Способ водоснабжения городов

 

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 объеме не менее среднечасового потребления на данном участке водопроводной сети. Общее время подачи из основных емкостей не менее, чем в 6-10 раз превышает время подачи воды из дополнительных емкостей. 1 ил.

(я)5 Е 03 В 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4645238/29 (22) 01.02.89 (46) 07.09.93. Бюл. М 33-36 (75) Винокурова Т.Д., Винокуров А.М. (73) Винокурова Т.Д. (56) Калицун В.И. и др. Гидравлика, водоснабжение и канализация. М.: Стройиздат, 1980, с. 78-147.

Абрамов Н.Н. и др. Расчет водопроводных сетей.— М.: Стройиздат, 1976, с. 5-34.

Шевелев Ф.А., Орлов Г.А. Водоснабжение больших городов зарубежных стран,—

М.: Стройиздат, 1987, с. 76-93, с, 188-204. (54) СПОСОБ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ

Изобретение относится к системам и 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 способы водоснабжения населенных пунктов, включая городского типа, питьевой и хозяйственной

„„RU„„2000391 С (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 — 10 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- (A ных населенных пунктов (2). О

Общим недостатком известных спосо- в бов и систем водоснабжения городов и крупных населенных пунктов является невозможность выделения из общего обьема водопотребления высококачественной питьевой воды. °

Ближайшим по технической сущности к предложенному является широко известный способ водоснабжения больших горо2000391 дов, 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, соответствующих включению в сеть дополнительных емкостей, производить временное выключение горячего водоснабжения.

Особенностью данного способа является то, что в процессе забора определяют качество воды. поступающей из отдельных

10 источников, выделяют воду с минимальным содержанием вредных компонентов по сравнению со средними показателями воды, поступающей в общую сеть, т.е. не смешивают воду, а как бы сортируют ее, накапливая особо чистую, например родниковую или артеэианскую,,в отдельных дополнительных водоемах (емкостях) относительно небольшой емкости, Процесс накопления может идти достаточно долго, 20 например неделю, а процесс ее подачи наоборот продолжается сравнительно малое время, не более 3 — 4 ч, что является необходимым и достаточным для накопления чистой воды у потребителя, Таким образом, при сравнительно небольшом запасе воды, получаемой, например, из родников или удаленных от данного города чистых источников водоснабжения, каждый пользователь имеет воэможность, 30 открыв кран в заранее определенное время, . накопить у себя необходимый запас такой чистой воды, например, на неделю.

На чертеже изображена схема системы водоснабжения (вариант) крупного населенного пункта.

Система водоснабжения состоит из не. скольких основных водоемов и резервуаров

1 — 3 (например, водохранилищ, рек, емкостей) как источников водоснабжения, в ко40 торых расположены заборные устройства (сооружения) 4 — 6 соответственно. Заборные устройства 4-6 связаны через соответствующие обьединенные насосные контрольно-водоочистительные станции 7—

45 9 и эапорно-регулирующие вентили (задвижки) 10-12 с кольцевой трубопроводной системой 13, откуда вода через вентили 14 может поступать отдельным потребителям. . В систему включены водонапорные башни

15 и 16, как источники ограниченного объема высококачественной, например артезианской, которые могут быть удалены от города на значительные расстояния и быть связаны с ним трубопроводом 17 относи55 тельно малого сечения и через вентили 18, 19. Однако малая производительность источников 15 и 16 не позволяет обеспечить весь городчистой водой при обычном режиме работы и питает отдельных потребителей. Для решения задачи система снабжена

2000391

35

45 дополнительными водоводэми 20 (трубопроводами), которые через устройство овода

21 с вентилями 22 соединены с дополнительной отдельной емкостью 23, напр1;мер 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 — g u подачей потребителю в непрерывном режиме через кольцевую систему 13, Параллельно работе основной системы измеряют уровень загрязнения воды о 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 воода 21 обеспечивают постепенное заполнение дополнительного отдельного водоема (емкости) 23, который позволяет накапливать воду о объеме от 1 до 10тыс, 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 о сеть иэ основных водоемов, и открывают 55 вентили 28, 29, запуская насосные станции

26, 27 на полную мощность. При этом 11редварительно в сеть 13 может быть подан безвредный краситель. например, типа марганцовки, в малой концентрации,1ля окрашивэн;.я воды, находящейся в сети. Iloсле включения подачи воды из водоема 23 и некоторого забора воды потребителями к

i<11M 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 хозяйственные ну>кды. 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 трубопрооодоо 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 ээпэса воды в этот период, тем большим дол>кен быть его обьем, поскольку он до1жен 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 о сутки, то такого среднесуточного объема вполне достаточно с известныM запасом для обеспечения населения чистой водой нэ период до двух недель, что является предельным для сохранности воды в

2000391

Составитель T. Винокурова

Техред М.Моргентал Корректор М. Куль

Редактор

Тираж Подписное

НПО " Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3068

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 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. Увеличение указанного 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 2-3дня.

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, отличающийся 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 накап15 ливают воду иэ выделенных источников в дополнительных емкостях, при этом подачу воды иэ основных емкостей производят с периодическими перерывами в заранее определенное время, в течение которых под20 ачу воды производят из дополнительных емкостей 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 превышает время подачи воды из дополнительных емкостей.