревателем, гидромассажной ванной или душевой кабиной.

Фильтры-кувшины предназначены для доочистки питьевой водопроводной воды в бытовых условиях. В особенности фильтры такого типа эффективны для финишной очистки или финишного умягчения питьевой воды, уже прошедшей предварительную очистку с помощью магистральных фильтров.
Применение фильтра-кувшина помогает избавиться от неприятного вкуса или запаха водопроводной воды, чрезмер-ной жесткости воды.

Фильтры типа «рядом с мойкой» предназначены для стационарного подключения непосредственно к кухонному крану с помощью входящих в комплект поставки универсальных переходников (дивертора и муфты).
Для подсоединения к крану, не имеющему резьбы (например, крану отечественного производства), либо к крану с нестандартной резьбой используется обхватывающий переходник-муфта, также входящий в комплект поставки.
Таким образом, фильтр без труда и специальных навыков легко может быть подключен потребителем самостоятельно практически к любому кухонному крану, как импортного, так и отечественного производства.

Фильтры типа «под мойку» с помощью тройника и шарового крана, входящих в комплект поставки, подключаются стационарно в водопровод холодной воды у точки потребления воды (как правило, под кухонной мойкой) с выводом наверх отдельного крана для очищенной воды.
При этом водопроводная вода проходит последовательно через несколько фильтрующих картриджей и подается очищенной через специальный кран при его открытии в режиме «по требованию».

Ультрафильтрационные системы типа «под мойку»

Фильтры типа «под мойку» с помощью тройника и шарового крана, входящих в комплект поставки, подключаются стационарно в водопровод холодной воды у точки потребления воды (как правило, под кухонной мойкой) с выводом наверх отдельного крана для очищенной воды. При этом водопроводная вода проходит последовательно через несколько фильтрующих картриджей, включая мембрану, и подается очищенной через специальный кран при его открытии в режиме «по требованию».
Мембрана ультрафильтрационная WinterHeat UF-10S изготовлена из трубчатого композита с диаметром пор 0,1-0,01 мкм. Удаляет практически все органические загрязнители, растворенные в воде посторонние примеси, железо, ртуть, мышьяк, марганец и т.д., а также часть бактерий, при этом сохраняя естественный солевой состав воды.

Готовые решения для очистки воды в котетже.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ОЧИСТКИ и КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОДЫ (УСОиКВ) предназначена для удаления из воды механических, химических и бактериологических загрязнений. Все элементы системы обеспечивают максимально эффективную очистку воды в коттедже с учетом сезонных колебаний ее качественного состава.    Станция устанавливается в подсобном помещении на входе воды в дом практически в любом удобном месте. Такие системы не требуют сложных монтажных работ. Все элементы станции размещены на передвижной монтажной платформе и тестируются в производственных условиях. Установка имеет двухстороннюю ориентацию подключения воды к водопроводным трубам.

  Например, одной из фирм на рынке предлагается установка бытовой системы очистки воды в зависимости от результата анализа воды и предъявляемых к ней требований.

        требуется обезжелезивание и деманганация (удаление из воды железа и марганца),

        вода не должна иметь запаха,

        требуется умягчение воды.

Бытовая система очистки воды содержит Фильтр обезжелезиватель реагентного типа с автоматическим клапаном "Autotrol 268/440FA" в баллоне 1252 для очистки воды от железа, марганца (реализация обезжелезивания и деманганации подземных вод) , сероводорода.

После него стоит "Big Blue 10" для доудаления остаточного марганца.

Далее стоит фильтр умягчитель в баллоне 1252 и автоматический клапан "Autotrol 268/440XS" для очистки воды от солей жесткости, тяжелых металлов и т.д.

После него в системе очистки воды в коттедже стоит сорбционный фильтр воды в баллоне 1252 с промывным автоматическим клапаном "Autotrol263/440" и содержит в себе угольную сорбционную засыпку для доудаления марганца, органического железа, органики и запаха.

В конце технологического ряда бытовой системы очистки воды стоит "Big Blue 20" - полирующий фильтр тонуой очистки воды и ее стабилизации.

Так же на рынке, например, фирмой "Аквафора", представлены фильтры, выполняющие очистку питьевой воды  стационарным фильтром, который обеспечивают эффективную очистку воды от примесей, хлора и его соединений, улучшают вкусовые качества воды. Кроме того, фильтры снижают содержание органики, пестицидов, тяжелых металлов, солей жесткости и других вредных веществ.

Фильтры воды на основе обратного осмоса.

Обратный осмос - это очистка воды при помощи обратноосмотической мембраны. Вода при таком способе очистки пропускается через мембрану, поры которой пропускают воду, но не пропускают растворенные в ней примеси.

Система обратного осмоса позволяет получать воду очень высокой степени очистки. Качество воды, профильтрованной такой установкой, стабильно.

Фильтры для умягчения и удаления железа.

Фирма "Аквафор" предлагает компактную установку, удаляющую соли жесткости, растворенное железо и марганец, а так же нерастворимые частицы. Фильтр Аquaphor Waterboss используя воду и соль автоматически самоочищается, смывая накопившиеся примеси в дренаж, после чего продолжает обеспечивать ваш дом, ресторан или офис чистой водой.

2.3.Новые технологические решения увеличения срока службы трубопроводной сети.

. Реформирование жилищно-коммунального комплекса  в условиях значительного износа  и старения  инженерных систем жизнеобеспечения городов и населенных пунктов России, отсутствие достаточных материальных и финансовых ресурсов на их реновацию  в условиях перехода к рыночной экономике значительно обострили в последние годы  проблему обеспечения  требуемой надежности и экологической безопасности систем водоснабжения городов России.   

Особое место в решении этой проблемы занимают  городские водопроводные сети, которые  являются не только  наиболее функционально значимым элементом системы водоснабжения, но и, как показывает практика эксплуатации, наиболее уязвимым.              

В России в конце 90-х годов среднее число аварийных повреждений трубопроводов на единицу их длины примерно вдвое превышало уровень в странах Западной и Центральной Европы.  За последнее десятилетие удельное число аварий возросло примерно в 5 раз.

2. Долгие годы планирование и строительство водопровода и канализации  в стране осуществлялось без учета требований надежности по применяемым материалам и организационно-технических возможностей эксплуатационных организаций. По этим  причинам  значительная часть трубопроводов  водопроводных сетей большинства городов России (в том числе и в Москве) проложена из   труб, изготовленных из дешевых марок стали, без защиты внутренней и внешней поверхностей труб от коррозии. В настоящее время срок службы стальных трубопроводов 20-15-летней давности прокладки закончился и начался их массовый выход из строя.

Сейчас в связи с  необходимостью оценивать санитарную надежность трубопроводов, также с учетом свойств материалов труб, их прочностных и ресурсных характеристик, показали высокую востребованность трубы из полимерных  и композиционных материалов, а также чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ) в системах  водоснабжения городов России.

. Трубы из ЧШГ сочетают в себе уникальные свойства: коррозионную стойкость чугуна, механические свойства стали (пластичность, прочность на разрыв, ударопрочность, высокое относительное удлинение). Они стойки к пиковым нагрузкам под давлением, ударным нагрузкам при автомобильных и железнодорожных перевозках, подвижке грунта при подземной прокладке, значительным знакопеременным нагрузки.

У труб ЧШГ предел прочности в 24 раза выше, чем у полиэтиленовых, допустимое гидростатическое давление в 6,1 раз выше; способность выдерживать долговременную нагрузку выше в 82 раза. Трубы из ЧШГ можно укладывать непосредственно в грунт на глубину до 10 м.

Положительные свойства труб из ВЧШГ: Трубы из ВЧШГ сочетают в себе уникальные свойства: коррозионную стойкость чугуна; механические свойства стали (пластичность, прочность на разрыв, ударопрочность, высокое относительное удлинение). Они стойки к пиковым нагрузкам под давлением, грунтовым нагрузкам и подвижке грунта при подземной прокладке, ударным нагрузкам при автомобильных и железнодорожных перевозках, а также выдерживают знакопеременные нагрузки.

     В практике строительства водопроводных сетей все шире  применяются  трубы из полимерных и композиционных материалов. Особое место в этом ряду занимают трубы из полиэтилена. Их достоинства: полное отсутствие коррозии, зарастания проходного сечения трубы, малый вес, технологичность монтажа, гибкость и, особенно ценное в условиях России свойство, отсутствие разрушения при замерзании транспортируемой воды.

     Полимерные трубы с успехом используются для внутреннего водопровода зданий. В условиях плотной городской застройки, как для городских коммунальных служб, так и для потребителей воды особенно перспективным направлением применения полимерных труб является их использование для санации трубопроводов городской водопроводной сети методами бестраншейных технологий: протаскивание полимерного трубопровода в старый, в результате чего происходит восстановление трубопроводов с использованием полимерных рукавов. 

Приведем несколько аргументов в пользу прокладки полиэтиленовых труб: Преимущество полиэтиленовых труб перед стальными:

· Дешевле.
· Долговечны, гарантированный срок службы - 50 лет.
· Не требуют катодной защиты, и поэтому почти не нуждаются в обслуживании;
· Высокая коррозийная и химическая стойкость, не боятся контактов с агрессивными средами;
· Исключена возможность образования накипи на внутренней поверхности.
· Низкая теплопроводность, снижающая тепловые потери и уменьшающая образование конденсата на наружной поверхности труб.
· Снижение вероятности разрушения трубопровода при замерзании жидкости, так как при этом труба не разрушается, а увеличивается в диаметре, приобретая прежний размер при оттаивании жидкости.
· Небольшой вес, что облегчает монтажные работы, особенно в стесненных условиях.
· Полиэтиленовые трубы в 5-7 раз легче стальных, поэтому:
· Во-первых, небольшие перемещения их при монтаже не требуют грузоподъемных механизмов;
· Во-вторых, одно транспортное средство перевозит в 5-7 раз больше полиэтиленовых труб, чем стальных;
· Значительное снижение опасности гидроударов вследствие сравнительно низкого модуля упругости.
· Надежность сварных швов соединений в течение всего срока эксплуатации трубопроводов.
· Стыковая сварка  полиэтиленовых труб значительно дешевле, проще и занимает меньше времени.
· Возможность многократного перемонтажа при низких затратах.
· Более низкие трудозатраты при проведении монтажных работ.
·Полиэтиленовые трубы значительно длиннее металлических;
· Полиэтиленовые трубы - это надежный щит от микроорганизмов и бактерий, ее внутренний слой не отдает воде никаких вредных примесей.
· Строительство и реконструкция сетей водо- и газоснабжения с применением полиэтиленовых труб дает экономию до 40% затрачиваемых средств по сравнению с традиционными методами.

2.4.Совершенствование системы санитарной защиты и обеспечения безопасности источников водоснабжения.

Санитарная защита и обеспечение безопасности источников водоснабжения обеспечивается благодаря соблюдению санитарных правил и нормативов. На основании Федерального закона от 30 марта 1999г. №52-ФЗ « О санитарно эпидемиологическом благополучии населения» и Положения о государственном санитарно- эпидемиологическом нормировании, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000г. №554,постановлено ввести в действие санитарные правила и нормативы «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения  и водопроводов питьевого назначения. СанПиН 2.1.4.1110-02».

    Санитарные правила и нормы (СанПиН) "Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения" разработаны на основании Федерального закона "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 30 марта 1999 г. N 52-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации, 1999, N 14, ст. 1650), Постановления Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000 г. N 554, утвердившего "Положение о государственной санитарно-эпидемиологической службе Российской Федерации" и "Положение о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2000, N 31, ст. 3295).

      Далее рассмотрим Санитарно-эпидемиологические требования к организации и эксплуатации зон санитарной охраны(ЗСО) источников водоснабжения и водопроводов питьевого водоснабжения.

Работа водопровода тем надежнее, чем более постоянен состав воды источника. Техническая эффективность сооружений по обработке, обеззараживанию водопроводной воды кроме чисто технологических моментов во многом зависит от качества исходной воды. Для этого организуются зоны санитарной охраны (ЗСО) источников питьевого водоснабжения.

ЗСО – это специально выделенная территория и акватория, в которой устанавливаются соответствующие режимы хозяйственной и  иной деятельности для охраны источника и водопроводных сооружений от загрязнения.  Для поверхностных источников такой специальный режим должен ограничивать возможность загрязнения в нем воды , а для подземных источников – полностью исключить возможность загрязнения.

Кроме того, в 1-м поясе ЗСО водозаборные и очистные сооружения водопровода защищаются от преднамеренных (или случайных) действий, в результате которых может быть нарушена их работа.

Организацию и режим ЗСО регламентируют специальные санитарные нормы и правила.

В соответствии с ними ЗСО источников водоснабжения имеют три пояса.

Первый пояс ЗСО (пояс строгого режима) – включает территорию расположения водозаборов, площадок расположения всех водопроводных сооружений, сооружений гидроузлов и каналов, подводящих воду от водозаборов к площадкам водоочистных сооружений. Его назначение – защита места водозабора, водозаборных, водопроводных и гидротехнических сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения.

Территория 1-го пояса должна быть ограждена, на нее не допускаются посторонние лица, там запрещается строительство любых объектов, не связанных с нуждами водопровода. Территорию необходимо содержать в чистоте, своевременно вывозить отходы. На территории и акватории 1-го пояса ЗСО поверхностных источников водоснабжения запрещается рыбная ловля, купание, стирка белья, не допускается катание на лодках.

Второй пояс ЗСО (пояс ограничения) – включает территорию первого склона, обращенного в сторону источника водоснабжения, и простирается по берегам водохранилищ и основных водотоков, входящих в гидротехническую систему, а также по берегам притоков первого порядка. Назначение второго пояса ЗСО – защита источника водоснабжения от микробного и химического загрязнения, поступающего с поверхностным стоком.

Регулирование застройки на территории 2-го пояса ЗСО должно быть направлено на сохранение природного ландшафта и его постепенную замену лесным, с обязательным учетом климатических, погодных и почвенных условий. Цель этих мероприятий – перевод поверхностного стока в подземный, для  предотвращения поступления в акваторию источника  большей части загрязнений, приносимых поверхностным стоком.

На территории 2-го пояса не допускается появление концентрированных очагов загрязнения почвы, атмосферного воздуха и воды, а также объектов, значительно нарушающих геологическую среду, изменяющих режим поверхностного и подземного стока.

Третий пояс ЗСО (пояс ограничений) – включает территорию водосбора источника водоснабжения, на которой степень и характер расселения и хозяйственной деятельности ограничиваются возможностью  неблагоприятного влияния на качество воды источника водоснабжения.

Говоря о подземных источниках, необходимо добавить, что состояние 2-го и 3-го поясов ЗСО подземных источников питьевого водоснабжения должно обеспечивать сохранение постоянства природного состава воды в водозаборе, которая, как правило, непосредственно, без обработки, используется для питьевых целей.

 Другими словами, задача заключается в защите эксплуатируемого горизонта в районе водозабора от поверхностных загрязнений. Мероприятия во 2-м и 3-м поясах ЗСО подземных источников направлены на защиту почвенного строя и подлежащих грунтов от повреждений и загрязнений.

На территории зоны должны быть выявлены также все бездействующие скважины, представляющие опасность как источники загрязнения водоносного горизонта.

2.5.Совершенствование системы учета расхода и оплаты за воду ЖКХ.                               Система управления водоснабжением жилых зданий, сформированная в условиях социализма, постепенно приспосабливается к новым рыночным условиям, разделившим единую систему водоснабжения между несколькими собственниками. Новые социально-экономические условия  поставили перед системой управления водоснабжением, которая была ориентирована в основном на бесперебойность подачи воды потребителям, новые задачи рационального использования водных  и энергетических  ресурсов и повышения общественной эффективности системы.

  Потери воды, тепла, электроэнергии в системах водоснабжения достигают 20…50%, что наносит значительный ущерб экономике. Эти задачи успешно решены в промышленности, коммунальном, коммерческом секторе путем принятия Правительством г. Москвы постановлений и распоряжений, устанавливающих повышенные тарифы и штрафные санкции за превышение лимитов водопотребления этими пользователями.(Постановление от 10 февраля 2004г.№77-ПП «О мерах по улучшению системы учета водопотребления и совершенствовании расчетов за холодную, горячую и тепловую энергию в жилых зданиях и объектах социальной сферы города Москва»)

      Для управления водопотреблением в жилом секторе Правительство принимает ряд постановлений и направляет  свою деятельность на совершенствование системы учета водопотребления.

   Интенсивная установка квартирных водосчетчиков в последнее десятилетие и работы по оборудованию приборами учета ЦТП и жилых зданий позволили обеспечить учет холодной и горячей воды примерно в 7% квартир (400 тыс. счетчиков), 40% зданий (15,8 тыс. счетчиков). Общество затратило на установку приборов учета более 250 млн. руб. В этот же период Правительство изменяет тарифную политику в направлении увеличения тарифов на воду и норм водопотребления. Это позволяло компенсировать возрастающие затраты МВК и приблизить оплату услуг водоснабжения к реальным затратам (себестоимости). Оплата за холодное и горячее водоснабжение увеличена более чем в три раза. Это увеличило долю оплаты за воду населением и приблизило ее к фактическим затратам на очистку и подачу воды населению.

   Однако эти мероприятия не привели к ощутимому снижению водопотребления, но позволили стабилизировать его на уровне 380-390 л/чел. сут., что значительно выше водопотребления в развитых странах.

  Низкая эффективность мероприятий по совершенствованию системы управления водопотреблением, не позволяющая возвращать вложенные в мероприятия средства и компенсирующая их за счет населения, свидетельствует об отсутствии правильной социальной стратегии в этом вопросе.

   В данном постановлении справедливо отмечается низкая эффективность системы учета, обусловленная отсутствием порядка расчетов с потребителями по показаниям общедомовых и квартирных приборов учета воды, а также несогласованностью экономических интересов организаций, осуществляющих подачу холодной и горячей воды, и отсутствием системного подхода к установке общедомовых приборов учета.

   Для улучшения сложившейся ситуации Постановление вводит новые услуги: услугу по ремонту и обслуживанию общедомовых приборов учета и коммунальную услугу «горячее водоснабжение» (горячая вода), и определяет порядок установки, а также оплаты этих услуг.

     Постановление обязывает произвести инвентаризацию приборов учета и разработать программы установки общедомовых приборов учета холодной, горячей воды и тепловой энергии в жилых зданиях и объектах социальной сферы, выполнить корректировку договоров организаций, управляющих жилищным фондом, с нанимателями, собственниками, ресурсоснабжающими организациями в соответствии с расширением номенклатуры услуг, а также снизить платежи за воду при отклонениях параметров качества водоснабжения от нормативных, внести изменения в порядок выплаты субсидий и расчетов платежей ЕИРЦ (Единых информационно-расчетных центров).

   Постановление утверждает порядок организации учета потребления холодной и горячей воды по общедомовым и квартирным приборам учета  и «Методику распределения между абонентами и потребителями объемов и стоимости холодной и горячей воды и услуг водоотведения на основе показаний приборов учета воды».

   В этих приложениях обосновываются, и подробно описывается порядок установки приборов учета, их ремонта, обслуживания, поверки; порядок оплаты услуг по показаниям приборов учета; права и обязанности исполнителей и потребителей; регламент выбора типов приборов; а также приводятся методики расчета определения объемов водопотребления при различных вариантах установки счетчиков, иллюстрированные подробными примерами.

   Постановление затрагивает широкий круг вопросов, связанных с приведением в действие большого количества установленных счетчиков воды. Если бы оно было утверждено десять лет назад вместе с Распоряжением, то сегодня жители Москвы могли бы ощутить эффективность многочисленных квартирных счетчиков воды, и МВК имел большее снижение водопотребления.

    Основные положения Постановления ориентированы на улучшение рыночных отношений в сложном процессе водоснабжения многомиллионного населения.

   Признание «горячей воды» отдельной услугой развязывает сложный узел в экономических взаимоотношениях между Мосводоканалом (МВК) и теплоснабжающими организациями, которые списывали потери воды в квартальных сетях горячего водоснабжения на МВК. Это значительный шаг в рыночных отношениях между данными организациями, т.к. можно по договорам продавать холодную воду теплоснабжающим организациям, которые после ее нагрева по договорам будут продавать горячую воду Дирекции единого заказчика (ДЕЗ). Таким образом, после многочисленных предложений МВК Правительство привело в соответствие московские и российские. Правила пользования системами водоснабжения и канализации.

    Но некоторые положения могут снизить эффект от реализации Постановления. Ведение договорных условий на расчеты за воду между МВК, ДЕЗ, теплоснабжающими организациями позволяет усилить рыночные отношения. Но отсутствие в договорах водосберегающих условий (прогрессивных тарифов, обоснованных эксплуатационных дифференцированных нормативов) резко снижает их эффективность. К сожалению, в Постановлении четко не прозвучало, что теплоснабжающие организации являются абонентами МВК и покупают холодную воду для приготовления горячей воды по договорам. Оплата за питьевую воду должна производится за весь фактический объем полученной питьевой воды, определенной по показаниям средств измерений (п. 72 «Правил пользования системами коммунального водоснабжения и канализации в РФ»). Оплата канализационных стоков может производиться по этому договору методом «транзитных платежей» или с абонентов теплоснабжающей организации.

   Вводимая обязательная услуга для потребителей (нанимателей, собственников или арендаторов жилых и нежилых помещений) по ремонту и обслуживанию общедомовых приборов учета нарушает интересы и права потребителей. Сложившаяся система оплаты услуг водопровода предусматривает расчеты между МВК (Мосводоканалом) и ДЕЗ (Дирекция единого заказчика) по счетчику воды, установлен- ному в ЦТП или здании и принадлежащему МВК.

     После оплаты МВК ДЕЗ разносит затраты по потребителям на основе утвержденного тарифа и нормы водопотребления.

   Т.о. потребитель не имеет непосредственного отношения к общедомовому счетчику воды. Ведь в магазине покупатель не оплачивает отдельную услугу за взвешивание товара и ремонт весов у оптового и розничного продавца. Все это входит в цену товара. Поэтому потребителю не понятно, почему услугу по ремонту и обслуживанию общедомовых счетчиков он должен оплачивать. Эти расходы несет собственник счетчика воды (МВК) и он включает их в оптовую стоимость воды. Если Постановление обязывает ДЕЗ, обеспечивать эту услугу, то расходы могут входить в затраты ДЕЗ на техническое обслуживание здания. С другой стороны, зачем производить три миллиона вычислений (для каждой квартиры в Москве), когда проще сделать значительно меньше вычислений для ДЕЗ.

   В Постановлении, к сожалению, не определено, кто является собственником приборов общедомового и квартирного учета и отвечает за их нормальную работу.

     Схемы большинства централизованных систем горячего водоснабжения с циркуляцией требуют установки в здании двух и более (при наличии транзита) счетчиков воды – один на подающем, другой на циркуляционном трубопроводе – и дополнительно обратного клапана перед счетчиком на циркуляционном трубопроводе (для предотвращения обратного потока и «скручивания» показаний счетчика). Расход горячей воды в этих схемах определяется косвенным методом – путем вычитания из показаний счетчика, установленного на подающем трубопроводе, показаний счетчика на циркуляционном трубопроводе. Это значительно снижает точность учета, т.к. могут суммироваться погрешности обоих счетчиков. Оценочные расчеты (табл. 1) показывают, что погрешность может достигать значительных величин (более 10%). Это приведет к нарушению расчетного баланса между показаниями счетчика холодной воды на трубопроводе, подающем воду в водонагреватель (ЦТП) и суммой показаний счетчиков горячей воды в зданиях и квартирах. Поэтому целесообразность установки счетчиков горячей воды в отдельных зданиях, оборудованных водопроводом горячей воды с циркуляцией, должна быть проверена и обоснована метрологическим расчетом.

     Кто должен оплачивать разницу при нарушении расчетного баланса? Прил. 2 к Постановлению «Методика распределения между абонентами и потребителями объемов и стоимости холодной и горячей воды и услуг водоотведения на основе показаний приборов учета воды» не рассматривает этот случай при использовании общедомовых приборов учета. При оборудовании всех квартир приборами учета холодной и горячей воды предлагается: при возникновении положительной разницы между объемом воды, определяемым по показаниям общедомового прибора учета, и суммарным объемом потребления, используемым всеми потребителями услуг, и на общедомовые нужды, исполнитель начисляет потребителям услуг дополнительные платежи. При дополнительных расходах более 5% от общего объема учтенной воды объем воды, превышающий 5%, оплачивается за счет собственных средств исполнителя (ДЕЗ) и относится на в нереализационные расходы. Т.о. потребителю предлагается оплачивать погрешность учета или потери воды в размере 5%, а остальное относить на в нереализационные расходы, которые не зависят от действий и водопользования потребителя, а определяются эффективностью эксплуатации систем исполнителем (ДЕЗ).

    Это не будет способствовать экономии ресурсов и может стать причиной многочисленных конфликтов между потребителями и ДЕЗ.

      С точки зрения гидравлики, счетчики являются дополнительными местными сопротивлениями, на которых происходит потеря давления, и, следовательно, требуется дополнительное увеличение давления насосов и увеличение расхода электроэнергии для транспортировки воды. При последовательной установке счетчиков на системе водоснабжения (на головных насосных станциях, в ЦТП, домах, квартирах) потери давления суммируются.

   При установке дополнительных фильтров и использовании широко распространенных скоростных счетчиков воды (крыльчатых и турбинных) потери давления значительно возрастают. При установке счетчиков на горячей воде в здании потеря давления в фильтре, двух счетчиках и обратном клапане может составить в среднем 0,03…0,05 МПа, что потребует дополнительных затрат электроэнергии. Поэтому обилие и многоступенчатость приборов учета может снизить энергетические показатели системы водоснабжения. При установке квартирных приборов учета следует демонтировать общедомовые счетчики и счетчики в ЦТП, чтобы уменьшить бесполезные затраты на транспортировку воды и снизить себестоимость воды.

   Учитывая вышеизложенное, а также значительную стоимость тепломеров для учета количества и температуры воды, низкую точность учета и незначительную стоимость холодной воды по сравнению со стоимостью теплоты на ее нагрев, необходимо обосновывать экономическую целесообразность установки счетчиков для совершенствования расчетов за горячую воду.

   На первом этапе формирования системы учета воды при расчетах между теплоснабжающими организациями, ДЕЗ и жильцом целесообразно допустить учет стоимости воды, как часть от потребления теплоты вплоть до установки квартирных счетчиков. При этом следует учесть повышенные затраты на установку счетчиков горячей воды (два счетчика-тепломера и обратный клапан). Износ и зарастание счетчиков горячей воды значительно выше, чем счетчиков холодной воды из-за повышенной температуры. Это увеличивает эксплуатационные расходы.

   Для формирования этих условий собственнику территории и жилищного фонда (Правительству) необходимо утвердить уточненные скоординированные требования к качеству услуг теплоснабжения, водоснабжения и канализации в г.Москве (выполнение Закона о защите прав потребителей). Определить, как на эти качества влияют объективные законы природы, управляющие организации (Мосводоканал, ДТЗХ, ДЕЗ) и собственники жилья. На основе этого разработать эксплуатационные (не СНиПовские) нормы водопотребления, которые в отличие от проектных норм (в СНиП 2.04.01-85* приводятся справочные, ориентировочные максимальные и средние суточные расходы) должны учитывать не средние, а конкретные для каждого потребителя нормы водопотребления, определяемые реальными условиями водопользования (технологической потребностью, влиянием качества оборудования, избыточного давления, температуры, циркуляции, уровня эксплуатации, износа, срока службы и т.д.).

    Для реализации ресурсосбережения (требований Водного кодекса) в эксплуатационных нормах следует выделить потребность в воде и потери воды, с которыми надо бороться. Следует разработать на основе эксплуатационных норм водопотребления эксплуатационные нормы потребления тепла и электроэнергии.

    На основе этих норм надлежит определить нормативы водоподачи, теплоэлектропотребления для каждой управляющей организации (Мосводоканал, ДТЗХ, ДЕЗ) и для собственников жилья.

     Для стимулирования ресурсосбережения должны использоваться рыночные принципы воздействия на управляющие организации и собственников жилья:

- Товар, услуга (питьевая холодная и горячая вода, стоки) должен продаваться всем потребителям по одной цене, включающей издержки производства, прибыль, налоги; следует ликвидировать социальный обман «перекрестного субсидирования».

- Потребитель не должен оплачивать необоснованные потери продукта (потери воды составляют более 50%) у производителя и посредника (перепродавца).

- Товар/услуга повышенного качества должны иметь большую обоснованную цену в соответствии с возрастанием полезных затрат у производителя.

- За необоснованную потерю товара (сверх эксплуатационной нормы) потребитель и производитель должны платить прогрессивные (возрастающие) штрафы. Сверхнормативные потери продукта не должны включаться в себестоимость продукта.

- Стоимость товара/услуги должна стимулировать экономию ресурсов, т.е. должна быть выгод- на для всех управляющих организаций и собственников жилья, что регулируется налоговой политикой собственника территории (Правительства). Прибыль от экономии ресурсов должна первые три года оставаться у организации, ее обеспечивающей (Правительство не должно обирать производителя).

- Правительство должно обеспечить льготные условия кредитования ресурсосберегающих мероприятий, а не дотационные миллиардные вложения в установку счетчиков (потребитель и производитель, получив прибыль от экономии воды, сам изыщет способы и средства для добровольной, наиболее выгодной и прибыльной установки приборов учета).

- Использовать рекламные акции для пропаганды и восстановления реальной ценности питьевой воды в массовом, социальном сознании населения и формирования прогрессивных стереотипов экономии воды и энергии.

Приложение 1.

                      Раздельный водозабор берегового типа

Приложение 2.

Приложение 3.

Трубчатые колодцы

Заключение.

    В данной курсовой работе были рассмотрены следующие мероприятия по совершенствованию системы водоснабжения населенных пунктов. Был рассмотрен анализ систем водоподготовки питьевой воды и на его основе предложены применение новых технологий очистки. Был дан краткий анализ характеристик современных промышленных установок и бытовых приборов фильтрации питьевой воды для индивидуального пользования, так же предложены новые технологические решения увеличения срока службы трубопроводной системы. В соответствии с САНПИом были предложено совершенствование системы санитарной защиты и обеспечения безопасности источников водоснабжения. И на основе Постановления правительства Москвы рассмотрено совершенствование системы учета расхода и оплаты за воду в ЖКХ.
Список литературы.

1.Постановление 10 февраля 2004г. №77-ПП О мерах по улучшению системы учета водопотребления и совершенствованию расчетов за холодную, горячую воду и тепловую энергию в жилых зданиях и объектах социальной сферы города Москвы.

2.Комментарий к Постановлению Правительства Москвы от 10 февраля 2004г. №77-пп «О мерах по улучшению системы учета водопотребления и совершенствованию расчетов за холодную, горячую воду и тепловую энергию в жилых зданиях и объектах социальной сферы города Москвы».

3.САНПИН 2.1.4.1110-02 Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения.

4.Гидравлика водоснабжение и канализация. Под ред. Калицун В.И. М.: Стройиздат 2001.

5.Кедров В.С.Водоснабжение и водоотведение. Учебник. М.: Стройиздат, 2002.

6. Куликов Н.И. Вода в Вашем доме. М.: АСТ 2002.

7. Николадзе Г.И. Водоснабжение. М.: Стройиздат 2000.

8. Сомов М.А.Водопроводные системы и сооружения. М.: Стройиздат, 1988.

9.www.google.ru/search .

10. .http://novogor.perm.ru/report/technical.

11.http://gorodpskov.ru/index/action/ShowArticle/parent/67/id/151.

12.http://www.priroda.ru/law/index.php?PAGEN_1=2.

13.http://www.gaztrubplast.fis.ru/fis/site/SpecialInfo.html?sp=7578639.

14.http://www.abok.ru/.

15. http://www.roni.ru/.

16.http://www.idreforma.ru/index.shtml.

17.http://www.789.ru/new/index.html?region=35.

18. http://gorodpskov.ru/index/action/ShowArticle/parent/67/id/151.

19. http://www.rg.ru/.

20. http://www.ovallab.ru/index16.htm.

21. http://gost.echp.ru/22.6.01-95.php.

22. http://ecoreal.ru/content/view/145/29/.

23. http://izvmor.ru/?id_refer=1363.

24. http://www.businesseco.ru/content/document_r_.

25. http://www.home-water.ru/.

26. http://www.wasser.ru/podbor.htm.

27. http://www.ekodar.ru/254.html.

28. http://www.itelma-resurs.ru/content.

29. http://www.abok.ru/for_spec/articles.

30. . http://www.uvao.ru/jkh.phtml?RubricID=4016

http://www.agrovodcom.ru/info_water_pumps.php

61