Водозабор из наземных источников

Забор хозяйственно-питьевой воды из наземных источников связан с сооружением очистных установок, чаще всего с использованием медленных песчано-гравийных фильтров, но иногда воды местных водоемов и рек при наличии береговых фильтрующих пород можно использовать, применяя так называемые инфильтрационные колодцы.

Они представляют собой шахтные колодцы, расположенные на крутом берегу (не заливаемом весенним паводком) как можно ближе к кромке воды (рис. 9, а). В результате естественной фильтрации через толщу пород, находящихся между водоемом и колодцем, качество воды заметно улучшается.

Конструктивно и технически инфильтрационные колодцы выполняют точно так же, как и обычные шахтные колодцы, с применением таких же материалов. При круглогодичном водозаборе из инфильтрационного колодца необходимо предусмотреть надежную теплоизоляцию оголовка колодца в виде утепленной будки, а также устройство двойной крышки. Колодец должен быть обязательно оборудован вентиляционным стояком диаметром 100— 150 мм с дефлектором или флюгаркой. Такие колодцы лучше всего оборудовать вибрационными или электромагнитными насосами, достоинство которых помимо их технических данных заключается в удобстве автоматизации их работы в дежурном режиме. Для этого их достаточно подключить к системе автоматического управления водонапорного или гидропневматического бака. Насос подсоединяют к колену напорного трубопровода резиновым шлангом в пространстве между двумя крышками с помощью стяжного хомута. Напорный трубопровод оборудуют запорным вентилем, сливным патрубком с краном, патрубком подсоединения шланга насоса (см. рис. 9, в).

Чтобы предотвратить возможное замерзание воды в напорной трубе, в нижней точке колена сверлят дренажное отверстие диаметром 2—3 мм. Из другой части колена — резинового шланга — сток воды обеспечивает клапан вибрационного насоса.

Сливной патрубок с краном необходим для проведения различных технологических операций, связанных с проверкой работоспособности насоса, а также с чисткой, дезинфекцией, сбросом застоявшейся в колодце воды и т. п. Кроме того, его можно использовать для подсоединения к летней дворовой водопроводной сети (на полив и т. п.)

При заборе воды для питьевых нужд непосредственно из водоема необходимо соблюдать следующие основные требования:

не допускать опасных в санитарном отношении загрязнений водоема и прилегающей территории;

оборудовать биологическую очистку воды с помощью медленных фильтров;

обеспечить круглогодичную работоспособность водозаборных сооружений.

Рис. 9. Устройство водозабора из наземных источников:

(I - с помощью инфильтрационного колодца; б — через медленный фильтр-отстойник; / - водонепроницаемый пласт; 2 — фильтрующая порода; 3 — инфильтрационный колодец; V -гравийный фильтр слоем 0,3—0,5 м; 5 — вибрационный насос; 6—напорная труба водопровода; 7 — глиняный замок; 8 — будка; 9 — вентиляционный стояк; 10 — утепленная крышка; // — вторая крышка; 12 — береговая порода; 13 — опоры; 14 — лед; 15 — оголовок г сетчатым фильтром; 16 — водозаборная труба; 17 — задвижка; 18 — слой песка; 19 — слой гравия; 20 — дренажный поддон; 21 — перегородка; 22 — илоприемник; 23 — отсек водозабора; 24 — фильтр; 25 — насосный агрегат; 26 — техническая камера; 27 — люки; 28 — гидроизоляция; 29 — насыпной грунт; 30 — отсек фильтра-отстойника; в — схема подсоединения итерационного насоса к водопроводной сети; г — схема подсоединения центробежного насоса: / —- запорный вентиль сети; 2 — патрубок сливной с краном; 3 — патрубок подсоединения шланга насоса; 4 — насос; 5 — вентиль водозаборный; 6 — патрубок всасывающий с краном

С учетом этих требований выбирается место водозабора. На реке оно должно располагаться выше по течению по отношению к стокам, поступающим с территории населенного пункта, на участке коренного неразмываемого берега. Водозаборник, как на реках, так и на водоемах предпочтительно устраивать в местах со значительной глубиной — в пределах 2—2,5 м. Такая глубина позволяет обеспечить оптимальные условия установки оголовка заборной трубы и избежать забора воды из поверхностной зоны водоема, наиболее подверженной цветению в летний период, а зимой — ледоставу, а также исключает вынужденный забор придонного высокоминерализованного слоя.

Установка для круглогодичного забора воды из водоема для местного водоснабжения состоит из заборной трубы, оборудованной оголовком с грубым сетчатым фильтром, по которой вода самотеком поступает в отстойник-фильтр (см. рис. 9, б). Отстойник-фильтр представляет собой колодец, разделенный перегородкой на два отсека — отстойник с фильтром и водозаборный отсек. Внизу отсеки сообщаются, а дно выполнено наклонным в сторону водозаборной части для сбора ила в придонной выемке водозаборного отсека. Отстойник-фильтр работает по схеме медленного биологического фильтра, к достоинствам которого относятся такие качества, как плавная фильтрация, близкая к естественной, через слои песка и гравия, высокий процент (до 99 и более) задержания бактерий, простота устройства и эксплуатации. Пропускная способность медленного фильтра— 10-сантиметровый слой воды в час.

В нижней части отсека отстойника-фильтра расположен дренажный поддон, на который укладывают слой поддерживающего материала (гравий размером 5—25 мм слоем 0,3—0,5 м), а затем слой фильтрующего, материала (песок зернистостью 0,33—1 мм слоем 0,8—1,2 м). Вода подается сверху и, медленно фильтруясь через придонный проем, поступает в водозаборный отсек.

По мере фильтрации на поверхности песка образуется гак называемая биологическая пленка из взвеси, водного планктона, в частности бактерий. Такая пленка сама играет роль тонкого фильтра, так как задерживает более мелкую взвесь и бактерии, которые прошли бы сквозь поры песка.

Заборную трубу монтируют из безнапорных чугунных или асбоцементных труб диаметром 100—150 мм. Оголовок делают из листовой оцинкованной стали в виде конуса, с широкого конца закрытого латунной сеткой с ячейками размером 3—5 мм. Оголовок трубы устанавливают на глубине 70—80 см от дна водоема, а заборную трубу крепят на сваях, надежно вбитых в дно.

Для предотвращения случайного разрушения приемного устройства место водозабора обозначают предупредительным знаком, стоящим на берегу, или ограждают частоколом из свай.

Конец заборной трубы в отстойнике оборудуют задвижкой, управляемой с помощью удлиненного воротка. Резервуар фильтра делают из бетона, кирпича или древесины, а также из бетонных колец. Рабочий объем водозаборного отсека в определенной степени зависит от периодичности включения насоса. Если насосная установка, например бензомоторная, рассчитана на эпизодическое включение, то рабочий объем камеры водозабора должен быть несколько больше объема водонапорного бака, а объем водонапорного бака, в свою очередь, берется в кратной зависимости от суточной потребности в воде. Это означает, что если периодичность включения насоса определена один раз в два дня, то водонапорный бак должен вмещать объем воды, равный двухсуточной водопотребности. Несколько больше (на 25%) должен быть рабочий объем водозаборного отсека. Запас на 25% необходим для обеспечения гарантированного водопогружения насоса в конце цикла. При подключении насоса к системе автоматики, включающей насос по мере расходования йоды из водонапорного бака, рабочий объем водозаборного отсека принципиального значения не имеет, но следует предусмотреть 5—6-кратный запас на случай интенсивного расходования воды (полив, пожар и т. п.) или установить дублирующую систему отключения насоса по уровню воды в водозаборном отсеке.

Колодец оборудуют технической камерой с вентиляционным стояком диаметром 100—150 мм, обеспечивающим вытяжку из обоих отсеков отстойника-фильтра. Оголовок колодца закрывают двойной крышкой и при надобности оборудуют утепленным коробом или будкой.

Медленные фильтры нуждаются в периодической очистке, которая заключается в снятии поверхностного 2— 3-сантиметрового слоя песка и последующем включении воды на сброс в течение двух-трех дней для образования новой биологической пленки. С этой целью насосы типа центробежного оборудуют вентильной системой с патрубками, позволяющей механизировать очистку фильтра, а также промывку заборной трубы (см. рис. 9, в).

Всасывающий патрубок оборудуют резиновым шлангом такой длины, которая позволит производить отбор поверхностного слоя с фильтра и чистку придонного илоприемника в водозаборном отсеке, а также обеспечить промывку водозаборной трубы способом противотока. Грязную воду отводят через сливной патрубок со шлангом за пределы санитарно-охранной зоны.

Периодичность очистки фильтра зависит от местных условий и, как правило, определяется на основании практического опыта, накопленного в процессе эксплуатации.

Ориентировочный срок чистки один раз в два — шесть месяцев.