WYKlADY, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, 3 STASZEK, Woiągi


Wodociągi - wykłady.

wodociąg - jest to zespół skoordynowanych i współpracujących inżynierskich urządzeń, obiektów służących do zaopatrzenia ludności i przemysłu w wodę.

Zadaniem wodociągu jest dostarczenie wody dla:

zabezpieczenia przeciwpożarowego.

Zapotrzebowanie na wodę w osiedlach wiejskich

Zadania wodociągów:

  1. Dostarczenie odpowiedniej ilości wody

  2. Pod określonym ciśnieniem

  3. Woda powinna spełniać odpowiednie warunki

Obecnie w Polsce nie ma niedoboru wody lecz jest ona coraz gorsza. Obecnie zużycie wody jest mniejsze niż w poprzednich latach

Cele zapotrzebowania na wodę

W miejscowościach wiejskich woda używana jest do następujących celów:

Pojęcia przy ustalaniu zapotrzebowania na wodę

  1. Roczne zapotrzebowanie na wodę

  2. Średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę

  3. Maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodę

  4. Dobowy współczynnik nierównomierności zapotrzebowania na wodę

  5. Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę ( z doby z której było największe zapotrzebowanie na wodę)

  1. Średnie godzinowe zapotrzebowanie ( w dobie o max. zapotrzebowaniu )

  2. Godzinowy współczynnik nierównomierności rozbioru wody

  3. Jednostkowe zapotrzebowanie na wodę (średnie dobowe)

systemy wodociągowe dzielimy na:

ze względu na zasięg terytorialny rozróżniamy systemy:

pod względem współpracy poszczególnych części składowych i struktury hydraulicznej rozróżniamy systemy:

Rodzaje wód dla celów wodociągowych:

Wody podziemne - stanowią zwykle źródła wody o małej wydajności i z tego względu mogą być wykorzystywane do zaopatrzenia w wodę tylko niewielkie jednostki osadnicze

Powstają z wód powierzchniowych i opadowych wskutek przesiąkania.

Przepływając przez pory, staje się klarowna, oczyszcza się z związków które są nie pożądane ( nabiera cech tych warstw przez które przepływa. Charakteryzuje się twardością, zawiera żelazo, mangan, CO2. Temperatura jest stała 7 - 12 °C

Wody podziemne dzielimy na:

z mineralizowane i w związku z tym dla wodociągów nie przydatne.

Wody źródlane:

Wypływają na powierzchnie ziemi ze szczelin skał lub z warstw przepuszczalnych. Są to więc wody przypominające swym składem wody wgłębne. Przeważnie o małej wydajności .

Źródła warstwowe powstają w miejscu gdzie warstwa wodonośna jest rozcięta przez powierzchnię terenu, o małej wydajności.

Źródła szczelinowe powstają one w czasie wypływu wody podziemnej przez szczeliny skalne, są różnej wielkości i wydajności. Jej wahania spowodowane są często opadami.

Źródła uskokowe powstają gdy woda z warstw wodonośnych wydostaje się na zewnątrz przez szczelinę rozdzielającą warstwy wodonośne i nie przepuszczalne. Charakteryzują się stałą

wydajnością , temperaturą, składem chemicznym.

Źródła krasowe występują na obszarach krasowych (szczeliny i kanały krasowe stanowią wspólny system hydrauliczny) .Źródła krasowe należą do największych i najbardziej wydajnych. Często dają początek potokom i rzekom.

Wody źródlane ze względu na ich zalety są bardzo często wykorzystywane w mniejszych wodociągach. Przydatność źródeł dla celów wodociągowych poza jakością określa również mała wieloletnia zmienność jego wydajności niezależnie od pory roku i warunków klimatycznych.

Źródła ze względu na wydajność dzielimy na 8 klas :

O przydatności źródeł do celów wodociągowych świadczy tzw. wskaźnik zmienności wieloletniej

R = Qmax / Qmin = wydajność max / wydajność min

wg. kryterium hydraulicznego źródła dzielimy na:

Wody powierzchniowe:

Temperatura zmienna- zależy od temp. powietrza. Ilość wód płynących zależy od intensywności opadów, muszą być dezynfekowane i oczyszczane.

Wody powierzchniowe stojące mają cechy korzystniejsze, jakość w zależności od głębokości, woda na głębokości 15 - 20 m jest czysta, na powierzchni - zanieczyszczenia fizyczne, chemiczne, bakteriologiczne.

Zbiorniki wody stojącej są najlepszym źródłem zaopatrzenia w wodę na terenach górskich.

Najgorszą jakościowo wodę będą miały zbiorniki na których nastąpiły zakwity glonów.

W zbiorniku wyróżniamy 3 strefy:

  1. Przybrzeżna - tzw. strefa litoralna, sięga ona do głębokości 2 m. i jest najczęściej zarośnięta na całej przestrzeni. Promienie słoneczne przenikają do dna, zwiększają temp. co sprzyja rozkładowi obumarłych organizmów i roślin. Nie nadaje się do ujmowania wody.

  2. Przydenna - gromadzi zanieczyszczenia cięższe opadające na dno. Sięga do grubości 2 m. od dna. Nie podlega ujmowaniu wody.

  3. Pelagiczna -- obejmuje przestrzeń wodną zbiornika głębszą niż 2 m. a od dna ograniczona jest warstwą przydenną wody o miąższości 2 m. Wody te są czyste i mogą być wykorzystywane dla celów wodociągowych.

Wody infiltracyjne

Stanowią one pośrednie ogniwo pomiędzy wodami powierzchniowymi, a wodami podziemnymi.

Są to wody powierzchniowe którymi wzbogacane są wody podziemne.

Wody powierzchniowe często zanieczyszczone przechodząc przez warstwy przepuszczalne gruntu oczyszczają się i nabierają cech podziemnych - czystości.

Infiltracja może odbywać się naturalnie i sztucznie.

Infiltracja sztuczna

Wody opadowe

Jeżeli nie ma innych źródeł wody dla celów wodociągowych, to mogą być wykorzystywane do lokalnego zaopatrzenia, zwłaszcza na terenach górskich, gdzie te wody są stosunkowo czyste.

Zaopatrzenie jest na tyle niekorzystne, że trudno jest przewidzieć ile tej wody będziemy mieli do wykorzystania. Nadaje się do picia jedynie po oczyszczeniu i dezynfekcji.

Wody morskie

Rzadko wykorzystywana, możemy ją odsalać, lecz jest to metoda bardzo kosztowna.

Własności fizyczne, chemiczne i bakteriologiczne wody.

Własności fizyczne wskaźniki:

Wszystkie inne smaki określamy jako posmaki np. posmak chlorowy, rybi, metaliczny

Intensywność smaku: 1 - brak smaku; 2 - słabo odczuwalny; 3 - wyraźnie odczuwalny; 4 - silnie odczuwalny; 5 - bardzo silnie odczuwalny.

0x01 graphic

γt - przewodność elektryczna badanej wody w temp. badania

t - temp. badanej wody

Własności chemiczne

Chemiczne wskaźniki jakości wody -- decyduje o przydatności wody do celu pitnego

Odczyn - wyraża jej kwasowość lub zasadowość i jest określany ilościowo stężeniem jonów wodorowych.

Wyrażany wskaźnikiem pH zgodnie z formułą -pH = - lg[H+]

Oznacza się:

Odczyn wód naturalnych 6,8—7,3

Roztwory obojętne mają pH = 7

kwaśne pH < 7

zasadowe pH > 7

niskie pH powoduje korozję - wody agresywne

wysokie pH - zdolność pienienia

Utlenialność wody - jest umownym wskaźnikiem jakości wody, określający zawartość w H2O substancji utleniających KMnO4 i wyrażony w mg O2 / dm3 badanej wody lub mg zużytego KMnO4

na dm3 .

Związki azotu w formie:

Chlorki to: NaCl, CaCl2, MgCl2 ( wywołane m.in. obecnością ścieków)

Siarczany; obok chlorków to związki najbardziej rozpowszechnione w wodzie. Powstają przez wymywanie skał osadowych, wyługowanie gleby, ze ścieków.

Żelazo i Mn : w wodach naturalnych występuje w postaci węglowodorów, chlorków, zw. humusowych

i fosforanów

Fe - zarastanie przewodów wodociągowych (kwaśny węglan żelazowy) - nie szkodliwy dla zdrowia, ale psuje smak wody i powoduje jej mętność

Twardość wody - jest wywołana obecnością substancji rozpuszczonych, głównie soli wapnia i magnezu. Określa się zawartość soli wapna i magnezu w wodzie w [mval/dm3]

1 mgCa2+/dm3 odpowiada 0,05 mval/dm3.

Stopień twardości - nazywamy taką twardość wody, która odpowiada 0,357 milivalom jonów wapnia

i magnezu lub równoważnej ilości CaO w dm3 wody.

Wyróżniamy następujące twardości wody:

Twardość wody poprawia smak wody, ale w gospodarstwie domowym jest szkodliwa.

Zasadowość (alkaliczność wody) - jest to wskaźnik określający zawartość wodorotlenków, wodorowęglanów i węglanów metali alkalicznych (Na , K) i metali nie alkalicznych (Ca, Mg)

Rozróżnia się zasadowość:

Zasadowość wody wyraża się w m val/dm3

Sucha pozostałość i straty po prażeniu

pozostałość po odparowaniu wody, wysuszona w temp 105°C i przeliczone na 1 dm3 wody.

Jeżeli suchą pozostałość wypraży się w temp 550°C to zw. organiczne zostaną spalone, natomiast mineralne zostaną rozłożone co określa się jako stratę po prażeniu.

Rozpuszczone gazy

to CO2 , O2 , H2S(siarkowodór - bardzo nieprzyjemny zapach).

Substancje trujące

Ołów, cynk, miedź, arsen, substancje pochodzenia organicznego. Pochodzą z zanieczyszczenia wód ściekami lub materiałami z których zbudowane są przewody wodociągowe.

Stabilność wody

Charakteryzuje się tym, że woda nie rozpuszcza się , nie wytrąca węglanu wapniowego.

Bakteriologiczne właściwości wody.

Wody naturalne zazwyczaj zawierają pewne ilości bakterii chorobotwórczych.

Zawartość bakterii (liczba kalorii w 1 cm3 wody)zależy od rodzaju źródła wody. Bezpośrednie oznaczenie bakterii chorobotwórczych jest trudne i analiza bakteriologiczna sprowadza się do oznaczenia bakterii coli ( pałeczki okrężnicy )

Ilość bakterii coli wyraża się jako miano coli, które oznacza najmniejszą objętość wody w cm3,w której wykryto 1 bakterię okrężnicy.

Wymagania stawiane wodzie wodociągowej

Woda przeznaczona do picia i potrzeb gospodarczych powinna odpowiadać podstawowym wymaganiom sanitarno - epidemiologicznych, a mianowicie:

Ujęcia wód dla celów wodociągowych.

Dzielimy na następujące grupy:

wydajność do 90 m3/h - wodociąg mały

do 720 m3/h - wodociąg średni

powyżej 720 m3/h - wodociąg duży

Typy ujęć powierzchniowych:

Ujęcie wód płynących powinny spełniać warunki:

Ujęcia wód powierzchniowych dzielimy na:

Ujęcie otwarte -- składa się z kanału lub przewodu wlotowego, przez który woda wpływa grawitacyjnie do studni zbiorczej lub rozdzielczej usytuowanej w brzegu lub w pewnym oddaleniu.

Ujęcie komorowe - różni się od otwartego brakiem kanału doprowadzającego wodę z rzeki; stosowane do wodociągów o wydajności < 200 l/s. Składa się z otworów wlotowych, krat rzadkich, zamknięć, komory wlotowej, kraty gęstej, komory czerpalnej, pompowni.

Krata rzadka - prześwit między prętami 50 - 200 mm

Krata gęsta -- ⇐   ⇒ 10 - 25 mm

składa się z wlotu, czerpni w nurcie rzeki, studni zbiorczej usytuowanej na brzegu

elementy: zatoka usytuowana przy brzegu, najczęściej wklęsłym oraz czerpnia przeważnie typu brzegowego, zlokalizowana na końcu zatoki przeciwległym do wlotu

Ze względu na usytuowanie wlotu ujęcie zatokowe dzielimy na:

jazy - piętrzą wodę w około 2,5 m, otwór 1 m nad dnem i 1 m pod zw. wody, wloty zabezpieczone kratą rzadką i gęstą od strony czerpania wody. Stosuje się je do ujmowania wody z małych potoków

i rzek

Wyróżniamy: koryto zbiorcze wzdłuż progu, komorę zbiorczą w brzegu rzeki, do której koryto doprowadza wodę,

Ujęcie to stosuje się w potokach górskich o szerokości do 10 m do ujęcia małych ilości wody

Ujęcia wód powierzchniowych stojących:

Wyróżniamy:

zależą od głębokości występowania wód podziemnych, wielkości ich zasobów i warstw wodonośnych

Dzielimy:

Ujęcia poziome

Ciągi drenażowe składają się:

Głębokość warstwy wodonośnej to 5 -7 m. Obsypką filtracyjną są żwiry i piaski o różnym uziarnieniu. Natomiast ciągi drenażowe powinny być od powierzchni terenu zabezpieczone przed dostaniem się wód opadowych warstwą gruntu nie przepuszczalnego (ił) ok. 0,5 m. Ciągi drenowe tworzą tzw. układy zbiorcze. Ze studni zbiorczej czerpanie wody odbywa się za pomocą drenów ceramicznych.

Ujęcie drenażowe może być:

Ciągi mogą być usytuowane:

Stosuję się w dolinach o dużej miąższości warstwy wodonośnej, przekrój przełazowy, nie przełazowy ; materiał odporny na uszkodzenia mechaniczne i chemiczne; wykonany z cegły kanalizacyjnej, kamionki i betonu żelbetowego

Galeria powinna być obsypana obsypką żwirową o grubości 0,5 m, od góry zabezpieczona przed zanieczyszczonymi wodami opadowymi warstwą iłu, gliny o miąższości 0,5 m. Ze studni zbiorczej woda jest dostarczona za pomocą pomp i lewarów do odbiorcy.

Ujęcia pionowe

10 - 20 m. Studnie kopane stosujemy wtedy kiedy chcemy z jednego ujęcia ująć większą ilość wody.

Rozróżniamy:

Obudowa tych studni bywa wykonana z cegieł, betonu lub żelbetu. Na studnie składają się następujące części:

Konstrukcja składa się z:

Studnie wiercone dzielimy na:

Zalety: mniejsze koszty, oszczędność materiału, niskie koszty eksploatacyjne, możliwość ujmowania wody z warstw wodonośnych drobnopiaszczystych i ilastych.

Czynności przy wykonaniu:

Rura filtrowa składa się z:

Filtry studzien wierconych:

Rola:

Rozróżniamy:

Materiały musza być odporne na korozje i uszkodzenia mechaniczne

W skład wyposażenia studzien- w zależności od przeznaczenia i warunków ich pracy - powinny wchodzić:

Sposób ujęcia źródła zależy od rodzaju źródła

Źródła mogą być:

Zasady

Ujęcia źródeł wstępujących:

Artezyjskie:

spotyka się je na terenach nizinnych, kierunek wpływu jest pionowy, wydajność bardzo duża.

Ujęcie polega na oczyszczeniu miejsca wypływu wody z elementów organicznych i obudowanie miejsca wypływu wody (studnia kopana otwartym dnie przez które woda dostaje się do źródła)

Dno studni musi być uszczelnione warstwą drobnego żwiru od 0,1 - 0,2 m. Komora zbiornika jest wyposażona w przewód czerpalny z koszem, przewód przelewowy zakończony klapą zwrotną i siatką (aby zabezpieczała przed dostaniem się zwierząt), wentylacje i przewód spustowy. Jest to ujęcie o charakterze skupionym.

Ujęcie o charakterze rozległym:

Ujęcie o wiele trudniejsze do zrealizowania, cały obszar źródła musi zostać odwodniony i wtedy zostają tylko skoncentrowane wypływy większe. Te obudowywuje się murem i przykrywa się płytą stropową. Komora @@@@@ ujęcia musi zawierać to samo co ujecie poprzednie. Jeżeli warunki są korzystne to źródło rozległe można ująć za pomocą ciągów drenarskich, które odprowadzą wodę do zbiornika wyrównawczego

Ujęcie źródeł zstępujących:

są to źródła grawitacyjne (stokowe). Mogą występować jako źródła skupione i warstwowe.

Skupione

Są to przede wszystkim źródła stokowe; przy pomocy komory która ujmuje całkowicie źródło, komora ujęcia składa się z dwóch części:

Warstwowe

duża rozciągłość wypływu wody wzdłuż @@@@@@@@@@@@@@@@@@. Ujmuje się je za pomocą ciągów poziomych (dreny, sztolnie). Powyżej miejsca wypływu odprowadzana jest woda która spływa po stoku. Wodę ze źródła ujmuje się ciągiem drenarskim zamkniętym z jednaj strony i obsypanym warstwą iłu lub gliny (warstwa nieprzepuszczalna)

Gromadzenie wody - zbiorniki wodociągowe

Zadania zbiornika zapasowo - wyrównawczego:

Podział zbiorników wg roli jaką spełniają w systemie wodociągowym:

Podział zbiorników ze względu na położenie:

Pojemności zbiornika sieciowego:

Metody ustalania pojemności użytkowej

Metoda analityczna:

Pojemność przeciwpożarowa

Zapas wody pożarowej

Warunki przechowywania wody w zbiorniku - czynniki:

Przepływ tłokowy (strumienia wypieranego )

Przepływ strumienia mieszającego

TUTAJ

Zbiorniki terenowe, budowane w terenie:

najczęściej o konstrukcjach żelbetowych lub stalowych

głębokość wody w zbiornikach przyjmuje się:

V≤60m3 2,5 - 3,5m

V≤100m3 3 - 4m

V do 200m3 3 - 5m

V do 300m3 5 - 8m

Budowa i zasady

Rodzaj i kształt zbiorników

komora zasuw - przechodzą wszystkie rurociągi wpływające i wypływające

zbiornik ogrodzony

Sieć wodociągowa

System wodociągowy: ujęcie

Rodzaje systemów wodoćiągowych:

Wskaźnik niezawodności działania sieci wodociągowej

gdzie R1, R2, Rn wsk. niezawodności poszczególnych przewodów

Projektowanie sieci wodociągowej

Przy projektowaniu sieci wodociągowej należy uwzględnić następujące warunki, którym sieć powinna odpowiadać

Spełnienie tych warunków zależy od prawidłowego wyboru układu sieci i jej sposobu zasilania oraz wymiarów i materiałów przewodów

Projektowanie sieci można sprowadzić do następujących czynności:

Trasowanie sieci wykonuje się na mapie w skali 1:10000 ; 1:1000

wyz. magistral(wypełniamy siecią rozdzielczą)

Trasowanie sieci - należy mieć na uwadze

Trasowanie magistral ( w wodociągach na wsiach nie ma magistral)

prowadzimy wzdłuż arterii komunikacyjnych

sieć rozdzielcza (pod chodnikami, pasami zieleni, nie pod jezdnią)

głębokość przemarzania 1,7 m.

Uzbrojenie przewodów wodociągowych

Przewód wodociągowy

Stosowane materiały:

Łączenie rur:

w gazie - złączki elektrooporowe

  1. Uzbrojenie sieci wodociągowej:

D > 450 mm w studzienkach

D > 500 mm z obejściami kielichowe lub kołnierzowe

płaskie p = 4 atm

owalne p = 6 - 10 atm

okragłe p > 16 atm

zasadnicza część - zasuwa, budowane tylko na magistralach

  1. Uzbrojenie czerpalne - hydranty pożarowe ∅80 i 100 mm

Zbroje uliczne - tam gdzie domy nie są podłączone do sieci ulicznej

  1. Uzbrojenie zabezpieczające

sprężynowy zawór zabezpieczający (otwarcie przy ciśnieniu 0,5 - 1,0 atm wyższym od roboczego

  1. Uzbrojenie pomiarowe

Wewnętrzne instalacje wodociągowe i kanalizacyjne

Systemy wodociągowe:

podsystemy:

wewnątrz budynku - instalacja wodociągowa i kanalizacyjna

podłączenie - doprowadzenie z przewodu ulicznego do domu

Sposób postępowania przy wykonywaniu:

Odprowadzenie kanalizacji:

studnie 2 m od sąsiada

3 m od domu

zbiornik 7 m od sąsiada

przewód rozdzielczy 1,5 - 1,7 m

zasuwa (w skrzynce żeliwnej) - 40 mm

przewód z małym spadkiem

wodomierz przed i po zasuwie

Połączenie wodociągowe - naprawy włącznie z wodomierzem - przedsiębiorstwo wodociągowe

Instalacja w budynku - odpowiada inwestor np. osoba prywatna

połączenie - opaska wodomierze

siodełko kształtki redukcyjne

Miarą ilości ścieków w kanalizacji zbiorowej - ilość zużytej wody

Strefy ochrony sanitarnej ujęć wodnych

plagi (epidemia) - roznoszone drogą wodną

strefa ochronna ujęcia i źródła wody - jest to obszar poddany zakazom i ograniczeniom w użytkowaniu gruntów i korzystania z wody, obejmujący ujecie wody, zbiornik wodny lub jego część, stanowiące źródło poboru wody oraz tereny przylegające do ujęcia i zbiornika wodnego

Rozporządzenie Rady Ministra Ochrony Środowiska i Zasobów Naturalnych 5 lipca 1991 r. reguluje sprawy związane z zasadami ustanowienia stref ochronnych źródeł i ujęć wody

p. 1 pkt.1 ustanawia się dla źródeł i ujęć wodnych służących do zbiorowego zaopatrzenia ludności w wodę pitną i gospodarstw domowych do produkcji żywności i produktów farmacełtycznych

Strefy sanitarne dzieli się:

  1. Teren ochrony bezpośredniej

    1. Teren ochrony bezpośredniej wód podziemnych

obejmuje grunty na których jest usytuowane ujęcie wody oraz otaczający go pas terenu o szerokości

licząc od zarysu budowli, urządzeń służących do poboru wody

    1. Teren ochrony bezpośredniej ujęcia wód powierzchniowych - obejmuje:

Zabronione na terenie ochrony bezpośredniej

Teren ochrony bezpośredniej należy ogrodzić, a jego granice przebiegające przez wody powierzchniowe oznaczyć za pomocą rozmieszczonych w widocznych miejscach stałych znaków stojących lub pływających.

Na ogrodzeniu i znakach należy umieścić tablice informacyjne o ujęciu wody i zakazie wstępu osób nie upoważnionych na teren ochrony bezpośredniej

  1. Teren ochrony pośredniej

    1. Teren ochrony pośredniej ujęć wód podziemnych

Strefa ochrony pośredniej źródła i ujęcia wód podziemnych obejmuje obszar zasilania ujęcia wody. Jednak jeżeli czas przepływu wody od granicy obszaru zasilania do ujęcia jest dłuższy od 25 lat; strefa ochrony powinna obejmować wyznaczony obszar 25 letnim czasem wymiany wody w warstwie wodonośnej.

Strefa ochrony pośredniej źródła i ujęcia wód podziemnych wyznacza się na podstawie ustaleń zawartych w dokumentacji hydrogeologicznej obszaru zasobowego ujęcia, dotyczących:

Na terenach ochrony pośredniej mogą być zabronione roboty i czynności powodujące zmniejszenie przydatności ujmowanej wody lub:

Wewnętrzna strefa ochrony pośredniej obejmuje obszar objęty 30 dniowym czasem przepływu wody

    1. Teren ochrony pośredniej ujęć wód powierzchniowych

Określa się tak, aby w ujęciu wody była trwale zapewniona jakość wody zgodnie z przepisami w sprawie dopuszczalnych zanieczyszczeń

Strefę ochronną wyznacza się na podstawie wyników przeprowadzonych badań:

Na terenie ochrony pośredniej mogą być zabronione roboty i czynności w szczególności:

Wewnętrzna strefa och. pośredniej ujęć wód powierzchniowych obejmuje rzekę wraz z przylegającym do jej brzegów pasem gruntu o zasięgu w górę rzeki odpowiadającym 12 godz. czasem przepływu wody przy przepływie średnim niskim.

W przypadku zbiorników wew. teren och. pośredniej może obejmować pas terenu przylegający do zbiornika o szerokości nie mniejszej niż 500 m

Wniosek o ustanowienie strefy ochrony powinien zawierać:

Pompy wodociągowe

Pompowanie, dobór pomp

  1. Pompy i podnośniki

Ujęcia wodociągowe zazwyczaj położone są poniżej obszaru zaopatrzenia w wodę i nie gwarantuje odpowiedniego ciśnienia by woda mogła być dostarczana grawitacyjnie do odbiornika

Konieczne jest sztuczne podnoszenie wody w celu zapewnienia wymaganego ciśnienia roboczego w sieci rozdzielczej (pompy)

Pompy są to maszyny służące do podnoszenia cieczy z poziomu niższego na wyższy lub przetłaczaniu cieczy z obszaru o ciśnieniu niższym do obszaru o ciśnieniu wyższym

Działanie pomp polega na wytworzeniu różnicy ciśn. pomiędzy stroną ssącą (wlotem) i stroną tłoczną (wylotem ruchomej części pompy) - tłoka lub wirnika.

Do celów wodociągowych stosowane mogą być pompy różnego rodzaju - w zależności od przeznaczenia:

  1. w ujęciach wody podziemnej

  1. w ujęciach wody powierzchniowych

  1. na stacjach uzdatniania wody

  1. pompownie II stopnia stacji pomp

  1. do usuwania gazów i par z przewodów ssawnych i lewarowych

Pompy tłokowe (wyporowe)

Pompy wirowe

w zależności od kształtu wirnika pompy wirowe dzielimy na:

w zależności od wysokości podnoszenia dzielą się:

Pompy odśrodkowe składają się z kierownicy, wirnika,wału

zależy od

Parametry: (charakterystyka pomp) - zespół krzywych przedstawiający graficznie interpretację ........

Geometryczna wysokość ssania - różnica poziomów wlotu pompy i zw. wody w zbiorniku dolnym

(w którym następuje odbiór ciśnienia na manometrze

Geometryczna wysokość tłoczenia Hgt - różnica poziomów pomiędzy zwierciadłem wody w zbiorniku górnym i wylotu pompy

Geometryczna wysokość podnoszenia Hp - różnica poziomów pomiędzy zw. wody w zbiorniku dolnym i górnym

wykres

Podnośniki wodne - urządzenia służące do podnoszenia wody przy pomocy powietrza (energia sprężonego powietrza )

Zasady doboru pomp:

Bierzemy pod uwagę:

Dobierając pompy

Średnią wydajność pompy otrzymujemy z zależności:

0x01 graphic

Wys. podnoszenia pompy otrzym. z analizy pracy ukł. wodoc. w zależności od:

Pompownie wodociągowe

Jest to zespół urządzeń technicznych wraz z budowlami, uzbrojeniem, agregatami pompowymi służącymi do przetłaczania wody o odp. ciśnieniem

Podział:

Układ pomp w pompowni zależy od rodzaju i liczby pomp

Systemy wodociągowe wielostrefowe

Podst. syst. wielostref. - w celu zaopatrzenia w wodę tworzy się 2 lub 3 strefy ciśnień (teren o dużym zróżnicowaniu wysokościowym)

Awaria w I strefie brak wody w II strefie - s. grawitacyjny

dopisać który jest najlepszy - sprawność

Kanalizacje

Gospodarka ściekowa:

Rozwój zaopatrzenia wsi w wodę z wodociągów nie nastąpił równocześnie z rozwojem systemów odprowadzania i oczyszczania ścieków. W roku 1988 tylko 1376 (13%) mieszkańców wsi z ok. 2200 miejscowości korzystało z kanalizacji zbiorczej. Rozbudowa wodociągów zwiększyła od 5 do 10 razy ilość powstających ścieków bytowo—gospodarczych.

Uporządkowanie gospodarki wodno- ściekowej na terenach wiejskich:

Kanalizacja - zespół urządzeń i budowli inżynierskich, których zadaniem jest odprowadzenie z obszaru zabudowanego wszystkich rodzajów ścieków powstających w wyniku życia ludności oraz wód opadowych.

Ścieki powstają w wyniku wykorzystania wody przez wodociągi i dzielimy je na:

  1. bytowo - gospodarcze - składają się na nie spłukiwanie fekali, cele higieniczne, cele gospodarcze, przygotowanie posiłków, mycie naczyń, pranie, sprzątanie

  2. przemysłowe - ścieki zakładów produkcyjnych powstałe w wyniku technologii stosowanej w zakładzie i ścieki związane z pobytem ludzi w zakładzie

  3. opadowe -- powstałe z wód opadowych, oraz topniejącego śniegu

Ścieki bytowo - gospodarcze oraz ścieki opadowe odprowadzane są przez jeden układ kanalizacyjny (ścieki komunalne). Jako niebezpieczne pod względem sanitarnym muszą być odprowadzone krytymi kanałami, a potem skierowane do odbiornika i oczyszczone.

Klasyfikacja kanalizacji:

  1. wg kryterium zasięgu terenowego kanalizacji pozwala wyróżnić:

Kanalizacja indywidualna - odprowadza ścieki poza budynek i oczyszcza je w obrębie gospodarstwa

Kanalizacja zbiorowa - odprowadza ścieki poza osiedle i transportuje do oczyszczalni

  1. wg kryterium sposobu transportu ścieków pozwala rozróżnić:

  1. wg kryterium stopnia kompletności spełnienia przez kanalizację jej funkcji

  1. wg kryterium poziomu segregacji usuwanych ścieków

Kanalizacja ogólnospławna:

Odprowadza ścieki wspólną siecią kanalizacyjną. Przekroje kanałów są wymiarowane na spływy deszczowe obliczone na deszcze krótkotrwałe o dużym natężeniu. Są całkowicie wypełnione tylko w czasie intensywnych opadów , występuje wtedy okresowe jej przepełnienie, praca pod ciśnieniem, a nawet możliwością podtopienia terenu. W celu odciążenia kolektorów przy opadach intensywnych stosuje się przelewy burzowe i burzowce. Ich zadaniem jest odprowadzenie ścieków bytowo -- gospodarczych i przemysłowych rozcieńczonych opadowymi wodami bezpośrednio do odbiorników

(najkrótszą drogą). Pod względem sanitarnym spełnia zadanie, pod względem ekonomicznym jest najtańsza.

Kanalizacja rozdzielcza:

Ścieki bytowo - gospodarcze i przemysłowe odprowadzane są oddzielnie kolektorem ścieków bytowo - gospodarczych i przemysłowych, a drugi kolektor do ścieków opadowych. Przekroje kanałów sieci bytowo - gospodarczych i przemysłowych są wymiarowane wg max. standartowych przepisów ścieków zwiększonych o ilość wód gruntowych infiltrujących do kanałów. W normalnych warunkach nie powinna pracować pod ciśnieniem. Przekroje kanałów w sieci deszczowej są wymiarowane wg spływów deszczowych. Oczyszczalnie ścieków tylko dla ścieków bytowo - gospodarczych i przemysłowych. Pod względem sanitarnym spełnia całkowicie zadania kanalizacyjne lepiej niż kanalizacja ogólnospławna.

Kanalizacja półrozdzielcza:

Ścieki bytowo - gospodarcze i opadowe są odprowadzane rozdzielnie lecz przy pewnym ich powiązaniu. To współdziałanie sieci polega na tym, że początkowa ilość ścieków deszczowych pochodzących ze spłukiwania dachów i ulic przechwytywana jest przez kanalizacje ścieków bytowo- gospodarczych, oczyszczane przy pomocy urządzeń, - separatorów ; po pewnym czasie trwania deszczu separatory zamykają się i opad przesyłany jest z kanałów deszczowych do ścieków, dalej do oczyszczalni. Przekroje kanałów wymiarowane są dla całej sieci rozdzielczej, a urządzenia przerzutów wód opadowych do sieci ściekowej. Pod względem sanitarnym spełnia całkowicie zadanie, pod ekonomicznym jest najbardziej korzystne.

  1. wg kryterium hydraulicznych warunków przepływu ścieków

Wybór rodzaju kanalizacji:

Przy wyborze rodzaju kanalizacji powinniśmy rozpatrzyć następujące zagadnienia:

  1. Zasięg systemu kanalizacyjnego

  2. Odbiorniki i wpływ systemów na ich zanieczyszczenie

  3. Standard usług kanalizacyjnych ochrony środowiska

  4. Rozmieszczenie źródeł ścieków, prognoza pod względem ich ilości i zanieczyszczeń

  5. Rodzaj kanalizacji

  6. Rozmieszczenie oczyszczalni ścieków komunalnych

  7. Ukształtowanie układu transportu ścieków

  8. Sposób ograniczenia niekorzystnego wpływu systemu na środowisko

  9. Zakres adaptacji istniejących układów kanalizacyjnych

  10. Parametry techniczne elementów systemu

  11. Warunki realizacji i działania systemu

  12. Czas wykonania poszczególnych etapów kanalizacji

Ocena musi być dokonana przy zastosowaniu kryteriów ekonomicznych i funkcjonalnych. Szczególnie należy zwrócić uwagę na względy funkcjonalne. Najistotniejsze jest zaplanowanie (zapewnienie) prędkości samooczyszczania tj. prędkości przy której nie następuje wytrącenie osadów i odkładanie ich na dnie kanałów.

Preferuje się kanalizację rozdzielczą. Spośród trzech wymienionych systemów sieci kanalizacyjnej najbardziej narażone na zanieczyszczenie osadami jest sieć ogólnospławna.

Kanalizację ogólnospławną winno się stosować w przypadkach:

Kanalizację półrozdzielczą stosuje się, gdzie odbiorniki wymagają szczególnej ochrony (jeziora, zbiorniki zaporowe, potoki, itp.)

Ilość ścieków bytowo - gospodarczych zależy od:

Scalone wskaźnik ilości ścieków w przeliczeniu na 1 mieszkańca(mieszkalnictwo, usługi, budynki użyteczności publicznej - razem)

q = q' G [dm3 * s-1 * ha]

q - odpływ ścieków na 1 ha powierzchni

q' - odpływ jednostkowy [dm3/M*s]

G - gęstość zaludnienia [M/ha]

Ustalenie ilości ścieków opadowych

Podstawy określenia spływów deszczowych

Zagadnienia obliczenia przepływów deszczowych w sieci kanalizacyjnej sprowadza się do wyznaczenia:

spływ ścieków opadowych do sieci kanalizacyjnej określa się z zależności:

Q = ϕ * Ψ * q * F [dm3/s]

q - natężenie deszczu miarodajnego wywołującego spływ ( miarodajny deszcz krótko trwały o największym natężeniu ) do określenia służą inne parametry na terenach górskich a inne dla nizinnych

Ψ - współ. spływu (stosunek ilości wody deszczowej która spłynie do kanału, a ilością opadu jaki spadł na tą powierzchnie)

Ψ = Qsp/Qopad <1

wartość Ψ zależy od

Wg Reinholda współ. spływu można określić z zależności @@@@

ϕ - współ. opóźnienia odpływu (<1)

spowodowany jest:

Retencja kanałowa - czas potrzebny do stopniowego wypełnienia przekroju przewodu i uzyskania prędkości założonej w kanale

ϕ - określamy z zależności

0x01 graphic

tp - czas przepływu ścieków kanałami

tr - czas retencji kanałów

tk - czas koncentracji powierzchniowej

F - pow. zlewni z której ścieki opadowe spływają do kanału (wyznaczenie zlewni decyduje o wartości przepływu, podział rzeczywistych linii wododziałów)

Zasady projektowania sieci kanalizacyjnej

Projekt sieci kanalizacyjnej ma na celu ustalenie:

Dokumentacja potrzebna do projektowania:

Studia dokumentacji technicznej:

Projekt sieci kanalizacyjnej:

  1. Prędkości ścieków i spadku kanałów

Spadki kanałów wg wytycznych nie mogą być mniejsze od:

  1. Zagłębienia sieci

  1. Układu sieci

Każdy układ sieci kanalizacji ściekowej, deszczowej czy ogólnospławnej składa się:

Wśród układów sieci kanalizacyjnych należy wyróżnić:

Na obszarze jednostki osadniczej może być

Ze względu na wzajemne powiązania kanałów i kolektorów wyróżniamy:

  1. Trasy kanału

W planie ulicy wykreśla się kanał z uzbrojeniem oraz obiektami, należy trasować równolegle do linii ulicy. Wszelkie zmiany kierunku nieprzełazowego kanału dokonuje się w studzienkach rewizyjnych.

Przekroje kanalizacyjne

(okrągłe , jajowate)

Wybór kształtu przekroju zależy od:

Wybór materiału do budowy kanału zależy od:

Materiały użyte do budowy kanałów winny odznaczać się:

Materiały stosowane do sieci kanalizacyjnych

Obliczenia hydrauliczne kanałów

Założenia ogólne

Obliczenia hydrauliczne kanałów polega na wyznaczeniu:

Podstawą do obliczeń jest określenie:

na długościach odcinków sieci między węzłami parametry geometryczne i hydrauliczne nie zmieniają się.

Niezmienność wymiarów kanału, spadku, chropowatości jest przyjęciem, że w kanale panuje ruch jednostajny równomierny

Linia piezometryczna zw. ścieków

Prędkość w kanałach średnią w przekroju wynikającej zależności:

0x01 graphic

do obliczeń prędkości - wzór Chezego 0x01 graphic
[m/s]

- natężenie przepływu 0x01 graphic
[m3/s]

Prędkości rzeczywiste często przekraczają prędkości krytyczne z ruchem burzliwym, rwiącym

W obliczeniach kanałów należy wyróżnić 3 fazy

W zależności od wpływu chropowatości należy wyróżnić 3 zakresy przepływów:

rury azbestowo - cementowe k = 0,8 mm

Sposób przeprowadzenia obliczeń

Obliczenie przekroju kanału wykonujemy jednym z następujących sposobów

W praktyce kanaliz. można spotkać z następującymi przypadkami obliczeń przekrojów kanaliz:

Należy wyznaczyć kształt i wymiary kanału przy częściowym lub całkowitym napełnieniu. Określenie napełnienia i v - prędkości

Prędkości i spadki

wyznaczenie prędkości w kanałach i odpowiadającym im spadków

0x01 graphic

dla ogólnospławnej v > 1 m/s

dla innych v > 0,8 m/s

Zagłębienia sieci

w stosunku do spadków terenowych, można wyróżnić następujące przypadki:

Obliczenia zagłębienia: (różnica poziomu terenu i dna kanału)

Zagłębienie

z = g + p + d + i * L + w + (Ru1 - Rb)

z - zagłębienie kanału

g - zagłębienie poniżej terenu pomieszczenia przez które przechodzi główny przewód odpływowy

p - przykrycie głównego przewodu odpływ. min 0,5 m

d - średnica przewody odpływowego (przykanalika)

i - spadek przykanalika

L - długość przykanalika i przewodu odpływowego

w - wzniesienie dna wpustu kanałowego nad dnem kanału

Ru1 - rzędna ulicy nad kanałem

Rb - rzędna terenu

Uzbrojenie sieci kanalizacyjnej

Studzienki na kanałach przełazowych

Przewietrzniki

są rozstawione między studzienkami włazowymi w odległości ok. 40 m

dzielimy na:

zainstalowany - najwyższe punkty

Studzienki kaskadowe

Dla kanałów nieprzełazowych o średnicy 400 mm i różnicy poziomów do 4 m stosuje się studzienki kaskadowe z pionów , rurą

Uzbrojenie do płukania sieci kanalizacyjnej

Do urządzeń służących do płukania kanałów należą;

Do płukania kanałów używa się

Płuczki kanałowe

w zależności od układu sieci płuczki mogą być:

Zamknięcia kanałowe

dzielimy na:

Przelewy burzowe

mają za zadanie odciążenie kolektora w okresach intensywnych opadów

stosuje się przelewy czołowe, skośne, półskośne, boczne - nazwy pochodzą od usytuowania osi do kolektora

Obliczenia prowadzi się aby przelewy pracowały nie zatopione

Przekraczanie przeszkód przez sieć kanalizacyjną

Do przeszkód , z którymi mogą występować kolizje sieci kanaliz. można zaliczyć:

Przekraczanie przeszkód przez kanały może odbywać się:

Kanalizacje:

  1. grawitacyjna - przepływ wody siłami natury, najmniejsza normatywna średnica ∅ 200 mm

  1. ciśnieniowa - wysoko wydajna, oszczędna (sprawne nisko-energetyczne pompy)

  2. podciśnieniowa

Kanalizacja ciśnieniowa i podciśnieniowa

stosowana w terenach płaskich gdzie wyznaczenie spadków kanałów kanalizacji grawitacyjnej wymagałoby wyznaczenie rowów głębokich 6 - 7 m, a tam gdzie istnieje wysoki poziom wód gruntowych, roboty wymagały by odwodnień; stosujemy także

Kanalizację ciśnieniową stosujemy w tych samych miejscach co kanalizację podciśnieniową

Różnica polega na tym, że ograniczeniem jest różnica wysokości między pompą ssącą z lewarem, a zw. w najniżej położonej studzience.

Dotychczas uznaje się, że różnica ta nie powinna być większa niż 2 m (praktyka)

Wymiarowanie kanalizacji ciśnieniowej polega na dobraniu dla danej sieci kanalizacyjnej odpowiednich średnic, przy czym fundamentalna różnicą pomiędzy kanalizacją ciśnieniową, a podciśnieniową z pkt. widzenia projektowania, polega na tym, że kanalizację ciśnieniową prowadzi się na głębokości przemarzania, w zasadzie równoległym do terenu i największa ∅ kanal. ciśnieniowej jest mniejsza od najmniejszej ∅ kanal. grawitacyjnej.

Podobne są uwagi dotyczące kanaliz. podciśnieniowej, z tym, że tu wymagane są specjalistyczne prowadzenie rurociągów - sposób opatentowany

Kanalizacja ciśnieniowa skład się ze studzienki, gdzie na stalowym słupie zamocowana jest pompa zanurzona w ściekach. Jest studzienką przydomową. Posiada urządzenie trzące, rozcinające odpady, a później transportuje je do kolektora

Dobór pompy polega na przełożeniu na charakterystykę pompy krzywej sprawności danego rurociągu

Z najbardziej odległej studzienki należy sprawdzić jej hydraulikę i dobrać tak średnicę idąc od najmniejszej do największej, aby prędkości ścieków nie były mniejsze od 0,5 - 0,7 m/s.

W momencie, gdy uważamy, że zdefiniowaliśmy ∅ to dla każdej studzienki, dla tego układu ∅ musimy zdefiniować pkt. pracy pompy

Następnie dla każdej studzienki robimy charakterystykę (określamy pkty. pracy)

Metody sprawdzania pracy sieci:

  1. Oparta o rachunek prawdopodobieństwa (1981r. w Węgrzech Bal.......)

słabość - przyjęcie, że każda studzienka będzie tak samo pracować i w tym samym czasie (daje wielkości zawyżone)

  1. Metoda symulacyjna - u nas preferowana

  2. Metoda na podstawie doświadczeń zebranych z pracujących instalacji (u nas jest ich mało i są zbyt małe)

Instalacje kanalizacyjne wymagają płukania (przedmuchiwania - kompresor w celu zapobiegania zaklinowania; pompowanie pneumatyczne jest skuteczniejsze od hydraulicznego x 1 raz na dobę)

Kanalizacja podciśnieniowa - pracuje na dokładnie tych samych sieciach co ciśnieniowa. Zamiana jednej na druga jest tylko ekonomiczna

Istota polega na tym, że buduję się stację kompresorowo - próżniową

W Niemczech stosowany jest zawór umiejscawiany w studni zamiast pompy. W Polsce - zawór produkowany jest z wadami.

Rozprowadzane w Polsce zawory syst. Olszewskiego nie nadają się do niczego, a najstarszy zawór Elektrolux'a ulega często uszkodzeniom mechanicznym (trwałość 2 lata ) zasysa powietrze 0,6 - 0,7 atm. znaczne gnicie

Zawór systemu Schluffa - w Niemczech, bardzo dobrze opracowany (z. zwrotny) zasysa powietrze (+) - zwalnia proces gnicia

Opłacalność instalacji podciśnieniowej, jest powyżej 500 osób (ok. 100 studzienek)

Nie ma podstaw teoretycznych obliczania instalacji podciśnieniowej - Teorię tą obalił dr Myczka - robiąc schemat obliczeniowy kanalizacji podciśnieniowej. Da się ustalić uk. równań, który określi bilans ścieków (3 studzienki) oblicz. metodą Crossa.

Przeciętnie wg polskich doświadczeń kanaliz. ciśnieniowa jest o 30 - 40 % tańsza niż grawitacyjna, a podciśnieniowa jest tańsza jeszcze o 5 % ; wg Niemców te różnice są bardziej drastyczne

Kanalizacja podciśnieniowa - jest prawie bez obsługowa. Należy uwzględnić poziom kultury narodowej i użytkownika (użytkownik musi znać rodzaj kanalizacji i jej ograniczenia)

1

4



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
wykład1, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 3, SEMESTR VI, Fund
wykładi, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 4, Semestr VII, Gos
sciągaodw, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 3, SEMESTR VI, Fu
ODWODNIENIA, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 3, SEMESTR VI,
dom0, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 3, SEMESTR VI, Woiągi
Kopia Opis techniczny B, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, 4 STASZEK, Semestr II,
KOSZULKA, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, 3 STASZEK, Mechanika budowli
zapotrzebowanie, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 4, Semestr
crossgosp, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 3, SEMESTR V, Woi
ściana2, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 4, Semestr VII, Żel
ściana3, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 4, Semestr VII, Żel
dom1, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 3, SEMESTR VI, Woiągi
Cwiczenie 1, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, 3 STASZEK, Woiągi
ĆW.3.PKT.2, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, Hydrologia-sylwek, CW3
kubaturap, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 4, Semestr VII, N
TABELA CODZIENNYCH STANÓW WODY W ROKU 1973, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, Hydrologia-s
Cwicz1, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, Bastek, Studia, Rok 4, Semestr VIII, Bud

więcej podobnych podstron