Способ водоснабжения городов

К ПАТЕН равлика, водоМ.: Стройиздат,опроводс, 5-34.оснабжех стран, -88-204.Я ГОРОчет во . 1976 .А. Во бежны - 93, с, ЖЕНИ пособы вов, включая йствен ной Комитет Российской Федераци о патентам и товарным знакам(56) Калицун В.И, и др, Гиснабжение и канализация.1980, с. 78-147,Абрамов Н.Н. и др. Расных сетей, - М.: СтройиздатШевелев Ф.А., Орлов Гние больших городов заруМ.: Стройиздат, 1987, с. 76(54) СПОСОБ ВОДОСНАБДОВ Изобретение относится к системами устройствам водоснабжения крупных населенных пунктов. больших городов питьевой водой и может использоваться в сложной экологической обстановке с учетом загрязнения окружающей среды, а также при относительно низком уровне загрязнения для подачи каждому потребителю через имеющуюся водопроводную сеть высококачественной воды, например родниковой или артезианской, в ограниченном объеме. Изобретение позволяет выделять иэ общего обьема водопотребления высококачественную воду, имеющуюся в ограниченном объеме, для использования непосредственно в качестве питьевой.Известны системы. схемы и сдоснабжения населенных пунктогородского типа, питьевой и хозя(57) Использование: область водоснабжения. Сущность изобретения: выделяют источники водоснабжения с минимальным по сравнению со средним содержанием вредных компонентов и накапливают воду из выделенных источников в дополнительных емкостях. Воду из основных емкостей подают с периодическими перерывами в заранее определенное время. В течение этих перерывов воду подают из дополнительных емкостей в виде разовых залповых периодических сбросов в обьеме не менее среднечасового потребления на данном участке водопроводной сети. Общее время подачи из основных емкостей не менее, чем в 6 - 1 О раэ превышает время подачи воды иэ дополнительных емкостей. 1 ил. водой, получаемой из поверхностных и подземных источников водоснабжения, а также водозаборные устройства, очистные сооружения и трубопроводные системы (1).Известны способы определения режи.мов расходования воды в течение суток, различные системы подачи и распределения воды между потребителями, а также непос- О редственно способы водоснабжения круп- Од ных населенных пунктов (2). ООбщим недостатком, известных спосо- а бов и систем водоснабжения городов и крупных населенных пунктов является невозможность выделения из общего обьема водопотребления высококачественнойпитьевой воды.Ближайшим по технической сущности к предложенному является широко известный способ водоснабжения больших горо 2000391дов, заключающийся в одновременном заборе воды, поступающей из поверхностных и подземных источников, например водоемов и артезианских скважин, ее накоплении в нескольких основных водоемах и резервуарах, определении содержания в ней вредных компонентов, обработке ее при доведении до уровня питьевой (например, путем очистки, фильтрации, смешивания и т.д,), непрерывной подаче в централизованную замкнутую распределительную сеть потребителям, например, через насосные станции. расположенные в местах забора воды и по пути ее следования (3).Недостатком известного способа является то, что он рассчитан на обработку всей массы поступающей воды, не позволяет выделять из общего объема водопотребления особо чистую воду, что приводит к нерациональному ее использованию на хозяйственные нужды, лишает потребителя возможности производить выбор поступающей к нему воды,Целью изобретения является устранение указанных недостатков без существенного изменения водопроводной сети, а именно - экономия водоресурсов и повышение качества воды, поступающей для непосредственного использования в виде питьевой при ее выделении иэ общего объема водопотребления. Например, применительно к Москве таким способом каждый москвич может быть обеспечен чистой родниковой водрй в ограниченном объеме.Поставленная цель достигается тем, что в процессе забора выделяют воду с минимальным по сравнению со средним содержанием вредных компонентов, накапливают ее в дополнительных отдельных емкостях общим обьемом не более среднесуточного объема водопотребления сети, подачу воды иэ основных водоемов и резервуаров производят с периодическими перерывами в заранее определенное время длительностью не более 3-4 ч в зависимости от размеров централизованной сети, а в течение образованных перерывов в отключенный участок сети производят подачу воды иэ дополнительных емкостей в виде разовых периодических залповых сбросов в объеме не менее среднечасового потребления на данном участке при одновременном накоплении воды у потребителя и с последующим прекращением подачи при включении в сеть основных водоемов и резервуаров. Кроме того, в период непосредстеенно предшествующий включению в сеть дополнительных отдельных емкостей, в ней производят подкрашивание воды, поступающей иэ основных водоемов и резервуаров. Также целесообразно в течение образованных перерывов, соответствующихвключению в сеть дополнительных емко 5 стей, производить временное выключениегорячего водоснабжения.Особенностью данного способа является то, что в процессе забора определяюткачество воды. поступающей из отдельных10 источников, выделяют воду с минимальнымсодержанием вредных компонентов посравнению со средними показателями воды, поступающей в общую сеть, т.е. не смешивают воду, а как бы сортируют ее,15 накапливая особо чистую, например родниковую или артеэианскуюв отдельных дополнительных водоемах (емкостях)относительно небольшой емкости, Процесснакопления может идти достаточно долго,20 например неделю, а процесс ее подачи наоборот продолжается сравнительно малоевремя, не более 3 - 4 ч, что является необходимым и достаточным для накопления чистой воды у потребителя,25 Таким образом, при сравнительно небольшом запасе воды, получаемой, например, из родников или удаленных от данногогорода чистых источников водоснабжения,каждый пользователь имеет воэможность,30 открыв кран в заранее определенное время,накопить у себя необходимый запас такойчистой воды, например, на неделю.На чертеже изображена схема системыводоснабжения (вариант) крупного населен 35 ного пункта.Система водоснабжения состоит из не, скольких основных водоемов и резервуаров1 - 3 (например, водохранилищ, рек, емкостей) как источников водоснабжения, в ко 40 торых расположены заборные устройства(сооружения) 4 - 6 соответственно. Заборные устройства 4-6 связаны через соответствующие обьединенные насосныеконтрольно-водоочистительные станции 7 -45 9 и эапорно-регулирующие вентили (задвижки) 10-12 с кольцевой трубопроводнойсистемой 13, откуда вода через вентили 14может поступать отдельным потребителям., В систему включены водонапорные башни50 15 и 16, как источники ограниченного объема высококачественной, например артезианской, которые могут быть удалены отгорода на значительные расстояния и бытьсвязаны с ним трубопроводом 17 относи 55 тельно малого сечения и через вентили 18,19, Однако малая производительность источников 15 и 16 не позволяет обеспечитьвесь городчистой водой при обычном режиме работы и питает отдельных потребителей. Для решения задачи система снабжена35 40 45 дополнительными водоводэми 20 (трубопроводами), которые через устройство ввода 21 с вентилями 22 соединены с дополнительной отдельной емкостью 23, например водоемом закрытого типа, в котором накапливается чистая вода, Особенностью водоема 23 является наличие при его относительно малом объеме, не превышающем среднесуточного объема водопотребления сети, мощной заборной системы 24, 25 с высокопроизводительными насоснообрабатывающими станциями 26, 27, сопоставимыми по мощности со станциями 7-9. Станции 26, 27 в свою очередь через вентили 28, 29 подключены к кольцевой трубопроводной системе 13, Зкоторая может также делиться на участки, например, по районам города, Другой особенностью данной системы является наличие у подавляющего большинства потребителей накопительных емкостей 30 малого объема для создания запаса питьевой воды.Способ реализуется следующим образом.В режиме обычного водопотребления работа системы обеспечивается по известной схеме с получением воды из основных водоемов и резервуаров 1, 2, 3, ее обработкой до уровня питьевой на станциях 7 - 9 и подачей потребителю в непрерывном режиме через кольцевую систему 13, Параллельно работе основной системы измеряют уровень загрязнения воды в системе 13. уровни загрязнения воды, поступающей из отдельных источников, как основных 1, 2, 3, так и дополнительных 15. 16, которые могут подавать воду в город, например, отдельным потребителям, определяют средний уровень загрязнения воды, поступающей в сеть, в том числе по отдельным компонентам. Исходя из среднего уровня определяют источники с наиболее чистой водой - в данном случае, артезианские скважины с водонапорными башнями 15, 16 малой производительности, С помощью источников 15, 16 через трубопроводы 20 и устройства ввода 21 обеспечивают постепенное заполнение дополнительного отдельного водоема (емкости) 23, который позволяет накапливать воду в объеме от 1 до 10 тыс, м на 100 тыс. жителей, например, за неделю. 50 Раз в неделю в строго определенное и известное жителям время одновременно перекрывают вентили (задвижки) 10, 11, 12, 19, соответственно прекращая подачу воды в сеть иэ основных водоемов, и открывают 55 вентили 28, 29, запуская насосные станции 26, 27 на полную мощность. При этом предварительно в сеть 13 может быть подан безвредный краситель, например, типа марганцовки, в малой концентрации ля окрэшивэния воды, находящейся в сети. После включения подачи воды из водоема 23 и неко 1 орого забора воды потребителями к ним начинает поступать только чистая вода из водоема 23, которая запасается ими в емкостях 30, например, в течение 1-2 ч. Одновременно целесообразно выключать систему горячего водоснабжения, что позволяет сократить водопотребление чистой воды в системе на хоэяйс 1 венные нукды. Момент подачи чистой воды дополнительно контролируется пользователем по изменению ее цвета в процессе вымывания и использования воды, находящейся в системе 13 до перекрытия вентилей 10-12. Таким образом, данный способ позволяет при незначительных изменениях в системе водоснабжения, связанных с введением в нее дополнительных емкостей 23 и 30, подавать всем пользователям через обычную сеть, но в определенные периоды времени особо чистую (отобранную) воду, например родниковую, минеральную. Повышенный расход воды в указанные периоды времени компенсируется сокращением расхода воды на хозяйственные нужды и горячее водоснабжение, что с учетом кратковременности данных перерывов не затрагивает интересов других пользователей и обеспечивается наличием мощной заборной системы в емкостях 23 и поддержанием повышенного давления в сети. Что касается обоснования приведенных в формуле цифровых данных, то они связаны с нормами водопотребления - не менее 5 л питьевой воды в день на человека и возможными потерями в сети трубопроводов и вынужденного расхода воды на хозяйственные нужды в указанные перерывы, а также с периодичностью образования указанных залповых сбросов из водоема 23, Чем реже производятся такие разовые сбросы накопленной воды из водоема 23, который может полностью освобождаться от запаса воды в этот период, тем большим долкен быть его обьем, поскольку он должен обеспечивать создание запаса воды в емкостях 30 на время до следующего сброса, Однако, исходя из действующих в настоящее время нормативов и реальных данных по расходу воды в среднем на одного жителя, который составляет до 600-800 л на человека в сутки, то такого среднесуточного объема вполне достаточно с известным запасом для обеспечения населения чистой водой нэ период до двух недель, что является предельным для сохранности воды е2000391 авитель Т. Винокуроваед М.Моргентал Корректор М, К еда кто аз 3 Тираж Подписное НПО " Поиск" Роспатента13035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводетвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гаг 10 обычных домашних условиях с учетом гигиенических требований,Длительность образованных перерывов в основном связана с временем, необходимым для прохождения воды из водоема 23 (от выходного вентиля) к потребителю с учетом скорости потока и длины трубопровода. Если исходить иэ размера магистральных трубопроводов 30-40 км, в таких крупных городах, как Москва, то при значительном объеме водопотребления и относительно малом собственном объеме трубопроводов время прохождения воды от водоема 23 до потребителя нв превысит 2-3 ч. Достаточ. ное время забора воды потребителем составляет 0,5-1 ч, что и определяет длительность образованных перерывов - не более 3-4 ч, Увеличениеуказанного диапазона возможно, но приведет к значительным нерациональным потерям чистой воды. Целесообразнее в этом случае сокращать интервалы между отдельными сбросами, производя их, например, один раз в 2-3 дня.С учетом сказанного, целесообразно размещать емкость 23 в центре городов. Формула изобретения Способ водоснабжения городов, заключающийся в заборе воды из источников водоснабжения, ее накопления в основных 5 емкостях и очистке воды при одновременном контроле содержания вредных компонентов и последующей подаче питьевой воды потребителю через водопроводную сеть, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, при 10 подаче питьевой воды потребителю и контроле содержания вредных компонентов в воде выделяют источники водоснабжения с минимальным по сравнению со средним содержанием вредных компонентов и накап ливают воду иэ выделенных источников вдополнительных емкостях, при этом подачу воды иэ основных емкостей производят с периодическими перерывами в заранее определенное время, в течение которых под ачу воды производят из дополнительныхемкостей в виде разовых залповых периодических сбросов в объеме не менее среднечасового потребления на данном участке водопроводной сети, причем общее время подачи из основных 25 емкостей не менее чем в 6-10 раз превышаетвремя подачи воды из дополнительных емкостей.