Насосы применяемые в системах водоснабжения.

Для подачи воды от источника до места потребления в основном используются центробежные насосы вертикального (типа В) и горизонтального (типа Д) исполнения.

Насосы вертикального исполнения в основном устанавливаются в форкамерах насосных первого подъема как резервное или основное оборудование.

Насосы горизонтального исполнения устанавливаются как в форкамерах гидроузла, так и в насосных станциях следующих подъемов. Для подъема воды из артезианских скважин используются погружные насосы типа ЭЦВ и ЭПЛ.

Насосы применяемые в системах водоснабжения. - student2.ru

Насосы применяемые в системах водоснабжения. - student2.ru

Рис.18. Насосы типа Д (двойного действия):

а – продольный разрез по оси вала; б – вид сбоку;

1 – кронштейн; 2 – шарикоподшипник; 3 – сальник; 4 – трубки; 5 – защитное и уплотняющее кольцо; 6 – корпус; 7 – отвод; 8 и 9 – диски и втулка рабочего колеса; 10 – защитное и уплотняющее кольцо; 11 – защитная втулка; 12 – крышка сальника; 13 – вал; 14 – муфта; 15 – кольцо гидроуплотнения; 16 – отверстие для стока воды; 17 – входной патрубок; 18 – выходной патрубок

Примеры расшифровки марки насосов:

- Д-200/95: Д – двухстороннего входа, подача 200 м3/ч, напор 95 м;

- ЭЦВ 8-25/300: насос скважинный, для скважины 8 – дюймов, подача 25 м3/ч, напор 300м вод.ст;

- 600В-1,6/100-У2: 600 – диаметр напорного патрубка, мм, В – вертикальный, 1,6 – подача в м3/с, 100 – напор в м, У2 – климатическое исполнение, в данном случае стационарные установки на суше и на воде для тропического климата.

- ЦНС: многоступенчатые насосы с горизонтальным валом для подачи воды в высотные здания. Это секционные насосы, многоступенчатые с числом рабочих колес от 2 – 10. Подача этих насосов от 8 до 850 м3/ч, напор – 40 – 1440 м, допустимый кавитационный запас – 3 – 6 м, КПД – 67 – 77%. Напор этих насосов можно изменить, уменьшая или увеличивая число секций.

Элементы очистной станции водопровода для хозяйственно-питьевых

Нужд.

Процесс очистки воды включает в себя следующие этапы.

Осветвление – это процесс, с помощью которого из воды удаляются содержащиеся в ней взвешенные вещества. Осветление может осуществляться отстаиванием в отстойниках. Для улучшения этого процесса применяют коагуляцию , т.е. вводят в воду химические реагенты, которые способствуют укрупнению и более быстрому осаждению взвешенных частиц. Как видно из рис.20, при вводе разноименных частиц коагулянта происходит притяжение коллоидов воды и укрупнение частиц (хлопьев), что приводит к их выпадению в осадок в камерах хлопьеобразования.

Насосы применяемые в системах водоснабжения. - student2.ru

Рис.19. Комплекс очистных сооружений по очистке воды для хозяйственно-питьевых целей по двухступенчатой технологической схеме:

1 – смеситель; 2 – реагентное хозяйство; 3 – камера хлопьеобразования; 4 – отстойник; 5 – фильтры; 6 – резервуар чистой воды; 7 – хлораторная

После отстойников и осветлителей вода подвергается более глубокому осветлению – фильтрованию, в процессе которого она проходит через слой фильтрующего материала фильтров.

Обеззараживание воды осуществляется с целью уничтожения бактерий, главным образом болезнетворных. Наиболее распространенными способами обеззараживания воды являются хлорирование, озонирование и бактерицидное облучение.

Рассмотрим более подробно сущность основных процессов водоочистки.

Коагулирование примесей называют процесс укрупнения мельчайщих коллоидных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием молекулярного притяжения.

До введения коагулянта После введения коагулянта

Насосы применяемые в системах водоснабжения. - student2.ru

в осадок

Рис.20. Одноименные коллоидные частицы до ввода коагулянта отталкиваются, после ввода – притягиваются и выпадают в осадок

Коллоидные частицы, содержащиеся в воде, имеют чаще всего отрицательный заряд и находятся во взаимном отталкивании, поэтому не оседают. Реагент (коагулянт), добавленный в воду (процесс протекает в смесителе), образует положительно заряженные ионы. Это способствует взаимному притяжению противоположно заряженных коллоидов и приводит, как показано на схеме рис.20, к образованию укрупненных частиц или, как их принято называть, «хлопьев».

В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий AL2(SO4)3, сернокислое железо FeSO4, хлорное железо FeCl2.

Опишем процесс коагуляции в виде химических реакций:

AL2(SO4)3 → 2AL3+ + 3SO42-

После введения в воду коагулянта катионы алюминия взаимодействуют с ней:

AL3+ + 3H2O = AL(OH)3↓ + 3H+

Катионы водорода связываются присутствующими в воде бикарбонатами:

H+ + HCO3- → CO2↑ + H2O

Если содержащихся в воде бикарбонатных ионов недостаточно, в воду добавляют соду:

2H+ + CO3-2 → H2O + CO2

На схеме приведены разновидности конструкций сооружений, обеспечивающие протекание процесса коагуляции на станциях очистки:

Насосы применяемые в системах водоснабжения. - student2.ru

После коагуляции вода направляется в отстойники, а затем на фильтры.

Насосы применяемые в системах водоснабжения. - student2.ru Насосы применяемые в системах водоснабжения. - student2.ru

у
Рис.21. Устройство для приготовления Рис.22. Схема перегородчатого смесителя

реагентов: 1 – растворный бак; 2 – рас 1 - подача воды в смеситель; 2 - трубопро

ходные баки; 3 – дозировочный бачек вод для подачи коагулянта; 3 - перелив; 4

- перегородка с отверстиями; 5 - водосток;

6 - отвод воды в камеру хлопьеобразования

Рассмотрим работу реагентного хозяйства, схема рис.21.

При этом способе комья коагулянта загружают в растворный бак 1 с водой, откуда после растворения коагулянт поступает в расходные баки 2, в которых приготавливается раствор определенной концентрации. Этот раствор направляется в дозировочный бачек 3, а из него подается в обрабатываемую воду. Обычно устанавливают два растворных бака, работающих попеременно.

В растворный бак для лучшего растворения коагулянта подают сжатый воздух или пар. Иногда применяют механические мешалки.

Для равномерного перемешивания коагулянта со всей массой воды служат, как указывалось ранее, смесители. Конструкция перегородчатого смесителя представлена на рис.22.

Процесс отстаивания основан на том, что при малых скоростях движения воды взвешенные в ней частицы под действием силы тяжести осаждаются со скоростью u. Поскольку жидкость в период осаждения взвеси тоже двигается со скоростью w, то, чтобы частицы взвеси успели выпасть в осадок за время пребывания очищаемой воды в отстойнике, должно соблюдаться неравенство u > w. При этом считается, что жидкость по отстойнику движется равномерно. Ориентировочно скорость осаждения взвеси для мутных вод, содержащих более 250 мг/л взвешенных веществ, составляет u = 0,5 – 0,6 мм/с.

Насосы применяемые в системах водоснабжения. - student2.ru

Рис.23. Принцип работы вертикального водопроводного отстойника со встроенной в центральную трубу камерой хлопьеобразования водоворотного типа: 1 – вертикальный отстойник; 2 – центральная труба с вмонтированной камерой хлопьеобразования водоворотного типа; 3 – нижняя коническая часть отстойника; 4 – трубопровод подачи воды в центральную трубу; 5 – гаситель скорости; 6 – сборные желоба осветленной воды; 7 – труба для отвода осветленной воды на фильтрацию; 8 – труба для удаления осадка; Н – высота зоны отстаивания; 0,9 Н – высота камеры хлопьеобразования; D – диаметр отстойника (10 м)

Количество взвешенных веществ в воде после прохождения ею осветления в отстойнике составляет 10 – 12 мг/л

Фильтрование воды через зернистые материалы позволяет улучшить ее качество и довести их до требуемых стандартов, позволяющих использовать ее для питьевых нужд. Слой фильтрующего мелкозернистого материала задерживает содержащиеся в воде частицы мелкой взвеси. В качестве фильтрующего материала применяют кварцевый песок, гравий, дробленый антрацит и другие материалы. Фильтры могут быть классифицированы по ряду основных признаков. Выбор той или иной схемы фильтров определяется технологическими и технико-экономическими показателями. Медленные фильтры могут применяться для фильтрования не коагулированной воды, содержащей относительно мелкую взвесь. Скорость фильтрования при этом составляет 0,2 м/ч. Фильтры работающие по принципу скорого фильтрования, широко применяются в практике очистки воды. Скорость фильтрации составляет 6 – 12 м/ч в зависимости от типа фильтров и крупности зерен загрузки.

Рассмотрим принцип работы скорого однопоточного открытого фильтра (рис.24).

Насосы применяемые в системах водоснабжения. - student2.ru

Рис.24. Принципиальная схема скорого однопоточного открытого фильтра:

а – при фильтровании воды; б – при промывке фильтра;

1 – фильтрующий слой песка; 2 – поддерживающий слой гравия; 3 – карман; 4 – желоба, через которые подается на фильтрацию вода; 5 – дренажные устройства для отвода профильтрованной воды; 6 – задвижки

Вода поступает в фильтр через карман 3 и желоба 4, проходит через слой фильтрующей загрузки (кварцевый песок) 1 и поддерживающий слой гравия 2. Профильтрованная вода отводится через дренажные устройства 5 , расположен

ные в нижней части фильтра. Расчетная скорость фильтрования, высота фильтрующей загрузки зависят от крупности зерен последней:

Крупность зерен песка, мм Скорость v, м/ч Высота слоя песка h, мм
0,5 – 1,25
0,7 – 1,6 1200 – 1300
0,8 - 2 1800 - 2000

Поддерживающий гравийный слой предотвращает вымывание фильтрующего материала. Этот слой устраивают высотой 650 мм из частиц крупностью 2 – 40 мм.

Очистку скорых фильтров производят, исходя из опыта их эксплуатации, 1 – 2 раза в сутки (в паводки чаще).

Промывку фильтрующего материала проводят обратным током чистой воды. Скорость промывки фильтров в несколько раз больше скорости фильтрования. Вода взмучивает песок и интенсивно его промывает. Промывная вода отводится через желоба 4.

В результате отстаивания и фильтрования из воды удаляется до 95% бактерий. Для уничтожения оставшихся в воде болезнетворных бактерий воду обеззараживают.

Использование озона для целей обеззараживания воды получает в настоящее время широкое распространение. Озонирование осуществляется пропуском через воду озонированного воздуха, т.е. воздуха, в котором кислород частично переведен в трехатомную форму(О2). Озон обладает высокой бактерицидностью и обеспечивает надежное обеззараживание воды. Озон получают в электрических озонаторах из кислорода воздуха. Использование озона в процессе обеззараживания воды приводит к удорожанию технологии, поэтому этот метод используется при необходимости для обесцвечивания, удаления специфических запахов и привкусов воды.

Метод обеззараживания воды бактерицидным облучением осуществляется с использованием ультрафиолетовых лучей, обладающих бактерицидными свойствами. В качестве источника излучения применяют ртутно-кварцевые лампы высокого и низкого давления. Этот метод, как правило, применяют для небольших количеств воды поверхностных и подземных.

Наиболее распространенным методом обеззараживания воды перед подачей в хозяйственно-питьевые водопроводы является хлорирование. Для этого используют жидкий хлор и хлорная известь.

Воду хлорируют жидким или газообразным хлором, под действием которого большинство бактерий погибают, в результате окисления веществ, входящих в состав протоплазмы клеток.

Показателем достаточности принятой дозы хлора является наличие в воде остаточного хлора, концентрация которого для питьевой воды составляет 0,3 – 0,5 мг/л (ГОСТ Р51232 – 98 «Вода питьевая»).

Наши рекомендации