В. к КИРИЛЕНКО

И М. РУДЯЕР
д. д. ШИПИЛОВ

ВОДОСНАБЖЕНИЕ
И ВОДООТВЕДЕНИЕ
йм Маа ааа

'//) *Иифрз-Инженерчя
В. И. Кириленко, И. М. Руднев, А. А. Шипилов

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ

Под общей редакцией
доктора технических наук,
профессора Л. Н. Фесенко

Рекомендовано в качестве учебника
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению
подготовки 08.03.01 «Строительство»

Москва Вологда
«Инфра -Инженерия»
2025
УДК 628.1/.3:644.6

ББК 38.761

К43

Рецензенты:

заведующая кафедрой «Жилищно-коммунальный комплекс»
Национального исследовательского Московского государственного
строительного университета (НИУ МГСУ) доктор технических наук,
профессор, член-корреспондент РААСН, почетный строитель России
Е. А. Король;

заведующий кафедрой «Городское строительство и хозяйство»
Иркутского национального исследовательского технического университета
доктор технических наук, профессор В. Р. Чупин;

заведующий кафедрой «Водоснабжение, водоотведение и охрана
водных ресурсов» Донбасской национальной академии строительства
и архитектуры доктор технических наук, профессор В. И. Нездойминов

Кириленко, В. И.

К43 Водоснабжение и водоотведение : учебник / В. И. Кириленко,
И. М. Руднев, А А Шипилов ; под общ. ред. д. т. и., проф.
Л. Н. Фесенко. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2025. -
540 с. : ил., табл.

18В1\1 978-5-9729-2447-9

Приведены назначение, область применения и конструктивные осо-
бенности сооружений и устройств систем водоснабжения и водоотведе-
ния, внутреннего водопровода и канализации зданий и сооружений. Изло-
жены основы проектирования, строительства и эксплуатации систем. Опи-
саны основные элементы систем, материалы и установки, их назначение,
особенности конструкции. Требования нормативно-правовых документов
изложены по состоянию на 01.10.2024 г.

Для студентов строительных специальностей всех форм обучения.
Может быть полезно специалистам, занимающимся проектированием,
строительством и эксплуатацией систем водоснабжения и водоотведения
отдельных объектов и населенных пунктов, внутреннего водопровода и
канализации зданий.

УДК 628 1/3:644.6

ББК 38.761

18ВБ1 978-5-9729-2447-9 © Кириленко В. И., Руднев И. М.. Шипилов А. А., 2025

© Издательство «Инфра-Инженерия», 2025

© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2025
Предисловие

Водоснабжение и водоотведение - инженерные системы
жизнеобеспечения населения, являющиеся неотъемлемой частью
санитарно-технической инфраструктуры. В современных усло-
виях они приобретают особую значимость, поскольку имеют боль-
шое значение как непосредственно для человека, так и для всей
биосферы в целом. Системы способствуют обеспечению социаль-
ного благополучия и здоровья населения, уменьшают риск возник-
новения эпидемиологически неблагоприятных ситуаций. Степень
их развития характеризует развитие цивилизованного общества,
развитие современного производства, культурный уровень и бла-
госостояние граждан государства.

В настоящее время в нашей стране осуществляется огромное
по своим масштабам строительство объектов жилищной, комму-
нально-бытовой, гражданской и производственной инфраструк-
тур. Повышается качество, уровень благоустройства и комфор-
табельности объектов строительства.

В дальнейшем развитии строительной индустрии государ-
ства большая роль возлагается на научно-технический потенциал
вузов в подготовке высококвалифицированных специалистов,
способных к творческому внедрению достижений науки в прак-
тику строительства.

При подготовке дипломированных специалистов в учебных
планах многих строительных специальностей одним из общепро-
фессиональных курсов является дисциплина «Водоснабжение и
водоотведение» («Инженерные сети и оборудование зданий и со-
оружений», «Основы водоснабжения и водоотведения»). Дисци-
плина носит прикладной характер и занимает важное место среди
других специальных дисциплин, способствуя формированию зна-
ний и практических компетенций у обучающихся, необходимых
для их дальнейшей профессиональной деятельности.

Цель написания и актуальность выполненной авторами ра-
боты - подготовка будущих инженеров высшей квалификации,
способных решать весь комплекс задач по строительству и экс-
плуатации санитарно-технического оборудования систем подачи
и отведения воды населенных пунктов, жилых и общественных
зданий, промышленных предприятий.
Материал, изложенный в учебнике, соозветствует требова-
ниям ФГОС по направлению подготовки 08.03.01 «Строитель-
ство» и учебным программам по соответствующим учебным кур-
сам. Разделы и темы издания изложены в объеме, достаточном
для усвоения основных сведений по водоснабжению и водоотве-
дению и использования обучающимися полученных знаний в даль-
нейшей профессиональной деятельности.

В учебнике изложены основные теоретические и практиче-
ские сведения по устройству систем водоснабжения и водоотве-
дения (канализации) населенных пунктов, а также технических
характеристик сооружений, оборудования, материалов и совре-
менных достижений науки и техники в области их устройства,
монтажа и эксплуатации.

Содержание глав соответствует современному состоянию
науки и техники, которое отражено в действующих строительных
правилах, технических условиях и нормах, обязательных к при-
менению на территории Российской Федерации. В нем отражены
последние достижения в области водоснабжения, водоотведения
и оборудования зданий и сооружений, использованы основные
положения и требования СП, СанПиН и ГОСТов последних лет.

Содержащиеся в учебнике рекомендации на практике следу-
ет применять творчески, сообразуясь с конкретными условиями
обстановки и характером выполняемых задач.

По мнению авторов, в отведенном объеме книги не представи-
лось возможным изложить все проблемы, связанные с санитарно-
техническим обеспечением военных объектов. Авторы надеются
и предполагают, что более подробные сведения студенты будут
искать и находить в специальной технической литературе и нор-
мативных документах.

Для более глубокого закрепления теоретического материала
приведен пример расчета внутреннего водопровода и канализа-
ции 5-этажного жилого дома. Порядок изложения расчетных ма-
териалов максимально приближен к требованиям, предъявляе-
мым к оформлению пояснительной записки к рабочей докумен-
тации в реальности. Технические решения, принятые в расчетах,
соответствуют требованиям экологических, санитарно-гигиени-
ческих, противопожарных и других норм, действующих на тер-
ритории Российской Федерации, и обеспечивают безопасность
для жизни и здоровья людей.

В книге обобщен многолетний опыт чтения курса «Водо-
снабжение и водоотведение» в Военном институте (инженерно-
техническом) (ранее ВИТУ - ВВИТКУ - ЛВВИСКУ имени ге-
нерала армии А. Н. Комаровского - ВИСИ - ВИТУ) (г. Санкт-
Петербург), Южно-Российском государственном политехниче-
ском университете (НИИ) имени М. И. Платова (г. Новочеркасск)
и других высших учебных заведений страны, осуществляющих
подготовку специалистов по строительным специальностям.

Учебное издание обеспечивает:

•	высокий научный и методический уровень раскрытия про-
граммы учебной дисциплины «Водоснабжение и водоотведение»
(«Инженерные сети и оборудование зданий и сооружений», «Ос-
новы водоснабжения и водоотведения») с учетом последних до-
стижений науки,техники и технологии;

•	условия для самостоятельной творческой работы обучаю-
щегося, формирования его профессионального уровня.

Требования нормативно-правовых документов приведены
по состоянию на 01.10.2024 г.

Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам
учебника - заведующей кафедрой «Жилищно-коммунальный
комплекс» Национального исследовательского Московского гос-
ударственного сгроительного университета (НИУ МГСУ) докто-
ру технических наук, профессору, член-корреспонденту РА ДСП,
Почетному строителю России Е. А. Король; заведующему кафед-
рой «Городское строительство и хозяйство» Иркутского нацио-
нального исследовательского технического университета докто-
ру технических наук профессору В. Р. Чунину; заведующему ка-
федрой «Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресур-
сов» Донбасской национальной академии строительства и архи-
тектуры доктору технических наук профессору В. И. Нездойми-
нову, а также научному редактору учебника заведующему ка-
федрой «Водное хозяйство, инженерные сети и защита окружа-
ющей среды» Южно-Российского государственного политехни-
ческого университета (НПИ) имени М. И. Платова доктору тех-
нических наук профессору Л. Н. Фесенко за полезные замечания
и ценные рекомендации, сделанные ими при рецензировании
рукописи.

Авторы выражают глубокую признательность Н. Е. Иевле-
вой и О В. Кириленко за кропотливый труд при подготовке ру-
кописи к изданию.

Все замечания, предложения и пожелания, направленные
на улучшение настоящей книги, будут приняты авторами с осо-
бой признательностью и учтены в дальнейшей творческой дея-
тельности.
Введение

Вода НуО (оксид водорода) - химическое соединение кисло-
рода (88,89 %) с водородом (11,11 %). Состав воды был установ-
лен французским химиком Антуаном Лавуазье в 1783 г.

Вода - уникальное химическое вещество, без которого ника-
кие известные формы жизни невозможны. От ее наличия и каче-
ства зависит состояние здоровья людей, уровень их санитарно-
эпидемиологического благополучия, степень комфортности и,
как следствие, социальная стабильность общества.

Значение воды для нашей планеты лучше всех из современ-
ных мыслителей определил крупнейший ученый, основополож-
ник ряда новых научных дисциплин, биохимик и минералог, ака-
демик В. И. Вернадский: «Вода стоит особняком в истории на-
шей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться
с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологи-
ческих процессов. Нет земного вещества - минерала, горной по-
роды, живого тела, которое ее бы не заключало. Все земное ве-
щество ... ею проникнуто и охвачено».

Вода является подлинным источником жизни. Живое орга-
ническое вещество зародилось в водной среде. Все живые орга-
низмы в той или иной степени состоят из воды. Она является
непременной основой внутренней среды животных и растений,
обуславливающей их жизнеспособность.

Установлено, что организм наземных позвоночных живот-
ных содержит около 60.. .65 % воды, рыб - около 80 %, водорос-
лей - 95...99 %, растений - 50...75 %, грибов - 90 %.

Трехдневный человеческий зародыш (эмбрион) содержит
97 % воды, трехмесячный - 91 %, восьмимесячный - 81 %, а
организм новорожденного - до 74 %.

Вода играет большую роль в развитии, росте и физиологиче-
ских функциях живого организма. Без нее был бы невозможен
обмен веществ организма. Вода играет исключительно важную
роль в жизненных процессах не только как обязательная состав-
ная часть всех клеток и тканей, но и как среда, в которой проте-
кают все химические, физиологические и коллоидные процессы
в организме. Только в жидкой водной среде совершаются про-
цессы пищеварения и усвоения пищи в желудочно-кишечном
тракте и синтез живого вещества в клетках организма.

В жировых тканях и костях содержится 33 % воды, в муску-
лах - 77 %, в легких и в почках - 80 %, в нервной ткани - 84 %,
в сером веществе мозга - 85 %, Биологические жидкости че-
ловеческого организма содержат от 90 % воды (плазма крови)
до 99,5 % (слюна).

Таким образом, в организме вода распределяется на внутри-
клеточную (50 %), межтканевую (15 %) и циркулирующую (5 %).

Живые существа не могут жить, если они лишены воды. Вы-
носливость по отношению к обезвоживанию различна у различ-
ных видов (отдельных индивидуумов), но существовать без воды
не может ничто живое.

Таким образом, вода является основной биологической жид-
костью. Она не только инертная среда, она может также вступать
в соединение с другими компонентами живой материи. Необхо-
димо особенно подчеркнуть эту роль воды в биологическом кру-
говороте.

Вода играет ответственную роль в регулировании темпера-
туры (терморегуляции) организма и необходима для орошения
его тканей.

Взрослый человек должен выпивать около двух с полови-
ной литров воды в сутки. Эту воду он получает в виде напитков,
в виде конституционной воды в различных пищевых продуктах,
а также в виде воды, образующейся при синтезе в организме пи-
щевых продуктов В организме присутствует и эндогенная вода,
образующаяся при синтезе внутренних тканей, т. е. не поступаю-
щая извне.

Жажда является естественной потребностью, ее вызывает
повышение осмотического давления внутри организма. Это - так
называемая «тканевая жажда», которую невозможно утолить, сма-
чивая слизистую оболочку рта, эту потребность может удовле-
творить только введение жидкости в организм через рот или че-
рез кишечник.

В течение суток в пищеварительный канал человека посту-
пает 9... 10 л жидкости, которая вновь впитывается слизистой
оболочкой. Из этого количества жидкости извне поступает 2 л
(в виде напитков и пищи), а остальное распределяется следую-
щим образом: 1,5 л слюны и столько же желудочного сока, 3 л
кишечного сока, 0,7 л сока поджелудочной железы и 0,5 л желчи.

Большая часть воды поступает в организм с пищей или в ви-
де питья. В то же время вода непрерывно и в значительном коли-
честве выделяется из организма через легкие, почки и кожу.

Количество воды, обычно потребляемое человеком в физио-
логической норме, колеблется в зависимости от характера вво-
димой пищи, содержания в ней солей, метеорологических и дру-
гих условий и при средней работе составляет 2.. .4 л/сут.

Дефицит жидкости в организме должен быть восполнен или
наступит водное истощение. Первые симптомы в виде жажды
проявляются уже начиная с потерь 0,5. 1 % массы тела. Далее
отмечаются мучительная жажда, недомогание, экономия движе-
ний, покраснение кожи, раздражительность, сонливость, учаще-
ние пульса, тошнота.

Дефицит жидкости в пределах 3...4 % массы тела уже начи-
нает сказываться на самочувствии (вялость, сильная жажда).

При потере воды от 6 до 10 % массы тела возникает голово-
кружение, головная боль, одышка, уменьшение объема крови,
повышение ее концентрации, прекращение слюноотделения (при
7 %), неясная речь, полная адинамия*, заметное снижение рабо-
тоспособности.

При обезвоживании более 10 % потерь массы тела человек
практически неработоспособен, отмечаются бред, спазмы, рас-
пухший язык, невозможность глотать, ослабление зрения, дряб-
лость кожи, болезненное мочеиспускание, онемение кожи, ану-
рия**. Вследствие нарушения кровоснабжения мозга наступают
нарушения психики в виде галлюцинаций, неадекватного пове-
дения и др.

* Адинамия - резкий упадок сил, мышечная слабость, сопровождающаяся зна-
чительным уменьшением или полным прекращением двигательной активности.

** Анурия - патологическое состояние, при котором прекращается поступление
мочи в мочевой пузырь.
Смерть может наступить при дефиците жидкости 15 % по-
терь массы тела и выше в зависимости от температуры воздуха
и состояния организма.

Лишение организма воды опасней для него, чем лишение
его пищи. Без пищи человек может прожить больше месяца, без
воды - несколько дней.

Вода единственный источник кислорода, входящего в со-
став атмосферного воздуха. Растения (в том числе водоросли)
выделяют его в процессе фотосинтеза.

Земной шар содержит около 16 млрд км3 воды - 0,25 % мас-
сы планеты. Основная часть этого количества находится в глу-
бинных слоях, составляющих мантию, а также входит в состав
горных пород и минералов, слагающих земную кору. Оставшаяся
часть из суммарного количества воды на Земле распределяется
следующим образом:

•	1,386 млрд км3 составляют гидросферу Земли;

•	1,338 млрд км3 - соленые воды океанов и морей;

•	24 млн км" - пресные воды ледников Антарктиды, Арк-
тики, Гренландии и высокогорных территорий Земли;

•	около 0,2 млн км" - пресные воды рек, озер, болот и водо-
хранилищ;

•	23,4 млн км3 - подземные воды, в основном, минерализо-
ванные, однако, среди них есть большие объемы и пресных вод;

•	около 13 тыс. км3 воды находится в виде водяного пара
в атмосфере;

•	около 1,12 • 10 км3 воды находится в населяющих зем-
ной шар животных, растениях и людях.

Как видно, пресной воды, пригодной для использования в
хозяйственно-питьевых целях, на Земле очень мало. По разным
подсчетам всего около 2...3,5 %, и сосредоточена она, в большей
части, в ледниках. Доступные человеку пресные водные ресурсы
составляют только 0,8 • 10б км3 (0,06 %).

В Азии и Европе, где проживает более 70 % населения пла-
неты, сосредоточено лишь около 40 % мировых запасов прес-
ных вод рек. В среднем на одного жителя Земли приходится
около 9 • 103 м3/год воды. Водный потенциал России составляет
более 30  10' м3/год на одного жителя, что характеризует пока-
затель водообеспеченности как высокий. К примеру, на одного
жителя в Азии приходится чуть более 5, а в Европе - примерно
4,6 • 103 м3/год воды.

В докладе представителя Европейской экономической комис-
сии ООН Эндерляйна отмечалось, что в начале XXI века в мире
2,4 млрд человек (в том числе 120 млн, т. е. каждый седьмой че-
ловек - в Европе) не имеют доступа к чистой безопасной воде.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), бо-
лее 500 млн человек (каждый десятый житель планеты) ежегодно
страдают от болезней, возникновение которых связано с потреб-
лением воды неудовлетворительного качества. Около 80 % всех
болезней обусловлены употреблением недоброкачественной пи-
тьевой воды или неблагоприятными санитарными условиями жиз-
ни населения.

Вода имеет широкое применение в быту, промышленности,
сельском хозяйстве и медицине.

Гигиеническое значение воды очень велико не только для
нормального течения физиологических пропессов в человече-
ском организме, но и для создания благоприятных санитарных
условий жизни людей. Вода считается одним из важнейших фак-
торов среды, от которых зависит здоровье населения.

Большое количество воды необходимо для санитарных и
хозяйственно-бытовых целей, для поддержания чистоты тела в бы-
ту и на производствах, а также чистоты жилищ и зданий обще-
ственного пользования. Без достаточного уровня недопотребле-
ния невозможно осуществление столь важного для санитарного
состояния населенных мест мероприятия, как удаление отбросов
с их территории при помощи систем водоотведения.

Вода выполняет свою гигиеническую роль лишь в том слу-
чае, если она сама не способствует распространению инфекцион-
ных заболеваний и не обладает такими органолептическими свой-
ствами (цвет, вкус, запах), которые ограничивают ее использова-
ние и ухудшают санитарные условия жизни населения.

Водным путем передаются практически все кишечные за-
болевания (брюшной тиф, паратифы, холера, дизентерия, диарея,
туляремия, лептоспироз и т. д.). Вода может быть переносчиком
зародышей (яиц) различных гельминтов (аскарид, власоглавов
и др.), паразитических червей и простейших (лямблий, амеб,
анкилостом, балантидий и др.). Через загрязненную воду чело-
век может заразиться различными вирусными болезнями (ви-
русными гепатитами, менингитами, миокардитами, гастроэнте-
ритами и др.). Вода может являться причиной заболеваний и
неинфекционной природы, вызванными ее химическим соста-
вом - эндемического зоба, флюороза, кариеса, гемосидерита,
болезни Кашина - Бека, Минамата и многих др.

Однако вода, являющаяся потенциальным фактором распро-
странения инфекций, не превращается в реально действующий
фактор благодаря специально осуществляемой системе санитар-
ных мероприятий. К ним относятся мероприятия по санитарной
охране водоемов и, в частности, по обеззараживанию бытовых
сточных вод, организация зон санитарной охраны водоемов и ис-
точников водоснабжения, очистка воды и обеззараживание воды.

Вода обеспечивает три важнейших для общества функции,
начиная с производства пищевых продуктов, промышленной про-
дукции, выработки энергии и заканчивая бытовым водопотреб-
лением, связанным с удовлетворением санитарно-гигиенических
потребностей человека. В XX в. три основные причины привели
к дефициту воды на планете: беспрецедентный рост мировой эко-
номики, демографический взрыв и увеличение антропогенной
нагрузки на окружающую среду. По данным Всемирного банка,
к середине XXI в. 40 % населения Земли будет испытывать дефи-
цит воды, а 20 % - серьезно страдать от него.

Таким образом, с физиологической точки зрения, вода имеет
огромное значение для человека, фауны и флоры на нашей пла-
нете. Однако роль воды в жизни человека этим не отраничива-
ется. Для нужд современного человечества требуется гораздо боль-
ше воды для удовлетворения его возрастающих производствен-
ных, технических и рекреационно-эстетических потребностей.
«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха,
тебя не огшщешъ, тобою наслаждаешься, не понимая,
что ты такое. Ты не просто необходима для жизни,
ты и есть жизнь...»

Антуан де Сент-Экзюпери*

РАЗДЕЛ I

ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Глаза 1. СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

1.1.	Основные элементы систем водоснабжения
и их классификация

Система водоснабжения - это комплекс взаимосвязанных
инженерных сооружений, самотечных и напорных сетей, обеспе-
чивающих прием воды из природного источника, ее транспорти-
ровку, доведение до нормативных показателей, подачу и распре-
деление потребителям (абонентам).

Задачей системы водоснабжения является подача потребите-
лям необходимых расходов воды заданного качества и под тре-
буемым напором. Для решения этой задачи необходимо:

•	добыть воду и подать ее на установки водоочистки, в ко-
торых качество воды доводится до требований потребителей;

•	организовать хранение запасов воды, обеспечить регули-
рование подачи воды во времени;

•	транспортировать расчетное количество воды к местам
размещения абонентов и осуществить ее распределение между
ними.

* Антуан Мари Жан-Батист Роже де Сент-Экзюпери (29.06.1990... 31.07.1944 гг.) -
французский писатель, поэт, профессиональный летчик.
В общем случае для осуществления указанных технологиче-
ских процессов в системах водоснабжения имеются:

•	сооружения для забора воды из источников водоснабже-
ния - водозаборы,

•	насосные станции (НС), обеспечивающие подъем, пере-
качку и создание необходимого напора для транспортировки воды;

•	станции очистки воды, на которых размещены уста-
новки для подготовки воды требуемого качества;

•	запасные и регулирующие емкости (резервуары чистой
воды (РЧВ), нанорно-регулирующие устройства (НРУ));

•	водоводы и водопроводные сети для транспортировки
воды к местам очистки, хранения и потребления.

Системы водоснабжения классифицируются по ряду опре-
деляющих признаков:

По типу используемого источника водоснабжения систе-
мы могут быть:

•	с питанием из поверхностного водного источника;

•	с питанием из подземного источника;

•	комбинированного питания.

По виду обслуживаемых потребителей системы подраз-
деляются на: городские, поселковые, промышленные, сельско-
хозяйственные, транспортные и др.

По назначению системы делятся на:

•	хозяйственно-питьевые, предназначенные для обеспече-
ния потребителей водой питьевого качества;

•	производственные (в том числе технические), подающие
воду на осуществление технологических процессов на промыш-
ленных предприятиях;

•	противопожарные, обеспечивающие подачу воды для ту-
шения очагов возгорания;

•	поливочные, подающие воду на поливку и мойку терри-
тории.

Системы противопожарного водоснабжения подразделяют-
ся на централизованные и местные (из пожарных водоемов) Раз-
личают противопожарные системы низкого и высокого давления.
В противопожарных системах низкого давления вода из гид-
рантов водопроводной сети забирается и подается к месту ту-
шения пожара передвижными насосами, которыми оборудова-
ны пожарные автомашины. Для работы пожарных насосов необ-
ходимо, чтобы напор в сети был не менее 10 м вод. ст. Такие си-
стемы водоснабжения характерны для населенных пунктов.

В системах высокого давления пожар тушат струями воды,
создаваемыми действием напора в водопроводной сети от по-
жарных гидрантов. Необходимый напор создается только на вре-
мя пожара группой пожарных насосов, устанавливаемых на на-
сосной станции. Такие системы характерны для пожароопасных
производственных предприятий.

В зависимости от местных особенностей, санитарных, тех-
нологических и других требований внутренние системы водо-
снабжения должны удовлетворять одному или нескольким на-
значениям. Поэтому в зависимости от сферы обслуживания си-
стемы водоснабжения могут проектироваться:

I.	Раздельными: хозяйственно-питьевыми, производствен-
ными, противопожарными.

Раздельные системы используются на промышленных пред-
приятиях, категория производства которых является особо опас-
ной в пожарном отношении и требует устройства специальной
автоматической системы пожаротушения. Кроме того, раздель-
ные системы используются тогда, когда требования к качеству
воды для питьевых и производственных целей различны. Напри-
мер, на производственные нужды необходима техническая вода,
которую берут из источников без очистки, или по технологии
производства требуется специальная водоподготовка (умягчение,
обезжелезивание и т. п.).

II.	Объединенными:

•	хозяйственно-питьевые, производственные и противо-
пожарные - применяются на предприятиях, где на производ-
ственные нужды требуется вода питьевого качества (предприя-
тия пищевой промышленности и т. п.), где строительство отдель-
ного противопожарного водопровода экономически невыгодно,
а также при наличии на производственной площадке источника
водоснабжения с водой питьевого качества и при отсутствии или
малой потребности воды на производственные нужды;
•	хозяг!ственно-питьевые и противопожарные - приме-
няются при отсутствии потребности воды на производственные
нужды или при наличии производственного водоснабжения из ис-
точника не питьевого качества, в случае если хозяйственно-пить-
евой водопровод может обеспечить противопожарные нужды;

•	противопожарные и производственные - проектируются
при невозможности подачи воды на противопожарные и произ-
водственные нужды из наружного хозяйственно-питьевого водо-
провода.

Как видно, определяющим в выборе степени объединения
является требуемое качество воды. Нельзя объединять систему
хозяйственно-питьевого водопровода с системами, которые по-
дают воду не питьевого качества. Противопожарный водопровод,
как правило, можно объединять с другими системами водопро-
вода.

По территориальному признаку системы водоснабжения
подразделяют на:

•	районные, снабжающие водой несколько потребителей,
например, промышленного района;

•	групповые, предназначенные для объединенного водоснаб-
жения ряда небольших населенных мест или объектов;

•	местные, обслуживающие один объект (отдельное здание
или сооружение).

По способу подачи воды различают:

•	напорные системы - вода к потребителям подается насо-
сами;

•	самотечные системы (гравитационные) - вода от источ-
ника поступает самотеком.

По кратности использования воды системы водоснабже-
ния подразделяются на следующие виды:

•	проточные (прямоточные), предусматривающие одно-
кратное использование воды с последующим сбросом в кана-
лизацию. Такие системы используют в жилищно-коммунальном
хозяйстве и на предприятиях пищевой промышленности:
Исходная вода

Потребитель

•	оборотные, обеспечивающие многократное повторное при-
менение воды для обеспечения технологического цикла. В этом
случае вода берется только для первого заполнения системы и
для восполнения потерь на утечки, испарение и т. д. (2.. 5 %
от требуемого):

•	с повторным использованием воды, в котором вода по-
сле использования в одном технологическом цикле направля-
ется для обеспечения другого технологического цикла, а иногда
и третьего:
Далее вода может сбрасываться в канализацию или после
очистки возвращаться на повторное использование. Например,
после охлаждения оборудования вода может направляться на мой-
ку сырья или тары и т. п.

В современной практике такие технологии потребления во-
ды получили широкое распространение.

Система водоснабжения должна обеспечивать бесперебой-
ное снабжение водой потребителей, как в нормальных условиях
эксплуатации, так и в условиях возникновения на ней аварии.
Принято считать, что вся система и ее отдельные элементы долж-
ны обладать определенной надежностью, т. е. способностью со-
хранять технологические параметры (расход, напор, показатели
качества воды) в заданных пределах.

По надежности подачи воды системы водоснабжения де-
лятся на три категории (табл. 11).

Таблица 1.1

Категории надежности систем водоснабжения

Категория надежности, характеристика водопотребителей		Длительность:	
		снижения подачи во- ды на хозяйственно- питьевые нужды не более 30 % расчет- ного расхода и на производственные нужды до предела, устанавливаемого аварийным графи- ком работы пред- приятий	перерыва в подаче во- ды или снижения по- дачи нижеуказанного предела допускается на время выключения поврежденных и вклю- чения резервных эле- ментов системы (обо- рудования, арматуры, сооружений, трубо- проводов и др.) или ремонта
I	Предприятия энерге- тики, металлургиче- ской, химической, неф- техимической и т. п. промышленности	не более 3 суток	не более 10 мин
II	Предприятия уголь- ной, горнорудной, стро- ительной и других ви- дов промышленности	не более 10 суток	не более 6 ч
Категория надежности, характеристика водопотребителей		Длительность:	
		снижения подачи во- ды на хозяйственно- питьевые нужды не более 30 % расчет- ного расхода и на производственные нужды до предела, у станав л ивае мо го аварийным графи- ком работы пред- приятий	перерыва в подаче во- ды или снижения по- дачи нижеуказанного предела допускается на время выключения поврежденных и вклю- чения резервных эле- ментов системы (обо- рудования, арматуры, сооружений, трубо- проводов и др.) или ремонта
III	Небольшие промыш- ленные предприятия, объекты сельского хо- зяйства, военные го- родки	не более 15 суток	не более 24 ч

Примечания:

1. Объединенные хозяйственно-питьевые и производственные водопроводы насе-
ленных пунктов при численности жителей в них более 50 тыс. чел. следует относить
к первой категории; от 5 до 50 тыс. чел. - ко второй категории; менее 5 тыс. чел. —
к третьей категории.

2. Категорию сельскохозяйственных групповых водопроводов следует принимать
по населенному пункту с наибольшей численностью жителей.

Систему водоснабжения населенных пунктов и объектов во-
енной инфраструктуры следует выбирать с учетом охраны и ком-
плексного использования водных ресурсов, объединения потре-
бителей, перспективы развития, применения эффективных совре-
менных средств очистки природных и сточных вод.

1.2. Схемы водоснабжения

Взаимное технологически увязанное графическое изображе-
ние водопроводных сооружений и устройств системы водоснаб-
жения, определяющее порядок подачи воды от источника к по-
требителю, называется схемой водоснабжения.
Схема водоснабжения зависит от вида источника водоснаб-
жения, требований к количеству и качеству воды, надежности и
живучести, рельефа местности, наличие на местности естествен-
ных или искусственных преград и других факторов (например,
наличия в данной местности уже сложившихся систем).

Рассмотрим несколько видов схем водоснабжения населен-
ных пунктов с возможными модификациями, определяемыми ви-
дом источника водоснабжения, местом расположения и типом
применяемых на сети напорно-регулирующих устройств.

1.	Общая схема водоснабжения с забором воды из поверх-
ностного источника (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Общая схема водоснабжения
с забором воды из поверхностного источника:

1 - оголовок; 2 - береговой колодец и насосная станция 1-го подъема;

3 - водопроводные очистные сооружения; 4 -резервуары
чистой воды; 5 - насосная станция 2-го подъема; 6 - водоводы;

7 — напорно-регулирующее устройство (водонапорная башня);

8 - водопроводная сеть

Вода из поверхностного водного источника поступает в во-
доприемное устройство - оголовок 1, откуда по самотечному тру-
бопроводу, уложенному в две нитки, стекает в береговой (всасы-
вающий) колодец 2. Из колодца вода забирается насосами насос-
ной станции первого подъема (НС-1) и подается на водопровод-
ные очистные сооружения (ОС) 3. После очистки вода поступает
в резервуары чистой воды (РЧВ) 4, откуда насосы насосной стан-
ции второго подъема (НС-2) 5 нагнетают ее по напорным водово-
дам 6 в водопроводную сеть 8 населенного пункта, откуда вода
поступает во внутренние сети зданий и сооружений.
Возможны модификации данной схемы водоснабжения:

•	устройство дополнительных насосных станций (НС-3,
НС-4);

•	если за территорией застройки имеется возвышенность,
то на ней часто размещают водонапорную башню или нагорный
резервуар, а не в начале сети, как показано на рис. 1.1. Такое
напорно-регулирующее устройство называют контррезервуаром,
а схему - схемой с контррезервуаром (рис. 1.3, в);

•	устройство водонапорной башни на территории населен-
ного пункта;

•	отсутствие в схеме водонапорной башни, когда вода в во-
допроводную сеть населенного пункта подается непосредственно
насосами насосной станции второго подъема или гидропневма-
тической водонапорной установкой (ГПУ);

•	отсутствие насосной станции второго подъема (очистные
сооружения располагается выше населенного пункта, и вода по-
ступает в город самотеком);

•	насосная станция первого подъема может конструктивно
объединяться с береговым колодцем;

•	присоединение попутных потребителей - групповые и
районные водопроводы.

2.	Общая схема водоснабжения из подземного источника
(рис. 1.2).

Рис. 1.2. Общая схема водоснабжения
с забором воды из подземного источника:

1 - водозаборные скважины (насосная станция 1-го подъема);

2 - водопроводные очистные сооружения; 3 —резервуары чистой воды;

4 - насосная станция 2-го подъема; 5 - водоводы; 6 —резервуары чистой
воды; 7 — насосная станция 3-го подъема; 8 - водопроводная сеть
Водозаборные скважины 1 забирают воду из подземных во-
доносных пластов. В каждой скважине устанавливается насос,
поэтому скважина является насосной станцией первого подъема.
По сборным водоводам вода поступает на очистные сооружения 2.
Очищенная вода накапливается в резервуарах чистой воды 5,
откуда насосами насосной станции второго подъема 4 подается
по водоводам 5 в резервуары 6 при насосной станции третьего
подъема 7, которая работает на водопроводную сеть города 8.

Возможны модификации данной схемы водоснабжения:

•	в случае самоизливающейся (фонтанирующей) скважины,
имеющей достаточный напор, нет насосной станции первого
подъема;

•	отсутствие водопроводных очистных сооружений (во-
да подземного источника может соответствовать требованиям
СанПиН на питьевую воду [23]);

•	отсутствие резервуаров чистой воды и насосной станции
третьего подъема (небольшое расстояние между источником во-
доснабжения и населенным пунктом);

•	наличие дополнительных насосных станций;

•	наличие напорно-регулирующего устройства (водонапор-
ной башни) в начале (рис. 1.3, а), внутри сети (рис. 1.3, б) или
в конце - контррезервуара (рис. 1.3, в).

Рис. 1.3. Схемы систем водоснабжения
с расположением напорно-регулирующего устройства в начале (а)
и в середине (б) сети; в - с контррезервуаром:

1 - резервуары чистой воды; 2 — насосная станция
1.3.	Нормы водопотребления.
Расчетные расходы -.оды

Основными видами потребления воды в любом населенном
пункте являются: хозяйственно-питьевые нужды населения; водо-
потребление, связанное с благоустройством территорий (поливка
зеленых насаждений и поддержание чистоты улиц и площадей,
работа фонтанов и пр.); производственные (технические) нужды
промышленных предприятий и хозяйственно-питьевые нужды ра-
ботающих; нужды местной промышленности (бани, прачечные,
хлебозаводы и т. п.) и неучтенные расходы; пожаротушение.

Для обеспечения всех перечисленных потребностей служит
система водоснабжения, в которую подается вода питьевого ка-
чества в соответствии с СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нор-
мативы и требования к обеспечению безопасности и (или) без-
вредности для человека факторов среды обитания» [23].

Хозяйственно-питьевое водонотреблепие. В процессе жиз-
недеятельности люди расходуют воду на питье, и приготовление
пищи, ежедневную гигиену тела, стирку, мытье продуктов, по-
суды, поддержание чистоты в жилых помещениях, учебных и ле-
чебных заведениях, спортивных сооружениях и т. п. Если сумми-
ровать расходы воды, связанные с жизнедеятельностью одного
человека в городе за сутки (средние за год), то получится норма
водопотребления.

Нормой водопотребления называется количество воды,
расходуемой на одного человека в сутки среднего водопотреб-
ления.

Норма водопотребления зависит от следующих факторов:

-	степени санитарно-технического благоустройства жилой
застройки (чем выше степень благоустройства домов и квартир,
тем большее количество воды расходуется в них);

-	природно-климатических условий (чем жарче климат, тем
больше расход воды);

-	водообеспеченности местности;

-	местных условий (этажности застройки, уклада жизни на-
селения, религиозных особенностей и т. п.).

Нормы водопотребления принимаются в размерах, приведен-
ных в СП 31.13330 «СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наруж-
ные сети и сооружения» [28] (табл. 1.2).
Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления
в населенных пунктах

Степень благоустройства районов жилой застройки	Удельное хозяйственно-питьевое водопотребление в поселениях и городских округах на одного на одного жителя среднесуточное (за год), л/сут.
Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализа- цией, с ванными и местными водона- гревателями	140...180
То же, с централизованным горячим водоснабжением	165...180

В районах жилой застройки с водопользованием из водо-
разборных колонок принимается норма 30.. .50 л/чел. сут.

1.3.1. Определение суточных расходов воды

Таким образом, приняв норму водопотребления, средне-
суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды населения,
(2С7. сут,- м3/сут., можно определить, как сумму расходов воды, для
районов населенного пункта с различной степенью санитарно-
технического благоустройства зданий:

С2ср сут.

джМ
1000’

(1-1)

где дж- норма удельного водопотребления, л/чел. сут., соответ-
ствующая степени санитарного благоустройства зданий каждого
района; /V - расчетное население, т. е. количество жителей в со-
ответствующих районах застройки,чел.

Водопотрсбленис на благоустройство территорий. В каж-
дом населенном пункте имеются зеленые насаждения, нуждаю-
щиеся в поливке - парки и скверы, бульвары, цветники и газоны,
а в районах малоэтажной застройки - сады и огороды. Террито-
рии с усовершенствованными покрытиями (асфальтированные
и покрытые другими материалами улицы, площади и тротуары)
для поддержания их в надлежащем санитарном состоянии необ-
ходимо мыть. Воду на эти нужды обычно берут из наружного во-
допровода.

Н	ормы расхода воды на поливку и мойку приводятся в табл. 1.3
и зависят от следующих условий:

-	вида поливаемой территории и насаждений (парки, огороды
и т. п.);

-	способа поливки или мойки (ручная или механизирован-
ная);

-	типа дорожного покрытия;

-	климатических и местных условий.

Расходы воды па поливку и мойку

Таблица 1.3

Назначение воды	Единица измерения	Расход воды на поливку,д/м2
Механизированная мойка усовершенствован- ных покрытий проездов и площадей  Механизированная поливка усовершенствован- ных покрытий проездов и площадей  Поливка вручную (из шлангов) усовершенство- ванных покрытий тротуаров и проездов Поливка городских зеленых насаждений Поливка газонов и цветников  Поливка посадок в грунтовых зимних теплицах Поливка посадок в стеллажных зимних и грун- товых весенних теплицах, парниках всех типов, утепленном грунте  Поливка посадок на приусадебных участках овощных культур  Поливка посадок на приусадебных участках плодовых деревьев	1 мойка  1 поливка  То же  »  »  1 сут.  1 сут.  1 сут.  1 сут.	1,2.. 1,5  0,3...0,4  0,4 ..0,5  3.. 4  4...6  15 6  3...15  10 15

Размер территории подлежащей ежедневной поливке и мойке
и их число в сутки определяется климатическими и местными
условиями.
Общий суточный объем воды на поливку и мойку террито-
рии 2ПОЛ, м3/сут., можно определить по формуле

С?пол Р ЦпОлЩ	(1.2)

где Р - площадь поливаемой территории, м2; с/110л - норма воды
на поливку, л/м2, принимаемая по табл. 1.3; п - число поливок
в сутки.

Водопотрсбление промышленных предприятий. На про-
мышленных предприятиях воду расходуют на технологические
нужды производства и хозяйственно-питьевые нужды работни-
ков предприятия.

Количество и качество воды на технологические нужды ко-
леблется в широких пределах и зависит от требований техноло-
гических процессов. Например, для технологических процессов
предприятий пищевой промышленности требуется вода питье-
вого качества, и ее получают из городского водопровода или от-
дельного водопровода промышленного предприятия. Для котель-
ных требуется вода с малым содержанием солей, которые обра-
зуют накипь. Такую воду получают после специальной обра-
ботки воды из городского водопровода. На предприятиях строй-
индустрии (кирпичные заводы, заводы железобетонных изделий)
для технологических процессов может использоваться вода не-
посредственно из источника, без дополнительной очистки.

Производственное водопотребление нормируется в зависи-
мости от особенностей технологических процессов и характера
использования воды в цехах и на отдельных агрегатах, устрой-
ствах и установках. Как правило, это осуществляется на основа-
нии технологических расчетов по заданию технологов. При отсут-
ствии таких сведений можно пользоваться укрупненными нор-
мами на единицу продукции. Ориентировочные удельные рас-
ходы воды на технологические нужды некоторых производств
приведены в табл. 1.4.
Нормы расходов воды на производственные нужды
некоторых предприятий промышленности
и технологические процессы строительства

Производство	Единица измерения	Удельный расход воды, м3
Нефтеперерабатывающий завод Металлургическое предприятие Целлюлозная фабрика Прачечная  Цементный завод  Кирпичный завод  Кирпичная кладка  Промывка гравия (щебня) Приготовление бетона Оштукатуривание	1 т нефти  1 т стали  1 т продукции  1т белья  1 т цемента  1 тыс. шт. кирпича  1 тыс. шт. кирпича м3 гравия (щебня) м3 бетона  2  м~ поверхности	15...25 220... 245 320...385  37.5  2...13.5  1,3...1,8 0,09...0,18  1.. 1,5 0,2...0,4 0,03...0,04

Среднесуточный расход воды, м3/сут., на технологические
(производственные) нужды предприятия определяется по формуле

^технол 'И/?,	(1-3)

где тп - количество выпускаемой продукции в сутки; р - норма
воды на единицу продукции.

На хозяйственно-питьевые нужды работников предприятий
используется вода питьевого качества. Расходы воды на хозяй-
ственно-питьевые нужды складываются из расходов на питьевые
и гигиенические нужды, работающих О-цп и расхода на мытье
в душах - <2душ.

Хозяйственно-питьевые расходы воды нормируется в зави-
симости от характера производства:

-	в «горячих» цехах (с тепловыделениями более 84 кДж на
1 м3/ч) - 45 л/чел. см.;

-	на остальных объектах (в «холодных» цехах) - 25 л/чел. см.

Зная численность работающих в «горячих» и «холодных»
цехах в каждую смену, суммарный суточный расход, м3/сут., опре-
деляют но формуле
= 25/У1+457У2	4)

1000

где Ми Уг - число работающих в сутки при норме водопотреб-
ления, соответственно, 25 и 45 л на одного человека в смену.

Дополнительно к этому на производствах, связанных с загряз-
нением тела, предусматривается подача воды для мытья в душах
в количестве 40 л/чел. в «холодных» и 60 л/чел. - в «горячих»
цехах.

Расход душевых вод в сутки можно определить по формуле

407У] + 6(Ш2 з	11 51

О =------------м /сут..	(1.3 1

^душ 1000	-

где М и /V? - число рабочих, пользующихся душами в сутки с нор-
мой водопотребления, соответственно, 40 и 60 л на одного че-
ловека.

Расход на обеспечение работы душей также может вычис-
ляться и по числу душевых сеток. При определении количества
воды на пользование душевыми установками число душевых
сеток принимают по числу работающих в наиболее многочис-
ленной смене, исходя из расчетного количества человек на од-
ну душевую сетку в зависимости от групп рассматриваемых про-
изводственных процессов (табл. 1.5).

При отсутствии данных о санитарных характеристиках про-
изводства количество душевых сеток можно определить по фор-
муле

/V /

/7 =--макс п ШТ.,	(1-6)

д 45

где Ымакс - число пользующихся душем в максимальную смену,
чел.; /п = 9 мин - продолжительность водной процедуры одним
пользующимся душем; 45 - продолжительность работы душа,
мин.
Ввиду того, что пользование душами производится в тече-
ние 45 мин (0,75 ч) после окончания смены, а часовой расход
на одну душевую сетку составляет 500 л, расход воды на поль-
зование душами может быть вычислен по формуле

бдуш

500 0,75

----------77

1000

м3/см,

(1-7)

где Ид - общее количество душевых сеток на объекте.

Таблица 1.5

Расчетные показатели количества душевых сеток
(неполный перечень)

Группа процесса производства	Санитарная характеристика производственных процессов	Расчетное количество человек на одну душевую сетку
1	Процессы, вызывающие загрязнения ве- ществами 3 и 4 классов опасности:	
1а	- только рук;	5
16	- тела и спецодежды;	
1в	- тела и спецодежды, удаляемые с при- менением специальных моющих средств	
2	Процессы, протекающие при избытках явного тепла или неблагоприятных ме-	
2а	теоусловиях:	
26	- при избытках явного конвенционно-	7
2в	го тепла;	
	- при избытках явного лучистого тепла;	3
2г	-	связанные с намоканием одежды;  -	при температуре воздуха до 10 °С,	5
	включая работы на открытом воздухе	5

Душевой расход воды за сутки устанавливается с учетом
заданною числа рабочих смен производственного объекта.

Расход воды на нужды местной промышленности и не-
учтенные расходы. При определении расходов воды населен-
ным пунктом практически невозможно учесть всех потребите-
лей - местную промышленность, мелкие предприятия, мастер-
ские и т. п.
В соответствии с требованиями СП 31.13330 количество во-
ды на нужды промышленности, обеспечивающей население про-
дуктами, и неучтенные расходы при соответствующем обоснова-
нии допускается принимать дополнительно в размере 10...20 %
суммарного расхода на хозяйственно-питьевые нужды населен-
ного Пункта (Ср. сут.

Использование воды на тушение пожаров. Для тушения
пожаров в жилых и общественных зданиях населенного пункта,
а также на промышленных предприятиях вода забирается из си-
стемы водоснабжения. Поэтому при ее проектировании необхо-
димо предусмотреть соответствующие расходы воды.

Расход воды на пожаротушение в населенном пункте прини-
мается как наибольший из расхода на наружное пожаротушение
жилых и общественных зданий из гидрантов, расположенных
на наружной водопроводной сети и расхода на наружное и внут-
реннее пожаротушение производственных зданий и объектов.

Нормы расходов воды на наружное пожаротушение опре-
деляются по СП 8.13130 «Системы противопожарной защиты.
Наружное противопожарное водоснабжение. Требования пожар-
ной безопасности» [25]. При этом нормируется число пожаров
и расход на один пожар, л/с, в зависимости от числа жителей
и этажности застройки. Чем выше численность населения и этаж-
ность застройки, тем больше число пожаров и расход воды на
один пожар. Число пожаров изменяется от одного до трех, а рас-
ходы воды от 5 до 100 л/с.

Кроме того, на пожаротушение зданий, оборудованных внут-
ренними пожарными кранами, должен учитываться дополнитель-
ный расход воды на внутреннее пожаротушение в размере 5 л/с -
СП 10.13130 «Системы противопожарной защиты. Внутрен-
ний противопожарный водопровод. Нормы и правила проекти-
рования» [26].

В расчетное число одновременных пожаров в населенном
пункте следует включать пожары на промышленных предприя-
тиях, расположенных в пределах населенного пункта, а в расчет-
ный расход воды соответственно расходы этих предприятий.
Расчетное число одновременных пожаров на нромпредприя-
тии принимается в зависимости от его площади: при площади
до 150 га - один пожар, более 150 га - два пожара.

Расчетный расход воды на один пожар на предприятии при-
нимается в зависимости от степени огнестойкости зданий, кате-
гории пожарной опасности, объема здания и его конструкции.
Эти расходы изменяются в пределах 10... 100 л/с.

Продолжительность тушения пожара в населенном пункте
принимается 3 часа, в отдельных случаях на предприятии - 2 часа.

При определении общего расхода воды на пожаротушение
необходимо учитывать, что в расчетное количество одновремен-
ных пожаров в населенном пункте включены пожары на про-
мышленных предприятиях, расположенных в пределах населен-
ного пункта. В расчетный расход воды следует включить рас-
ходы на пожаротушение на этих предприятиях, но не менее рас-
хода воды на пожаротушение в населенном пункте.

1.3.2. Режимы водопотребления. Определение
расчетных расходов воды

По естественным причинам вода из системы водоснабжения
населенного пункта всеми категориями пользователей потребля-
ется неравномерно как в течение года, так и в пределах суток.
Например, летом расход воды больше, чем зимой. Зимой не по-
ливают зеленые насаждения и не моют улицы, не работают пред-
приятия с сезонным характером производства, например, кон-
сервные заводы, уменьшается расход воды на гигиенические
нужды. В выходные и праздничные дни расход воды меньше,
чем в будни, так как не работает большинство предприятий.

На промышленных предприятиях также происходит коле-
бание водопотребления по сезонам года, дням недели, сменам
и т. д. В течение суток расход изменяется по сменам из-за раз-
личного количества продукции и числа, работающих в смену.
В конце смены обычно водоиотребление возрастает, особенно
на предприятиях с горячими цехами и на производствах, связан-
ных с загрязнением тела и одежды, т. к. рабочие принимают душ.
Расходы воды в утренние, дневные и вечерние часы в горо-
дах отличаются друг от друга, но они всегда больше, чем ночью
(рис. 1.4). Соотношение этих расходов зависит от многих факто-
ров: количества жителей в населенном пункте (чем больше жите-
лей, тем равномернее водопогребление); насыщенности города
промышленными предприятиями с непрерывным циклом произ-
водства чем больше таких предприятий, тем меньше неравно-
мерность водопотребления); климатических условий (при нали-
чии ярко выраженных влажных и засушливых периодов нерав-
номерность водопотребления возрастает). Все это не позволяет
расчетным путем точно установить для конкретного года, дня
и часа величину расхода воды для системы водоснабжения.
Да в этом и нет необходимости.

часы суток

Рис. 1.4. Суммарный график изменения расходов в городе
по часам суток
Для проектирования систем водоснабжения необходимо знать
суточные расходы воды, м3/сут.:

•	в сутки среднего водопотребления - среднесуточный рас-
ход ()сут С|Ъ

•	в сутки максимального водопотребления - максимальный
расход Осу, макс,

•	в сутки минимального водопотребления - минимальный
расход О:уг мин, а для каждых суток - часовые расходы воды, м3/ч:

•	в час среднего водопотребления - среднечасовой рас-
ход Ср,

•	в час максимального водопотребления - максимальный
расход ^ч. макс;

•	в час минимального водопотребления - минимальный рас-
ход йФ. мин*

Под расчетным расходом понимают расход в часы макси-
мального водоразбора суток с наибольшим водопотреблением.

Расчет ные расходы на хозяйс I венно-питьевые нужды на-
селения. По формуле (1.1), используя нормы водопотребления
возможно получить средний суточный расход (Ср сут., м3/сут., во-
ды для населенного пункта.

Однако, как уже было рассмотрено ранее, водопотребление
по сезонам года не одинаково, поэтому в течение года можно вы-
делить сутки, в которые потребление воды будет наибольшим
(Су, макс ИЛИ наименьшим (Сут. мин.

Соотношения между средним, наибольшим и наименьшим
суточными расходами определяется величиной коэффициента
суточной неравномерности водопотребления К^;.

сут. макс

С^су, макс

С2су, ср

сут.мин

С^су !. МИН
С2су1. ср

(1.8)

Коэффициенты суточной неравномерности, учитывают уклад
жизни населения, режим работы предприятий, степень благо-
устройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года
и дням недели.

Численные значения коэффициентов принимаются в соответ-
ствии с действующими СП - /Су, макс = 1,1.. 1,3; К^Т. мин = 0,7...0,9.
Значения коэффициентов показывают во сколько раз макси-
мальный суточный расход больше, а минимальный суточный рас-
ход меньше среднесуточного.

Расчетные расходы воды за сутки наибольшего (Луг. макс и наи-
меньшего водопотребления ^Сут. мин находят по формулам

(1-9)

(1.Ю)

Средний часовой расход ср, м3/ч, определяют по формуле:

24

(1-И)

Для учета неравномерности часового водопотребления в те-
чение суток используются коэффициенты часовой неравномер-
ности - максимальный Кч. макс и минимальный Кц мин, которые
показывают во сколько раз наибольший часовой расход больше,
а наименьший - меньше среднечасового расхода. При этом услов-
но принимают, что максимальный часовой расход бывает в сутки
наибольшего, а минимальный - наименьшего водопотребления.

Часовые расходы воды для каждых расчетных суток опреде-
ляются по формулам

(1-12)

(1-13)

Численные значения коэффициентов Кч. макс и Кч. мин опре-
деляются рядом факторов и вычисляются, согласно требовани-
ям [28], по формуле

Кч = сф,

(1 14)

где а - коэффициент, учитывающий степень санитарно-техниче-
ского благоустройства зданий, работу коммунальных предпри-
ятий и другие местные условия: аМакс= 1,2... 1,4; амин = 0,4...0,6;
// - коэффициент, учитывающий общий объем водопотребления
(число жителей), принимается в пределах /?макс = 1 ..4,5; ^М1Ш =
= 0,4...0,6
Расходы воды на полив и мойку территории населенных
пунктов. Расчетные расходы воды на поливку зеленых насаж-
дений и мойку усовершенствованных покрытий носят сезонный
характер и в сутки наибольшего водопотребления определяются
согласно установленным нормам (см. табл. 1.3) по формуле (1.2).

Определение среднесуточных поливочных расходов воды
также можно производить по формуле

х,	макс 3 /

0ПОЛ.СР. =—------------> М /СУ-

/с _

(1 15)

где Лсут. - коэффициент суточной неравномерности водопотреб-
ления, принимаемый равным 2,0...4.0; большие значения Л’сут. от-
носятся к северным районам строительства, меньшие - к южным.

При этом необходимо учитывать сложившуюся практику по-
лива. Так, полив вручную из шлангов осуществляется в тече-
ние 2...3 ч утром и вечером. Полив автомашинами производит-
ся преимущественно в ночное время в часы минимального и ча-
стично - среднего водопотребления.

Расчетные расходы воды на промышленных предприя-
тиях. Распределение расходов воды по сезонам года зависит
от планов выпуска продукции. Есть предприятия, выпускающие
продукцию равномерно, тогда коэффициент суточной неравно-
мерности равен Лсут. — 1. Некоторые предприятия выпускают про-
дукцию крайне неравномерно, например, консервные заводы. Дан-
ные о распределении выпуска продукции в пределах года при
проектировании получают в результате обследования и анкети-
рования предприятий.

Распределение расходов воды на технологические нужды
в пределах суток производят по формуле (1.3). Этот расход за-
висит от технологии производства, а также от норм водопотреб-
ления, которые принимают по данным технологов.

Максимальные и минимальные суточные расходы воды,
м3'сут., определяются по формулам

(Лехнол. макс (Лехнал -
(Лехнол. мин (Лехнол

макс?

мин?

(1-16)

(1-17)
где /Смаке и ТСмин - коэффициенты максимальной и минимальной
суточной неравномерности, принимаются по данным технологов.

Сменный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды на
промышленном предприятии рассчитывают но формуле (1.4),
а суточный расход зависит от числа смен в сутки.

Для определения наибольшего часового расхода можно вос-
пользоваться формулой

(1.18)

см

здесь </х - норма хозяйственно-питьевого водопотребления на
предприятии, л/см. чел.; Л''р - число рабочих в цехах, чел.; Тсм =
= 8 ч - продолжительность смены; Кч - коэффициент часовой
неравномерности, принимаемый для «горячих» цехов равным 2,5,
а для «холодных» - 3.

Максимальные часовые расходы обычно наблюдаются в ча-
сы обеденного перерыва (5-й час от начала смены) и в час после
окончания смены (1-й час следующей смены), Остальные рас-
ходы распределяются равномерно по часам смены.

Расчетный расход воды на тушение пожаров. Подача рас-
четного расхода воды на тушение пожаров должна быть гаранти-
рована в любое время сезона и суток. Расчетный расход воды на
тушение пожара должен быть обеспечен при наибольшем рас-
ходе воды на другие нужды:

•	хозяйственно-питьевое водопотребление;

•	нужды коммунально-бытовых предприятий;

•	производственные нужды промышленных и сельскохозяй-
ственных предприятий, где требуется вода питьевого качества
или для которых экономически нецелесообразно сооружение от-
дельного водопровода;

•	собственные нужды станций водоподготовки, промывку
водопроводных и канализационных сетей и т. п., за исключением
расходов воды на поливку территории, прием душа, мытье полов
и мойку технологического оборудования на промышленных пред-
приятиях, а также на полив растений в теплицах.
Большинство систем водоснабжения населенных пунктов
обеспечивают тушение пожара, т. е. противопожарный водопро-
вод объединяют с хозяйственно-питьевым водопроводом.

Расчетный расход воды, обеспечивающий бесперебойное
снабжение водой населенного пункта, находят по формуле

П	, л/с,	(1-19)

^пож вн ’	’	7

где макс - максимальный часовой расход, м3/ч, определяемый
по формуле (1.12); (Люж.вн - расход воды, л/с, на тушение пожа-
ра внутренним противопожарным водопроводом, принимается
ио [26, табл. 1].

В объединенной системе хозяйственно-противопожарного
водопровода сеть должна обеспечить подачу дополнительного
расхода на тушение наружного пожара.

Минимальный расход на наружное пожаротушение равен

(2пож. нар 3,6^пож. нар ^пож1 М Ч,	(1.20)

здесь §пож. нар - норма расхода воды на наружное пожаротушение
в населенном пункте на один пожар, л/с; яПож- расчетное количе-
ство одновременных пожаров.

Величины ^пож. нар и иПОж выбираются как наибольшие из тре-
буемых расходов воды.

Проверка пропускной способности сети водопровода насе-
ленного пункта, а также подбор насосов для централизованного
пожаротушения производится по эпизодическому расходу во-
ды (?,п:

(9»п	(?ч. макс + (?пож. вн + (Ли>ж. нар, л/с.	(1-21)

Расход воды на восстановление противопожарного запаса
воды в запасных емкостях определяется по формуле
^г.ост пож

(1-22)

где Тпвж - продолжительность тушения пожаров, ч, (обычно рас-
четное время тушения пожара не превышает грех часов); Гвосст -
время восстановления противопожарного объема воды, час, (обыч-
но время восстановления противопожарного запаса не должно
превышать 24 часа).

14. Требуемые напоре!

В населенных пунктах распределение воды производится го-
родской водопроводной сетью (рис. 1.5), которая транспортирует
воду в систему внутреннего водопровода зданий.

Рис. 1.5. Схема распределения воды в населенном пункте

Потребители получают воду из системы водоснабжения че-
рез водоразборные устройства (водоразборные краны, смесители
и т. п.), которые располагаются в зданиях и сооружениях. Для
обеспечения водой потребителей в здании необходимо не только
иметь достаточный расход воды, но и создать требуемые напоры,
величина которых зависит от этажности здания, назначения си-
стемы водоснабжения, свободного напора или напора на излив,
а также от материалов и конструкций, применяемых при кон-
струировании системы водоснабжения. Если в системе создан
такой напор, что из самого высокорасположенного прибора по-
лучают расчетный расход, то из приборов, которые расположены
ниже, получение расчетного расхода гарантировано.
Пьезометрическая высота, необходимая для создания в си-
стеме водоснабжения напора для получения расчетного рас-
хода воды из самого высокорасположенного прибора называ-
ется требуемым напором Ятр.

В соответствии со схемой на рис. 1.6 (линия А) требуемый
напор Ятр, м, определяется как

Ятр Я"геом + Ясв 3" А/? ПОТ?	(1-23)

где Ягеом - геометрическая высота расположения самого высоко-
расположенного водоразборного прибора относительно оси тру-
бопровода наружного водопровода в точке присоединения к нему
ввода в здание, м; Ясв - величина свободного напора у наиболее
высоко расположенного прибора, м вод. ст.; А/гПот - величина по-
терь напора в системе внутреннего водопровода, м вод. ст.

Геометрическая величина подъема воды Яг, м, определяется
по формуле:

Ягеом' ^пр — ^вв,	(1.—4)

где 2пр - геодезическая отметка самого высокорасположенного
водоразборного прибора, м; х„„ - геодезическая отметка ввода во-
допровода в месте присоединения к наружному магистральному
трубопроводу или отметка оси всасывающего патрубка повыси-
тельного насоса (в случае размещения его ниже наружного маги-
стрального трубопровода, м.

Величина свободного напора Ясв у расчетного прибора со-
гласно [27, и. 8.21] принимается равной не менее 20 м вод. ст.

Величина потерь напора внутри здания не является постоян-
ной. При максимальном водогютреблении они имеют наиболь-
шее значение, при минимальном - наименьшее. Более того, для
зданий одинаковой этажности и планировки А/гПот может быть
различным из-за разного диаметра и срока службы трубопрово-
дов систем водоснабжения внутри зданий.
Определение величины потерь напора Л/»„т с учетом различ-
ных условий (размещения оборудования в здании и его состав,
условия приготовления горячей воды и т. д.) приводится в и. 7.2.3
(формула 7.24) раздела III: «Внутренний водопровод и канализа-
ция зданий».

Рис. 1.6. К определению величины требуемого напора

Согласно [28], свободный (пьезометрический) напор в наруж-
ной сети хозяйственно-питьевого водопровода у потребителей
не должен превышать 60 м. Для высотных зданий такие напоры
могут быть значительными (например, для 16-ти этажного дома
Нсв = 70 м). В то же время по условиям прочности водоразборной
арматуры напор в системе внутреннего хозяйственно-питьевого
или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наи-
более низко расположенного санитарно-технического прибора
не должен превышать 45 м. Для таких зданий систему водоснаб-
жения разбивают по высоте на несколько частей (зон), так чтобы
в каждой из них давление не превышало указанной величины.
В районах с повышенной этажностью застройки (9 и более
этажей) устанавливаются повысительные насосные станции, ко-
торые создают необходимое повышение напора.

Пьезометрический напор в водопроводной сети во время
тушения пожара зависит от способа его тушения. Как уже отме-
чалось ранее, различают противопожарные системы низкого и
высокого давления.

Надежное тушение иожара достигается созданием компакт-
ной струи высотой 10 м при расположении спрыска С (рис. 1.7)
на отметке конька крыши здания.

Рис. 1.7. К определению величин требуемого напора
в противопожарных водопроводах низкого и высокого давления:
ПГ - пожарный гидрант; СТ - стендер; Р - пожарный рукав;

С - спрыск; ВК-2 - водопроводный колодец;
линии 1,2— см. обозначения в тексте
В противопожарных водопроводах высокого давления напор
Явдтр, необходимый для создания компактной струи над коньком
здания, обеспечивается за счет давления в системе (линия 7).

Следовательно,

7/вДтр ТТреом ТТкстр + АЛвд,	(1-25)

где /Тгеом = д? - г? - геометрическая высота от точки присоединения
ввода водопровода к наружному водопроводу до конька крыши, м;
ТТк.стр = 10 м - высота компактной струи; АЛВд - потери напора
в подающих сетях, м:

АЛвд “ АЛПг + АЛО + АЛР + АЛС,	(1.26)

здесь АЛПГ, АЛСТ, АЛР, АЛС - потери напора в пожарном гидранте,
стендере, рукавах и спрыске, м.

При вычислении потерь напора принимают, что вода на ту-
шение пожара подается по прорезиненным рукавам диаметром
66 мм и длиной 120 м. Истечение воды происходит через пожар-
ный ствол со спрыском 19 мм и при расчетном расходе каждой
струи не менее 5 л/с.

В наружной сети системы пожаротушения низкого давления
поддерживается свободный напор не менее 10 м вод. ст. (0,1 МПа).
Напор, необходимый для тушения пожара (линия 2), создается
насосами пожарных машин.

Требуемый напор насоса пожарной машины 77"нпмтР опреде-
ляется как

- ' ППМтр Н геом + 77* св + АЛ нпм,	(Д 27)

Н* герм Т г 1, Ш св Ю м, АЛ нпм  АЛ р Т АЛ с-

Требуемый напор в водопроводе в точке подключения опре-
деляется по формулам:

7/ндтр — 7Т7геом + Н'с„ + Ай нд5	(1-28)

77* геом г \ + г 1; Н' св — 3... 5 м; АЛ Нд

— АЛПг + АЛС + АЛ'р + АЛС + АЛвс.нпм,
где /Угеом, 7/"геом- геометрическая высота от точки присоединения
ввода водопровода к наружному водопроводу до конька крыши,
м; Я"св - нормативный свободный напор или напор на излив;
ААП1, АЛст, ААР, А/?с, ААВС. нпм- потери напора в пожарном гидранте,
стендере, рукаве, спрыске, на входе в насос пожарной машины, м.

Для расчета потерь напора при тушении пожара, ДА, вели-
чины удельных сопротивлений можно принять согласно данным,
приведенные в табл. 1.6.

Смысл нормативной величины свободного напора состоит
в том, что при работе местных повысительных насосных уста-
новок возникает подпор, который повышает надежность запуска
и работы насосов. Высота всасывания центробежных насосов
составляет 6...8 м, поэтому при подпоре в 10 м в трубопроводах
наружной водопроводной сети не образуется разряжения. Это
предохраняет сеть от попадания в нее грунтовой воды через тре-
щины в трубах или разрушенные стыки.

Таблица 1.6

Удельные сопротивления элементов
противопожарного водопровода

Наименование элемента	Удельное сопротивление, М'С2/л2
Пожарный гидрант со стендером	0,0051
Пожарный рукав ненрорезиненный	
диаметром 66 мм, на 1 пог. м	0,00385
То же диаметром 77 мм, на 1 пог. м	0,00220
Ствол со спрыском диаметром 19 мм	0,634
Го же диаметром 16 мм	1,26

Как правило, систему водоснабжения города проектируют
низкого давления. Необходимый напор для тушения пожара в та-
кой системе создается специальными насосами, установленны-
ми в пожарных машинах. В этом случае при пожаре минималь-
ный свободный напор у пожарных гидрантов, устанавливаемых
на сети, обслуживающей прилегающий к месту пожара район,
должен составлять не менее 10 м над поверхностью земли. Эта
величина напора необходима для обеспечения нормальной ра-
боты повысительного насоса пожарного автомобиля.

В населенных пунктах с населением до 5 тыс. человек, где
не предусматривается профессиональная пожарная команда, си-
стему водоснабжения города проектируют высокого давления.
В системах высокого давления напор, необходимый для туше-
ния пожара, создается в самой городской сети. Обычно необхо-
димое для пожаротушения давление не поддерживается посто-
янно: пожарные насосы включают лишь в случае необходимости.

В тех случаях, когда требуется ориентировочная или экс-
пресс-оценка, или нет точных исходных данных, величину тре-
буемого напора можно определить по этажности здания по фор-
муле:

Нтр.ор = Ю + 4(л - 1)+/7св, м,	(1-29)

где 10м вод. ст. - минимальный свободный напор при одноэтаж-
ной застройке (на один этаж); 4 м вод. ст. - напор, добавляемый
на каждый дополнительный этаж здания; и - этажность здания;
Нев - величина свободного напора у расчетного прибора [27].

Так, например, для зданий высотой 5 этажей требуется на-
пор Нтр.ор = 10 + 4 • (5 - 1) + 20 = 46 м вод. ст., а для 9-этажных -
62 м вод. ст. и т. д.

При минимальном водопотреблении допускается снижение
напоров на каждый этаж (кроме первого) до трех метров.
Глаыа 2 ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
И ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

2 1 Краткая характеристика и .ыбор источников
водоснабжения

Для обеспечения потребителей водой используются подзем-
ные и поверхностные воды. В соответствии с этим природные ис-
точники подразделяются на подземные - запасы воды, находя-
щиеся в земле, подрусловые, карстовые, шахтные и родниковые
воды, и поверхностные - реки, озера, каналы, водохранилища,
пруды, моря и ледники.

При наличии нескольких источников выбираемый для ис-
пользования источник водоснабжения должен, по возможности,
обеспечивать бесперебойное получение из него необходимого
количества доброкачественной воды. При этом должна быть мак-
симально соблюдена защита воды от воздействия внешних ис-
точников загрязнения: аварий на потенциально опасных объек-
тах (атомных электростанций, предприятий и складов опасных
химических веществ и т. п.), загрязнения промышленными и сель-
скохозяйственными стоками.

Подземные воды. Особенностью подземных вод является
их относительная защищенность от внешнего загрязнения с по-
верхности земли. Качество и количество подземных вод стабильно
во времени. Для них характерны низкое содержание взвешенных
веществ, малая цветность и невысокая температура. Но часто под-
земные воды имеют повышенное солесодержание, жесткость, зна-
чительное содержание железа и других химических элементов.

Основную роль в формировании запасов подземных вод, ис-
пользуемых для водоснабжения, играют инфильтрационные и кон-
денсационные процессы. Инфильтрационные процессы приводят
к накоплению в земной коре воды в результате:

•	фильтрации через почву атмосферных осадков;

•	насыщения водой грунтов через берега и дно рек, озер,
водохранилищ, прудов, каналов;

•	фильтрации через почву воды при сельскохозяйственном
орошении, поливе территории и т. п.
При конденсационных процессах водяные пары подземного
воздуха конденсируются на частицах грунта; по мере накопления
эта влага переходит в капельную форму, и сила тяжести увлекает
ее вниз. Но все-таки подземные воды образуются, главным обра-
зом, за счет инфильтрации атмосферных и поверхностных вод,
которые проникают в толщу земли и создают там подземные по-
токи и бассейны.

Подземные воды представляют собой воду, заполняющую
поры грунта. Количество подземных вод в грунте в большей сте-
пени зависит от его пористости. Для однородных песков в есте-
ственных условиях пористость составляет 30...35 %, а в галеч-
нике с песком - 15...20 %. Земная кора представляет собой че-
редующиеся по высоте водоносные пласты, насыщенные водой,
и водоупорные - пласты грунта, практически не пропускающие
воду Водоносные породы делятся на рыхлые - песок, гравий,
галечник, щебень и т. п. и трещиноватые - известняк, гранит,
сланцы и др. Водоносные пласты могут располагаться над или
под водоупором, а также между двумя водоупорными пластами
(рис. 2.1).

Если для забора межпластовых вод пробурить скважины,
то могут иметь место три случая:

1	Уровень воды в скважине соответствует уровню воды в во-
доносном пласте. В этом случае межпластовые воды безнапорны.
Они встречаются в мощных водоносных пластах и не заполняют
их полностью. Влияние гидрометеорологических факторов ме-
нее выражено. Питание водоносного пласта осуществляется че-
рез участки, не перекрытые верхним водоупором.

2.	Уровень воды в скважине располагается выше водоупор-
ной кровли и соответствует гидростатическому давлению воды
в пласте, которое является следствием увеличения глубины за-
легания верхнего водоупора. В этом случае межпластовые во-
ды - напорные. Они имеют устойчивый состав, наиболее надеж-
ны в санитарном отношении, так как защищены от поверхности
земли, где возможно загрязнение, водоупором. Такие воды наи-
более пригодны для водоснабжения ввиду стабильности запасов
и химико-бактериологических характеристик.
Осадки

Рис. 2.1. Схема залегания подземных вод

3.	Межпластовая вода фонтанирует (самопроизвольно изли-
вается) из скважины. Фонтанирующие межпластовые воды еще
называют артезианскими*. Сейчас в технической литературе ар-
тезианскими называют и не фонтанирующие скважины. Артези-
анские воды по существу являются напорными межпластовыми
водами и поэтому наиболее пригодны для водоснабжения.

При выходе напорных межпластовых вод на поверхность об-
разуются восходящие родники.

* От Аг1езшт - латинского названия французской провинции Артуа, где в 1126 г.
впервые был сооружен самоизливаюгцийся колодец.
Очень часто в пойме горных рек, переходящих в равнинные,
наблюдаются аллювиальные отложения (галечник, крупнозерни-
стый песок и т. и.) В этом случае возникает подрусловой сток
реки (подрусловые воды), который характеризуется мало изменя-
ющимся расходом, улучшенным качеством воды и стабильной
температурой.

Подземные воды, проникающие в горные выработки для до-
бычи полезных ископаемых и проходящие через водоотлив шахт,
носят название шахтных.

Подземные воды, залегающие и циркулирующие в трещино-
ватых грунтах или заполняющие разнообразные карстовые пу-
стоты, которые образовались в результате растворения горных
пород (большей частью известковых), называются карстовыми.
Они могут образовывать в образовавшихся полостях (пещерах)
открытые подземные озера или реки - пещерные воды.

Характеристики движения подземных вод. Необходимо
правильно представлять себе схемы притока воды к колодцам
и знать основные характеристики протекающих при этом про-
цессов.

Если водоносный пласт вскрыть колодцем или скважиной,
то вода в них поднимется на высоту, соответствующую уровню
подземных вод. При отсутствии водоотбора такой уровень назы-
вается статическим уровнем воды (СУ). Статический уровень
безнапорных вод совпадает с их уровнем в безнапорном водонос-
ном пласте, а напорных - с величиной гидростатического давле-
ния в напорных пластах (рис. 2.2).

При откачке воды из колодца уровень в нем понижается на
величину 5, и в водоносном слое происходит движение воды
к колодцу. Вокруг колодца так же происходит снижение уровня
подземных вод по некоторой кривой, которую называют кривой
депрессии. Область, ограниченная кривой депрессии, носит на-
звание депрессионной воронки Расстояние В. от центра колодца,
на котором наблюдается понижение уровня, называется радиусом
влияния или радиусом депрессии. Величина В зависит от свойств
водоносной породы и, например, для мелкого песка равна 50...
100 м, а для гравия - 400...3000 м.
Рис. 2.2. Схема притока воды к колодцам:
а - в безнапорном водоносном пласте; б - в напорном пласте;

1 - кривая депрессии

Количество воды, притекающей к колодцу при откачке, на-
зывается дебитом. Если количество откачиваемой воды будет
равно притоку, то уровень воды в колодце займет постоянное
положение. Такой уровень называется динамическим уровнем
воды (ДУ). Количество откачиваемой воды при понижении уров-
ня в колодце на 1 м называется удельным дебитом.

Колодец, прорезающий весь водоносный слой, мощностью т,
и доходящий основанием до водоупора (рис. 2.2, а), называется
совершенным, не доходящий до водоупора - несовершенным
(рис. 2.2, б). Водоносный горизонт вскрывается полностью, когда
предполагается получить из скважины максимально-возможный
дебит или, когда мощность водоносного слоя сравнительно не ве-
лика. При большой мощности и водообильности водоносного пла-
ста он вскрывается скважинами лишь частично.

Поверхностные воды. Как уже было сказано выше, к по-
верхностным водам относятся воды рек, озер, искусственных ка-
налов и водохранилищ, морей и океанов.

Особенностью поверхностных вод является их незащищен-
ность от загрязнения бытовыми и промышленными сточными во-
дами, загрязнений, смываемых с поверхности земли дождевыми
и паводковыми водами. Поэтому для поверхностных вод харак-
терно относительно большое содержание взвешенных веществ.
Содержание взвешенных веществ в реках увеличивается с севера
на юг и составляет от 100.. .200 мг/л на севере до 1000.. .2500 мг/л
на юге, особенно в зоне пустынь и в горных реках. Для таких вод
характерным является большое содержание органических веществ
и бактерий, высокая цветность, незначительная минерализация
(содержание солей в реках редко превышает 0,5.. .0,9 г/л и увели-
чивается для рек по мере движения с севера на юг) и невысокая
жесткость (кроме морей).

Для воды озер, а также водохранилищ, созданных на реках
в весенне-летний период (период цветения), характерно допол-
нительное загрязнение воды от появления большого количества
водорослей и микроорганизмов. В тот же период вода непроточ-
ных водоемов приобретает дополнительные запахи и привкусы.

Таким образом, качество воды в поверхностных источниках
в значительной степени зависит от выпадения атмосферных осад-
ков, таяния снегов, а также от загрязнения их сточными водами
населенных пунктов и промышленных предприятий.

2.2 Сооружения для забора подземных вод

Для забора воды из подземных источников применяют сле-
дующие типы водоприемных (каптажных) сооружений:

•	вертикальные - водяные скважины (трубчатые буровые
колодцы) и шахтные колодцы',

•	горизонтальные - горизонтальные и лучевые водозаборы',

•	комбинированные - сочетание горизонтальных и верти-
кальных водоприемных сооружений;

•	каптажи - сооружения для сбора воды родников.

Водяные скважины являются наиболее распространенными
сооружениями для захвата подземных вод из водоносных го-
ризонтов мощностью более 5...6 м с глубин от 10 до 1000 м.
Обычно, для целей водоснабжения используют скважины глуби-
ной до 150 м, реже до 300 м и совсем редко до 800 м и более.
Шахтные колодцы применя-
ется, как правило, в первых от по-
верхности безнапорных водонос-
ных горизонтах (грунтовые воды,
верховодка) на глубине 20...30 м,
сложенных рыхлыми породами (пес-
ками, галечниками), мощностью до
10 м. В настоящее время, исходя
из параметров машин для изготов-
ления колодцев, их глубина огра-
ничивается 40 м.

Горизонтальные водозаборы -
дрены, галереи, штольни - устраи-
ваются для захвата воды из без-
напорных пластов при их глубине
залегания не более 8... 10 м и не-
большой (до 8 м) мощности. Такие
водозаборы наиболее эффективны
при размещении вблизи поверхност-
ных водоемов.

Лучевые водозаборы представ-
ляют собой шахтные колодцы с рас-
ходящимися из них горизонтальны-
ми скважинами (лучами). Их устра-
ивают при глубине залегания во-
доносных пластов 15...20 м и их
мощности не более 20 м. Шахт-
ные колодцы в этом случае служат
для сбора воды из горизонтальных
скважин.

Комбинированные водозабор- „	„_ „ .

Рис. 2.3. Водяная

ные сооружения представляют со-

'	скважина

оой горизонтальные дрены (гале-

реи, штольни) с системой, соединенных с ними, вертикальных
скважин или шахтных колодцев. Сооружения такого типа целе-
сообразно применять при наличии, наряду с основным каптируе-
мым водоносным горизонтом, более глубоких напорных вод.
Каптажи родников устраиваются в виде сборных камер или
не глубоких колодцев и применяются для захвата и отвода под-
земных вод при их выходе на поверхность.

Водяные скважины. Наиболее распространенным типом
водозаборного сооружения для захвата подземных вод является
скважина или трубчатый колодец. Скважины рекомендуется соо-
ружать при залегании водоносною пласта на глубине более 10 м
и его мощности более 5...6 м. Основные элементы водозабор-
ной скважины изображены на рис. 2.3. Она состоит из оголовка,
ствола и фильтра.

Оголовок 1 предназначен для защиты ствола скважины от по-
падания поверхностного стока и размещения вспомогательного
оборудования. Он выполняется в виде подземного колодца или
наземного павильона.

Ствол 2 скважины крепится обсадными трубами, предохра-
няющими ее от разрушения. Верхняя часть ствола - устье 4 - раз-
мещается в от оловке, а в нижней части крепится фильтр 3, пред-
назначенный для захвата воды из водоносного горизонта и предо-
твращения попадания частиц водоносной породы в скважину.

Бурение скважин чаще всего производят ударно-канатным
или роторным способами. В сложных геологических условиях
применяют комбинированный способ бурения: ударный - до глу-
бины 150 м в безнапорных водоносных песках и роторный - в без-
водных породах на любую глубину.

При выборе способа бурения необходимо учитывать полную
глубину скважины (от устья до низа фильтра). Ударно-канатный
способ используют при глубине скважины до 150 м, а роторный -
до 500 м.

Для крепления ствола скважины глубиной до 300 м приме-
няют, как правило, стальные обсадные трубы диаметром 168...
508 мм с толщиной стенок от 8 до 13 мм.

Ствол состоит из колонн обсадных труб различного назначе-
ния: кондуктора 5, обеспечивающего вертикальность проходки
скважины и защиту устья от попадания в нее верховодки; про-
межуточной колонны 6 и эксплуатационной колонны 7, в кото-
рой размещается водоподъемное оборудование И. Верхняя часть
ствола называется устьем. Устье 4 заканчивается фланцем, через
который проходят водоподъемные грубы.
В целях экономии труб обсадные колонны, кроме первой, об-
резаются, а промежутки между ними цементируются. Верхний
обрез обсадной трубы, оставшейся в скважине, должен нахо-
диться выше башмака предыдущей колонны не менее чем на 3 м
при глубине скважины до 50 м и не менее чем на 5 м при большей
глубине. Верхняя колонна (устье) должна выступать над полом
оголовка не менее чем на 0,5 м.

Длину кондуктора принимают так, чтобы ее нижний обрез
(башмак) врезался в верхний водоупорный слой на 2...3 м, но
не менее 10... 12 м. Пространство между кондуктором и обсад-
ной колонной заполняют цементным раствором (межтрубная це-
ментация).

Так как колонны обрезаются, то скважина приобретает теле-
скопический вид. Выход колонны (т. е. расстояние от башмака
вышележащей колонны до башмака нижележащей) не должен
превышать 50...60 м при ударно-канатном способе бурения, а
при роторном бурении - практически неограничен. В практике
бурения его редко принимают более 250 м.

Следовательно, схема колонн ствола скважины будет зави-
сеть от способа ее бурения. Изображенная на рис. 2.1 скважина
пробурена ударно-канатным способом и имеет глубину 100... 150 м.
Скважина глубиной до 250 м, пробуренная роторным способом
будет иметь только две колонны: кондуктор 6 и эксплуатацион-
ную 7. Кольцевой зазор между колоннами обсадных труб цемен-
тируется на глубину не менее 3 м.

Основным элементом фильтра скважины является рабочая
часть 9, предназначенная для захвата воды из водоносного гори-
зонта и защиты ствола скважины от пескования при эксплуата-
ции. Надфильтровая часть 8 служит для закрепления фильтра
в стволе, а отстойник 10 предохраняет фильтр от заиления и за-
сорения случайно упавшими в скважину предметами.

Водоприемная поверхность фильтров водозаборных сква-
жин соединяется через надфильтровую трубу с помощью саль-
ника с эксплуатационной колонной. Рабочая часть состоит из кар-
каса (трубчатого или стержневого) и фильтрующего элемента.
Набирают рабочую часть фильтра из отдельных блоков длиной
до 4. ..4,5 м.
Рис. 2.4. Фильтр:

1, 2, 3 - отстойная,
фильтровая

и надфильтровая
части;

4,5- нижнее

и верхнее кольца;

6 - обсадная труба;

7 — замок; 8 - сальник

Фильтр (рис. 2.4) состоит из отстой-
ной части 1, собственно, из фильтровой,
или рабочей, части фильтра 2 и надфиль-
тровой части 3.

Отстойная часть фильтра 1 пред-
ставляет собой отрезок глухой трубы
длиной 0,5... 1 м, но не более двух мет-
ров. Она служит для улавливания мелких
частиц водоносной породы, прошедших
через фильтр.

Фильтровая или рабочая часть филь-
тра 2 служит для процеживания воды и
предохранения скважины от заполнения
водоносной породой.

Надфильтровая часть 3 служит для
закрепления фильтра в обсадной трубе 6
и имеет замок 7 для опускания (подъема)
фильтра в скважину Верх надфильтро-
вой части должен быть выше башмака
обсадной трубы не менее трех метров
при глубине скважины до 50 м и не менее
пяти метров при большей глубине сква-
жины.

Между обсадной трубой и надфильтровой частью устанав-
ливается сальник 8 из резиновых или пеньковых колец, назна-
чение которого - предотвратить поступление воды в скважину,
минуя фильтр.

На практике в зависимости от характера водоносных пород
применяют следующие конструкции фильтров: трубчатые с круг-
лой и щелевой перфорацией, стержневые, проволочные, сетча-
тые, гравийные и т. д.

На рис. 2.5 приведены трубчатые и стержневые фильтры, вы-
полненные с водоприемной поверхностью из штампованного листа
(рис. 2.5, а), проволочной обмотки (рис. 2.5, б), сетки (рис. 2.5, в).
Рис. 2.5. Виды трубчатых и стержневых фильтров:
а - с водоприемной поверхностью из штампованного
стального листа; б - проволочные; в - сетчатые:

1 - продольные опорные ребра; 2 - штампованный лист;

3 - проволочная обмотка; 4 — сетка: 5 - металлические стержни;

6 - опорные пояса жесткости

Шахтные колодцы. Шахтные колодцы представляют собой
вертикальные выработки с большим поперечным сечением (не ме-
нее 1 м) и относительно небольшой глубиной (до 20.,. 30 м).
Рис. 2.6. Шахтный колодец:
1 - зумпф; 2 - ствол;
3 - замок; 4 — отмостка;
5 - оголовок;

6 - вентиляционная труба

Обычно они применяются
для забора подземных вод из
безнапорных и малонапорных
водоносных горизонтов, сравни-
тельно небольшой мощности (не
более 10 м), которые сложены
рыхлыми породами (песками, га-
лечниками и т. и). Реже шахтные
колодцы сооружают в водонос-
ных пластах при глубине их за-
легания до 30.. .40 м.

Конструктивно шахтный ко-
лодец (рис. 2.6) состоит из ство-
ла 2, оголовка 5, водоприемной
и водосборной части - зумпфа* 1.

Водоприемная часть 1 ко-
лодца служит для отделения во-
ды от водоносной породы и про-
пуска ее в колодец. В зависимо-
сти от места притока воды в ко-
лодец (места водоприемной ча-

сти) могут устраиваться колод-
цы с боковым, донным и комбинированным (боковым и донным
одновременно) питанием.

Ствол шахтного колодца 2 соединяет оголовок 5 с водопри-
емной частью 1, предотвращает обрушение стен, изолирует воду

в колодпе от загрязненных поверхностных вод. В стволе также
размещается водоподъемное оборудование - насосы и трубо-

проводы.

Оголовок 5 предназначен для защиты от попадания в коло-
дец загрязненных поверхностных вод, для создания удобных
условий, а также для предотвращения замерзания воды при не-
большой глубине колодца. Возвышение оголовка над поверхно-
стью земли должно быть не менее 0,8 м. Оголовок перекрывается
крышкой, над ним устанавливается навес или павильон (будка).

Зумпф (нем. 8итр/~ я рясипа) - углубление под шахтой для скопления воды.
Для защиты от проникновения в колодец загрязненных поверх-
ностных вод вокруг оголовка устраивается глиняный замок 3 ши-
риной 0,5 м на глубину 1,5.. .2 м, а в радиусе около 2 м с уклоном
г = 0,1 в сторону от колодца укладывается отмостка 4 из камня,
бетона, асфальта. Сверху оголовок закрывается крышкой.

Чтобы вода в колодце не «задыхалась» предусматривается
вентиляционная труба 6, которая выводится над поверхностью
земли на высоту не менее двух метров. Верхний конец трубы за-
щищается колпаком с сеткой.

Горизонтальные водозаборы (рис. 2.7) представляют со-
бой дренажи или водосборные галереи, проложенные горизон-
тально в пределах водоносного пласта, как правило, перпендику-
лярно направлению потока подземных вод.

Рис. 2.7. Горизонтальный водозабор:

1 - смотровые колодцы', 2 - водоприемная часть;

3 - водоотводящий коллектор:

4 - водосборная камера; 5 - насос

В зависимости от гидрологических и инженерных условий
водоггриемная часть может выполняться в виде: каменно-щебе-
ночной дрены', трубчатого водозабора из керамических, бетон-


лучевые водозаборы (рис. 2.8).
3

Рис. 2.8. Лучевой водозабор:
1 - горизонтальные
фильтрующие скважины;

2 - водосборный колодец;

3 - водоподъемное
устройство

ных, железобетонных или пластмассовых труб; водосборной га-
лереи', водосборной штольни', комбинированного водозабора (го-
ризонтальный водозабор со скважинами).

Особое место среди горизонтальных водозаборов занимают

Лучевые водозаборы устра-
иваются при глубине залегания
кровли водоносного пласта не
более Юми мощности пласта
менее 20 м. Их применение наи-
более эффективно при заборе
воды из маломощных водонос-
ных горизонтов, когда верти-
кальные водозаборные скважи-
ны оказываются малопроизво-
дительными, а также при ис-
пользовании инфиль грацион-
ных вод (из рек и искусствен-
ных бассейнов).

Горизонтальные скважины
(лучи-фильтры) 1 изготавлива-
ются из стальных труб с дырча-

диаметром 80...250 мм и дли-
ной 5... 100 м. На концах лучей
в колодце устанавливаются за-
движки.

Водосборный колодец 2 служит для сбора воды, забираемой
из каптируемого водоносного пласта, горизонтальными фильтра-
ми скважинами 1. В колодце устанавливается насос для откачки
воды 5, а в процессе строительства - оборудование для проходки
скважин.

Родниковые воды, выходящие на дневную поверхность, от-
бирают специальными водозаборными сооружениями - капта-
жами (рис. 2.9).

той или щелевой перфорацией
10

9

8

7

Рис. 2.9. Каптажная камера нисходящего родника:

1 - водоносный пласт; 2 - обратный фильтр; 3 - стена
с отверстиями; 4,5,8 - переливная, расходная

и вентиляционная трубы; б - железобетонная камера;

7 - земляная насыпь; 9 - глиняный замок; 10 - дренажная канава

Для захвата вод восходящих родников (ключей) устраива-
ют каптажные камеры по типу шахтных колодцев, располагая
их над местами выходов воды, а для захвата вод нисходящих
родников выполняют водоприемные камеры с отверстиями в сте-
не, размещаемых в месте наиболее интенсивного выхода родни-
ковой воды.

2.3.	Сооружения для забора поверхностных вод

Водозаборные сооружения - это сложный гидротехниче-
ский комплекс, предназначенный для:

•	обеспечения надежного забора расчетного расхода воды
и подачи его потребителю;

•	защиты системы водоснабжения от попадания в нее сора,
планктона, наносов, льда и т. п.;

•	предохранения молоди рыбы от попадания в водоприем-
ник.
Водозаборные сооружения должны быть рассчитаны на экс-
плуатацию в обычных, а также редко повторяющихся условиях
при следующих возможных осложнениях:

•	максимальном и минимальном уровнях воды в источнике
с обеспеченностью от 90 до 97 %;

•	волнение, образование льда и шуги, наносов, сора, топ-
ляков,

•	судоходство, лесосплав, регулирование стока на ГЭС, от-
бор воды для других целей;

•	переформирование русла и побережья источника;

•	развитие колоний ракушек, планктона, водорослей и т. п.

Сооружения для забора воды из поверхностных водных ис-
точников разделяют следующим образом:

•	по типу водоема - на речные, канальные, озерные (водо-
хранилищные) и морские;

•	по назначению - на хозяйственно-питьевые, производ-
ственные (технические) и противопожарные;

•	по длительности периода эксплуатации - на постоянные
и временные;

•	по производительности — на малые (менее 1 м3/с), сред-
ние (1...6 м3/с), большие (более 6 м3,с);

•	по категории обеспечения надежности подачи воды со-
гласно требованиям [28]:

-	первой категории (перерыв в подаче воды допускается
не более чем на 10 мин, возможно снижение расчетного расхода
на 30 % в течение 3 сут.);

-	второй категории (допускается перерыв в подаче воды
не более чем на 6 ч, снижение расхода на 30 % возможно в тече-
ние 10 сут.);

-	третьей категории (допускается перерыв в подаче воды
до 24 ч, снижение расхода на 30 % возможно сроком до 15 сут.);

•	по компоновке основных сооружений - на совмещенные
с насосной станцией первого подъема, раздельные и комбини-
рованные;

•	по месту расположения водоприемника - береговые и рус-
ловые;

•	по характеру подвижности - фуникулерные и плавучие.
Наибольшее распространение получили береговые и русло-
вые водозаборы. У береговых водозаборов водоприемные отвер-
стия всегда доступны для обслуживания, что важно для обеспе-
чения бесперебойной подачи воды. У русловых водозаборов во-
доприемные отверстия находятся на некотором расстоянии от бе-
рега. Они не всегда доступны для обслуживания, особенно в пе-
риод ледостава и ледохода. Поэтому по надежности подачи воды
береговые водозаборы на категорию выше, чем русловые.

При выборе места расположения водозабора должен состав-
ляться и учитываться прогноз: качества воды в источнике; русло-
вых процессов; ихтиологической обстановки; гидротермиче-
ского режима.

Не допускается расположение водоприемника водозабора:

•	в пределах зон движения судов;

•	в зоне отложения донных наносов;

•	в местах зимовья и нереста рыб;

•	на участках возможного разрушения берега;

•	в местах скопления водорослей;

•	на участках возникновения шугозажоров, заторов и про-
мерзания водотока;

•	на участках нижнего бьефа ГЭС, непосредственно приле-
гающих к гидроузлу;

•	в верховьях водохранилищ;

•	на участках, расположенных ниже устьев притоков рек
и в устьях подпертых рек.

Место забора воды для хозяйственно-питьевого водоснабже-
ния должно приниматься выше по течению водотока:

•	выпусков сточных вод;

•	населенных пунктов;

•	расположенных на берегу кладбищ и скотомогильников;

•	стоянок судов:

•	товарно-транспортных баз и складов.

Забор воды обычно осуществляется в местах с наибольшей
глубиной воды в прибрежной части. На реках забор воды лучше
всего осуществлять у вогнутого участка, где отложения наносов
не происходит. Однако необходимо учитывать то, что вогнутые
берега чаще подвергаются размыву водами реки (рис. 2.10).
Водозаборные сооружения берегового типа проектируют
при высоком крутом береге реки, наличии вблизи берега глубин,
обеспечивающих требуемые условия забора воды и значитель-
ных колебаниях уровней воды в реке.

Водозабор может быть расположен непосредственно у бе-
рега (при колебании уровней до 10 м), выдвинут в русло и соеди-
нен с берегом дамбой (при колебании уровней более 10 м) или
вдвинут в берег и соединен с рекой каналом или ковшом (при не-
значительных глубинах реки и тяжелых шуголедовых условиях).

Рис. 2.10. Благоприятные места для размещения водозабора

В общем случае береговой водозабор (рис. 2.11) представ-
ляет собой железобетонный колодец (камеру) 1 прямоугольной,
круглой или овальной формы в плане, передняя стенка которого
выходит непосредственно в русло реки.

Колодец делится перегородкой на два отделения: водопри-
емное 1а и водозаборное (всасывающее) 16. В передней, обра-
щенной к реке, стене водоприемного отделения имеются водо-
приемные окна 2, с установленными в них решетками для задер-
жания крупных предметов (бревна, щепки и т. и.). С целью забо-
ра из реки наиболее чистой воды окна располагают как можно
ближе к поверхности воды, но не настолько, чтобы в них попа-
дали плывущие по поверхности загрязнения. Поэтому, при зна-
чительных колебаниях уровней воды в реке окна устраивают в не-
сколько ярусов (обычно два яруса).
Рис. 2.11. Раздельный береговой водозабор:

1 - железобетонный колодец с водоприемным (1а)
и водозаборным (16) отделениями; 2 - водоприемные окна
с решетками; 2а - защитные щиты: 3 - балкон; 4 - сетки:
5 - грязевой приямок; 6 - эжектор; 7 — всасывающие
трубопроводы насосов НС-1; 8 - служебный павильон:
9 -устройство для промывки сеток

При заборе воды через нижние окна верхние окна закрывают
щитами 2а (аналогично при заборе воды через верхние окна),
которые предотвращают попадание загрязненной воды в водо-
забор. Водоприемные окна 2 с решетками и водоприемное отде-
ление 1а образуют водоприемное устройство (водоприемник), ко-
торое постоянно доступно для обслуживания, что гарантирует бес-
перебойную работу. Для наблюдения за состоянием реки и об-
служивания решеток с наружной стороны колодца устраивается
балкон 3.

Между водоприемным 1а и водозаборным 16 отделениями
имеется окно с сеткой 4, которая обеспечивает предварительную
очистку воды (мелкий мусор, водоросли, мелкая рыба и т. п.).
При легких условиях забора воды применяются плоские
съемные сетки (при производительности водозабора до 6 м3/с).
Для других условий их применение ограничено производитель-
ностью 1 м3/с. При большей производительности и в более слож-
ных условиях водозабора применяются вращающиеся сетки.

Из водозаборного отделения 16 вода по всасывающим тру-
бопроводам 7 поступает в насосы насосной станции первого
подъема (НС-1).

Дно водоприемного отделения выполняется с уклоном в сто-
рону приямка 5, который служит для сбора мелкого мусора, про-
шедшего сквозь решетки. Из приямка этот мусор удаляется за пре-
делы водозаборного сооружения эжектором 6. Для работы эжек-
тор подключается к напорному трубопроводу насосной станции
первого подъема (НС-1).

В верхней части берегового колодца 1 выделяется служеб-
ное помещение (павильон) 8, в котором размещается оборудова-
ние для управления водозабором: подъемно-транспортное обо-
рудование, служащее для подъема решеток 2 и сеток 4, а также
устройство для промывки сеток 9.

Насосная станция может быть совмещена с береговым ко-
лодцем или располагаться в отдельном здании. Совмещение бе-
регового колодца и насосной станции в одно сооружение суще-
ственно упрощает обслуживание водозабора, повышает надеж-
ность его работы, является практически необходимым в случае
применения насосов с малой высотой всасывания и значитель-
ной амплитудой колебаний уровней воды в реке. Однако, при сла-
бой несущей способности береговых грунтов (пески, супеси, су-
глинки) насосную станцию и береговой колодец необходимо
строить раздельно

Для обеспечения необходимой степени подачи воды в си-
стему береговой колодец делится на две секции (рис. 2.12), кото-
рые могут работать вместе либо раздельно. При этом появляется
возможность вывести из работы одну из секций при аварии или
для ремонта.
Водозаборные соо-
ружения руслового ти-
па проектируют при поло-
гих берегах и дне реки, ко-
гда требуемые для приема
воды глубины находятся
на значительном расстоя-
нии от берега.

В общем случае рус-
ловой водозабор (рис. 2.13)
состоит из водоприемного
устройства - оголовка 1,

Рис. 2.12. План берегового
водозабора раздельного типа

расположенного непосредственно в русле реки или канала.

Оголовки размещают под уровень воды, поэтому они посто-
янно не доступны для обслуживания (особенно во время ледо-
става и ледохода), что при средних и тяжелых условиях водоза-
бора создает угрозу снижения производительности или прекра-
щения поступления воды в водозабор. Забор воды в оголовок
производится через водоприемные окна с решеткой 2.

Рис. 2.13. Русловой водозабор:

1 - оголовок; 2 - водоприемные окна с решетками;

3 - самотечные трубопроводы; 4 — железобетонный береговой
колодец; 5.6- водоприемное и водозаборное отделения;

7 - сетка: 8 - всасывающие трубопроводы насосов (9) НС-1
Решетка предотвращает попадание в систему крупного му-
сора. Для защиты системы от попадания в нее рыбы на место ре-
шетки может быть установлена кассета из пористого материала.
Из оголовка вода по самотечным водоводам 3 поступает в водо-
приемное отделение 5 берегового колодца 4. Из водоприемного
отделения вода через сетку 7 поступает в водозаборное отделе-
ние б. Сетка обеспечивает предварительную очистку воды от мел-
ких загрязнений (водоросли, мелкая рыба и т. п.). Из водозабор-
ного отделения вода по всасывающим трубопроводам 8 посту-
пает в насосы 9 насосной станции первого подъема.

В зависимости от взаимного расположения берегового ко-
лодца и насосной станции русловые водозаборы бывают совме-
щенного и раздельного типа.

2.4.	Зоны санитарной охраны

Санитарно-эпидемиологические требования к организации и
эксплуатации зон санитарной охраны (ЗСО) источников водоснаб-
жения и водопроводов устанавливаются - СанПиН 2.1.4.1110-02
«Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопро-
водов питьевого назначения» [24] и СанПиН 2.1.3684-21 «Сани-
тарно-эпидемиологические требования к содержанию террито-
рий городских и сельских поселений, к водным объектам, питье-
вой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху,
почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных,
общественных помещений, организации и проведению санитарно-
иротивоэпидемических (профилактических) мероприятий» [22].

Зоны санитарной охраны организуются в составе трех поясов:

•	первый пояс (строгого режима) включает территорию рас-
положения водозаборов, площадок всех водопроводных соору-
жений и водопроводящего канала. Его назначение - защита ме-
ста водозабора и водозаборных сооружений от случайного или
умышленного загрязнения и повреждения;

•	второй и третий пояса (пояса ограничений) включают
территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения
воды источников водоснабжения.

Санитарная охрана водоводов обеспечивается санитарно-
защитной полосой.
В каждом из трех поясов, а также в пределах санитарно-
защитной полосы, соответственно их назначению, устанавлива-
ется специальный режим и определяется комплекс мероприятий,
направленных на предупреждение ухудшения качества воды.

Зоны санитарной охраны подземных вод. Первый пояс ЗСО
устанавливается вокруг участка, на котором расположен водо-
забор, насосные станции, установки для очистки воды или ре-
зервуары, и служит для исключения возможности загрязнения
воды на них.

Границы первого пояса располагаются от водозаборных со-
оружений на расстоянии не менее 50 м при использовании недо-
статочно защищенных подземных вод и не менее .30 м при ис-
пользовании защищенных водоупорами подземных вод. Обычно
граница первого пояса устанавливается по периметру водоза-
бора. Однако если расстояние между отдельными водозабор-
ными сооружениями (например, скважинами) превышает 100 м,
то первый пояс может устанавливаться отдельно для каждого во-
дозабора.

К защищенным относятся подземные воды, которые имеют
в пределах всех трех зон санитарной охраны сплошную водо-
упорную кровлю. Водоупорная кровля исключает поступление
в водоносный слой загрязнений из поверхностных источников,
поверхности земли либо из вышележащих незащищенных под-
земных пластов. У незащищенных подземных вод сплошная кров-
ля отсутствует либо имеется связь с поверхностным водным ис-
точником.

В границы первого пояса инфильтрационных водозаборов
подземных вод включается прибрежная территория между водо-
забором и поверхностным водоемом, если расстояние между
ними менее 150 м.

Основными параметрами, определяющими расстояние от
границ второго пояса ЗСО до водозабора, является время про-
движения микробного загрязнения с потоком подземных вод
к водозабору (не менее 100...400 сут.).
Граница третьего пояса ЗСО устанавливается на таком рас-
стоянии от скважин, чтобы время продвижения химического за-
1рязнения воды до скважин было больше времени эксплуатации
водозабора, но не менее 25 лет.

Размеры территории второго и третьего пояса зон ЗСО уста-
навливаются на основании гидрологических расчетов.

На территории каждого пояса ЗСО предписывается выполне-
ние определенных санитарно-оздоровительных, защитных и водо-
охранных мероприятий.

По второму и третьему поясу предусматриваются следую-
щие мероприятия'.

•	выявление и ликвидация всех бездействующих и дефект-
ных водозаборных сооружений, через которые может произойти
загрязнение водоносного горизонта;

•	любое проектирование и строительство новых водозабор-
ных сооружений производится с разрешения и по согласованию
с местными санитарными службами, органами геологического
и органами по регулированию использования и охране вод;

•	запрещение закачки в подземные горизонты любых сточ-
ных вод, подземное складирование твердых отходов и разработка
недр, которые могут привести к загрязнению водоносного гори-
зонта;

•	запрещение размещения любых объектов, обуславливаю-
щих опасность химического загрязнения водоносного горизонта:
накопители промышленных стоков; шламохранилища; склады
ядохимикатов, минеральных удобрений и горюче смазочных ма-
териалов и т. п. При размещении в пределах третьего пояса полей
фильтрации сточных вод, животноводческих комплексов и дру-
гих объектов, которые могут служить источником бактериаль-
ного загрязнения подземных вод, должна быть исключена воз-
можность поступления поверхностного и дренажного стока на
территорию второго пояса.

На территории второго пояса дополнительно предусмат-
риваются следующие мероприятия'.

•	запрещение размещения любых объектов, обуславлива-
ющих опасность микробного затрязнения водоносного горизонта
(кладбища, скотомогильники, животноводческие комплексы и т. п.);
•	запрещение применения удобрений и ядохимикатов;

•	в населенных пунктах должно быть выполнено санитар-
ное благоустройство (канализование, устройство водонепрони-
цаемых выгребов и т. и.).

На территории первого пояса дополнительно предусматри-
ваются следующие мероприятия'.

•	территория должна быть спланирована для отвода поверх-
ностного стока за ее пределы, озеленена, ограждена и постоянно
охраняться;

•	запрещение всех видов хозяйственной деятельности (про-
живание людей; содержание и выпас животных; земледелие; скла-
дирование техники и материалов, не относящихся к водозабору
и т. и.);

•	здания и сооружения на территории первого пояса долж-
ны быть канализованы с отводом сточных вод в централизован-
ную канализацию или на местные очистные сооружения за пре-
делы первого пояса. Если такая возможность отсутствует. То пре-
дусматривается устройство водонепроницаемых выгребов с пе-
риодическим вывозом нечистот за пределы второго пояса ЗСО.

Зоны санитарной охраны поверхностных источников во-
доснабжения. Зоны санитарной охраны источников водоснаб-
жения и водозаборных сооружений устанавливают для обеспече-
ния их санитарно-эпидемиологической надежности. ЗСО для по-
верхностных источников водоснабжения состоит из трех поясов:
первого - строг ого режима; второ! о и третьего - режимов огра-
ничений.

Пояс строгого режима охватывает часть водоема в месте во-
дозабора и территорию водозаборных сооружений. Территорию
пояса изолируют от доступа посторонних лиц, ограждают забо-
ром и озеленяют. На ней запрещаются: все виды строительства;
выпуск стоков; купание; водопой и выпас скота; рыбная ловля;
применение для растений ядохимикатов и удобрений. Акватория
первого пояса ограждается бакенами.

Во всех случаях границы первого пояса ЗСО устанавлива-
ются:

-	для водотоков'.

•	вверх по течению - не менее 200 м от водозабора;
•	вниз по течению - не менее 100 м от водозабора;

•	по прилегающему к водозабору берегу - не менее 100 м
от линии уреза воды при наивысшем ее уровне;

•	в направлении от прилегающего от водозабора берега
в сторону водоема при ширине реки или канала менее 100 м - вся
акватория и противоположный берег 50 м от линии уреза воды
при наивысшем ее уровне;

•	при ширине реки или канала более 100 м - полоса аквато-
рии не менее 100 м;

-	для водоемов'.

•	по акватории не менее 100 м во все стороны от водозабора;

•	по прилегающему к водозабору берегу - не менее 100 м
от линии уреза воды при наивысшем ее уровне.

Второй пояс ЗСО включает источник водоснабжения и бас-
сейн его литания, т. е. все территории и акватории, которые мо-
гут оказать влияние на качество воды источника, используемого
для водоснабжения.

Границы второго пояса ЗСО должны быть:

•	вверх по течению, исходя из пробега воды от границ по-
яса до водозабора при расходе воды 95 % обеспеченности, в срок
от грех до пяти суток;

•	вниз но течению - не менее 250 м от водозабора;

•	боковые границы по водоразделам.

Границы первого пояса санитарной охраны водохранилища
или озера определяют исходя из продолжительности протекания
воды от них до водозабора в течение не менее пяти суток при
максимальной скорости течения и с учетом стоковых и ветровых
течений.

Границы третьего пояса ЗСО поверхностного источника во-
доснабжения должны быть вверх и вниз по течению водотока
или во все стороны по акватории водоема такими же, как для вто-
рого пояса. Боковые границы по водоразделу, но не более 3.. .5 км
от водотока или водоема.
Глаза 3. ТРАНСПОРТИРОВКА, РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
И ХРАНЕНИЕ ВОДЫ В СИСТЕМАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

3.1.	Типы зодопроеодных сетей

3.1.1.	Основные положения и общие требования

Водопроводная сеть предназначена для выполнения одной
из самых ответственных задач в обеспечении водой потребите-
лей - подводить воду ко всем точкам ее отбора.

Основными требованиями, которыми должна удовлетворять
правильно запроектированная водопроводная сеть являются:

•	достаточная пропускная способность;

•	подача заданных количеств воды ко всем местам ее по-
требления под требуемым напором;

•	надежность и бесперебойность работы;

•	экономичность, выражающаяся наименьшими затратами
на строительство и эксплуатацию, как самой сети, так и связан-
ных с ней сооружений (насосных станций, водоводов, резервуа-
ров).

Выполнение этих требований достигается в результате пра-
вильного выбора конфигурации сети в плане, схемы ее питания,
материала труб и их диаметра для каждого участка сети.

По своей форме в плане водопроводные сети делятся на раз-
ветвленные или тупиковые, кольцевые (рис. 3.1) и комбиниро-
ванные.

Основным преимуществом кольцевой сети по сравнению
с тупиковой является обеспечение бесперебойности подачи воды
потребителям. В случае аварии на участке кольцевой сети ава-
рийный участок сети отключают (для этого сеть оборудована со-
ответствующим количеством задвижек). При этом потоки воды
но магистралям перераспределяются, и большая часть потреби-
телей будет обеспечена водой (за исключением некоторого числа
потребителей, питающихся от отключенного участка). При коль-
цевой водопроводной сети значительно менее вероятно повре-
ждение сети из-за возникающих гидравлических ударов. Кроме
того, вода в сети не замерзает, потому что даже при небольшом
водоразборе она циркулирует по всем линиям.
Рис. 3.1. Схемы тупиковой (а) и кольцевой (5) водопроводных сетей

Кольцевые сети полностью отвечают требованиям противо-
пожарного водоснабжения.

Недостатком кольцевой сети является ее большая протя-
женность, а, следовательно, большая стоимость. Однако такие
сети на начальных участках устраиваются из труб меньшего диа-
метра.

Тупиковая сеть обычно дешевле, чем кольцевая, но она ме-
нее надежна в отношении снабжения водой потребителей. При
аварии на участке тупиковой сети все потребители, расположен-
ные ниже места аварии по ходу воды будут полностью отклю-
чены. В таких сетях чаще замерзает вода, сильнее проявляется
разрушающее действие гидравлических ударов, наблюдается ухуд-
шение качества воды в конечных участках.

Согласно [28, п. 11.5], водопроводные сети должны быть
кольцевыми. Тупиковые линии водопроводов разрешается при-
менять:

•	для подачи воды на производственные нужды при допу-
стимости перерыва в водоснабжении на время ликвидации ава-
рии;

•	для подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды при
диаметре трубопроводов не более 11)0 мм;

•	при подаче воды на противопожарные или хозяйственно-
противопожарные нужды при длине линии не более 200 м.
Тупиковые линии длиной более 200 м допускается приме-
нять в населенных пунктах с численностью жителей до 5 тыс. че-
ловек при расходе на пожар до 10 л/с или количестве внутренних
пожарных кранов в зданиях до 12, при условии устройства про-
тивопожарных резервуаров или водоемов, водонапорной башни
или контррезервуара в конце тупика.

Коммуникации, служащие для подачи и распределения воды,
в зависимости от их назначения могут быть классифицированы
следующим образом: водоводы - магистральные линии - рас-
пределительные (разводящие) линии (в т. ч. внутриквартальная
сеть) - вводы в здания - внутренний водопровод зданий.

Линии трубопроводов, соединяющие водопроводные соору-
жения друг с другом, получили название водоводов. К ним отно-
сят трубопроводы от насосных станций до станций водоподго-
товки, резервуаров, напорно-регулирующих устройств, водо-
проводной сети. Водоводы служат для транзитной иодачи воды
от насосных станций до отдельных объектов и площадок.

Для распределения воды между зданиями и сооружениями
служит система разветвленных трубопроводов - водопроводная
сеть, которая состоит из магистральных и распределительных
трубопроводов (линий).

Магистральные линии служат для транспортирования основ-
ных потоков воды в более отдаленные районы жилой застройки,
к напорно-регулирующим устройствам (водонапорные башни,
контррезервуары), к крупным водонотребителям - котельным,
дизельным электростанциям, автотранспортным и промышлен-
ным предприятиям, кварталам с большой плотностью населения
и высокой степенью благоустройства зданий.

Распределительная сеть служит для распределения воды
между зданиями и сооружениями.

Разделение сети на магистральные и распределительные ли-
нии в некоторых случаях является условным. Так иногда вводы
или внутриквартальные сети могут присоединяться прямо к ма-
гистралям. Линии, которые были магистралями на первых оче-
редях строительства водопровода, могут в дальнейшем перейти
в категорию «разводящих». Единственным различием магистра-
лей и разводящих линий является то, что диаметры первых опре-
деляют в результате гидравлического расчета, а диаметры вто-
рых назначают конструктивно.

В зависимости от требований потребителей к качеству транс-
портируемой воды сети могут быть раздельными и объединен-
ными. В военных городках сети выполняют, как правило, объеди-
ненными, транспортирующими воду питьевого качества. Пожа-
ротушение организуют от сети хозяйственно-питьевого водо-
провода.

На промышленных предприятиях водопроводные сети чаще
проектируют раздельными, выделяя сети технического водопро-
вода и других водопроводов, использующих воду не питьевого
качества. Также сети противопожарных водопроводов выпол-
няют раздельными, когда давление в системе пожаротушения су-
щественно отличается от давления в сети хозяйственного и про-
изводственного водопровода и требуется прокладка труб более
высокого класса прочности.

Объединение сетей хозяйственно-питьевых водопроводов
с сетями, в которых транспортируется вода не питьевого каче-
ства, запрещается.

3.1.2.	Трассировка магистральных
и распределительных линий

Начертание магистральной сети в плане зависит, главным
образом, от формы районов городской застройки, расположения
проездов и размещения основных потребителей воды.

При трассировке магистральных трубопроводов следует ис-
ходить из следующих требований:

•	магистральные линии должны быть направлены в сторону
основных потребителей, при этом магистральных линий должно
быть несколько, а между ними располагаются перемычки для воз-
можности перераспределения воды при аварии на отдельных ма-
гистралях;

•	магистральные линии должны проходить вблизи мест ос-
новных потребителей воды (крупных промышленных предприя-
тий, микрорайонов и т. п.);
•	необходимо учитывать размещение насосных станций,
водонапорных башен, контррезервуаров;

•	магистральные линии должны равномерно охватывать тер-
риторию города и, по возможности располагаться внутри застро-
енной части;

•	целесообразно, чтобы кольца магистральной сети имели
вытянутую форму в направлении основного транзита воды, так
как при этом сокращается общая длина и стоимость перемычек;

•	выбор трасс мат истральных линий должен производиться
с учетом геологических условий и расположения остальных ком-
муникаций городского хозяйства (тепло- и газоснабжения, кана-
лизации и т. и.). Целесообразно при прочих равных условиях про-
кладывать магистрали по менее загруженным другими коммуни-
кациями проездам;

•	при пересеченном рельефе - с водоразделами, склонами,
тальвегами, магистральные линии лучше прокладывать по возвы-
шенным отметкам местности, что облегчает условия работы сети,
так как давление в трубопроводах при такой прокладке будет не-
сколько ниже;

•	предельные расстояния между перемычками принима-
ются: в начале сети до 1200 м, в конце сети до 500 м. Оптималь-
ными считаются расстояния:

между магистралями - 300.. ,600 м;

между перемычками - 400...800 м.

Трассировка распределительных линий производится исходя
из следующих соображений:

•	необходимо учитывать расположение магистралей;

•	распределительные линии кольцуются с магистралями.
Предельную длину тупиковых линий допускается принимать
до 200 м. Ограничения при устройстве таких линий те же, что и
для магистральных тупиковых линий;

•	в районах со старой застройкой распределительные линии
следует прокладывать по всем проездам;

•	при ширине проезда более 20 м при соответствующем
технико-экономическом обосновании допускается прокладка дуб-
лирующих линий по обеим сторонам проезда. В этом случае ис-
ключается необходимость пересечения проезда вводами, чго умень-
шает их стоимость и упрощает устройство. При прокладке сопро-
водительных и дублирующих линий пожарные гидранты на ос-
новной магистрали не устанавливают, чтобы максимально умень-
шить количество присоединяемой к магистрали арматуры и во-
доразборных устройств.

Трассировка сети зависит также от условий транспортирова-
ния воды и диаметра трубопровода. При диаметре магистраль-
ных линий и водоводов 800 мм и более и транзитном расходе
не менее 80 % от общего, домовые вводы присоединяют не к ма-
гистральному трубопроводу, а к сопроводительной линии. Ее про-
кладывают параллельно магистрали па расстоянии не менее 1 м
при диаметре трубопровода до 1000 мм и не менее 1,5 м при
диаметре более 1000 мм. Сопроводительная линия диаметром
до 100 мм выполняется тупиковой, при большем диаметре она
должна иметь не менее двух точек подключения к магистраль-
ному трубопроводу.

При трассировке внутриквартальных и уличных сетей во-
допровода необходимо соблюдать безопасные расстояния (раз-
рывы) между трубопроводами водопровода, зданиями, сооруже-
ниями и другими инженерными коммуниканиями. До фундамен-
тов зданий это расстояние должно быть не менее 5 м. Если тру-
бопровод уложен в футляре, то разрыв можно уменьшить до 3 м.

Расстояние по горизонтали между подземными сетями водо-
провода и другими инженерными коммуникациями должно быть
не менее 1,5 м, а до кабелей связи и силовых кабелей напряже-
нием до 35 кВ - 0,5 м. При параллельной прокладке водопрово-
дов питьевой воды диаметром более 200 мм и трубопроводов ка-
нализации расстояние между трубами должно быть не менее 3 м.

Расстояние в свету между водопроводными линиями при пе-
ресечении их между собой или с другими сетями (кроме канали-
зационных) должно быть не менее 0,2 м, а при пересечении с ли-
ниями связи и электрокабелями - не менее 0,5 м. Трубопроводы
питьевого водопровода при пересечении с канализацией распола-
гают выше канализационных трубопроводов так, чтобы расстоя-
ние между стенками груб было не менее 0,4 м. Линии водопро-
вода, проходящие ниже канализационных, укладывают в футля-
рах. Дворовую сеть диаметром не более 150 мм можно проекти-
ровать без футляров, если расстояние между пересекающимися
трубопроводами не менее 0,5 м.

3.1.3.	Глубина заложения труб

Глубина заложения водоводов и водопроводных сетей при
подземной прокладке должна обеспечивать их незамерзаемость
в зимний период года, а также исключать возможность недопу-
стимого нагрева воды в летний период и повреждения труб внеш-
ними нагрузками от транспорта или иной временной нагрузки.
При назначении глубины заложения водопроводных линий долж-
ны учитываться особенности пересечения их с другими подзем-
ными коммуникациями и сооружениями.

В обычных условиях глубина заложения но низу трубы, м,
должна быть (рис. 3.2):

-	для диаметров до 500 мм включительно

^залож ^глуб. 0изотермы +0,3+79,	(3.1)

-	для диаметров свыше 500 мм

^зцлож ^глуб. 0 изотермы + В,	(3.2)

где йглуб. о изотермы - расчетная глубина нулевой изотермы (макси-
мальная сезонная глубина грунта с нулевой температурой), м;
О - диаметр трубы, м.

В южных районах глубину заложения определяют, соблюдая
условия, при которых не происходит, на1рев воды летом и разру-
шение труб и их стыковых соединений подвижными нагрузками
(автотракторной техникой и т. п.). При этом глубина заложения,
считая до верха трубы, принимается не менее 0,5 м.

Меньшая глубина заложения должна быть обоснована теп-
лотехническими расчетами.
3.2.	Устройство и оборудование водопроводной сети

Конструкция водопроводных сетей должна создавать наибо-
лее благоприятные условия для их строительства и эксплуатации,
поэтому к этим конструкциям предъявляют следующие основные
требования:

•	прочности, т. е. хорошей сопротивляемости внешним и
внутренним нагрузкам;

•	герметичности, т. е. создания условий, исключающих утеч-
ку воды из сети или попадание грунтовой воды в трубопроводы;

•	гладкости внутренней поверхности, обеспечивающей наи-
меньшее сопротивление движению воды;

•	долговечности, т. е. способности сопротивляться агрес-
сивному воздействию окружающей среды;

•	нейтральности к транспортируемой жидкости, т. е. спо-
собности не ухудшать ее свойства и не подвергаться агрессив-
ному воздействию воды;

•	применения индустриальных методов монтажа сети и ее
сооружений.

Кроме того, трубы должны обеспечивать возможность их
легкого, простого, быстрого и надежного соединения.
Решить эти задачи можно только ири всестороннем ком-
плексном подходе к вопросам проектирования сети. Одним из
важнейших этапов этой работы является правильный выбор ма-
териала и класса труб.

3.2.1.	Трубы, применяемые для устройства сетей
водоснабжения

Материал труб в системах хозяйственно-питьевого водо-
снабжения должен отвечать санитарно-эпидемиологическим тре-
бованиям, подтверждающих их безопасность в порядке, установ-
ленном законодательством Российской Федерации в области са-
нитарно-эпидемиологического благополучия населения.

В современной практике для прокладки напорных водово-
дов и сетей применяют металлические (чугунные (в т. ч. ВЧШГ),
стальные) и неметаллические (железобетонные, хризотилцемент-
ные, полимерные, стеклокомнозитные) трубы.

Выбор материала и класса прочности труб для водоводов
и водопроводных сетей надлежит принимать на основании ста-
тического расчета с учетом санитарных условий, агрессивности
грунта и воды, условий работы трубопровода и требований к ка-
честву воды.

Для напорных водоводов и сетей, как правило, следует при-
менять неметаллические трубы (железобетонные напорные, хри-
зотилцементные напорные, пластмассовые и др.) Отказ от приме-
нения неметаллических труб должен быть обоснован.

Применение чугунных (в том числе и ВЧШГ) напорных труб
допускается в пределах населенных пунктов, территорий про-
мышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Применение стальных груб допускается:

•	при рабочем давлении в сети 1,5 МПа (15 кгс/см2);

•	для переходов под железными, автомобильными доро-
гами, через водные преграды и овраги;

•	в местах пересечения водопроводов с сетями канализации;

•	при прокладке в труднодоступных местах под мостами,
по опорам эстакад, в туннелях, вечномерзлых, просадочных и за-
торфованных грунтах;

•	в сейсмических районах при давлении свыше 9 кгс/см2.
Железобетонные предварительно напряженные напор-
ные раструбные трубы (рис. 3.3) изготовляются из тяжелого
бетона методами виброгидропрессования (марка ТН) и центри-
фугирования (марка ЦТН) и выпускаются диаметром от 250 до
2400 мм, длиной от 2,5 до 10 м.

Способ изготовления труб виброгидропрессованием харак-
теризуется тем, что уплотнение и прессование малоподвижной
бетонной смеси производится с помощью вибрации и созданием
гидравлического давления в полости между резинокордовым чех-
лом и стальным сердечником трубной формы, вызывающим раз-
движку наружной стальной формы, оснащенной в ее разъемах
пружинными болтами, и радиальное перемещение бетонной сме-
си с напряжением спирального арматурного каркаса, и последу-
ющей выдержкой (при прессующем давлении) до набора бето-
ном передаточной прочности.

При центрифугировании трубная форма с загруженной в нее
бетонной смесью вращается вокруг своей продольной оси, а воз-
никающая при этом центробежная сила распределяет частицы
смеси по стенкам формы, прижимая массу к стенкам. В резуль-
тате этого под действием центробежных сил происходит отжа-
тие излишней влаги из бетона и его уплотнение. В изделии со-
здается внутренняя цилиндрическая полость, что позволяет осу-
ществлять формование труб.

Каркас железобетонных труб состоит из продольной и попе-
речной спиральной предварительно напряженной арматуры.

Рис. 3.3. Железобетонные предварительно напряженные
напорные трубы:

1 - предварительно напряженная продольная
и спиральная стальная арматура
В зависимости от расчетного внутреннего давления трубы
подразделяются на три класса прочности. Трубы I класса пред-
назначены для прокладки трубопровода с расчетным давлением
1,5 МПа (высоконапорные), II класса - 1,0 МПа (средненапор-
ные), III класса - 0,5 МПа (низконапорные).

Трубопроводы всех классов можно укладывать на глубину
2., .6 м до верха трубы.

Трубы соединяются между собой при помощи раструбов и
металлических фасонных частей. Герметичность стыковых сое-
динений обеспечивается применением резинового уплотнитель-
ного кольца круглого сечения.

Хризотилцементные напорные трубы и муфты (рис. 3.4)
изготавливаются из массы, представляющей смесь 75.. .80 % порт-
ландцемента марки не ниже 400 и 25.. .20 % асбестового волокна.

Хризотил - разновидность природного минерала асбеста
(гидросиликата магния). В зависимости от структуры и приме-
сей, различают две разновидности асбеста: хризотиловый (белый)
и амфиболовый.

Медиками установлено влияние волокон асбеста на рост ра-
ковых заболеваний (однако прямых доказательств влияния асбе-
ста на качество воды в трубах и рост заболеваний нет, но это со-
здает существенный психологический барьер использования хри-
зотилцементных труб). Хризотил-асбест, при условии соблюде-
ния правил охраны труда, не представляет серьезной угрозы для
здоровья человека. Амфиболовый асбест является канцерогеном,
поэтому его применение и добыча запрещены.

Хризотилцементные напорные трубы (рис. 3.4, а) выпускают
трех марок: ВТ-6 на рабочее давление 0,6 МПа; ВТ-9 - 0,9 МПа;
ВТ-12- 1,2 МПа и ВТ-15 - 1,5 МПа, диаметром от 100 до 500 мм,
длиной от .3 до 4 м.

Для соединения груб используют хризотилцементные сое-
динительные муфт типа САМ с резиновыми уплотнительными
кольцами. На внутренней поверхности муфты расположены вы-
ступы и две канавки для уплотнительных колец (рис. 3.4, б и в).


б)

Рис. 3.4. Хризотилцементные напорные трубы:
а - внешний вид; б - конструктивные элементы
соединительной муфты САМ; в - стыковое соединение труб:

1,2- соединяемые напорные трубы; 3 - муфта САМ;

4 - резиновое уплотнительное кольцо

Полимерные (пластмассовые) напорные трубы из поли-
этилена, поливинилхлорида, полипропилена и др. выпускаются
диаметром до 1200 мм и применяются для наружных и внутрен-
них сетей водоснабжения.

Гигиеническая оценка возможности применения синтетиче-
ских полимерных материалов в контакте с питьевой водой бази-
руется на исследованиях влияния этих материалов на органолеп-
тические, физико-химические и микробиологические показатели
ее качества, проведенных органами Здравоохранения и Феде-
ральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей
и благополучия человека. В России разработаны и официально
утверждены соответствующие методики и списки допустимых
уровней миграции химических веществ из полимерных материа-
лов, используемых в водоснабжении.

На практике широкое распространение получили из поли-
этилена. В зависимости от того, какая технология применяется
для изготовления, полиэтилен может иметь:

•	высокую плотность - трубы ПНД. Изготавливаются под
низким давлением с применением катализаторов. Имеют черный
цвет с синими (вода) или желтыми (газ) продольными полосками;

•	низкую плотность - трубы ПВД. При изготовлении ис-
пользуется высокое давление. Трубы отличаются хорошей эла-
стичностью и гибкостью. По внешнему виду труба ПВД бывает
черной или серой без каких-либо полос.

В зависимости от максимального допустимого давления воды
полиэтиленовые трубы выпускаются четырех типов: Л - легкий
(0,25 МПа); СЛ - средне легкий (0,4 МПа); С - средний (0,6 МПа);
Т - тяжелый (1,0 МПа).

В настоящее время производятся трубы, имеющие защит-
ную оболочку наружной поверхности, а также двух- и трехслой-
ные трубы с защитными слоями на наружной и (или) внутренней
поверхностях. Цвет защитных слоев - синий.

Трубы диаметром до 110 мм поставляются в бухтах длиной
до 200 м, а трубы диаметром более 110 мм изготавливаются от-
резками длиной до 13 м (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Полиэтиленовые напорные трубы

Трубы напорные из поливинилхлорида (ПВХ) выпускают че-
тырех классов на давление от 0.25 МПа до 1,6 МПа в диапазоне
диаметров 10...450 мм. Трубы поставляют со следующими кон-
структивными исполнениями концов: без раструбов, с растру-
бами для клеевого соединения, с раструбами для соединения
с помощью резиновых уплотнительных колец.

Для систем водоснабжения могут также применяться на-
порные полипропиленовые трубы, выпускаемые диаметрами до
160 мм на рабочее давление до 1,0 МПа.

Соединение труб из полиэтилена высокой и низкой плот-
ности и полипропилена выполняют с помощью сварки контакт-
ным нагревом, а из ПВХ - склеиванием.

Трубы из полимерных материалов обладают гладкостью внут-
ренней поверхности, антикоррозионной стойкостью, небольшой
массой, диэлектричностью, морозоустойчивостью, легкостью за-
готовок и монтажа.

Недостатками пластмассовых труб является невысокое со-
противление раздавливанию и большой коэффициент линейного
расширения.

Стеклокомпозитные трубы (рис. 3.6) изготовляют на ос-
нове полиэфирных или эпоксидных смол, стекло- или базальто-
вого волокна и наполнителя - кварцевого песка и др. В зависимо-
сти от того, какой материал избран армирующим наполнителем,
различают базальтопластиковые, органопластиковые и стекло-
пластиковые трубы.

Рис. 3.6. Стеклокомпозитные напорные трубы

Трубы обладают малой теплопроводностью, хорошими ди-
электрическими свойствами, высокой химической и коррозион-
ной стойкостью, небольшой гигроскопичностью, достаточной ог-
нестойкостью. Стеклокомпозитные трубы в 4 раза легче сталь-
ных и способны выдерживать температуру до 150 °С.
Трубы из стеклокомпозитных материалов применяют при
прокладке коммуникаций систем водоснабжения на участках
с расчетным внутренним давлением до 3,2 МПа, на слабых про-
садочных, неустойчивых и болотистых грунтах, в гористой мест-
ности, в сейсмически опасных районах и в условиях многолет-
ней мерзлоты. Использование стеклокомнозитных труб целесо-
образно при выполнении дюкеров и вертикальных трубопрово-
дов, переходов через водные преграды, под железными и автомо-
бильными дорогами, по дну морей и оврагов, а также в местах
пересечения хозяйсгвенно-нитьевых водопроводов с сетями ка-
нализации и монтаже трубопроводов по автодорожным и город-
ским мостам, по опорам, эстакадам и в тоннелях.

Чугунные напорные трубы выпускаются двух типов:

•	трубы, изготавливаемые из серого чугуна методами цен-
тробежного и полунепрерывного литья диаметрами 65.. 1200 мм,
длиной 2...10 м с раструбными стыковыми соединениями, кото-
рые уплотняют пеньковой прядью и заделывают асбестоцемент-
ным раствором;

•	трубы со стыковыми резиновыми уплотнителями, изго-
тавливаемые диаметрами 65...300 мм, длиной 2...6 м.

Выпускают трубы трех классов, отличающихся друг от друга
толщиной стенок и, следовательно, выдерживающих различное
давление - ЛА (1,0 МПа), А (1,6 МПа) и Б (2,0 МПа).

Трубы по первому типу соединяют следующим образом: ци-
линдрический конец трубы (рис. 3.7, а) вводят в раструб уложен-
ной трубы так, чтобы зазор между гладким концом и упорной по-
верхностью раструба составлял 5... 10 мм в зависимости от диа-
метра труб. Затем трубы центруют, после чего раструбную щель
уплотняют просмоленной пеньковой прядью 1 для обеспечения
водонепроницаемости стыкового соединения. Для удержания пря-
ди от выдавливания гидравлическим давлением устраивают асбе-
стоцементный замок 2 следующего состава: 30...35 % асбеста,
65.. .75 % цемента марки 400.

Стыковые соединения на резиновых уплотнителях (рис. 3.7, б)
являются гибкими, обеспечивается равнонрочность с трубой, мон-
таж полностью механизирован. В раструбе трубы имеется внут-
ренний кольцевой паз сложной формы, в который закладывают
резиновую манжету 3. Форма паза препятствует смещению ман-
жеты при монтаже стыка и удерживает ее от выдавливания внут-
ренним давлением

Рис. 3.7. Раструбные соединения чугунных водопроводных труб

С уплотнением пеньковой прядью (а) и резиновым уплотнителем (б):
1 - жгут из просмоленной или битуминизированной пеньковой пряди;

2 - асбестоцементный замок: 3 -резиновая манжета

Водопроводные сети из чугунных труб монтируют с исполь-
зованием чугунных фасонных частей различной формы с растру-
бами и фланцами.

В последнее время для подземной прокладки широкое при-
менение нашли водопроводные трубы из высокопрочного чугуна
с шаровидным графитом ВЧШГ(рис. 3.8).

Рис. 3.8. Труба из ВЧШГ:

1 - наружное лаковое покрытие; 2 — цинковое покрытие;

3 - цементно-песчаное покрытие; 4 —уплотнительное кольцо
Такой чугун пластичен и сочетает в себе положительные ка-
чества стали и чугуна. Он в 4-5 раз более устойчив воздействию
коррозии, по сравнению с стальными трубами. По прочности пла-
стичный чугун превосходит обычный минимум в два раза.

Трубы из ВЧШГ выпускаются диаметрами 300.. 1000 мм и
могут укладываться в 1рунт на глубину до 15 м. Срок эксплуата-
ции достигает 50.. 90 лет.

Стальные трубы выпускают в широком диапазоне диамет-
ров, толщины стенок, марок стали и различных классов проч-
ности.

В системах водоснабжения стальные грубы применяют в ос-
новном для водоводов, работающих при больших внутренних дав-
лениях, а также для водопроводных линий при укладке их в мак-
ропористых грунтах, в сейсмических районах, по мостам и эста-
кадам и при устройстве дюкеров, т. е. в условиях, где требуется
хорошая сопротивляемость труб динамическим нагрузкам.

Для трубопроводов систем водоснабжения применяются сле-
дующие виды стальных труб: электросварные прямошовные (диа-
метром 108...1420 мм) и спирально-шовные (диаметром 150...
1420 мм); бесшовные горячедеформированные (горячекатаные)
(25...820 мм), бесшовные холоднодеформированные (холодно-
катаные или холоднотянутые) (до 200 мм); водогазопроводные
(6.. .150 мм). Длина труб колеблется от 4 до 12,5 м, толщина сте-
нок - от 2,5 до 7,5 мм.

Главным недостатком стальных труб является подвержен-
ность коррозии, которая приводит к огромному ущербу. Из-за
коррозии нарушается герметичность стенок труб, падает проч-
ность, выходят участки сети из строя, возрастает шероховатость
внутренней поверхности труб и снижается их пропускная спо-
собность.

Коррозия представляет собой электрохимическое разруше-
ние металла труб под действием окружающей среды - почвенная
коррозия или блуждающих токов - электрокоррозия.

Для защиты стальных труб от почвенной коррозии суще-
ствуют различные антикоррозионные покрытия, создающие ба-
рьер между поверхностью трубы и окружающей средой: битумно-
полимерные, битумно-минеральные, битумно-резиновые, поли-
мерные и другие защитные покрытия. Наряду с этим как допол-
нение применяют катодную защиту от блуждающих токов.

В настоящее время изготавливаются стальные трубы с внут-
ренним и наружным полимерным, эмалевым, цементно-песчаным
или полимерцементным покрытием (облицовкой), что обуслов-
ливает их повышенную защиту от коррозии и вследствие этого
долговечность.

Выбор типа изоляционного покрытия производится в зави-
симости от коррозионной активности грунта.

3:2.2. Арматура на водопроводной сети и водоводах

Для возможности регулирования, обслуживания и обеспече-
ния надежной работы водопроводная сеть и водоводы оборуду-
ются арматурой.

По назначению трубопроводная арматура подразделяется на
следующие виды:

•	запорно-регулирующая арматура - задвижки (рис. 3.9),
поворотные затворы, вентили;

•	предохранительная арматура - предохранительные и об-
ратные клапаны, выкидные предохранительные устройства (раз-
рушающиеся мембраны);

•	аэрационная - вантузы, клапана впуска и выпуска воздуха;

•	водоразборная арматура - уличные водоразборные ко-
лонки и краны, пожарные гидранты.

Запорно-регулирующая арматура предназначена для отклю-
чения участков сети для ремонта и осмотра, а также для регули-
рования подачи воды по сети.

Задвижки по конструкции запорного органа подразделяют-
ся на параллельные и клиновые. Оба типа могут быть с выдвиж-
ным и невыдвижным шпинделем (рис. 3 10). При устройстве хо-
зяйственно-питьевых водопроводов выдвигающийся шпиндель
нежелателен по санитарным соображениям.

В параллельных задвижках проход корпуса перекрывается
параллельно соединенными между собой подвижными дисками,
которые раздвигаются одним или двумя расположенными между
ними клиньями. Уплотняющие кольца корпуса и дисков располо-
жены параллельно друг другу и перпендикулярно оси задвижки.
В клиновых задвижках проход корпуса перекрывается одним
клинообразным круглым диском, который перемещается в гнезде
между наклонными уплотняющими кольцами корпуса.

Задвижки бывают с ручным, гидравлическим и электриче-
ским приводами и диаметром 50...2000 мм.

Рис. 3.9. Классификация задвижек

Для облегчения открытия задвижки больших диаметров снаб-
жают обводными линиями. Открытие задвижки на обводной ли-
нии выравнивает давление но обеим сторонам диска и облегчает
открытие основной задвижки.
Рис. 3.10- Задвижки с выдвижным (а) и невыдвижным (б) шпинделем

Задвижки на водопроводной сети устанавливают:

•	в узлах водопроводной сети для обеспечения отключения
любою участка сети при аварии;

•	для отключения не более пяти пожарных гидрантов;

•	для обеспечения бесперебойной подачи воды потребите-
лям, которые не допускают перерыва в водоснабжении.

На водоводах задвижки устанавливаются в местах переклю-
чений с целью отключения ремонтных участков при аварии.

В настоящее время вместо задвижек в системах водоснаб-
жения все большее применение находят поворотные дисковые
затворы (рис. 3.11). Затворы выпускаются с ручным (б/= 100. .
600 мм) и электрическим (<7 = 300...2400 мм) приводами на дав-
ление 1,0...2,5 МПа.

Поворотные затворы могут быть использованы на водопро-
водной сети, на насосных станциях и очистных сооружениях, что
позволяет уменьшить строительные объемы сооружений и при-
менять менее мощные средства монтажа.
Рис. 3.11. Поворотные затворы

К предохранительной арматуре относятся обратные и предо-
хранительные клапаны, выкидные предохранительные приспо-
собления.

Обратные клапаны (рис. 3.12) применяются для того, чтобы
воспрепятствовать обратному току воды, протекающей по трубо-
проводу, например, на напорных водоводах около насосной стан-
ции с целью предохранения ее от затопления при разрушении
труб и арматуры внутри станции.

4$

Рис. 3.12. Обратные клапаны

Клапан открывается в результате поворота диска при подаче
воды под давлением, после чего диск удерживается в открытом
положении подъемной силой, возникающей от скоростного на-
пора потока. Обратные клапаны выпускаются различных кон-
струкций диаметром 50... 1000 мм на давление 0,25.. .4,0 МПа.

Их можно использовать также для борьбы с гидравличе-
скими ударами в качестве отсекающих устройств при защите
длинных водоводов.
Основной причиной случайных повышений давления в тру-
бах является возникновение в них гидравлического удара.

При эксплуатации современных систем водоснабжения гид-
равлический удар в трубах может возникнуть в результате:

•	остановки насосов (в случае прекращения подачи электро-
энергии);

•	быстрого закрытия задвижек или водоразборных кранов
на сети.

Первая из указанных причин вызывает возникновение уда-
ров в напорных водоводах. При этом ударная волна может вы-
звать недопустимое повышение давление и в сети. Это связано
с тем, что при аварийной остановке насосов вода по инерции не-
которое время продолжает двигаться ио водоводу. В результате
давление в водоводе за насосом падает и при определенных усло-
виях в водоводе может произойти разрыв сплошности потока
(например, в месте резкого изменения уклона водовода). После
того как движение воды, происходящее по инерции, прекраща-
ется, вода начнет двигаться в обратном направлении - в сторо-
ну насоса и произойдет удар ее о закрывающийся автоматически
обратный клапан или о закрытую задвижку. В результате давле-
ние в водоводе повышается, и волна этого повышения распро-
страняется по водоводу и может захватить некоторый район сети.

Вторая причина может иметь место при неисправности по-
жарных гидрантов и при быстром отключении отдельных ремонт-
ных участков.

К мероприятиям но борьбе с гидравлическими ударами от-
носятся:

•	установка специальной запорной арматуры с безопасным
временем закрытия;

•	впуск воздуха для создания в водоводе воздушной по-
душки, смягчающей силу удара воды;

•	сброс воды из водовода;

•	применение защитных устройств - гасителей гидравличе-
ского удара.

Предохранительные клапаны и устройства, предназначен-
ные для борьбы с гидравлическим ударом в трубопроводах, раз-
деляются на две основные группы: пружинные предохранитель-
ные клапаны, применяемые при гидроударах, начинающихся с вол-
ны повышения давления, и гасители удара, применяемые при гид-
роударах, начинающихся с волны понижения давления.

Предохранительные устройства в виде разрушающихся мем-
бран устанавливают на трубопроводе для снижения давления при
случайном несрабатывании противоударного клапана (рис. 3.13).
Разрушающее давление назначают, исходя из прочности труб.
Обычная толщина мембран 0,05...0,25 мм. Изготавливают их
из сплавов коррозионностойких материалов.

Аэрационная арматура необходима для выпуска воздуха,
скапливающегося в повышенных точках водопроводной сети и
водоводов, а также для впуска воздуха при опорожнении отдель-
ных участков трубопровода и его выпуска при заполнении тру-
бопроводов.

В обычных условиях вода по объему содержит около 2 %
растворенного воздуха. Растворимость воздуха в воде зависит
от давления и температуры.

Рис. 3.13. Принцип действия разрывной мембраны

Поскольку столб движущейся воды подвержен постоянным
изменениям давления вследствие изменения рельефа местности,
по которой проходит трубопровод, то воздух выходит из раство-
ренного состояния в возвышенных точках трубопровода. Выде-
лившись из воды воздух, уже не так легко переходит в раствор.

Наличие воздушных мешков в трубопроводе может серьезно
снизить его пропускную способность. Защемленный в трубопро-
воде воздух может совершенно прекратить поток, хотя давле-
ние насоса будет больше, чем требуется.
Для автоматического удаления воздуха из трубопроводов
в неболвших объемах применяются вантузы (рис. 3.14). Они уста-
навливаются в повышенных точках перелома профиля водоводов
в камерах переключения либо в отдельных колодцах.

Рис. 3.14. Общий вид и схема устройства вантуза:

1 - корпус; 2 - шаровидный поплавок; 3 - крышка;

4 - втулка с проходным отверстием для выпуска воздуха;

5 - резиновая прокладка; 6 - рычаг

Для удаления или впуска больших объемов воздуха приме-
няются автоматические клапаны впуска и выпуска воздуха. Эти
клапаны устанавливают в повышенных точках на каждом ре-
монтном участке водовода (рис. 3.15).

Водоразбор из сети осуществляется через водопроводные
вводы зданий. Если здания не оборудованы внутренним водопро-
водом, то забор воды из сети осуществляется через водоразбор-
ные колонки (рис. 3.16). Давление в сети для нормального дей-
ствия колонки должно быть не менее 0,1 МПа. Их размещают
в проездах, исходя из радиуса обслуживания 100 м.

Вокруг колонок необходимо устраивать отмостку шириной
1 м с уклоном г = 0,1 от колонки или асфальтировать, что обеспе-
чивает отвод от нее воды.

Для подачи воды из водопроводной сети при тушении по-
жара предназначены пожарные гидранты.
Рис. 3.15. Клапана впуска
и выпуска воздуха

Рис. 3.16. Общий вид
и схема устройства
водоразборной колонки:
1 - корпус; 2 — стояк; 3 -рычаг;
4 — эжектор: 5 - клапан;

6 - пружина; 7 - патрубок

Гидранты располагают в смотровых колодцах и устанавли-
вают на фланец пожарной подставки. Пожарные подставки вы-
пускаются из стали и чугуна, включая ВЧШГ, диаметрами
100...300 мм (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Пожарные подставки

Диаметр присоединительного фланца для установки гидранта -
250 мм. Колодцы, в которых устанавливают пожарные гидранты,
должны находиться вдоль проездов на расстоянии не более 150 м
друг от друга, располагаться не ближе 5 м от зданий и иметь удоб-
ный подъезд.
Пожарные гидранты бывают подземные и надземные. Более
широкое применение имеют подземные гидранты, которые пол-
ностью размещаются в колодце (рис. 3.18).

Рис. 3.18. Общий вид и схема устройства
подземного пожарного гидранта:

1 - корпус; 2 - шток; 3 - крышка; 4 - четырехгранник;

5 - шаровой клапан: 6 - пожарная подставка;

7 - сливной патрубок

Он состоит из корпуса 1, внутри которого размещен запор-
ный шаровой клапан 5 с резиновым кольцом, обеспечивающим
плотное прижатие клапана к седлу и герметичность конструкции.
Управление клапаном осуществляют через шток 2, имеющий
в верхней части четырехгранник 5 Во избежание замерзания во-
ды в зимнее время в нижней части имеется патрубок 7 для спус-
ка воды после прекращения действия пожарного гидранта.

Для приведения в действие гидранта работники прибывшей
на место пожарной команды открывают люк колодца, поднимают
крышку пожарного гидранта 3 и устанавливают на него назем-
ную переносную часть - стендер (рис. 3.19).
Вращение рукоятки стендера 4 передается вертикальному
стержню 5, соединенному со штоком гидранта и заставляет его
передвигаться в вертикальном направлении для открывания или
закрытия связанного с ним шарового клапана гидранта.

Вода поднимается по колонке к патрубкам стендера, снаб-
женным быстро соединяющимися гайками 2, обеспечивающими
присоединение пожарных рукавов к патрубкам.

Рис. 3.19. Общий вид и схема устройства стендера:

1 - корпус; 2 - быстро соединяющиеся гайки: 3 - вентиль;
4 - рукоятка; 5 - трубчатый шток; б - головка стендера

3.2.3.	Сооружения на водопроводной сети и водоводах

К сооружениям на водопроводной сети и водоводах относят:
колодцы и камеры для установки арматуры и оборудования; упо-
ры; переходы в местах пересечения железных и автомобильных
дорог, водных преград, оврагов и т. и.; туннели.

Фланцевые соединения фасонных частей и арматуры водо-
проводной сети и водоводов должны быть доступны для осмотра
и ремонта, поэтому их располагают в водопроводных колодцах
или камерах.
Строгого разграничения терминов «колодцы» и «камеры»
нет. Принято считать, что размеры колодцев относительно малы
(до 4 м в плане) и в них располагаются более простые узлы ком-
муникаций, с малым числом задвижек и другой арматуры. Каме-
ры могут достигать значительных размеров, имеют более слож-
ную конструкцию и большое число различной арматуры и обо-
рудования.

Водопроводный колодец (рис. 3.20) состоит: из горловины,
состоящей из люка с крышкой 1, регулировочных камней 2, опор-
ного кольца 3 и железобетонного кольца горловины 4; плиты пе-
рекрытия 5; рабочей части, выполненной из сборных железобе-
тонных стеновых колец 6 и плиты основания 7.

Рис. 3.20. Сборный железобетонный водопроводный колодец:
1 —люк; 2 -регулировочные камни; 3 - опорное кольцо:
4 - кольца горловины; 5 - плита перекрытия;

б - стеновые кольца; 7 — плита основания; 8 - ходовые скобы

Колодцы и камеры состоят из двух основных частей - рабо-
чей части и горловины с люком. Рабочая часть, в свою очередь,
состоит из перекрытия, стен и днища.
Размеры рабочей части должны обеспечить возможность раз-
мещения и удобной эксплуатации устанавливаемого в ней обо-
рудования.

Рабочая часть колодца должна быть высотой не менее 1500 мм.
Минимальная глубина колодца определяется как сумма рабочей
высоты колодца, толщины перекрытия (150 мм) и высоты за-
сыпки над перекрытием (для районов с умеренным климатом
не менее 500 мм; для южных районов - 300 мм).

Диаметр горловины принимают не менее 0,7 м, чтобы можно
было свободно опускаться в колодец, монтировать и демонтиро-
вать оборудование.

Для спуска в колодец на горловине и стенках колодца уста-
навливают рифленые стальные скобы 8 или устраивают метал-
лическую лестницу.

По форме в плане колодцы могут быть круглыми и прямо-
угольными. Выполняют колодцы преимущественно из сборного
железобетона. В последнее время находят применение колод-
цы, выполняемые полностью из полимерных материалов или
из железобетонных колец, футерованных анкерными листами
из ПНД (полиэтилена низкого давления) или ПП (полипропи-
лена) (рис. 3.21).

Рис. 3.21. Водопроводные колодцы:
а - из полимерных материалов; б - из полимербетонных колец
Полимерный футеровочный лист используется при произ-
водстве железобетонных колец и иных монолитных бетонных
конструкциях, для достижения герметичности изделий и продле-
ния их срока службы. Стыки листов между кольцами соединяют
с помощью экструзионной сварки, что позволяет сформировать
герметичную оболочку внутренней поверхности колодца.

В верхней части горловины устанавливают стандартные люки
с крышкой. На водопроводных сетях устанавливают, как пра-
вило люки трех модификаций: тяжелые Т (С250) - для уста-
новки на проезжей части дорог с интенсивным движением, сред-
ние С (В 125) - для установки на автостоянках, тротуарах и проез-
жей части городских парков и легкие Л (А 15) - для размещения
на тротуарах и в непроезжих местах (рис. 3.22).

Рис. 3.22. Стандартные люки типа Т, С и Л

Вокруг люков, размещаемых на незамещенных местах (без
дорожных покрытий), необходимо устраивать отмостки шири-
ной 1 м с уклоном от люков, которые должны быть выше приле-
гающей территории на 0,05 м. На улицах с усовершенствован-
ными покрытиями крышки люков должны находиться на одном
уровне с поверхностью проезжей части. На трубопроводах, про-
ходящих по незастроенной территории, люк должен быть выше
поверхности земли на 0,2 м.

Заделка труб, пересекающих стенки колодцев производится
в зависимости от состояния 1рунта. В сухих грунтах пространство
между трубой и стенкой колодца заполняют бетоном (рис. 3.23, а).
Рис. 3-23. Конструкция заделки труб в стенках колодцев, устраивае-
мых в сухих (а), мокрых (б) и просадочных (в) грунтах:

1 - бетон; 2 - гидроизоляционное покрытие;

3 - стальная труба футляр; 4 - асбестоцементный раствор;

5 - просмоленная пакля; 6 - водоупорный замок

В мокрых (водонасыщенных) грунтах для недопустимости
просачивания грунтовых вод в колодец, необходимо предусмат-
ривать гидроизоляцию дна и стен колодца на 0,5 м выше уров-
ня фунтовых вод. Пересечение стенки колодца осуществляется
в футляре, представляющим собой отрезок стальной трубы боль-
шего диаметра. Пространство между футляром и основной гру-
бой забивают смоляным канатом и заделывают с обеих сторон
асбестоцементным раствором (рис. 3.23, б).

В просадочных грунтах конструкция пересечения трубы че-
рез стенки колодца схожа с предыдущей конструкцией за исклю-
чением того, что гидроизоляцию выполняют только по внутрен-
ней поверхности колодца с целью предотвращения возможного
просачивания воды из колодца в грунт при утечках из стыковых
соединений и арматуры. Кроме того, с наружной стороны ко-
лодца устраивается водоупорный замок из глины (рис. 3.23, в).

В местах поворотов водопроводной сети, в тупиках и на от-
ветвлениях вследствие внутреннего давления возникают силы,
действующие вдоль оси грубы и вызывающие продольное растя-
жение и нарушение стыков (выход гладких концов из раструбов).
Для исключения этих явлений в упомянутых местах, в смотро-
вых колодцах или в земле устанавливают упоры в виде бетон-
ных массивов, в которые упираются соответствующие фасон-
ные части (рис. 3.24).

Рис. 3.24. Схема устройства упоров в горизонтальной (а)
и вертикальной (б) плоскости

Водопроводные линии в местах пересечения с железными
или автомобильными дорогами следует прокладывать в футля-
ре в виде грубы с большим, чем у трубопровода, диаметром на
200...300 мм, а при соответствующем обосновании - в проход-
ных или непроходных туннелях.

Переход водопроводных труб через реки и овраги осуществ-
ляется по мостам, эстакадам или с помощью дюкера. Он устраи-
вается в две нитки но дну с заглублением не менее 1 м.

3.3. Основы гидравлического расчета
водопроводных сетей

3.3.1.	Основные задачи расчета сети

Основными задачами расчета водопроводной сети являются
определение:

•	диаметра труб;

•	потерь напора на всех участках сети:

•	пьезометрических напоров во всех узлах сети;

•	высоты водонапорной башни, отметок напорных емко-
стей (контррезервуара), подбор насосного оборудования.

Выполнение этих задач определяет обеспечение следующих
важных показателей водоснабжения:

•	бесперебойности иодачи требуемых расходов воды всем
потребителям с необходимым напором;
соответствие необходимой степени надежности водоснаб-

жения;

•	экономичности сети, т. е. минимизации затрат на строи-
тельство и эксплуатацию;

•	стандартизации, применяемых изделий и оборудования.

Под бесперебойной работой системы водоснабжения пони-
мается такая работа, при которой в случае аварии в системе по-
требителям обеспечивается уровень снабжения водой не ниже
допустимого.

Надежность сети является тем ее свойством, которое долж-
но обеспечить наименьший ущерб в снабжении водой потре-
бителей в случае аварии на сети и выхода из работы некоторых
ее участков.

При определении бесперебойности и надежности системы
водоснабжения регламентируют допустимость и длительность
перерывов в подаче воды или степень снижения подачи воды
в течение определенных сроков. Согласно этим требованиям си-
стемы водоснабжения подразделяют на гри категории но надеж-
ности подачи воды (см. табл. 1.1).

Требования экономичности и надежности антагонистичны,
так как надежность требует резервирования, а, следовательно,
и удорожания сети.

В общей постановке задача расчетов водопроводной сети
сводится к определению экономических диаметров труб и по-
терь напора в сети, при которых будет обеспечена подача рас-
четных расходов воды для всех потребителей.

Чтобы обосновать оптимальный вариант совместной рабо-
ты насосных станций, водоводов, сети и регулирующих емко-
стей, необходимо рассмотреть различные периоды работы сети.

Основным расчетным случаем является подача расчетного
расхода воды <2Р, л/с, в наиболее неблагоприятный период экс-
плуатации сети, который определяется по формуле (1.19). По это-
му расходу определяют диаметры трубопроводов, рассчитыва-
ют потери напора в сети и подбирают хозяйственные насосы
на насосной станции второго подъема.
Однако выбранные но расчетному расходу диаметры трубо-
проводов могут оказаться недостаточными для пропуска расхода
воды в период тушения наружных пожаров (Лож. нар, л/с. Поэтому
сеть должна быть проверена на возможность подачи эпизодиче-
ского расхода воды (Лп, л/с - формула (1.21). При расчете сети
отбор воды на пожаротушение должен производиться в наибо-
лее неблагоприятных точках, оборудованных пожарными гид-
рантами.

Результаты расчета сети на подачу пожарного расхода поз-
волят выявить наиболее натруженные участки сети, определить
гидростатическое давление в трубопроводах и рассчитать потери
напора в сети для подбора пожарных насосов.

Трубопроводы сети с контррезервуаром дополнительно про-
веряют на пропуск максимального транзитного расхода. Такой
транзитный расход (ЛР, л/с, приходится на те часы суток, в кото-
рые водопотребление оказывается наименьшим:

НС-II С?ч.мин	(3 2)

3,6

где ()ис-1т - производительность насосной станции второго подъ-
ема, м3/ч; ^ч.мин - минимальный часовой расход, м3/ч.

При этом уточняют диаметры наименее нагруженных в час
максимального водопотребления участков сети, проверяют до-
статочность свободных напоров на вводах в здания и уточняют
совместную работу насосной станции второго подъема, водово-
дов, сети и контррезервуара при максимальном поступлении воды
в регулирующую емкость.

Кроме того, рекомендуется проводить проверочные расчеты
сети на периоды:

•	среднего часового расхода воды в сутки среднего водопо-
требления - для определения годовых затрат электроэнергии;

•	минимального часового расхода воды в сутки наименьшего
водопотребления - для выявления наибольших гидростатических
давлений в сети;


•	подачи воды при аварийных отключениях ремонтных
участков сети - для проверки соответствия конструкции сети за-
данной категории надежности водопровода.

В процессе поверочных расчетов диаметры трубопроводов
сохраняются и лишь при необходимости подвергаются коррек-
тировке.

Однако любая корректировка, произведенная в ходе пове-
рочных работ, влечет за собой необходимость повторного рас-
чета сети на основной режим. Поэтому в процессе расчета сети
но основному варианту по возможности должны быть учтены те
факторы, которые оказывают существенное влияние на констру-
ирование сети при других рабочих режимах. Например, при рас-
четном расходе на наружное пожаротушение не более 15 л/с мож-
но принимать минимальный диаметр трубы 100 мм, а при боль-
ших расходах - не менее 150 мм.

В практике проектирования гидравлическому расчету, как
правило, подлежат магистральные линии. Диаметры разводящих
линий назначают конструктивно:

•	в населенных пунктах и на промышленных предприятиях
минимальный диаметр линий - 100 мм;

•	в сельских населенных пунктах - 75 мм.

Число расчетных случаев работы водопроводной сети реально
может быть очень большим и зависеть от очередности строитель-
ства, поэтому осуществление такого расчета возможно лишь с по-
мощью ЭВМ.

3.3.2.	Режимы отбора воды из сети.
Подготовка сети к расчету

Первой задачей расчета сети является моделирование ре-
жима водоотбора, т. е. нахождение наиболее близкой к действи-
тельной картины отдачи воды в отдельные моменты времени,
что необходимо для определения диаметров на отдельных участ-
ках водопроводной сети.

При отборе воды из кольцевой водопроводной сети вода
от магистралей забирается разводящей сетью, к которой присо-
единяются вводы в здания (рис. 3.25). Кроме того, иногда отбор
воды может осуществляться и непосредственно от магистралей.
Общее число отборов воды из сети складывается из множества
домовых присоединений (вводов) и присоединений разводящих
линий. В каждой такой действительной точке отбора будет свой
график водопотребления, а величина отбора будет зависеть и
от степени открытия водоразборного крана и от давления в сети.

Таким образом, учет фактической картины отбора воды из
сети практически неосуществим. Поэтому в практике проекти-
рования принята упрощенная расчетная схема водоотбора.

Если в сети выявлены расходы с известным режимом отбора
(прачечные, бани, столовые, котельные, на пожаротушение и др.),
то их рассматривают как сосредоточенные в местах непо-
средственного отбора.

Остальные расходы называют путевыми и считают равно-
мерно распределенными по всей длине трубопроводов при оди-
наковой плотности застройки и одинаковой норме водопотреб-
ления. Чаще всего к путевым расходам ^п относят расходы воды
на хозяйственно-питьевые нужды в жилых районах населенных
пунктов.

Величину путевых расходов можно определить по формуле

(3-4)

(2" (др ^‘^соср

Рис. 3.25. Схема водоотбора из кольцевой водопроводной сети
Расход, приходящийся на единицу длины трубопроводов, на-
зывают удельным путевым расходом'.

7уд = ^7’ л/с’м’	(3-5)

уд

где X/ - расчетная длина всех участков сети, м.

При вычислении расчетной суммы длин водопроводных ли-
ний X/ необходимо руководствоваться следующими правилами:

•	в Е/ включаются участки магистральных линий, из кото-
рых вода отбирается с двух сторон в данной зоне;

•	участки, проходящие по незастроенным территориям, зе-
леным насаждениям, мостам, площадям, паркам, а также через
реки, овраги, озера и т. и., не включаются в суммарную расчет-
ную длину сети;

•	участки магистральной линии, проходящие по улицам
с односторонней жилой застройкой, учитываются половиной сво-
ей длины;

•	при расположении данного участка на 1ранице двух рай-
онов с разной плотностью проживающего в них населения (на-
пример, многоэтажная и малоэтажная зоны) в Е/ включается по-
ловина длины данного участка для каждой зоны.

Рассмотрим возможные существующие схемы разбора воды
участками сети (рис. 3.26).

В схеме (рис. 3.26, а) путевые расходы отдаются только
с одной стороны, а в схеме (рис. 3.26, б) - с двух. Очевидно,
что путевой расход на первой схеме будет в два раза меньше,
чем на второй схеме.

Рис. 3.26. Схема разбора воды участками с односторонней (а)
и двусторонней (б) застройкой
При составлении расчетной схемы отбора воды из сети не-
обходимо ввести понятие узел и участок сети.

Узлом будем считать место слияния или разделения потоков
воды или то сечение трубопровода, где произошло изменение
скорости движения воды (например, место установки перехода).

Участок - это отрезок сети между двумя соседними узлами.
Участок сети (рис. 3.27) обладает свойством, которое заключа-
ется в том, что количество воды, приходящей к его входному се-
чению, равняется сумме путевого да и транзитного расходов
воды.

Рис. 3.27. Преобразование фактической схемы отбора воды
из сети в условную

Транзитным называют такой расход, которым на данном
участке сети не разбирается, а идет на питание далее располо-
женных водолотребителей.

Если известен удельный расход, то можно определить путе-
вые расходы с/н на каждом участке сети, имеющем расчетную
длину /:

да = <?уд/, л/с.	(3.6)

Однако знание величин транзитного и путевого расходов
участке сети недостаточно Так как путевой расход отбирается
равномерно по длине участка, то в каждом сечении трубопровода
от начального до конечного узла он будет изменяться от д-^ + дП
ДО ^тр •
Таким образом, фактическая схема отбора воды из сети пре-
вращается в условную схему, приведенную на рис. 3.26. Как видно
из этой схемы, расход воды по длине участка уменьшается.

Задача заключается в том, чтобы при замене фактической
схемы распределения расходов на условную схему потери напора
на участке были бы одинаковыми. Для удобства проведения рас-
четов сети переменный по длине участка расход заменяют неиз-
меняющимся расходом <ур, который дает те же потери напора, что
и переменный.

Из курса гидравлики известно, что этот расход может быть
определен по формуле

^/р	7'Р 4”

(3.7)

Коэффициент а зависит от соотношения путевого и транзит-
ного расходов и степени равномерности раздачи воды. Его вели-
чина изменяется в пределах от 0,5 до 0,58. Для упрощения расче-
тов его принимают равным а = 0,5.

В результате сделанных упрощающих предположений на
каждом участке сети путевой расход заменен сосредоточенными
в узлах расходами, приложенными в концевых точках участка,
что делает расчет еще более простым. На рис. 3.28 приведена та-
кая упрощенная схема отбора воды на участке сети.

0.5$,	| °=5«п

------Д ——— 	►

•Утр 3" 9п	<?тр 3” 0.5<7п	^тр

Рис. 3.28. Расчетная схема замены путевого расхода
сосредоточенными в уздах

При подготовке к расчету сети необходимо учесть и то об-
стоятельство, что к одному и тому же узлу может присоединяться
несколько трубопроводов. Согласно формуле (3.7), каждый уча-
сток такого узла будет отдавать 0,5^п воды. Следовательно, сум-
марный узловой расход будет равен полусумме путевых рас-
ходов участков, примыкающих к данному узлу:

/уу^, 0.5Е<у-1, л/с,	(3.8)

где дузл - путевой расход, приведенный к узлу; Е#п - сумма путе-
вых расходов воды на участках, примыкающих к узлу.

Если в узле имеется сосредоточенный отбор, то общее коли-
чество воды, вытекающей из узла, составит сумму приведенного
узлового ^Узл и сосредоточенного расхода (Лоер, отбираемого в дан-
ной точке сети:

С?узл <?узл + Ососр-	(3.9)

Узлы сети намечают в тех местах сети, где происходит из-
менение расчетных расходов, т. е. в таких точках, в которых про-
исходит разделение и слияние потоков или изменение скорости
течения воды. Узлы намечают в точке подключения источников
питания (насосные станции, контррезервуары и другие нанорно-
регулирующие емкости) к сети, в местах отбора воды крупными
потребителями и в точках пересечения магистральных линий,
а также на прямых участках, длина которых больше 1 км.

Если водопроводная сеть имеет несколько зон с различной
интенсивностью водопотребления, то удельные и узловые от-
боры следует вычислять отдельно для каждой зоны.

При расчетах водопроводных сетей узловые отборы условно
принимаются фиксированными, постоянными, не зависящими
от изменения давления в сети.

Распределение воды по участкам тупиковой и кольцевой се-
ти начинают с диктующей точки сети.

Диктующей точкой сети является такой узел, для подачи
воды в который требуется максимальный напор или вблизи ко-
торого размещается наиболее опасное в пожарном отношении
здание. Если в районе застройки таких зданий выделить нельзя,
то из нескольких узлов сети, имеющих самые высокие геодези-
ческие отметки, выбирают узел, наиболее удаленный от точки
питания сети.

Таким образом, подготовка сети к расчету, в результате ко-
торой составляется математическая модель распределения воды
сети, включает в себя проведение следующих операций:

•	выбор расчетной схемы трубопроводов и определение по-
ложения диктующей точки, которая располагается в конце сети
на наиболее удаленной и высокорасполагаемой отметке с наи-
большим узловым отбором;

•	нахождение величин сосредоточенных расходов;

•	вычисление удельных, путевых и узловых расходов;

•	назначение расчетных расходов и диаметров на участках
сети.

При расчете сети крупных населенных пунктов из всей схе-
мы выделяют магистральные трубопроводы и основные ответв-
ления, которые определяют бесперебойную подачу воды основ-
ным водопотребителям.

После назначения расчетного расхода на участке сети рас-
считывают диаметр трубопровода, задаваясь экономической ско-
ростью движения воды.

Диаметры распределительной сети назначают из конструк-
тивных соображений или из условия подачи воды на тушение
наружного пожара.

Так при выборе диаметра трубопровода учитывают назна-
чение водопровода и конструктивные особенности водоразбор-
ных устройств, размещаемых на сети. Например, в объединен-
ных с противопожарными водопроводами диаметр тупиковой
сети не следует принимать менее 100 мм, так как минимальный
диаметр фасонной детали, на которую устанавливается пожар-
ный гидрант, имеет такой же размер.

Описанный способ подготовки сети к расчету применяют
как для тупиковых, так и для кольцевых сетей.
3.3.3.	Формулы для гидравлического расчета
водопроводных труб

Диаметры участков сети определяются по расчетным расхо-
дам. Для этого применяют известную формулу гидравлики тру-
бопроводов, связывающую площадь живого сечения трубы со, м2,
с расходом с/, м3/с, и со скоростью движения воды г, м/с:

Л(12У
а = сот =-----,

4

откуда

=	(3-Ю)

V 71 V

Из (3 10) видно, что диаметр трубы зависит не только от рас-
хода, но и от скорости движения воды. Если принять малую ве-
личину расчетной скорости, то трубопровод получится относи-
тельно большого диаметра, а следовательно, будет иметь более
высокую стоимость. Наоборот, чем больше будет скорость дви-
жения воды, тем меньше будут диаметр трубопровода и его стро-
ительная стоимость. Однако увеличение скорости движения воды
вызывает резкое увеличение потерь напора в трубах и, следова-
тельно, увеличение затрат электроэнергии на подачу воды к по-
требителям, т. е. стоимости эксплуатации водопровода. Кроме
того, скорость движения воды по водопроводным трубам имеет
и технические пределы. При скорости 2 м/с и больше в трубо-
проводах могут возникать гидравлические удары.

При выборе диаметров труб руководствуются так называе-
мой экономической скоростью движения воды. Величиной этой
скорости можно задаться, используя данные табл. 3.1.

Потери напора в трубопроводах водопроводной сети обуслов-
ливаются гидравлическим сопротивлением труб, их стыковых сое-
динений, а также арматурой и фасонными частями.
Таблица 3.1

Значения экономических скоростей движения воды в трубах
(по данным М. М. Андрияшева)

Диаметр трубы, мм	Рекомендуемый диапазон скоростей, м/с
200... 300  400... 600  >700	0,6...1,0  1,0...1,3  1,0...2,0

Линейные потери напора определяются по формуле Дарси -
Вейсбаха

/? = -•—,	(3.11)

б/

где й - коэффициент сопротивления трения, характеризующий
влияние числа Рейнольдса на режим течения воды (коэффициент
Дарси); / и (/- длина и диаметр трубопровода, м; г - скорость
течения воды по трубам, м/с; § - ускорение свободного паде-
ния, м/с2.

При расчетах потерю напора удобнее выражать через рас-
четный расход д, м3/с. Для этого из формулы (4.8) скорость вы-
ражают через расход и диаметр

лц/2

Тогда потери напора на участке составят

й/ <7 й/ ц1

~1	~2	— “р 7	\2~

(I \ 7Т \	1 и ( ТЕ \

2<4]а 2Ч4]

Шд1

- А1д2.

(3-12)

(3-13)
Величина Л =	, с3/м6, называется удельным сопротив

лением труб, которое равно сопротивлению трубы длиной 1 м при
расходе 1 м3/с.

Произведение А1 - сопротивление участка трубы длиной I
при расходе, равном единице. Обозначив А1 = 8, получим

/г = 8ц2, м.

(3.14)

Рассмотренные выше положения относятся к расчету линей-
ных потерь напора. Потери на местные сопротивления в наруж-
ных сетях водопровода обычно не учитываются, поскольку они
не превышают 5 % от линейных.

Если местные сопротивления на участке велики по сравне-
нию с потерями напора ио длине (всасывающие и сифонные тру-
бопроводы, дюкеры), то эти сопротивления следует подсчиты-
вать отдельно по формуле

(3.15)

где - коэффициент местного сопротивления, принимаемый
по справочникам но гидравлическим расчетам или паспортам
заводов-изготовителей.

Для упрощения расчетов пользуются величиной гидравличе-
ского уклона



(3.16)

Коэффициент сопротивления трения А зависит от шерохо-
ватости внутренних стенок труб, от их диаметра и в переходной
области сопротивлений от скорости течения.

При технико-экономических расчетах и выполнении гид-
равлических расчетов систем подачи и распределения воды на
114
ЭВМ потери напора в трубопроводах рекомендуется определять
по формуле

кд

1~~(Г

(3.17)

где к, и, т - эмпирические коэффициенты, зависящие от матери-
ала труб и скорости движения воды.

Для снижения трудоемкости определения потерь напора по
длине на практике широко применяются таблицы гидравличе-
ского расчета водопроводных груб [35], составленные Ф. А. Ше-
велевым*. Таблицы позволяют определить величину потерь напо-
ра на единицу длины трубопровода / или на 1000 м длины (1000 г)
для всех стандартных диаметров груб различных типов в широ-
ком диапазоне расходов и соответствующих им скоростей. Поль-
зоваться таблицами весьма удобно при расчете разветвленных
сетей, когда по заданному расходу д можно подобрать диаметр
в соответствии с принятой величиной экономической скорости
и определить величину потерь напора на 1000 м.

3.3.4.	Расчет разветвленной (тупиковой) сети

В разветвленной сети направление потоков воды по участ-
кам сети вполне определенно - от источника питания к местам
разбора воды. Поэтому задача о погокораспределении в сети ре-
шается однозначно. Каждый узел такой сети получает питание
только от одного участка, лежащего выше по течению воды, и
расчетный расход на каждом участке сети равен сумме узловых
расходов в нижележащих узлах.

Расчет сети после подготовки расчетной схемы (рис. 3.29)
проводят в следующей последовательности:

"Шевелев Фире Александрович (14.12.1912 г. - 30.12.1996 г.) - доктор техни-
ческих наук, профессор, с 1965 по 1984 г. директор АКХ им. К. Д. Памфилова и
одновременно заместитель министра жилищно-коммунального хозяйства РСФСР.
Исследовал проблемы гидравлики трубопроводов и оборудования по транспор-
тированию воды. Разработал таблицы для гидравлического расчета водопровод-
ных труб, получивших название «Таблицы Шевелева».
•	обозначаю! направление движения потоков воды стрел-
ками согласно начертанию сети;

•	выбирают линию трубопроводов, которую следует рассмат-
ривать как магистральную. За магистраль принимают самый про-
тяженный трубопровод, соединяющий начальную точку сети с наи-
более удаленной и возвышенной - диктующей точкой (ЦТ) 4;

•	определяют суммарную длину участков магистральных
трубопроводов X/, и по формулам (3.4) и (3.5) определяют удель-
ный расход воды, приходящийся на 1 пог. м труб:

____ бобщ	С2соср

я°=	2?	;

•	по формуле (3.6) определяют путевые отборы воды на каж-
дом участке:

С/п 1-2 = ^о/1-2, Цп 2-3 = ^о/г-З и Т. Д.;

•	равномерно распределенные путевые отборы </п, согласно
формуле (3.8), заменяются сосредоточенными в узлах О (узло-
выми отборами):

(Ц — 0,5 дп 1-2; (Л = 0,5(</П2-з + </и з—4 + дъз-з) и т. д.;

•	определяют расчетные линейные расходы на каждом
участке:

? 1-2 = (?общ -	<7 2-3 = Ц 1-2- (Цт. и Т. Д.;

•	пользуясь данными таблиц [35], по величине расчетных
расходов по экономической скорости выбирают диаметр трубо-
провода и подсчитывают линейные потери напора на соответ-
ствующем участке сети йр
Рис. 3.29. Расчетная схема тупиковой водопроводной сети

Рассчитав линейные потери напора на участке магистраль-
ного трубопровода, определяют пьезометрический напор в лю-
бом /-том узле сети, начиная с диктующей точки, и строят пьезо-
метрическую линию.

Для этого в точке 4 откладывают величину требуемого сво-
бодного напора Нсв и получают начальную точку пьезометриче-
ской линии. В точке 3 напор, очевидно, должен быть выше на-
пора в точке 4 на величину /?з-4, равную потерям напора на участ-
ке 3-4. Отложив ее, получаем точку 3. Таким же образом нахо-
дим оставшиеся отметки точек пьезометрической линии.

Пьезометрическая отметка в точке ВБ будет одновременно
отметкой дна бака водонапорной башни. Вычитая из нее вели-
чину отметки поверхности земли, получим высоту башни:

Нвб = /дт - /,,б + НСВ + ЕЙдт-вб,	(3.18)

где 2ДТ - геодезическая отметка в конечной точке магистрали;
2вб - то же в месте установки башни; Е/?д-, _ вб - общие потери на-
пора в магистрали, м.

Величины свободных напоров во всех точках ответвлений
должны быть не менее заданного свободного напора. В против-
ном случае, когда в каком-либо узле или на ответвлении сети ве-
личина свободного напора окажется меньше заданной, нужно
увеличить высоту либо водонапорной башни, либо диаметр это-
го ответвления, или же предусмотреть местные повысительные
устройства.
3.3.5.	Расчет кольцевой сети

В задачу расчета кольцевой водопроводной сети входит вы-
бор диаметров трубопроводов и определение потерь напора в них.
Расчеты сети, как правило, осуществляются на наиболее ответ-
ственные режимы эксплуатации.

Диаметры трубопроводов водопроводной сети выбираются
по расчетному расходу воды - наиболее неблагоприятному для
условий повседневной эксплуатации водопровода, который оп-
ределяется по формуле (1.19) и является основным режимом ра-
боты сети.

Для сетей с контррезервуаром вторым расчетным режимом
является подача воды в час минимальною водопотребления (мак-
симальный транзитный расход в контррезервуар), т. е. при ми-
нимальном часовом расходе дч т™:

^тр Я НС-11 Я4 тт, Л/С,	(3.19)

где ^нс-п - производительность насосной станции второго подъ-
ема, л/с; с/ч тт - минимальный часовой расход, л/с.

В процессе поверочных расчетов диаметры трубопроводов
сохраняются и лишь при необходимости подвергаются коррек-
тировке.

Водопроводные сети следует проверять на пропускную спо-
собность по эпизодическому расходу воды с/ш, определяемому
по формуле (1.21) и на наибольшее давление в сети. Наиболь-
шее давление будет наблюдаться в сутки минимального водо-
погребления, поэтому максимальное давление в сети для проч-
ностного расчета труб определяют при подаче проверочного рас-
хода дпр - наименьшего часового расхода воды <?чтт:

(?пр Я'- тт, Л/С.	(3.20)

Любая корректировка, произведенная в ходе поверочных
работ, влечет за собой необходимость повторного расчета сети
на основной режим. Поэтому в процессе расчета сети по основ-
ному варианту по возможности должны быть учтены те факторы,
которые оказывают существенное влияние на конструирование
сети при других рабочих режимах. Например, при расчетном рас-
ходе на наружное пожаротушение не более 15 л/с можно прини-
мать минимальный диаметр трубы 100 мм, а при больших расхо-
дах - не менее 150 мм.

3.3.5.1.	Подготовка сети к расчету

Для составления расчетной схемы отдачи воды сетью вычер-
чивают (без масштаба) схему сети. На ней выделяют узлы, т. е.
такие точки, в которых происходит разделение и слияние пото-
ков или изменение скорости течения воды. Узлы намечают в точ-
ке подключения источников питания (насосные станции, контр-
резервуары и другие напорно-регулирующие емкости) к сети,
в местах отбора воды крупными потребителями и в точках пе-
ресечения магистральных линий.

Источники питания и сосредоточенные потребители во-
ды обозначают на схеме точками со стрелками. Направление стре-
лок должно соответствовать фактическому движению воды: в сеть
или из сети. Рядом со стрелками записываются расчетные рас-
ходы воды (в л/с) с точностью до десятых.

Расходы воды, поступающие в сеть, принимаются равными
расчетным расходам на соответствующих участках водоводов.

Расход воды на пожаротушение прикладывается к наиболее
удаленной от источника питания и высокорасположенной точке
водопроводной сети. Эта точка носит название диктующей точки.

Линии, соединяющие соседние узлы, образуют расчетный
участок сети. Для каждого участка на схеме сети проставляется
его длина в метрах. По размещению на схеме сети участки бы-
вают смежными и несмежными. К первым относятся те, которые
входят в состав соседних колец, вторые принадлежат только опре-
деленному кольцу.

Расходы воды, не вошедшие в число сосредоточенных, а так-
же неучтенные расходы предполагают равномерно распределен-
ными по всей длине сети. Поскольку они потребляются из сети
на всем ее протяжении, их называют путевыми. Количественно
путевые расходы выражаются как
нож. вн

(3.21)

где - расчетный расход в сети, л/с; > - сосредоточенный рас-
ход /-го потребителя, л/с; п - число потребителей сосредоточен-
ных расходов воды.

На расчетную схему путевые расходы, как и сосредото-
ченные, наносятся в узлах водопроводной сети. Для того чтобы
это сделать, путевые расходы приводят к узловым. Практически
это осуществляется следующим образом:

-	по формуле (3.5) определяется удельный расход </у;1 на еди-
ницу длины водопроводной сети;

-	затем по формуле (3.6) путем умножения удельного рас-
хода на длины участков вычисляются путевые расходы воды дш
по каждому из расчетных участков:

{/п I	' Л/

После подсчета всех значений производится проверка
вычислений согласно равенству

I <?п-

(3.22)

Следующая операция заключается в приведении путевых
расходов к узловым. При этом предполагается, что одна половина
путевого расхода воды отбирается в начале, а другая - в конце
участка. Вычисления производят по формуле (3.8)

Яузл =0,5Е4и,, л/с,

где б/у,л - путевой расход воды, приведенный к узлу; -
сумма путевых расходов воды на участках, примыкающих к /-му
узлу.
Если в узле имеется сосредоточенный отбор, то общее коли-
чество воды, вытекающей из узла, составит сумму приведенного
узлового , и сосредоточенного расхода с/ср, отбираемого в дан-
ной точке сети. Вычисления производятся по формуле (3.9):

а —а + о , л/с.

“ узл д узл I 1 ср ’

Полученные значения б/у,л наносят на схему сети в виде стре-
лок с флажком, на котором указывают соответствующие чис-
ленные значения узлового расхода.

Узлы намечают в точке подключения источников питания
(насосные станции, контррезервуары и другие напорно-регули-
рующие емкости) к сети, в местах отбора воды крупными потре-
бителями и в точках пересечения магистральных линий, а также
на прямых участках, длина которых больше 1 км.

В окончательном варианте расчетной схемы сети расходы
воды как сосредоточенных, так и распределенных потребителей,
суммируют в каждом узле и указывают в виде общего значения
расхода в узле. Такие схемы составляют для всех расчетных ре-
жимов работы сети.

Проверку вычислений производят согласно равенству

Л/С’ (323)

7=1

где - расчетный расход воды в сети, л/с; дузл / - суммарный рас-
ход воды в г-м узле, л/с; к - число узлов в сети.

При расчетах водопроводных сетей узловые отборы условно
принимаются фиксированными, постоянными, не зависящими
от изменения давления в сети.

Распределение воды по участкам тупиковой и кольцевой се-
ти начинают с диктующей точки сети.

Диктующей точкой сети является такой узел, для подачи
воды в который требуется максимальный напор или вблизи ко-
торого размещается наиболее опасное в пожарном отношении
здание. Если в районе застройки таких зданий выделить нельзя,
то из нескольких узлов сети, имеющих самые высокие геодези-
ческие отметки, выбирают узел, наиболее удаленный от точки
питания сети.

3.3.5.2.	Предварительное потокораспределение

При достижении баланса воды в соответствии с выражени-
ем (3.23) переходят к предварительному потокораспределению,
в результате которого намечают по всем участкам сети расчетные
расходы как по величине, так и по направлению.

Следует отметить, что в кольцевых сетях при заданной вели-
чине отбора воды в каждом узле распределение потоков по сети
имеет бесчисленное количество вариантов. Поэтому выбор вари-
анта, наиболее близкого к действительному потокораспределе-
нию, представляет собой очень ответственную задачу, так как
именно но величине расчетных расходов этого варианта назна-
чают диаметры труб всех участков сети. Предварительное пото-
кораспределение осуществляют от точки (точек) питания сети
к наиболее удаленным и крупным потребителям. Направления
движения воды на участках указывают стрелками. При распреде-
лении расходов по участкам сети необходимо руководствоваться
следующими правилами:

•	сумма расходов, притекающих к данному узлу, должна
быть равна сумме расходов, вытекающих из данного узла (вклю-
чая отбор воды в узле), т. е. необходимо соблюдать условие ба-
ланса воды в узле:

1<7 = 0;	(3.24)

•	основные транзитные магистрали необходимо нагружать
равномерно для обеспечения их взаимозаменяемости, при этом
перемычки, связывающие между собой основные магистрали,
могут иметь незначительные расходы. Однако диаметры пере-
мычек должны быть назначены с достаточным резервом, так как
в случае аварии они служат для перераспределения расходов воды
и получают значительные нагрузки;
•	для систем с контррезервуаром распределение расходов
воды производят с двух сторон (от насосной станции и водона-
порной башни) для часа максимально! о водопотребления и с од-
ной стороны (от насосной станции) для часа максимального тран-
зита в водонапорную башню.

При составлении начального потокораспределения на слу-
чай проверки сети при подаче расхода на тушение наружного
пожара место пожара надлежит намечать в наиболее удаленных
от начала сети и, по возможности, имеющих наиболее высокие
отметки точках. Для систем с контррезервуаром одну из точек
возможного пожара принимают вблизи контррезервуара.

Намеченное таким образом предварительное потокораспре-
деление расходов наносят на расчетную схему сети.

Диаметры магистральных участков водопроводной сети, на-
значенные по результатам начального потокораспределения, яв-
ляются предварительными. Окончательное решение принимает-
ся в результате гидравлической увязки сети и анализа ее работы
в различных режимах.

Диаметры перемычек - участков между магистральными ли-
ниями. В нормальном режиме работы основные потоки воды дви-
жутся по магистральным линиям. Расходы на перемычках незна-
чительны. Однако во время аварий на магистралях происходит
перераспределение потоков воды, и расходы на перемычках мо-
гут существенно возрасти. Поэтому при назначении диаметров
перемычек обычно не ориентируются на начальное потокорас-
пределение, а назначают их на сортамент меньше диаметра под-
ключенных магистралей.

Выбор диаметров труб для каждого участка производят
по предварительно намеченным величинам расчетных расходов,
используя таблицы [35] или гидравлические таблицы заводов-
изготовителей труб, с учетом экономических скоростей движе-
ния воды (см. табл. 3.1).
3.3.5.3.	Гидравлическая увязка кольцевой водопроводной сети

Целью гидравлической увязки кольцевой водопроводной сети
является установление действительного потокораспределения воды
по всем ее участкам и определение потерь напора в них при при-
нятых диаметрах труб.

При выборе диаметров труб руководствуются экономиче-
ской скоростью движения воды (табл. 3.1).

Величина потерь напора на участках сети й определяется по
формуле

Л = г • I, м.	(3.25)

Для определения гидравлического уклона г широко приме-
няются таблицы [35]. По заданному расходу ц можно подобрать
диаметр в соответствии с принятой величиной экономической
скорости и определить величину потерь напора на 1000 м.

После определения потерь напора на всех участках сети вы-
числяют алгебраическую сумму потерь напора в каждом кольце,
которая должна быть равна нулю, т. е. ^Л = 0. За расчетное кольцо
принимают замкнутый контур сети, не включающий в себя каких-
либо других замкнутых путей движения воды. При расчете
потери напора для участков с движением воды по ходу часовой
стрелки считают положительными, а против часовой стрелки -
отрицательными. При этом практически = АЛ, т. е. имеет ме-
сто невязка величиной АЛ, отличная от нуля. Это означает, что
принятое потокораспределение расходов отличается от действи-
тельного.

Для нахождения действительного потокораспределения но
участкам сети производят перераспределение ранее намеченных
расходов, увеличивая расходы недогруженных участков за счет
уменьшения расходов перегруженных участков на такую же ве-
личину. По исправленным расходам участков вновь определяют
потери напора и ^Л. Невязка может быть положительной или от-
рицательной и в каждом кольце не должна превышать:

•	для кольца АЛ < ± 0,5 м;

•	для объемлющего контура АЛ < ± 1,5 м.
Такой вычислительный процесс, называемый увязкой сети,
может быть произведен по методу Лобачева В. Г, в табличной
форме.

По этому методу, каждое кольцо при вычислении поправоч-
ного расхода рассматривается как независимое и для него уста-
навливается невязочный расход Ад. Взаимное влияние колец
учитывается суммированием невязочных расходов на смежных
участках колец Адсм.

Невязочный расход для каждого кольца определяют по фор-
муле

Ад = ——, л/с,	(3.26)

где 5'д - сумма произведений сопротивлений, входящих в кольцо
участков сети, и величины расходов,

ч

(3.27)

Величина Ад всегда имеет знак, противоположный знаку не-
вязки. Невязочный расход Ад вычитают или прибавляют к расхо-
дам на участках. Знак поправочного расхода определяется по зна-
ку невязки: если АЛ > 0, это означает, что перегружены участки,
имеющие направление движения воды в кольце по часовой стрел-
ке (положительные). Следовательно, от расходов на этих участ-
ках вычитают поправочный расход, а к расходам с направлением
движения воды против часовой стрелки (отрицательные) прибав-
ляют поправочный расход. При этом условие баланса расходов
в узлах сети не нарушается. Если невязка АЛ < 0, то наоборот.

Для смежных участков двух колец и более значения попра-
вочного расхода определяют алгебраическим сложением.

Исправление значений расходов воды на участках сети про-
изводят по правилу векторного сложения (рис. 3.30):

•	на смежных участках

д'= д ±Ид ±Идсм;	(3.28)
на несмежных участках

д'^ д ±Лд.

(3.29)

</ = д + Д</ - Л<усм

д' = д - \д + Л^м

д' = д - Дс/ - Дс/см

Рис. 3.30. Учет поправочных расходов

3.3.5.4.	Определение пьезометрических отметок

Расчет пьезометрических отметок выполняют с целью обес-
печения требуемых напоров в системе подачи и распределения
требуемых напоров в системе подачи и распределения воды.
По этим отметкам определяют необходимый напор насосов вто-
рого подъема и высоту водонапорной башни.

Для расчетных случаев максимального водоразбора, а также
пожара в период наибольшего водопотребления определение пьезо-
метрических отметок начинают с диктующих узлов сети:

77дт = 2ДТ + Нсвтш, М,	(3.30)

где //Д1 - пьезометрическая отметка в диктующей точке; 2ДТ - гео-
дезическая отметка поверхности земли в диктующей точке, м;
Нсвтт - минимальный свободный напор для соответствующего
расчетного случая, м.
Для случая максимального транзита воды в башню пьезомет-
рические отметки начинают определять от отметки максималь-
ного уровня воды в водонапорной башне.

Пьезометрические отметки П,+\ в узлах, лежащих на других
концах участков, примыкающих к узлу с известной пьезомет-
рической отметкой П,, вычисляют, прибавляя (если направление
движения воды не совпадает с ходом определения пьезомет-
рических отметок) или вычитая (если совпадает) потери напора
АЛ,/+1 на соответствующих участках:

77,+1 = 77, ± АН,,,+1, м.	(3.31)

Для каждого г-го узла определяют фактические свободные
напоры:

Яев,;-77,-7„м.	(3.32)

Требуемую высоту ствола водонапорной башни 77вб, м, нахо-
дят для случая максимального водоразбора:

~ П& - 2^,	(3.33)

где 77,6 - пьезометрическая отметка дна бака водонапорной баш-
ни, м; 2Вб - геодезическая отметка поверхности земли в месте
установки водонапорной башни, м.

Свободные напоры в узлах сети должны быть не менее тре-
буемых и не превышать 60 м. Если в каком-либо узле свободный
напор окажется меньше требуемого, это значит, что первона-
чально неправильно выбрана диктующая точка. При этом расчет
повторяют, принимая за диктующую точку с наименьшим сво-
бодным напором.

Если свободный напор в сети превышает 60 м, необходимо
устранить это наиболее экономичным путем (зонирование си-
стемы, увеличение диаметров отдельных участков сети, устрой-
ство регуляторов давления для отдельных зон).
По вычисленным пьезометрическим отметкам строят пьезо-
метрические профили или аксонометрическое изображение пье-
зометрической поверхности.

По характеру пьезометрических линий и их взаимному рас-
положению выполняют анализ работы системы подачи и распре-
деления воды, а также проверяют правильность принятия реше-
ний. Например, если пьезометрическая линия у водонапорной
башни при пожаре проходит выше дна бака, устанавливаемого
на уровне пьезометрической отметки при максимальном водораз-
боре, значит, необходимо отключить водонапорную башню в пе-
риод тушения пожара, если ниже дна - отключать башню необя-
зательно, но желательно во избежание ее полного опорожнения.

3.4.	Регулирующие устройстза и запасные емкости

3.4.1.	Назначение и классификация резервуаров
и регулирующих устройств

Емкости в системах водоснабжения применяют для регули-
рования режима работы системы, создания противопожарных
и аварийных запасов воды, хранения расходов на технологиче-
ские нужды производств и на собственные нужды водопровод-
ных станций.

Резервуары, используемые в системе водоснабжения, по на-
значению (функциональному признаку) классифицируются как
регулирующие, запасные и запасно-регулирующие.

По способу получения воды они делятся на безнапорные
или напорные. Из первых года подается насосами, а из вторых
или самотеком благодаря их расположению на поддерживающей
конструкции (водонапорная башня), на повышенных отметках
местности (нагорный резервуар), или под давлением сжатого воз-
духа (гидропневматические установки).

По конструкции напорные емкости подразделяются на во-
донапорные башни, нагорные резервуары, водонапорные колон-
ны и гидропневматические установки, а безнапорные емкости -
на резервуары чистой воды в составе головных водопроводных
сооружении, резервуары для хранения запасов воды собственные
нужды водопровода, противопожарные водоемы или резервуары,
резервуары для хранения аварийного запаса воды и резервуары
технической воды.

В зависимости от типа систем и их схемных решений разные
по назначению запасы воды могут храниться совместно или раз-
дельно.

В тех случаях, когда необходимо регулировать подачу воды
и одновременно поддерживать в сети необходимый напор, ис-
пользуются напорно-регулирующие устройства. Наиболее рас-
пространенными устройствами такого рода в жилых и казармен-
ных городках являются водонапорные башни, а на специальных
объектах гидропневматические установки и нагорные резервуары.

Регулирующие объемы предназначены для компенсации раз-
ности подачи и отбора воды (подача насосов равномерна, а недо-
потребление неравномерно).

Запасные объемы способствуют повышению надежности си-
стем водоснабжения. К этим объемам относятся:

•	неприкосновенный противопожарный объем для тушения
пожаров:

•	аварийный объем воды на время ликвидации аварий;

•	объем воды на собственные нужды водопроводной стан-
ции;

•	контактный объем для обеспечения определенного вре-
мени контакта воды с реагентами.

3.4.2.	Резервуары

Резервуары могут быть напорными и безнапорными. Напор-
ные резервуары располагают на возвышенных отметках, обеспе-
чивающих необходимый напор у потребителя. Из безнапорных
резервуаров вода не может быть подана потребителю без приме-
нения водоподъемного оборудования. Эти резервуары обычно
используются как регулирующие емкости на водопроводных стан-
циях, а также для хранения противопожарного или аварийного
запаса воды.
В резервуарах чистой воды раздельных систем водоснабже-
ния хранят регулирующий объем И'1СГ и объем воды на собствен-
ные нужды водоочистной станции РГс.и. (промывку фильтров или
контактных осветлителей, приготовление растворов реагентов
и т. д.). Б резервуарах, объединенных с противопожарным водо-
проводом, находится также и неприкосновенный пожарный за-
пас Жюж, рассчитанный по формуле

1Епож — Ат. нар ’ 0пож. нар + Лт. вн * С?пож. вн

+ (?сп 4еи + 'Е^Ч макс >	(3.34)

'п

где нар - расчетное время тушения наружных пожаров, 1П. нар = 3 ч;
С?пож. нар - расход воды на наружное пожаротушение, м3/ч; ?д. вн -
расчетное время тушения внутренних пожаров, /п. вн = 1 ч [26,
п. 6.1.23]; 2пож. вн - расход на пожаротушение зданий, оборудо-
ванных внутренними пожарными устройствами, м3/ч; (Лп - рас-
ход на работу автоматических (спринклерных и дренчерных) си-
стем пожаротушения, м3/ч; /асп - расчетное время тушения по-
жара автоматическими системами пожаротушения, ?асп = 0,5 ч
[30, п. 6.1.4]; Ебч.макс - объем воды на обеспечение наибольших
/
п

хозяйственно-питьевых и производственных расходов за расчет-
ный период пожаротушения.

Если гарантируется бесперебойная подача воды на попол-
нение пожарного запаса, то объем РКПОж можно уменьшить на ко-
личество воды, поданной насосами насосной станции первого
подъема за время тушения пожара, т. е. ИЛшж = И^ож - /пРис-ь

Полный объем резервуара, м3, в объединенном хозяйственно-
противопожарном водопроводе IV составляет:

•	в случае подачи воды по одному водоводу

= 17реГ + 1ЕС.„. + И^в + ^пож,	(3.35)

•	при гарантированном поступлении воды в резервуар

И7 — 1Ерег + И^с.н. + (Жюж - /п(2нс-1),

(3.36)
где НУ - аварийный запас, м3; (Л,с-1 - производительность насос-
ной станции первого подъема, м3/ч.

Если разность И^ож - /п(?нс-1 < 0 (т. е. насосы обеспечивают
пополнение противопожарного запаса за период пожаротушения),
то в резервуарах хранят только регулирующий запас и объем во-
ды на собственные нужды водопровода.

На площадке головных водопроводных сооружений должно
быть не менее двух резервуаров. Устройство одного резервуара
допускается при отсутствии неприкосновенного пожарного за-
паса и при необходимости контакта воды с обеззараживающим
реагентом. Объемы воды по видам запасов распределяются в ре-
зервуарах пропорционально их числу и вместимости.

Резервуары оборудуются следующими трубопроводами
(рис. 3.31): подающим 7; переливным трубопроводом 2; воз-
душным (вентиляционным) трубопроводом 3; отводящим на хо-
зяйственно-питьевые нужды 4 (всасывающий трубопровод хо-
зяйственно-питьевых насосов); отводящим на противопожарные
нужды 5 (всасывающий трубопровод противопожарных насосов);
спускным грязевым трубопроводом 6.

Рис. 3.31. Схема обвязки трубопроводами резервуаров
чистой воды объединенной системы водоснабжения

В основном резервуары устраивают из сборного или моно-
литного железобетона с объемом от нескольких сот до десятков
тысяч кубических метров. Сборные резервуары дешевле моно-

литных.
Действующими типовыми проектами предусматривается при-
менение в основном сборных прямоугольных резервуаров чистой
воды емкостью от 50 до 20 000 м3.

Вся водопроводная арматура для управления резервуарами
находится за их пределами в расположенной рядом камере за-
движек, отдельных колодцах или в насосной станции.

Для входа в резервуары устраивают лазы с люками и лест-
ницы. Все люки должны быть герметизированы и иметь запоры.

Днища сборных резервуаров собирают из плит с заделкой
стыков битумной мастикой. Нередко днища делают монолит-
ными. Стены собирают из панелей, которые после установки за-
моноличивают. Сборные элементы резервуаров изготавливают
из предварительно напряженного железобетона. Для этого с на-
ружной поверхности стен навивают кольцевую предварительно
напряженную арматуру из высокопрочной проволоки, на кото-
рую наносят слой цементного раствора. Плиты перекрытия опи-
рают на капитель центральной колонны и на стенки резервуара.
В резервуарах большого диаметра перекрытие поддерживается
несколькими колоннами (рис. 3.32).

Рис. 3.32. Внутреннее пространство резервуаров для воды

Стыки между сборными элементами тщательно герметизи-
руют цементным раствором. Наружная гидроизоляция выполня-
ется гидроизоляционными мастиками или битумом, а внутрен-
няя - торкретом (нанесение слоя цементного раствора высокой
марки на поверхность набрызгом под высоким давлением).
В настоящее время, весьма распространенной, является тех-
нология строительства резервуаров для воды методом монолит-
ного литья с футеровкой поверхности внутренних стен листами
из анкерного пищевого полиэтилена.

Резервуары, футерованные анкерным листом (рис. 3.33), со-
четают в себе преимущества термопластов - пластичность, устой-
чивость к агрессивным средам и к любым климатическим факто-
рам, со свойствами железобетона - высокой прочностью и жест-
костью. Одновременно такое покрытие улучшает гидравличе-
ские параметры объекта.

Рис. 3.33. Устройство оболочки внутренних поверхностей
резервуара анкерными листами, соединенных между собой
экструзионной сваркой

Анкерные листы (рис. .3.34) предотвращают коррозию желе-
зобетонных конструкций, обеспечивают абсолютную гидроизо-
ляцию, исключая как эксфильтрацию, так и инфильтрацию. Уста-
новленные посредством экструзионной сварки листы формиру-
ют герметичную оболочку внутренних поверхностей резервуара.
Такая конструкция не требует дополнительного обслуживания
и затрат на эксплуатацию.
Рис. 3.34. Анкерные футеровочные диеты из полиэтилена

Готовые изделия обладают максимальной долговечностью
даже в условиях высокой интенсивности использования или на-
личия факторов разрушения. Минимальный срок эксплуатации
такого объекта составляет1 более 50 лет.

В настоящее время широкое применение нашли емкости за-
паса воды, изготовленные из композитных материалов, в частно-
сти, из стеклопластика (армированного полиэфира).

Существует два способа устройства таких резервуаров:

•	из готовых емкостей, которые изготавливаются в завод-
ских условиях в виде цельного изделия (цельной капсулы);

•	из отдельных элементов, которые изготавливаются в за-
водских условиях в виде отдельных элементов - груб, тройников
и др., которые собираются в полноценное водопроводное соору-
жение (резервуар) на месте его установки (размещения).

Одним из основных недостатков использования цельноотли-
тых емкостей являются сложности при транспортировке крупно-
габаритных емкостей к месту размещения и дополнительные тре-
бования к жесткости конструкции. Более рациональным является
второй способ.

Новая конструкция резервуара блок-модульнот о типа разра-
ботана с использованием стеклопластиковых труб диаметром 3,0 м,
особенностью данной конструкции является наличие внутренней
непроницаемой перегородки, делящей корпус емкости на два от-
сека: «мокрый» и «сухой».

«Мокрый» неэксплуатируемый отсек резервуара блок-модуль-
ного типа предназначен для аккумулирования требуемого объема
воды необходимого качества. Объем «мокрого» отсека противо-
пожарного блок-модуля определяется из расчета подачи воды на
нужды системы пожаротушения объекта, а хозяйственно-питье-
вого блок-модуля - по сумме расходов воды на хозяйственно-
питьевые нужды и аварийного расхода.

В «сухом» эксплуатируемом отсеке блок-модулей размещены:
занорно-регулирующая арматура, насосные установки, фильтры-
поглотители (для хозяйственно-питьевых блок-модулей), щиты
управления и автоматизации, контрольно-измерительные приборы.

Рис. 3.35. Конструкция противопожарного резервуара

из стеклопластика:

1,2- «сухой» и «мокрый» отсеки; 3 - трубопровод подачи воды
в систему пожаротушения; 4 — насосная установка;

5 - трубопровод заполнения резервуара; б - задвижка

с электроприводом; 7 - обратный клапан; 8 — задвижка обвязки
насосного оборудования; 9 — непроницаемая перегородка,
отделяющая «мокрый» отсек от «сухого»
Насосные установки в зависимости от назначения резер-
вуара блок-модульного типа могут располагаться как в «сухом»,
так и непосредственно в «мокром» отсеке.

На рис. 3.35 показана схема конструкции противопожарного
резервуара.

Использование резервуаров такой конструкции позволяет
существенно сократить сроки монтажа. Они экономичны и легко
досягаемы для текущего обслуживания и ремонта. Компактность
конструкции позволяет применять такие резервуарные парки
на ограниченных, сложных площадках или в районах с высокой
плотностью застройки.

На рис. 3.36 приведен общий вид резервуаров из стеклоком-
позитных материалов блок-модульного типа различного назна-
чения.

Рис. 3.36. Общий вид резервуаров
из стеклокомпозитных материалов блок-модульного типа

Резервуары обычно делают подземными, то есть частично
или полностью заглубленными в землю. Это делается для того,
чтобы они имели более прочное основание и находились ниже
глубины промерзания фунта, а также для теплоизоляции. В зави-
симости от климатических условий верхнюю часть полузаглуб-
ленных резервуаров покрывают утепляющей земляной обсыпкой
толщиной 0,5... 1 м. Резервуары заглубляют под землю настолько,
чтобы объема вынутой земли хватило для обсыпки резервуара
сверху и с боков (рис. 3.37). Иногда вместо земляной насыпи на
перекрытии резервуаров устраивают другую эффективную теп-
лоизоляцию.

Рис. 3.37. Схема устройства подземных резервуаров

В редких случаях напорные резервуары строят незаглублен-
ными - наземными.

Для защиты от попадания внутрь резервуара атмосферных
вод земляную насыпь планируют с уклоном не менее / = 0,01.

В резервуарах должна быть обеспечена хорошая циркуляция
воды. Это достигается диаметрально-противоположным разме-
щением в плане и по высоте мест подачи и отвода воды. Иногда
в резервуарах устраиваются циркуляционные перегородки для на-
правления потоков воды. Обычно такие перегородки устраивают
в резервуарах емкостью более 2000 м3.

Для сохранения качества воды полный обмен ее в резервуаре
должен происходить не более чем за 48 ч и не менее чем за 1 ч.

Пространство над водой в резервуарах должно хорошо про-
ветриваться, для чего предусматривается вентиляция. Для этого
на перекрытии оборудуются вентиляционные стояки, количество
и диаметр которых определяется из условия, чтобы при опорож-
нении резервуаров не образовывался вакуум.
3.4.3.	Водонапорные башни

Место расположения водонапорной башни следует опреде-
лять в зависимости от рельефа местности. Необходимо выбирать
возвышенные места, так как при этом уменьшается высота водо-
напорной башни, а, следовательно, уменьшается и строительная
стоимость.

При выраженном падении рельефа от места поступления воды
в город башню целесообразно размещать в начале сети (рис. 3.38, а).
При плоском рельефе башню можно разместить в середине сети
(рис. 3.38, б). При расположении возвышенной точки на стороне
противоположной поступлению воды башню следует размещать
в конце сети (рис. 3.38, в).

Рис. 3.38. Место расположения водонапорной башни:
а, 6 - при выраженном и плоском рельефе местности;
в - при расположении возвышенной точки
на стороне противоположной поступлению воды
Водонапорная башня (см.
рис. 3.39) состоит из ствола 1,
на который устанавливается ша-
тер 3. В шатре размещается
бак 4. По трубе 2 через поплав-
ковый кран 5 вода поступает
в верхнюю часть бака. Отводит-
ся вода из нижней части бака
по этой же трубе. Это обеспечи-
вает циркуляцию воды в баке,
предотвращает образование за-
стойных зон, в которых вода
может портиться. Чтобы вода
не поступала в нижнюю часть
бака, на трубе 2 установлен об-
ратный клапан. Поплавковый
клапан 5 обеспечивает напол-
нение бака до определенного
уровня. Однако при неплотном
его закрытии бак может пере-
полниться. Для предотвращения
переполнения бака предусмот-
рен переливной трубопровод 7,
к которому подключен спускной
трубопровод 6 для опорожнения
бака (грязевая груба). Спускной
и переливной трубопроводы объ-
единяют в одну трубу, которая
присоединяется к канализации
или оканчивается лотком для

Рис. 3.39. Схема
устройства
водонапорной башни:
1 - опорная конструкция
(ствол);

2 - подающе-отводящий
трубопровод;

3 - шатер; 4 - бак:
5 - поплавковый клапан;

6 - грязевая труба:
7 — переливной трубопровод

сброса воды на рельеф

На трубопроводах-стояках, проходящих внутри башни, при
жесткой заделке труб в днище бака устанавливают компенсаторы,
предназначенные для компенсирования возможных изменений
длин стояков. Трубопроводы защищают от замерзания воды в них.
В баке могут быть установлены датчики верхнего и нижнего
уровня воды, которые подают сигнал на выключение или вклю-
чение насосов.

Бак водонапорной башни выполняется из металла или желе-
зобетона. Наиболее широкое распространение получили железо-
бетонные баки, защита которых от коррозии проще и долговеч-
нее.

В плане баки имеют обычно круглую форму, а днище бывает
плоское, сферическое, коническое (рис. 3.40).

Рис. 3.40. Основные типы баков водонапорных башен

Придание вогнутым днищам полусферической, эллипсоидаль-
ной и радиально-конической форм позволяет увеличивать диаметр
бака (при одном и том же объеме) по сравнению с баком с плоским
днищем. В этом случае сокращаются колебания напора в системе
при различных режимах и обеспечиваются более благоприятные
условия работы насосов.

При наличии опасности замерзания воды в баке вокруг него
устраивают шатер. Опыт показал, что даже в относительно суро-
вых климатических условиях вполне можно обойтись без устрой-
ства шатра, если обеспечивается достаточный обмен воды в баке.

При использовании подземных вод, имеющих температу-
ру 5...9 °С, как правило устройство шатра не требуется.

В практике отечественного и зарубежного строительства во-
донапорные башни нашли широкое применение (рис. 3.41).
Рис. 3.41. Архитектурно-планировочные решения
водонапорных башен

Помимо своего прямого назначения водонапорные башни
являются красивыми архитектурными сооружениями, являясь,
порой символами городов. Из-за расположения их на возвышен-
ностях и своей большой высоты башни могут успешно исполь-
зоваться как смотровые площадки, для размещения радио- или
телекоммуникационной аппаратуры.

В часы минимального водопотребления, когда подача насо-
сов насосной станции второго подъема (7„с-и превышает недопо-
требление 2мин, часть этого расхода О; поступает и накаплива-
ется в баке водонапорной башни (рис. 3.42, а):

(Лс-П = (?мин + С?б-	(3.37)

В часы максимального водопотребления, когда водопогреб-
ление (2макс превышает подачу насосов недостающий рас-
ход О„ поступает из бака башни (рис. 3.42, б):

(Рмакс (7Ис-|| “Ь (?б-

(3.38)
Таким образом, в этой схеме подача насосов не равна недо-
потреблению населенного пункта.

Рис. 3.42. Условия наполнения (а) и (б) опорожнения бака башни

Емкость бака водонапорной башни включает в себя регули-
рующий и противопожарный запасы воды:

= ^Рег + Ж,ож,

(3.39)

где И^рег - регулирующий объем, м3; РКПОЖ - неприкосновенный
запас воды на тушение пожара, м3.

В системах водоснабжения, объединенных с противопожар-
ным водопроводом, неприкосновенный пожарный запас )ЕПОж при-
меняется из расчета подачи воды в течение 10 мин. на тушение
одного наружного и одного внутреннего пожара в час наиболь-
шего водопотребления:

IV

пож

( йюж нар + бпож.вн ) ' 10'60 ।	, макс -10-60

1000	1000

0,6(2

(3.40)

пож. нар

+ 2хоз. макс), XI ,

где 2иож. нар - расход воды на наружное пожаротушение, л/с;
2пож. вн - расход на пожаротушение зданий, оборудованных внут-
ренними пожарными устройствами, л/с; 2хоз. макс - максималь-
ный расход на хозяйственные нужды населения в сутки макси-
мального водопотребления, л/с.
Остальной противопожарный запас хранится в резервуарах
чистой воды при насосной станции второго подъема. Этот расход
при пожаре должен быть подан по водоводам в водопроводную
сеть города. Десятиминутный запас необходим для включения
пожарных насосов на НС-2. Хранить весь противопожарный за-
пас в водонапорной башне невозможно из-за ее ограниченного
объема.

3.4.4.	Гидропневматические установки

Гидропневматические установки (ГПУ) имеют то же назна-
чение, что и водонапорные башни. Необходимый напор в них
создается давлением сжатого воздуха. Чаще всего применяются
пневматические установки переменного давления, реже - по-
стоянного, ввиду их неэкономичности и сложности управления.
Схема устройства установки с переменным давлением показана
на рис 3.43.

Рис. 3.43. Гидропневматическая установка:

1 - воздушный резервуар; 2 -резервуар с водой; 3 - перепускной
трубопровод; 4, 13 - обратные клапаны; 5 - компрессор;

б - маслоотделитель; 7 - подающий трубопровод;

8 - поплавковый клапан; 9 - предохранительный (обратный) клапан;

10 - водопроводная сеть; 11, 12 - задвижки
ГПУ состоит из следующих основных элементов: воздуш-
ного 1 и водяного 2 резервуаров, соединенных между собой пе-
репускным трубопроводом 3 с запорным устройством 4; для за-
рядки резервуара 1 воздухом служит компрессор 5, за которым
устанавливается маслоотделитель б; компрессор с воздушным ре-
зервуаром соединен трубопроводом. В водяной резервуар по тру-
бопроводу 7 подается вода от насоса. Подающий трубопровод 7/
в резервуаре заканчивается поплавковым клапаном 8, который
предотвращает полное опорожнение резервуара и попадание воз-
духа в сеть внутреннего водопровода. Перепускной трубопровод 3
заканчивается обратным клапаном 9, который препятствует попа-
данию воды в воздушный резервуар. Водяной резервуар с внут-
ренней водопроводной сетью соединен трубопроводом 10. Для
управления работой трубопроводов 7 и 10 на них установлена
система запорных устройств И, 12 и 13.

Перед пуском ГПУ в работу производится зарядка установ-
ки воздухом и водой, для чего включают в работу компрессор и
в обоих резервуарах создают давление Лшп (минимальное давле-
ние в системе, определяемое гидравлическим расчетом водопро-
водной сети), после чего включают насос и производят закачку
воды в водяной резервуар до верхнего уровня. После этого насос
выключается.

Под давлением воздуха вода будет вытесняться в сеть водо-
провода. После опорожнения водяного резервуара до нижнего
уровня насос вновь включается. При расходе воды уровень ее
в водяном резервуаре 2 понижается, воздух расширяется, в резуль-
тате чего давление падает до величины Втш, после заполнения ре-
зервуара 2 до верхнего уровня давление воздуха будет Р1вад,

В ходе эксплуатации часть воздуха теряется, поэтому перио-
дически (обычно 1-2 раза в месяц) производят зарядку установки
воздухом от компрессора.
3.5. Водопроводные насосные станции

3.5.1.	Классификация насосных станций
водоснабжения

Насосными станциями называются отдельные здания или по-
мещения, в которых располагаются водоподъемное оборудова-
ние, трубопроводы, арматура, электрооборудование, контрольно-
измерительные приборы, грузоподъемное и вспомогательное обо-
рудование.

Классификация насосных станций систем водоснабжения
представлена на рис. 3.44.

Насосные станции первого подъема предназначены для по-
дачи воды из источника водоснабжения на очистные сооружения
или, если очистки не требуется, непосредственно в сеть, резерву-
ары чистой воды или водонапорную башню.

Насосные станции второго подъема осуществляют подачу
воды требуемого качества из резервуаров чистой воды в распре-
делительную сеть.

Повысительные насосные станции (станции подкачки) пред-
назначены для увеличения напора на отдельных участках сети
или на вводах в отдельные здания и сооружения.

Не маловажное значение в оборотных системах водоснаб-
жения промышленных предприятий имеют циркуляционные на-
сосные станции, обеспечивающие: подачу отработанной воды
на ее охлаждение; на очистные сооружения; возврат воды на обо-
рудование или технологические процессы.

По надежности работы водопроводные насосные станции
должны соответствовать требованиям категории надежности си-
стем водоснабжения (см. табл. 1.1).

По виду оборудования насосные станции могут быть с го-
ризонтальными, вертикальными и водоструйными насосами или
с эрлифтами.
Рис. 3.44. Классификация водопроводных насосных станций

По расположению насосов относительно поверхности земли
насосные станции подразделяются на наземные, заглубленные
и подземные, а по расположению относительно уровня забира-
емой воды - на станции с положительной высотой всасывания
и находящиеся под заливом (рис. 3.45).

По форме в плане различают прямоугольные и круглые стан-
ции, а по периоду эксплуатации - постоянные и временные.

В зависимости от способа управления насосные станции мо-
гут быть автоматическими, с дистанционным (из центрального
диспетчерского пункта) и ручным управлением.
Рис. 3.45. Расположение насосов
относительно уровня забираемой воды:
а - с положительной высотой всасывания; 6 - под заливом

3.5.2,	Водоподъемные устройства
насосных станций водоснабжения

В зависимости от конкретных условий в насосных станциях
используют динамические (центробежные, вихревые, водоструй-
ные), объемные (поршневые, плунжерные, диафрагменные, вин-
товые и др.) и воздушные (эрлифты) насосы.

Наиболее распространенными гидравлическими машинами,
предназначенными для перекачки воды, являются лопастные
насосы. Их принцип действия заключается в преобразовании ки-
нетической энергии лопастей вращающегося колеса в потенци-
альную энергию - напор перекачиваемой воды.

Основной элемент лопастного насоса - рабочее колесо. По
конструкции колеса насосы подразделяются на центробежные,
вихревые и осевые.

Центробежные насосы В настоящее время одним из наибо-
лее распространенных видов водоподъемного оборудования яв-
ляются центробежные насосы. Схема центробежного насоса при-
ведена на рис. 3.46.
Внутри корпуса насоса 2 на рабочем валу 5 установлено рабо-
чее колесо 7. Оно представляет собой два диска (передний и зад-
ний), между которыми размещены лопатки 6, изогнутые в сто-
рону, противоположную направлению вращения колеса. Корпус
насоса имеет напорный 3 и всасывающий 4 патрубки.

Перед работой насос необходимо заполнять водой. При вра-
щении рабочего колеса вода, находящаяся между лопатками, под
действием центробежной силы Р отбрасывается от центра к пе-
риферии. Благодаря этому в центре рабочего колеса образуется
вакуум, а на периферии - избыточное давление. Для того чтобы
собрать жидкость с рабочего колеса и направить ее к напорному
патрубку, корпус насоса выполняют в форме улитки, закруглен-
ной по направлению движения рабочего колеса.

Рис. 3.46. Схема (а) и рабочее колесо (б) центробежного насоса:

1 -рабочее колесо; 2 — корпус; 3,4- напорный
и всасывающий патрубки; 5 - рабочий вал; 6 — лопатки

Конструктивное исполнение центробежных насосов общего
применения весьма разнообразно. Они могут подразделяться:

по числу колес (ступеней) - на одноколесные (-ступенчатые)
и многоколесные (-ступенчатые) (рис. .3.47);
Рис. 3.47. Одноколесный (а) и многоколесный (б) центробежные
насосы

по создаваемому напору - на низконапорные (напор до
20 м вод. ст.), средненапорные (напор от 20 до 60 м) и высоко-
напорные (напор более 60 м);

по расположению вала - на горизонтальные и вертикальные
(рис. 3.48);

Рис. 3.48. Горизонтальный (а) и вертикальный (б)
центробежные насосы

по способу подачи воды к рабочему колесу - насосы односто-
роннего и двухстороннего (рис. 3.49) всасывания;
Рис. 3.49. Центробежный насос двухстороннего всасывания типа Д

по условиям монтажа - для установки в сухих помещениях,
над уровнем воды или под водой (погружные насосы);

по способу соединения с двигателем - на приводные, соеди-
няемые с электродвигателями с помощью муфты и моноблок-
насосы (рис. 3.50).

а)

б)

Рис. 3.50. Способы соединения насосов с двигателем:
а - с помощью соединительной муфты: б — муфты
с промежуточным элементом; в — неподвижной постоянной муфты
(моноблок-насос)
Соединительная муфта - это элемент, позволяющий соеди-
нить вал электродвигателя и вал, на котором крепится рабочее
колесо (рис. 3.50, а). Для этого используется, как обычная муфта,
так и муфта с промежуточным элементом (рис. 3.50, б). Исполь-
зование промежуточного элемента позволяет не отсоединять элек-
тродвигатель при техническом обслуживании насоса, например,
при замене торцевого уплотнения.

Стандартные насосные установки оснащаются насосом и дви-
гателем с раздельными валами, которые оснащаются фланцами.
Элементы фиксируются на поверхности с помощью шпонок, флан-
цы соединяются резиновыми муфтами, снижающими вибрации.

У моноблочных насосов рабочее колесо крепится либо сразу
на удлиненном валу электродвигателя, либо для соединения вала
двигателя и насоса используется неподвижная постоянная глухая
муфта (рис. 3.50, в).

При подаче воды из глубоких скважин и колодцев верти-
кальные насосы опускают под уровень воды. В этом случае при-
вод насосов осуществляется или с помощью погружных электро-
двигателей (рис. 3.51, а), которые могут работать в воде, или посред-
ством обычных электродвигателей. В последнем случае электро-
двигатель устанавливают на поверхности земли и соединяют длин-
ным трансмиссионным валом с насосом, погруженным под уро-
вень воды в водозаборной скважине или колодце (рис. 3.51, б).

Погружные насосы типа ЭЦВ являются многоступенчатыми,
секционными с закрытыми лопастными колесами из ударопроч-
ного полистирола. Выпускается свыше 100 типоразмеров таких
насосов для скважин диаметром от 100 до 400 мм, с подачей воды
4...360 м3/ч и напором 25...360 м.

Марка насоса обозначается буквами и цифрами, например,
ЭЦВ 6-4-80 и т. и. Обозначения: Э - электрический; Ц - центро-
бежный; В - водоподъемный; первая цифра - диаметр скважины,
мм, уменьшенная в 25 раз; вторая цифра - подача насоса, м3/ч;
третья - напор насоса, м.

Артезианские насосы относятся к многоколесным секцион-
ным насосам и могут иметь буквенные обозначения: АТН, А или
НА. Например, марка АТН-8, означает артезианский турбинный
насос. Цифра, входящая в марку насосов, означает величину ми-
нимального диамегра рабочей колонны обсадных труб, мм, умень-
шенную в 25 раз. Значение данной величины для артезианских
насосов типа АТН является важным, так как глубокие скважины
при бурении часто могут искривляться. По этой причине диаметр
насоса должен быть меньше диаметра труб на 50 миллиметров.

Рис. 3.51. Погружные центробежные насосы •
а - типа ЭЦВ; б - типа АТН

Особенностью погружных артезианских насосов типа АТН
является то, что электродвигатель устанавливается на поверхно-
сти, а насосная часть опускается в скважину с помощью водо-
подъемных труб. Крутящий момент передается к рабочим коле-
сам через насосный вал, соединенный с валом электродвигателя
при помощи промежуточных (трансмиссионных) валов.

Вихревые насосы. В корпусе вихревого насоса (рис. 3.52),
имеющего рабочее колесо 5 с прямолинейными лопастями, вы-
полнен кольцевой канал 2, который между всасывающим 3 и
напорным 4 патрубками разделен перемычкой. При вращении ра-
бочего колеса 5 вода захватывается лопатками на всасывающем
патрубке 3 в кольцевой канал 2, попадает в межлопаточную по-
лость 1 и перемещается в нагнетательный патрубок 4. При этом
объем жидкости, попадая на лопатки, приобретает под воздей-
ствием центробежной силы скоростную (кинетическую) энергию
и снова отбрасывается в канал 2, где скоростное давление пре-
образуется в статическое. Под действием статического же давле-
ния этот объем воды снова попадает на лопатки и цикл повторя-
ется с образованием вихрей в пространстве между лопатками
(вихревой эффект).

Рис. 3.52. Схема и внешний вид вихревого насоса:

1 -межлопаточная полость; 2 - кольцевой канал;

3,4- всасывающий и напорный патрубки; 5 - рабочее колесо

Особенность насоса заключается в том, что вода при всасыва-
нии подается от периферии к центру, т. е. иначе, чем у центро-
бежных насосов.

За один оборот рабочего колеса частица жидкости несколько
раз захватывается лопатками и выбрасывается в кольцевой ка-
нал 2. Таким образом, при прохождении межлопаточных поло-
стей 1 колеса 5 на пути от входа в кольцевой канал 2 до выхода
из него вода многократно получает приращение энергии.

Таким образом, за полный оборот рабочего колеса один и тот
же объем воды несколько раз отбрасывается рабочим колесом, каж-
дый раз увеличивая давление. Поэтому давление вихревого на-
соса в 3...5 раз больше давления, создаваемого центробежным
насосом такого же размера и с таким же числом оборотов.
Зазор между рабочим колесом и корпусом насоса обычно не
превышает 0,15...0,2 мм, поэтому вихревыми насосами перека-
чивают только чистую воду.

Поскольку всасывающий и напорный патрубки располага-
ются в верхней части корпуса, вода при остановке насоса из кор-
пуса не выливается. Поэтому заливать корпус насоса водой тре-
буется только перед первоначальным пуском в работу. При по-
вторных пусках после кратковременной остановки производить
залив нет необходимости (свойство самовсасывания).

Вихревые насосы весьма просты в конструктивном отноше-
нии, имеют малые габариты и небольшой вес.

Объемные насосы, работающие по принципу вытеснения жид-
кости, используются для перекачки и дозирования реагентов.

Для подъема воды из скважин и шахтных колодцев, сифон-
ных и инфильтрационных водозаборов иногда находят примене-
ние эрлифты и водоструйные установки.

Эрлифт ы* (воздушные водоподъемники) нашли широкое при-
менение для подъема воды из скважин, прокачек и опытных от-
качек.

Эрлифты относятся к насосам-аппаратам, так как не имеют
движущихся частей. Эрлифт состоит из водоподъемной трубы, опу-
щенной в скважину и заглубленной под уровень воды (рис. 3.53).

В водоподъемную трубу 2 через форсунку /, расположенную
ниже динамического уровня воды в скважине ДУ, по воздухопо-
дающей трубе 6 подается сжатый воздух от компрессора. Фор-
сунка, представляет собой перфорированный участок трубы с от-
верстиями диаметром от 4 до 6 мм.

Образовавшаяся при этом в водоподъемной трубе водовоз-
душная смесь (эмульсия воздуха и воды) в 800 раз легче воды.
Благодаря этому, по закону сообщающихся сосудов она будет
подниматься вверх. Пузырьки будут ударяться об отражатель 5
и разрушаться. Воздух будет уходить в атмосферу, а вода соби-
раться в сборный резервуар или воздухоотделитель 4.

* Эрлифт (англ. тгП/1, от тг - воздух и Н/1 - поднимать) - устройство для подъема
жидкости за счет энергии пузырьков смешиваемого с ней сжатого воздуха.
Воздушные водоподъемники обладают рядом достоинств:
просготой конструкции, надежностью работы, возможностью уста-
новки в искривленных и пескующихся скважинах, отсутствием
движущихся частей. При использовании эрлифта бесперебой-
ность снабжения водой может быть достигнута за счет резерв-
ного компрессора, тогда как при заборе воды скважинными на-
сосами для этого требуется строительство резервных скважин.

воздух в атмосферу

Рис. 3.53. Схема эрлифта:

1 - форсунка; 2 — водоподъемная труба; 3 - обсадная труба;

4 - сборный резервуар; 5 - отражатель; 6 - труба для подачи
сжатого воздуха (воздушная труба)
Водоструйные (гидроструйные) насосы - насосы трения
гидравлического действия. Они действуют за счет энергии дав-
ления рабочей воды, подводимой к насосу под напором, зна-
чительно превышающим высоту нагнетания подаваемой воды.
Эти насосы также относятся к группе насосов-аппаратов, т. е.
устройств, которые не имеют движущихся рабочих частей.

Водоструйные насосы могут быть использованы для откачки
воды из скважин, шахтных и трубчатых колодцев с диаметром
обсадной трубы 50...200 мм, котлованов, траншей, для транспор-
тирования пульпы (смеси воды и грунта или горной породы) при
земляных и горных работах, для очистки колодцев от ила и т. и.

Водоструйная установка (рис. 3.54) состоит из струйного ап-
парата 8, опущенного под динамический уровень воды, напор-
ного и водоподъемного трубопроводов, центробежного насоса
с приводом от электродвигателя, расположенных на поверхности
скважины.

Принцип действия водоструйной установки заключается
в следующем. Часть воды по напорному трубопроводу 6, соеди-
ненному с нагнетательным трубопроводом центробежного насо-
са 5, с большой скоростью проходит через сопло 2 струйного ап-
парата 8, создает разрежение, в результате чего происходит вса-
сывание воды из водоисточника через фильтр 1 в камеру смеше-
ния 3. В диффузоре 4 благодаря расширению потока скорость
воды понижается, а давление, соответственно, увеличивается,
и вода по водоподъемной трубе 7 поднимается на высоту, с ко-
торой центробежный насос может забирать воду. Пройдя через
насос и получив соответствующий напор, часть воды снова по-
падает по напорному трубопроводу 6 к струйному аппарату 8,
а часть идет к потребителю. Таким образом процесс подъема
воды идет непрерывно.

Работа струйного насоса, входящего в состав этой установ-
ки, основана на принципе использования кинетической энергии
струи жидкости (газа). Насос, у которого рабочей средой явля-
ется вода, называется гидроэлеватором. Если же подъем жидко-
сти происходит за счет энергии пара или газа, то это эжектор,
или инжектор.
Рис. 3.54. Водоструйная установка:

а - струйный аппарат; б - водоструйная установка:

1 - фильтр' 2 - сопло; 3 - камера смешения; 4 - диффузор;

5 - центробежный насос: 6 - напорный трубопровод;

7 — водоподъемный трубопровод;

8 - струйный аппарат (гидроэлеватор)

Установки с центробежными и гидроструйными насосами
позволяют, например, поднимать воду из скважин с глубины, зна-
чительно превышающей допустимую высоту всасывания центро-
бежного насоса, который в этом случае располагается на поверх-
ности земли в удобном для обслуживания месте.

Объемные насосы (поршневые и диафрагменные) исполь-
зуются для перекачки и дозирования реагентов.
3.5.3.	Основные рабочие характеристики
насосного оборудования

Работа каждого насоса характеризуется следующими техни-
ческими параметрами: подачей, напором, частотой вращения ра-
бочего колеса, потребляемой мощностью, КПД и высотой всасы-
вания.

Подача насоса - объем (или масса) жидкой среды, пода-
ваемой насосом в единицу времени, м3/ч (м3/с; л/с).

Напор Н - приращение удельной энергии потока среды при
прохождении ее через рабочие органы насоса, м вод. ст.

Мощность насоса К кВт. расходуемая для создания опре-
деленных подсчитывается по формуле

= 41)
10б?7

где р - плотность жидкости (вода 1000 кг/м3); § - ускорение сво-
бодного падения (9,81 м/с2); (7 _ подача насоса, м3/с; Н - напор, м;
ц - коэффициент полезного действия (КПД) насоса (0.7.. .0,75),

Коэффициент полезного действия насоса ц представляет
собой отношение полезной мощности Ж = рр^Н к мощности
насоса/V

77 = ^.	(3.42)

Полезная мощность всегда меньше мощности насоса из-за
потерь, возникающих в нем.

Как уже отмечалось ранее, в системах водоснабжения объектов
военной инфраструктуры наиболее широко применяются центро-
бежные насосы, поэтому уделим рассмотрению их характеристик
более пристальное внимание.

Для нормальной работы центробежных насосов необходимо,
чтобы вакуум во всасывающем патрубке не превышал опреде-
ленной величины, называемой допустимой вакуумметрической
высотой всасывания , которая зависит от ряда параметров.
Эта величина указывается в каталогах насосов и обычно не пре-
вышает 6...7 м.

Высотное расположение насоса по отношению к уровню во-
ды в источнике характеризуется геометрической Нт. вс и вакуум-
метрической //1Ик высотой всасывания. Геометрическая высота
всасывания равна разности отметок уровня воды в источнике
и центра колеса (рис. 3.55). Чтобы насос мог перекачивать жид-
кую среду, находящуюся ниже отметки установки насоса, по-
следний на входе в рабочее колесо должен создавать вакууммет-
рическое давление.

Рис. 3.55. Схема насосной установки:

1 - приемный клапан; 2, б - всасывающий и напорный трубопроводы:
3 - вакуумметр: 4 — обратный клапан; 5 - манометр
При проектировании насосных установок пользуются поня-
тием вакуумметрической высоты всасывания'.

^2

Явак Яг. вс + Лпот. вс + ~ ,	(3.43)

2 Я

где Я). вс - геометрическая высота всасывания, м; /гпот. вс - потери

напора во всасывающем трубопроводе, м; ЗЯ - скоростной напор
2у

при входе в насос, м.

Во избежание кавитации Я,аК должна быть не более :
п < ггдоп
Лвак _ /7вак -

Полный напор центробежного насоса складывается из сле-
дующих величин:

Я Яг. вс + Яг. наг + 3?пот. наг + 3?пот. вс Яр + 27/?, (3.44)
где Нг. Наг - геометрическая высота нагнетания, м; 11пт. наг - по-
тери напора в напорном трубопроводе, м; Яг = Яг. вс + Яг наг;
27/? Ант наг 2" АПот. вс-

С изменением расхода, подаваемого насосом, изменяются
создаваемый им напор, потребляемая мощность на валу, КПД.
Характеристики, выражающие зависимость напора насоса Н, мощ-
ности насоса Я, его КПД г/ от подачи (?, называются главными
характеристиками насоса. Характеристика (2 - называется
кавитационной.

Основные рабочие характеристики насоса выражают взаи-
мосвязь:

•	напора с подачей (подаваемым расходом) Н

•	напора с потребляемой мощностью (2 _ Я;

•	напора с КПД О - //.

Графики зависимостей О - Н, (^ - И, (^ - ц приводятся в ка-
талогах и паспортах оборудования (рис. 3.56).
Оптимальным ре-
жимом работы насо-
са является такой,
который соответству-
ет точке максималь-
ного значения зависи-
мости и кото-
рая называется опти-
мальной точкой - на
рис. 3.43 это точка «а».

При проектирова-
нии возникает необхо-
димость определять ра-
бочие режимы работы
насосов. Наиболее про-
сто они могут быть оп-
ределены графическим
способом. Для этого
нужно построить харак-
теристику трубопрово-
да при работе принято-
го насоса.

На рис. 3.57 приве-

дена каталожная харак- Рис 3 56 Рабоцие характеристики
теристика (7 -/7 насоса.	центробежного насоса Д1250

Характеристику трубо-

провода можно построить, отложив на расстоянии Нс от ли-
нии СВ, проведенной параллельно оси О. величины 27г, соответ-

ствующие различным значениям расхода:

Я-Яг + 27?.

(3-45)

Точка А пересечения характеристик насоса и трубопровода
называется рабочей точкой и определяет подачу напор Яд,
КПД 7/д и мощность Яа насоса, работающего на заданный трубо-
провод. Насос необходимо подбирать таким образом, чтобы ра-
бочая точка лежала в области наиболее высоких значений КПД.
Рис. 3.57. Характеристика совместной работы насоса
и трубопровода

На сводном графике (рис. 3.58) в виде криволинейных четы-
рех нанесены рабочие поля насосов. На каждом поле указаны
марка насоса и частота вращения рабочего колеса (число оборо-
тов приводящего двигателя).

Рис. 3.58. Подбор насосов по сводному графику’
Для определения марки насоса на сводный график наносят
расчетную рабочую точку А. Поле, в которое попадает расчетная
рабочая точка А, указывает марку насоса. Если эта точка попала
в пространство между полями, то принимают марку насоса, поле
которого является ближайшим, или обращаются к сводным гра-
фикам других типов насосов.

После определения марки насоса для анализа его основных
параметров и рабочих характеристик необходимо найти этот на-
сос в каталоге.

Для увеличения подачи нередко несколько центробежных
насосов соединяют параллельно, причем они подают воду в об-
щий напорный трубопровод (рис. 3.59, а).

Рис. 3.59. Схема параллельной (а) и последовательной (б)
установки двух центробежных насосных агрегатов:
1,2 — насосы № 1 и № 2; 3 - задвижка; 4 - обратный клапан;

5 - манометр
Для увеличения напора насосы иногда соединяют последо-
вательно (рис. 3.55, б). В этом случае вода из насоса № 1 подается
во второй - № 2, а из него в напорную линию. Второй насос со-
общает воде дополнительный напор, подобно второй ступени
многоступенчатого насоса.

При параллельной работе насосы К" I и 2 подают воду под
одинаковым напором. Поэтому их суммарная подача равна сумме
подач каждого из насосов при этом напоре. Эти, характерные для
параллельного соединения насосов условия, можно записать сле-
дующим образом:

Я = Я; =я2; (?-(?!+ Сз-

(3.46)

Для построения суммарной характеристики двух параллель-
но работающих насосов необходимо сложить абсциссы точек ха-
рактеристики одного насоса с одинаковыми ординатами. Тогда
при суммарном расходе 2(2 = (2| + (22 двух насосов напор Н\ - Я2
(точка Г). Подача воды каждым насосом определяется рабочей
точкой 2 (рис 3.60).

суммарная характеристика

Рис. 3.60. Суммарная характеристика двух параллельно работающих
центробежных насосов одинаковой марки
Суммарная подача насосов, работающих параллельно на об-
щую сеть, меньше, чем сумма подач этих насосов при их раздель-
ной работе.

При последовательном соединении подача насосов № 1 и 2
одинакова. Суммарный напор насосов равен сумме напоров, со-
здаваемых каждым насосом при одной и той же иодаче:

Н = Н^Н^О^О=Ох

(3-47)

Чтобы построить суммарную характеристику О-Н двух по-
следовательно работающих центробежных насосов с одинаковы-
ми характеристиками (рис. 3.61), необходимо ординаты О - На. 2)
удвоить при одинаковых подачах насосов, т. е. соответствующих
одной и той же абсциссе.

Рис. 3.61. Суммарная характеристика двух последовательно
работающих центробежных насосов одинаковой марки

Полученная в результате характеристика О - Н^+2) пред-
ставляет собой суммарную характеристику последовательной ра-
боты двух насосов одинаковой марки. Точка пересечения харак-
теристики О.-На+2) с характеристикой трубопровода определяет
режим работы насосов.
При построении схем с последовательно включенными на-
сосами с разными характеристиками следует проверить на какое
допустимое рассчитан второй (по ходу движения воды) насос.
В случае, если допустимое давление меньше суммарного давле-
ния, развиваемого двумя насосами, то данный насос использо-
вать нельзя.

При построении суммарной характеристики для таких насо-
сов необходимо сложить ординаты характеристик О - Н этих
насосов при одной и той же подаче, так как общий напор после-
довательно работающих насосов, равен сумме напоров, развива-
емых каждым из этих насосов.

3.5.4.	Оборудование насосных станций водоснабжения

Водопроводные насосные станции представляют собой ком-
плекс разнообразного оборудования и аппаратуры. В насосной
станции монтируются: насосы и электродвигатели к ним, трубо-
проводы с запорно-регулирующей и предохранительной арма-
турой, устройства для заполнения насосов водой перед пуском,
подъемно-транспортное оборудование, элементы автоматики, энер-
гетическое оборудование и пр.

Насосные агрегаты устанавливают на опорных рамах и пли-
тах заводского изготовления или на рамах, изготовленных на мес-
те монтажа из стальных продольных и поперечных швеллеров
(рис. 3.62).

Ширину В и длину Ь рамы или плиты принимают из каталога
насосов по установочным размерам насосного агрегата.

Насосные агрегаты устанавливают на фундаменты Размеры
фундамента в плане обычно принимают на 0,2 м больше размеров
опорной рамы или плиты. Высота фундамента над полом долж-
на быть такой, чтобы было удобно прокладывать трубопроводы
и монтировать арматуру. Минимальная высота фундамента 0,1 м
(рис. 3.63).
Рис. 3.62. Насосные агрегаты на рамах и плитах:
а - заводского изготовления; б - изготовленные из швеллеров
на месте монтажа

Рис. 3.63. Расположение насосных агрегатов на фундаменте

Монтаж горизонтальных насосов начинают с установки плит
или рам на фундамент и выверки их в плане, по высоте и гори-
зонтали. Допускаются отклонения плиты (рамы) в плане и по вы-
соте до 10 мм, а от горизонтали -0,1 мм на 1 м длины плиты.
Опорные рамы (плиты) крепят к фундаменту анкерными или
фундаментными болтами. Эти болты закладывают в специально
оставляемые при бетонировании фундамента колодцы (клюзы),
а затем после выверки горизонтального и вертикального поло-
жения фундаментной рамы заполняют бетоном.

Длину болта обычно принимают 500.. .700 мм, диаметр - на
3., .4 мм меньше диаметра отверстия рамы. Фундаментные болты
могут поставляться заводом или изготовляться на месте.

При монтаже крупных насосных агрегатов анкерные болты
закладывают в бетонную кладку при строительстве фундамента.

В шахтных насосных станциях при наличии гидроизоляции
насосы располагают непосредственно на полу. Насосные агре-
гаты с электродвигателями напряжением до 1000 В и диаметром
напорного патрубка не более 100 мм можно компоновать по два
на одном фундаменте.

Безопасность работы персонала обеспечивается достаточной
шириной проходов между оборудованием. Минимальная ширина
проходов составляет:

•	между агрегатами при установке электродвигателей с на-
пряжением до 1000 В -- м, при установке высоковольтного обору-
дования - 1,2 м;

•	между агрегатами и стеной - 1 м, а в шахтных станциях -
0,7 м;

•	между агрегатом и распределительным щитом - 1,2 м;

•	между подвижными частями оборудования - 0,7 м.

Вокруг сдвоенной насосной установки должен быть проход
шириной не менее 0.7 м. Вспомогательное оборудование и насос-
ные агрегаты с электродвигателем до 1000 В, диаметр напорного
патрубка которого не более 100 мм, допускается размещать у сте-
ны без прохода между агрегатом и стеной.

Насосы оборудуются всасывающими и напорными трубо-
проводами.

К конструкции всасывающих трубопроводов предъявляют ряд
особых требований. Для прокладки всасывающих линий должны
применяться только стальные трубопроводы.
Чтобы избежать кавитационного износа насосов, всасываю-
щие трубопроводы необходимо проектировать возможно мень-
шей длины и с минимальным числом фасонных частей, арматуры
и фланцевых соединений. Конструкция трубопровода должна ис-
ключать попадание воздуха в насосы и срыв их работы. Всасыва-
ющие линии следует прокладывать с подъемом не менее 0,005
в сторону насосов, не допуская образования воздушных мешков.

Для обеспечения быстрого пуска насосов и бесперебойной
их работы количество всасывающих линий должно быть равно:

•	количеству насосов, если трубы не объединены общим
коллектором;

•	количеству рабочих агрегатов, если трубы объединены
в коллектор.

При этом для станций первой и второй категорий надежно-
сти должно быть не менее двух всасывающих линий.

Диаметр всасывающих и напорных трубопроводов не может
быть меньше присоединительного диаметра соответствующего
патрубка насоса.

Трубопроводы внутри станции прокладывают на полу, в ка-
налах, в подвале и над полом.

В наземных и заглубленных станциях трубопроводы чаще
всего размещают на полу - это обеспечивает наибольшие удоб-
ства во время ремонтных работ. Их закрепляют на бетонных или
металлических опорах, а над трубопроводами делают переход-
ные мостики.

Канальную прокладку применяют в наземных насосных стан-
циях. Каналы перекрывают съемными металлическими щитами.

Размещение труб над полом допускается в подземных насос-
ных станциях. Трубы подвешивают или прокладывают по стой-
кам на высоте не менее 2 м от пола до низа грубы.

Запорную арматуру на трубопроводах и насосах размещают
так, чтобы обеспечить технологические и аварийные отключения
насосов и ремонтных участков трубопроводов, не снижая рас-
хода воды больше, чем это допустимо по категории надежности
системы.
Если насосы установлены не под залив, а с положительной гео-
метрической высотой всасывания, го предусматривается их залив-
ка. Для этого применяют два способа заливки насосов (рис. 3.64):

•	подачей воды в корпус насоса из напорного трубопровода;

•	заполнение его водой, поступающей по всасывающей трубе.

Рис. 3.64. Схемы заполнения насосов водой:

а - из напорного трубопровода; б - эжектором; в - вакуум-насосом:

1 - приемный клапан; 2 - насос; 3 - напорный трубопровод;

4 — эжектор, 5 - вакуум-насос; 6 - водяной бак

Заливка насосов из напорного трубопровода (рис. 3.64, а)
производится в том случае, когда в напорном трубопроводе по-
стоянно имеется избыточное давление. Этот способ заливки прост,
но требует обязательной установки обратного приемного клапана.

Чтобы залить насос через всасывающий патрубок, в его
корпусе создают разрежение. Для этого в насосной станции
устанавливают водокольцевые вакуумные насосы или эжекторы
(рис. 3.64, б и в).
В заглубленных и шахтных насосных станциях предусматри-
ваются дренажные насосы, предназначенные для откачки воды,
поступающей через стены подземной части машинного зала.
Собирают дренажную воду в приямок, расположенный под мон-
тажной площадкой. Объем приямка рассчитывают на 10... 15 мин.
производительности насоса. Откачку дренажных вод осуществ-
ляют вихревыми или самовсасывающими дренажными насосами.
На станциях малой производительности устанавливают насосы
типа К или ручные поршневые насосы.

Подъемно-транспортное оборудование предназначено для
монтажа и демонтажа насосов, электродвигателей, задвижек, уз-
лов трубопроводов при строительстве и во время ремонтных ра-
бот. В зависимости от веса транспортируемой детали предусматри-
вают следующие механизмы: неподвижные балки с кошками или
подвесные кран-балки; подвесные кран-балки; мостовые краны.

В насосных станциях используют, как правило, ручное обо-
рудование. Электрические кран-балки и мостовые краны устанав-
ливают при подъеме на высоту более 6 м или длине машинного
зала более 18 м.

Также обслуживающий персонал должен быть обеспечен
вспомогательным грузоподъемным оборудованием и такелаж-
ными приспособлениями.

Контрольно-измерительные приборы применяют для контро-
ля за рабочими параметрами насосов и всей станции. Типы прибо-
ров и места их установки зависят от параметров работы основ-
ного оборудования и степени автоматизации насосной станции.

Контролю подлежат основные технологические параметры
установок; подача, напор, вакуум, уровень воды в приемном от-
делении или в реке, температура воды, перепад давлений и т. д.

Работа электродвигателей контролируется приборами для из-
мерения напряжения, силы тока, коэффициента мощности соз <р,
частоты тока, потребляемой мощности и т. п.

В водонапорных станциях, оборудованных насосами с диа-
метром напорного патрубка более 200 мм, организуется ноагре-
гатный учет подачи воды.
3.5.5.	Подготовка насосной станции к сдаче
в эксплуатацию

Во время подготовки насосной станции к сдаче в эксплуата-
цию производят осмотр, опробование и испытание насосов. При
осмогре технологического оборудования проверяют:

-	отметку установки электродвигателя насосных агрегатов,
которая должна быть выше отметки пола не менее, чем на 0,5 м;

-	уклон всасывающей линии, который должен быть не менее
0,005, а трубопровод проложен с подъемом к насосу;

-	наличие и конструкцию переходов в местах изменения диа-
метра трубопроводов,

-	размещение запорной и регулирующей арматуры на всасы-
вающей и напорной линии каждого насоса.

Размещение запорной арматуры на всасывающих и напор-
ных трубопроводах должно обеспечивать возможность замены
или ремонта любого из насосов, обратных клапанов и основной
запорной арматуры, а также проверку характеристики насосов
без нарушения требований категории надежности системы по обес-
печенности подачи воды.

В насосных станциях должна быть установлена контрольно-
измерительная аппаратура для измерения давления в напорных
водоводах и у каждого насосного агрегата, расходов воды на на-
порных водоводах, контроля уровня воды в дренажных приямках
и вакуум-котле, а также аварийного уровня воды при заполнении
насосной станции.

В насосных станциях должна предусматриваться блокировка
хозяйственных насосов, исключающая срабатывание пожарного
и аварийного объемов воды в резервуарах.

Для вспомогательного оборудования обязательной проверке
и контролю его параметров подлежат:

-	дренажно-осушительная система, предназначенная для от-
качки воды из камер, самотечных и всасывающих труб насосов,
расположенных ниже максимального уровня воды, опорожнения
напорных трубопроводов, а также для удаления дренажной воды
из подземных помещений;
-	вакуум-система, предназначенная для заливки водой на-
сосов;

-	противопожарное оборудование (для машинных залов раз-
мером 6 х 9 м и более).

При проектировании основные характеристики насосных
агрегатов определяются в результате графического и аналитиче-
ского анализа характеристики системы. На объекте оценить усло-
вия работы насосного оборудования можно только при наличии
фактических рабочих характеристик насоса.

Для сопоставления характеристики смонтированного насоса
с проектными данными и его паспортной характеристикой про-
водятся опробование и испытание насосных агрегатов со снятием
рабочей характеристики центробежного насоса.

В процессе опробования агрегатов необходимо обеспечить
спокойную работу агрегатов (без стуков и излишнего шума), про-
верить температуру масла в масляных ваннах и др. конструктив-
ных элементах насоса, температуру подшипников, подпятников
и др. трущихся поверхностей узлов и деталей агрегата. Темпе-
ратура масла должна быть не выше 65 °С, а трущихся поверхно-
стей - не более 60 °С.

Опробование насоса считается законченным, если агрегат
устойчиво проработал не менее двух часов. После достижения
удовлетворительных результатов опробования переходят к испы-
таниям насосов под нагрузкой.

Насосные агрегаты, прошедшие опробование, испытывают-
ся под рабочей нагрузкой не менее четырех часов. Испытание аг-
регатов можно совмещать с комплексным опробованием насос-
ной станции.

По результатам испытания агрегата под нагрузкой составля-
ется акт, который одновременно является актом окончания мон-
тажных работ.

При эксплуатации насосных станций необходимо обращать
внимание на экономное расходование электроэнергии. Для этого
разрабатывается график подачи воды с учетом работы насосов
в оптимальном режиме. При эксплуатации насосных станций,
если это не обусловлено способом регулирования, не допускается
работа насосов с прикрытыми задвижками.
Глава 4 СООРУЖЕНИЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД

4.1 Свойства воды и требования к ее качеству

Природная вода представляет собой многокомпонентный
раствор, в состав которого входят минеральные и органические
вещества, газы и микроорганизмы, находящихся в определенных
взаимоотношениях друг с другом. Истинно природная вода в на-
стоящее время практически не встречается, т. к. большинство ис-
точников воды несут, на себе отпечаток антропогенного воздей-
ствия, что не в лучшую сторону отражается на ее составе и свой-
ствах.

Антропогенная нагрузка на источники водоснабжения обу-
славливается: сбросами неочищенных сточных вод, промышлен-
ными выбросами в атмосферу, нерациональным внесением в сель-
скохозяйственные угодья минеральных удобрений, невежествен-
ным отношением к обращению с отходами быта и производства.
Все это способствуют загрязнению поверхностных источников
и подземных вод тяжелыми металлами, химическими вещества-
ми, нефтепродуктами, ядохимикатами, сложными органически-
ми веществами, гербицидами, пестицидами, синтетическими по-
верхностно активными веществами, что представляет особую опас-
ность для водоемов.

Концентрация отдельных компонентов в воде определяет ее
свойства, т. е. качество. С гигиенической точки зрения под каче-
ством воды необходимо понимать совокупность свойств, которые
определяют ее пригодность для использования в хозяйственно-пи-
тьевых, бытовых и производственных целях.

Доброкачественная вода должна быть бесцветной и прозрач-
ной, не иметь посторонних запахов и привкусов, не содержать па-
тогенных микроорганизмов и вредных для здоровья химических
веществ. Эти требования не предполагают полного отсутствия
химических веществ и микроорганизмов, поскольку все это свой-
ственно природной воде.

Основные факторы, влияющие на качество природной воды,
представлены на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Факторы, определяющие качество природной воды

Основные показатели качества воды для хозяйственно-пить-
евых целей регламентируются по соответствующим санитарно-
эпидемиологическим правилам и нормативам (СанПиН).

Органолептические показатели качества воды. К органо-
лептическим свойствам воды относятся температура, мутность
(прозрачность), цветность, вкус (привкус) и залах.

Необходимо уточнить, что в этом перечне к собственно ор-
ганолептическим относятся лишь запах и привкус воды, а темпе-
ратура, мутность и цветность характеризуют ее физические свой-
ства, дисперсный и отчасти химический состав. Но в междуна-
родной практике их принято объединять в одну группу органо-
лептических показателей, поскольку все они оцениваются и нор-
мируются по интенсивности восприятия органами чувств чело-
века.

Температура природной воды зависит от вида источника,
климатических условий и других факторов. Она может колебать-
ся колебаться в очень широких пределах - от минус 3 в северной
Атлантике до 100 °С (гейзеры Камчатки).

Оптимальная температура воды для хозяйственно-питьевого
водоснабжения 7... 15 °С. Питье воды с температурой ниже 7 °С
может вызвать значительное охлаждение слизистой оболочки
глотки и пищевода и способствовать простудным заболеваниям.
Вода с температурой выше 15 °С теряет свое освежающее дей-
ствие и воспринимается как невкусная. Такая вода даже при сво-
бодном и неограниченном питьевом режиме потребляется в мень-
шем количестве, что приводит к постепенному накоплению вод-
ного дефицита (непроизвольному обезвоживанию).
Мутность природной воды характеризует наличие в воде
суспензированных частиц песка, глины, ила, планктона, водорос-
лей, почвенного гумуса и др., которые попадают в нее в резуль-
тате эрозии берегов, с дождевыми и талыми водами, вследствие
взмучивания осадка со дна и т. п.

Поверхностные воды по показателю мутности подразделяют-
ся на: маломутные - до 50 мг/л; средней мутности - 50.. .250 мг/л;
мутные - 250.,. 1500 мг/л и высокомутные - свыше 1500 мг/л [28].

Мутность питьевой воды должна быть не более 20°.

Степень окраски природных вод, выражаемая в градусах
платиново-кобальтовой шкалы, называется цветностью и обу-
словлена присутствием в воде гумусовых и дубильных веществ,
белков, углеводородов, жиров и других, органических соедине-
ний, входящих в состав живых и растительных организмов, насе-
ляющих воду, и являющихся продуктами их жизнедеятельности
или распада. Это высокомолекулярные органические соединения
сложного состава, часть из которых в природных водах нахо-
дится во взвешенном состоянии, а некоторая часть в виде колло-
идов и сильно диссоциированных кислот (апокреновых (фульво-
кислот), гуминовых, креновых и ульминовых) и их растворимых
в воде солей, имеющих интенсивную коричневую окраску. Вслед-
ствие этого вода, содержащая указанные соединения, окрашена
в желто-бурый цвет.

Наряду с этим окраска воды может быть вызвана присут-
ствием соединений железа, сточных вод промышленных пред-
приятий или «цветением» водоемов. При массовом развитии во-
дорослей протококковой группы вода приобретает светло-зеле-
ную окраску, диатомитовых - зеленовато-бурую, пиридиниевых -
темно-бурую, сине-зеленых - изумрудно-зеленую.

Окраска воды, связанная с наличием гумусовых веществ
и соединений железа, вреда для организма не представляет, но,
тем не менее, она нежелательна, т. к., кроме неприятного эстети-
ческого чувства, сопровождается ухудшением органолептических
показателей качества воды.

По цветности природные воды подразделяются на малоцвет-
ные - до 35°, средней цветности - 35... 120° и высокой цветности -
свыше 120°.
При выдаче потребителю цветность воды должна быть не бо-
лее 20°.

Привкусы и запахи, встречающиеся в природных водах, мо-
гут быть естественного (присутствие железа, марганца, серово-
дорода) или искусственного (сброс промышленных стоков) про-
исхождения. Различают четыре основных вкуса воды: соленый,
горький, сладкий и кислый. Многочисленные оттенки вкусовых
ощущений, складывающиеся из основных, называются привку-
сами.

К запахам естественного происхождения относятся: земли-
стый, рыбный, гнилостный, сероводородный, ароматический, тра-
вяной, болотный, глинистый, тинистый и др. К запахам искус-
ственного происхождении можно отнести: хлористый, камфар-
ный, аптечный, фенольный, нефтепродуктов и др.

Запах и вкус (привкус) воды определяется путем дегустиро-
вания (органолептически).

Запах и вкус (привкус) воды оцениваются по пятибалльной
системе:

1	балл - очень слабый (определяется опытным работником
лаборатории);

2	балла - слабый (определяется потребителем, если ему об-
ратить внимание на этот показатель);

3	балла - заметный (легко замечается потребителем и вызы-
вает неодобрительный отзыв о воде);

4	балла - отчетливый (обращает на себя внимание и застав-
ляет воздержаться от питья);

5	баллов - очень сильный (делает воду непригодной к упо-
треблению).

Запах и вкус (привкус) воды для хозяйственно-питьевых це-
лей при температуре 20 °С не должен превышать 2 баллов.

Химический состав природной воды очень разнообразен
и сложен. В ней обнаруживается более половины известных хи-
мических элементов периодической таблицы Д. И. Менделеева.

Он характеризуется следующими показателями: активной
реакцией, минерализацией (сухим остатком), жесткостью, содер-
жанием железа, марганца, фтора, йода и др.
Активная реакция среды является показателем ее щелочно-
сти или кислотности и характеризуется водородным показателем
рН, являющимся отрицательным десятичным логарифмом кон-
центрации водородных ионов:

рН = - \Н +] = -	0 7 = 7 (нейтральная реакция). (4.1)

При рН< 7 растворы имеют кислую реакцию, а при рН >7 -
щелочную.

Природные воды по величине рН классифицируют как: ще-
лочные - рН = 11 .14; слабощелочные - рН = 8... 10; нейтраль-
ные -рН = 7; слабокислые -рН= 4...6 и кислые -рН~-= 1...3.

Значительные отклонения рН от обычных величин могут
происходить в результате попадания в воду промышленных, бы-
товых стоков или загрязненных атмосферных осадков, что тре-
бует выявления причин его редких изменений.

Минерализация (солесодержание) характеризует общее ко-
личество растворенных в воде неорганических веществ, преиму-
щественно минеральных солей.

Показателем минерализации является величина сухого остит
ка после выпаривания известного объема воды с последующим
его высушиванием при температуре 110 °С до постоянной массы.

Минеральный состав воды имеет большое значение для под-
держания иммунитета и повышения устойчивости организма к за-
болеваниям. Желательной считается минерализация 500... 1000 мг/л.
Минерализация воды 100 мг/л является нижним допустимым пре-
делом.

По степени минерализации подземные воды подразделяют
на: пресные - до 1 г/л; солоноватые - 1...3 г/л; засоленные -
3...10 г/л; соленые - 10...50 г/л. Пресные поверхностные воды
могут быть: очень малой минерализации - до 100 мг/л; малой -
100...200 мг/л; средней - 200...500 мг/л; повышенной - 500...
1000 мг/л и высокой - свыше 1000 мг/л.

Питьевая вода должна соответствовать показателю - 1000 мг/л.

Наличие в воде кальция и магния обуславливает жесткость
воды. Количественно жесткость представляет собой сумму кати-
онов кальция и магния, выраженную в мг-экв/л. По качествен-
ному составу различают жесткость карбонатную (или времен-
ную) Жк, характеризуемую наличием двууглекислых солей каль-
ция и магния, и некарбонатную (или постоянную) Жнк, характе-
ризуемую сульфатами, хлоридами, силикатами и другими со-
лями. Сумма указанных показателей представляет собой жест-
кость общую ЖОбШ:

Жо5щ = Жк + Жнк.	(4.2)

При кипячении соли карбонатной жесткости Ж разлагают-
ся, переходя в нерастворимые соединения, выпадающие в рых-
лый осадок. Соли постоянной некарбонатной жесткости Жил при
кипячении не устраняются, образуя плотную твердую накипь.

В жесткой воде увеличивается расход мыла при стирке бе-
лья, медленно развариваются мясо и овощи. Такая вода непри-
годна для систем оборотного водоснабжения, для питания паро-
вых котлов и заправки охлаждающей системы двигателей, ис-
пользования во многих отраслях промышленности.

По общей жесткости природные воды подразделяют на: очень
мягкие - до 1,5 мг-экв/л; мягкие - 1,5... 3 мг-экв/л; умеренно жест-
кие - 3...6 мг-экв/л; жесткие - 6...9 мг-экв/л; очень жесткие -
свыше 9 мг-экв/л., например, среднее значение жесткости речной
воды находится в пределах 1...6 мг-экв/л (вода Невы - около
0,7 мг-экв/л), а воды мирового океана 130,5 мг-экв/л.

Допустимая жесткость хозяйственно-питьевой воды - не бо-
лее 7 мг-экв/л.

Железо Ее и марганец Мп придают воде неприятную крас-
новато-коричневую или черную окраску, придают ей неприят-
ный вяжущий привкус, вызывают развитие колоний железистых
и марганцовистых бактерий, приводящих к отложению осадка
в трубопроводах и их засорение.

Железо Ее - истинный биоэлемент, входящий в состав гемо-
глобина и ферментов тканевого дыхания. Повышенное содержа-
ние железа в питьевой воде вредно для здоровья. При продолжи-
тельном поступлении в организм его избыток увеличивает риск
инфарктов, оказывает негативное влияние на репродуктивную
функцию, накапливается в печени в коллоидной форме оксида
железа, получившей название гемосидерина, который разрушает
клетки печени.

Недостаток марганца приводит к задержке развития костно-
го аппарата, умственной отсталости, обеспвечиванию волос и т. и.

Допустимое содержание в хозяйственно-питьевой воде ука-
занных элементов не должно превышать 0,3 мг/л.

Фтор Р является активным в биологическом отношении
микроэлементом, содержание которого в питьевой воде во избе-
жание кариеса или флюороза зубов должно быть 0,7.. .1,5 мг/л.

Иод .7 в природных водах находится в ничтожно малых ко-
личествах. Он является очень важным биологическим микроэле-
ментом, содержание которого в питьевой воде не должно быть
менее 10 8 мг/л во избежание эндемического зоба.

Стронций 8г в концентрации свыше 7 мг/л вызывает уров-
скую болезнь (болезнь Кашина - Бека), рахит, ломкость костей.

Кадмий Сд в питьевой воде при содержании свыше 0,001 мг/л
вызывает болезнь «Итай-итай». Это высоко токсичный элемент,
способный накапливаться в почках и печени. Выводится он из орга-
низма крайне медленно (период полувыведения до 40 лет). К 50 го-
дам его количество может достигнуть 15 мг/кг, а у курильщиков -
до .30 мг/кг.

При избытке ртути Н§ в питьевой воде (свыше 0,0005 мг/л)
возникает болезнь Минамата.

Цинк 2п в концентрациях свыше 5 мг/л угнетает окислитель-
ные процессы в организме, вызывает анемию.

Медь Си в питьевой воде в концентрации свыше 1 мг/л вы-
зывает заболевание печени, гепатит и анемию.

Молибден Мо при содержании в питьевой воде свыше 0,25 мг/л
вызывает подагру и молибденовую болезнь.

Допустимые концентрации всех регламентирующих ка-
чество питьевой воды показателей, установлены в СанПиН
1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспе-
чению безопасности и (или) безвредности для человека факто-
ров среды обитания» [23].

Микробиологические свойства воды определяют ее эпиде-
мическую безопасность при использовании для хозяйсзвенно-
питьевых нужд.
Показатели, по которым определяется эпидемическая без*
опасность питьевой воды приведены в таблице 4 1

Различные формы низших организмов, попадая в воду, могут
долго в ней существовать и размножаться. Среди них могут нахо-
диться и патогенные микроорганизмы - возбудители эпидемиче-
ских инфекционных заболеваний.

Таблица 4.1

Санитарно-микробиологические и паразитологические
показатели безопасности воды систем централизованного
питьевого водоснабжения., в т. ч. горячего водоснабжения

Показатели	Единицы измерения	Нормативы	Примечание
Основные показатели			
Общее микробное число (ОМЧ) (37±1,0) °С	КОЕ/см3	Не более 50	
Обобщенные колиформные бактерии	КОЕ/100 см3	Отсутствие	
ЕзскепсЫа соН (Е. соИ)	КОЕ/100 см3	Отсутствие	с 01.01.2022
Энтерококки	КОЕ/100 см3	Отсутствие	определяется с 01.01.2022
Колифаги	БОЕ/100 см3	Отсутствие	
Цисты и ооцисты патогенных простейших, яйца и личинки гельминтов	в 50 дм3	Отсутствие	
Споры сульфитредуцирующих клостридий	Число спор В 20 см3	Отсутствие	
Возбудители кишечных инфекций бактериальной природы	Количество в 1 дм3	Отсутствие	
Окончание таблицы 4.1

Показатели	Единицы измерения	Нормативы	Примечание
Дополнительные показатели			
РзеиЗотопаз аеги^тоза	Количество в 1 дм3	Отсутствие	
Возбудители кишечных инфекций вирусной природы	Количество в 10 дм3	Отсутствие	

Примечания:

1 Дополнительные показатели возбудители кишечных инфекций бакте-
риальной и вирусной природы определяются в случае превышения допустимых
уровней загрязнения одного или более основных показателей, а также по эпи-
демическим показаниям.

2. При определении обобщенных колиформных бактерий проводится трех-
кратное исследование по 100 мл отобранной пробы воды.

3. Определение спор сульфитредуцирующих клостридий проводится при
оценке эффективности технологии обработки воды.

4. При росте оксидазоположительных бактерий проводится определение
только показателя Рзеи4отопаз аегицтоза.

Основным источником патогенных микроорганизмов явля-
ются больные люди и животные. Выделяя во внешнюю среду,
особенно с экскрементами, о!ромное количество патогенных микро-
организмов, они заражают воду и почву, из которой затем микро-
организмы попадают в водоисточники.

Природные воды могут загрязняться возбудителями холеры,
брюшного тифа, паратифов, лептоспирозов (инфекционная жел-
туха и водная лихорадка), туляремии, мелиоидоза, кишечными
вирусами (гепатита А, полиомиелита, Коксаки и др.) и т. и. В по-
следнее время среди инфекций, передаваемых через воду, отме-
чается рост числа заболеваний, вызываемых условно-патоген-
ными микроорганизмами как ранее известными, так и новыми.

На практике вероятность присутствия возбудителей инфек-
ционных заболеваний устанавливается путем косвенной оценки
двух показателей, которые позволяют определить санигарно-
эпидемиологическую ситуацию. К ним относят общее микроб-
ное число ОМЧи наличие санитарно-показательных микроор-
ганизмов СПМО.

Эпидемическую безопасность воды оценивают с помощью
определения в воде СПМО, которые обитают в кишечнике чело-
века и животных и выделяются во внешнюю среду вместе с есте-
ственными выделениями. Следовательно, их присутствие в воде
указывает на наличие сброса в источник водоснабжения бытовых
сточных вод. Чем выше концентрация СПМО, тем больше веро-
ятность наличия в воде болезнетворных микроорганизмов.

Выбор СПМО обусловливается рядом требований:

•	постоянное обитание в кишечной полости человека и жи-
вотных, и постоянное выделение во внешнюю среду;

•	отсутствие размножения во внешней среде;

•	длительность выживания и устойчивость во внешней сре-
де выше, чем у патогенных микроорганизмов, поэтому его уни-
чтожение гарантирует ликвидацию значительной части патоген-
ных микробов;

•	наличие простых и быстрых методов индикации.

В соответствии с положениями руководства ВОЗ по контро-
лю качества воды косвенные бактериологические показатели эпи-
демической опасности воды подразделяют на «индексные», сви-
детельствующие о фекальном загрязнении и опасности наличия
патогенных возбудителей, и «индикаторные», являющиеся кри-
териями оценки эффективности, проведенной очистки и дезин-
фекции.

К индексным микроорганизмам относятся кишечная палочка
и энтерококки (рис. 4.2).

Кишечная палочка (ЕзскегиМа соН) была открыта в 1880 г.
Теодором Эшерихом. Она относится к семейству кишечных (Еп1его-
Ьас(епасеае') и способна ферментировать лактозу при темпера-
туре до 44 °С.
Рис. 4.2. Индексные микроорганизмы:
а - кишечные палочки (ЕзсИепсЫа соИ);

б - энтерококки (ЕкИегососсиз)

Кишечная палочка постоянно обитает в кишечнике человека
и животных. Она является классическим объектом микробиоло-
гических исследований. Методика ее выделения хорошо разра-
ботана. Хотя сама кишечная палочка не относится к болезне-
творным микроорганизмам, но обладая высокой выживаемостью
и устойчивостью к воздействию обеззараживающих средств, она
может служить индикатором наличия в воде и других видов бак-
терий (в том числе болезнетворных).

Широкой группой СПМО служат обобщенные колиформные
бактерии (рис. 4.3). Они используются в качестве показателей
фекального загрязнения воды, но могут обнаруживаться во внеш-
ней среде вне связи с фекальным загрязнением: воды с большим
содержанием органики, почвы, разлагающиеся растительные ма-
териалы и т. д. В эту группу, помимо самой Е. соП, входят и дру-
гие бактерии рода ЕзкеггсЫа, а также отдельные виды СИго-
Ьас1ег, Еп1егоЬас1ег, К1еЬ$1е11а и др.

По рекомендациям ВОЗ, показатели ОКБ рассматриваются
в и качестве индикаторных микроорганизмов для оценки эффек-
тивности процессов очистки воды и состояния распределитель-
ных систем. Присутствие колиформных организмов в воде сви-
детельствует о ее недостаточной очистке, вторичном загрязнении
или о наличии в воде избыточного количества питательных ве-
ществ.
Рис. 4.3. Обобщенные колиформные бактерии

К числу используемых для опенки качества вод СПМО отно-
сятся колифаги, цисты и ооцисты патогенных простейших, яйца
и личинки гельминтов, споры сулъфитредуцирующих клостридий
(рис. 4.4).

Колифаги (рис. 4.4, а) являются разновидностью бактерио-фа-
гов (вирусов бактерий, заражающих бактериальную клетку, раз-
множающихся в ней и часто вызывающих ее гибель), живущих
в колиформных бактериях. Бактериофаги предложены как инди-
каторы качества воды из-за своего сходства с опасными для че-
ловека кишечными вирусами (энтеровирусами) и легкости обна-
ружения в воде. Их наличие позволяет судить о вирусном зара-
жении источника водоснабжения.

Простейшие относятся к одноклеточным микроорганизмам.
Они могут объединяться в колонии и относятся к особям, легко
определяемым при проведении исследований. К основным функ-
циям простейших относится перенесение цист и других форм, по-
ражающих человека. Существует огромное количество данных
микроорганизмов, наносящих вред организму. Цисты лямблий,
балантидия кишечного и дизентерийной амебы, яйца и личинки
различных гельминтов (рис. 4.4, а-з) могут появиться в воде
в результате фекального загрязнения. Все они являются проме-
жуточным этапом развития паразитов, наблюдающийся во время
перехода от носителя к носителю. Это формы, которые находятся
в ожидании вплоть до заражения. При этом цисты приобретают
оболочку, повышающую устойчивость к внешним раздражите-
лям. Они устойчивы к кислотам, щелочам, веществам, содержа-
щим активный хлор, и полностью уничтожаются лишь после дли-
тельного кипячения. В силу вышеназванных причин СанПиНом
предусматривается полное отсутствие этих микроорганизмов в
питьевой воде, что является важным показателем того, что вода
очищена от целого ряда и других простейших, например, таких
как покоящиеся стадии (ооцисты) Сгур1о^роп(1шт, а также энте-
ровирусов.

Рис. 4.4. Санитарно-микробиологические и паразитологические
показательные микроорганизмы:

а - колифаг; б - взрослая особь и цисты лямблии; в - взрослая
инфузория и циста балантидия кишечного Ва1ап1йИит соИ;

г - взрослая особь дизентерийной амебы Еп1атоеЪа Ыз1о1уИса
и ее одно-, двух- и четырехъядерные цисты; д - яйца аскариды
человеческой; е - яйца власоглава; ж - яйца аскариды собачьей
(токсокары); з - яйца острицы, онкосферы тенинд,
цепня карликового; и - сульфитредуцирующие клостридии
Споры клостридий способны существовать в воде значи-
тельно дольше, чем колиформные организмы, и они более устой-
чивы к обеззараживанию. Их присутствие в прошедшей дезин-
фекцию воде может указывать на ее недостаточную очистку и,
следовательно, на то, что устойчивые к обеззараживанию пато-
генные микроорганизмы могли не погибнуть. Кроме того, к груп-
пе сульфитредуцирующих клостридий (рис. 4.4, и) относятся в том
числе и опасные для человека клостридии (С1о81п^1итЬо1иНпит,
С1о81пбшт регфпп§еп8, С1о81гиНит 1е1ат), вызывающие тяжелей-
шие заболевания.

4-2. Основные методы и технологические схемы
ОЧИСТКИ -ЗОДо!

В тех случаях, когда показатели качества воды в источнике
водоснабжения не соответствуют требованиям водопогребите -
лей, приходится проводить соответствующую очистку воды.

Методы обработки воды можно подразделить на следующие
основные группы (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Методы обработки воды

Существуют и ряд других процессов очистки воды: умяг-
чение - удаление солей жесткости, т. е. соединений Са и М§; обез-
железивание (деферизация) и деманганация - удаление соедине-
ний железа Ре и марганца Л/и; обесфторивание (дефторирова-
ние) и фторирование - регулирование содержания в воде фтора Р',
дегазация - удаление из воды растворенных газов (кислорода Ог,
углекислого газа СОг, сероводорода 1Р8, реже метана СНф очист-
ка от антропогенных примесей - извлечение из воды фенолов
СьРрОН, пестицидов, галогенорганических соединений (тригало-
генметана), ПАВ, солей тяжелых металлов, диоксинов и др.

Те или иные комбинации указанных процессов применяют
в зависимости от категории потребителей и качества воды в ис-
точниках.

Для получения воды питьевого качества при использовании
поверхностных источников, как правило, необходимо произво-
дить осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды. Для
воды подземных источников в большинстве случаев предусмат-
ривается лишь обеззараживание. Кроме этого, в некоторых слу-
чаях необходимо дополнительно применять и специальные виды
водоподготовки - умягчение, обезжелезивание, фторирование
(обесфторивание), опреснение и др.

Осветление воды осуществляется путем отстаивания в от-
стойниках, пропуска через взвешенный слой осадка в осветлите-
лях и фильтрования.

Для укрупнения мелкодисперсных и коллоидных частиц с це-
лью увеличения их скорости осаждения при отстаивании, и способ-
ности задерживаться в фильтрующих слоях (осветлителей и филь-
тров) применяют коагулирование. Сущность коагуляции заклю-
чается во введении солей, способных понизить дзета-потенциал*
частиц взвеси, образовать не растворимые в воде гидроокиси
(гидраты окисей) металлов, служащие центрами коагуляции, во-
круг которых образуются хлопья, осаждающиеся с большой ско-
ростью.

* Дзета-потенциал - это потенциал на границе между частицей взвеси, способной
к движению в электрическом поле, и окружающей жидкостью. Наличие дзета-
потенциала на границах скольжения всех дисперсных частиц формирует на них
одноименные заряды и электростатические силы отталкивания, что обеспечи-
вает устойчивость раствора и препятствует хлопьеобразованию.
Коагулянтами служат сернокислый алюминий А1г(80ь)ъ, ок-
сихлорид алюминия Л^ОНузС], железный купорос Ре8О^, хлор-
ное железо РеС1з и др. Возникающая при коагуляции кислотность
нейтрализуется присутствующими в воде карбонат- и бикарбо-
натионами (СО; ; НСО^~), составляющие ее естественный ще-
лочной резерв. При этом образуется гидроксид алюминия АКОН\з
или железа Ре(ОН),:

А12{80,), + ЗСа{НСО2 )2 + 6Н2О = 2 А1{ОН\ Ф +ЗСа8О, + 6СО2;
Ре2{8О4\ + ЗСа(НСО3)2 + 6Н2О = 2Ре{ОН\ Ф +ЗСа8О, + 6СО2;

2РеС13 + ЗСа{НСО3\ + Н2О = 2Ре{ОН)3 Ф +ЗСаС12 + 6СО2.

Если бикарбонатов в исходной воде недостаточно, то добав-
ляют щелочи: соду - двууглекислый натрий Ра^СОу или известь
Са(ОР1)>.

Доза коагулянта устанавливается пробным коагулированием
и находится в пределах 20...80 мг/л. Введение реагентов осу-
ществляется в виде раствора 4... 10%-ной концентрации. Раствор
приготовляют сначала в растворных баках, где получают кон-
центрацию 10... 17 %, а затем в расходных баках, из которых во-
да через дозирующие устройства подается в смеситель. Для ин-
тенсификации процессов коагуляции применяют специальные
химические реагенты - активированную кремниевую кислоту,
полиакриламид, смесь оксихлорида алюминия и нолиамина, смесь
гидроксохлорида алюминия (ГОХА) и др.

При осветлении с коагулированием попутно происходит зна-
чительное обесцвечивание воды, т. е. выделение из нее окрашен-
ных коллоидов и растворенных веществ.

Принципиальная технологическая схема осветления воды
представлена на рис. 4.6. Она включает в себя смеситель, камеру
реакций (хлопьеобразования), отстойник, фильтр, реагентное хо-
зяйство, хлораторную, резервуар чистой воды.

Исходная вода насосной станцией I подъема подается в сме-
ситель, где происходит быстрое (1 ..2 мин.) смешение ее с реа-
гентами.
Смеситель

Рис. 4.6. Технологическая схема осветления, обесцвечивания
и обеззараживания воды

Из смесителя вода поступает в камеру хлопьеобразования
(реакции), где происходит медленное перемешивание воды (15. .
30 мин) для осуществления процесса коагуляции (хлопьеобразо-
вания) - укрупнения взвешенных частиц. В большинстве случа-
ев камеры хлопьеобразования предусматриваются встроенными.
В отстойнике происходит выпадение укрупнившихся взвешен-
ных частиц под действием силы тяжести. Далее вода поступает
на фильтры, где удаляется мелкодисперсная взвесь в результате
фильтрования вода через слой фильтрующего материала. Освет-
ленная вода (содержание взвеси до 1,5 мг/л) хлорируется и посту-
пает в резервуары чистой воды.

Смесители предназначены для смешения осветляемой воды
с раствором коагулянта. На станциях водоподготовки объектов
военной инфраструктуры находят применение шайбовые или диа-
фрагмовые (рис. 4.7, а), дырчатые, перегородчатые (рис. 4.7, б),
вихревые (вертикальные), эжекторные смесители, а также меха-
нические мешалки.

Рис. 4.7. Смесители:

а - шайбовый; б - перегородчатый (разрез и план):
1 - ввод реагента: 2 - подача воды
Камеры хлопьеобразования могут быть перегородчатыми
(коридорными), лопастными (флокуляторы), водоворотными, вих-
ревыми и др. Чаще всего (за исключением перегородчатых) их
делают встроенными в отстойники.

Отстойники предназначены для выделения из воды взвешен-
ных веществ (грубодисперсных примесей и скоагулированной
взвеси) в условиях ее медленного движения. В практике водо-
подготовки используются горизонтальные, вертикальные, тон-
кослойные (с малой глубиной осаждения) и радиальные (на круп-
ных станциях) отстойники.

Горизонтальный отстойник (рис. 4.8) представляет собой
прямоугольный резервуар глубиной 2...4 м, шириной 3...6 м.
Днище имеет уклон 0,02 к приямку для осадка. Продолжитель-
ность отстаивания - не более 4 ч. Скорость движения воды в от-
стойнике 3... 12 мм/с.

Рис. 4.8. Горизонтальный отстойник со встроенной камерой
хлопьеобразования:

1 - трубопровод подачи исходной воды;

2 - камера хлопьеобразования; 3 - дырчатая перегородка;

4 — сборный канал; 5 - отвод осветленной воды

Вертикальный отстойник (рис. 4.9) представляет собой
круглый в плане резервуар 1 диаметром I) = 5. ,.10 м, глубиной
до Н = 7 м, оборудованный камерой хлопьеобразования водо-
воротного типа 4 и конусным днищем для накопления и уплот-
нения осадка. Исходная вода по трубопроводу 2 через сопла во-
дораспределителя 3 поступает в камеру хлопьеобразования, а за-
тем в зону осаждения 9.
Для уменьшения вихреобразования при истечении воды в ци-
линдрическую зону осаждения 9 в нижней части камеры хлопье-
образования размещают гаситель (струевыпрямитель) 6. Вода вы-
ходит через гаситель в нижнюю часть отстойника, где изменяет
направление и движется вверх по кольцевому пространству меж-
ду камерой хлопьеобразования и стенками отстойника. Скопив-
шийся в конической части отстойника (зоне уплотнения) 7 осадок
периодически самотеком (под давлением столба воды в отстой-
нике) сбрасывается через спускную трубу 8. В верхней части
осветленная вода переливается в кольцевой желоб 5 и далее от-
водится на фильтры.

Время отстаивания 1,5...2 ч, скорость восходящего движе-
ния воды 0,08...0,6 мм/с.

Радиальный отстойник является сочетанием горизонталь-
ного и вертикального отстойника со слабо коническим дном, уста-
навливается на станциях производительностью более 50 000 м3/сут.
Его конструкция аналогична отстойникам того же названия, при-
меняемым для очистки сточных вод (см. рис. 6.11).

Рис. 4.9. Вертикальный отстойник:

1 - отстойник; 2 - трубопровод, подводящий воду
от смесителя; 3 - неподвижное свгнерово колесо;

4 — водоворотная камера хлопьеобразования;

5 — отводящий кольцевой желоб; 6 - гаситель;

7 — осадочная часть; 8 - выпуск осадка; 9 - зона осаждения

Осветлители со взвешенным слоем осадка могут быть раз-
ных типов. Одним из наиболее распространенных является освет-
литель коридорного типа (рис. 4.10).
Рис. 4.10. Осветлитель со взвешенным осадком
коридорного типа:

1 - подвод осветляемой воды от смесителя; 2 — слой
взвешенного осадка; 3 - сборные желоба; 4 — зона осветления;

5 - осадкоприемные окна с козырьками; б - сборные дырчатые трубы
для отвода воды из камеры осадкоуплотнения 7;

8 - трубы для выпуска осадка; 9 - сборный канал

Он представляет собой прямоугольный в плане резервуар,
разделенный на три параллельных коридора (камеры). Два боко-
вых коридора (камеры) являются рабочими, а центральная слу-
жит осадкоуплотнителем.

Вода после смесителя по дырчатым распределительным тру-
бам 1 распределяется по длине коридоров-осветлителей. Нижние
стенки коридоров выполнены наклоненными, что обеспечивает
постепенное уменьшение скорости восходящего потока воды в зо-
не взвешенного осадка 2, нижняя часть которой служит камерой
хлопьеобразования. Избыток осадка с частью воды через осадко-
отводные окна 5 поступает в осадкоуплотнитель 7. За счет отвода
части воды в осадкоуплотнитель снижается скорость восходя-
щего потока воды выше слоя взвешенного осадка в зоне осветле-
ния 4, что обеспечивает эффект осветления воды. Осветленная
вода через сборные желоба 3 поступает в сборный канал 9. Из
осадкоуплотнителя 7 осветленная вода отводится в тот же канал
через дырчатые трубы б, установленные на 300 мм ниже поверх-
ности воды в нем. Уплотненный осадок из осадкоуплотнителя
сбрасывается в сток через дырчатые трубы 8 уложенные в его
нижней части.

Прямоугольная форма осветлителя удобна для компоновки
станции водоподготовки, поэтому они нашли большое распро-
странение. При конструировании осветлителей высоту слоя взве-
шенного осадка назначают 2...2,5 м. Высота зоны осветления
(защитный слой) зависит от структуры хлопьев. При осветлении
цветных вод, когда образуются более мелкие хлопья, ее прини-
мают равной 2 м.

Для более полного задержания мелкой взвеси воду после от-
стаивания дополнительно фильтруют через зернистую загрузку
из кварцевого песка, дробленого антрацита, дробленого керам-
зита и других материалов.

Различают медленные, скорые и сверхскоростные фильтры,
а также открытые (безнапорные) и закрытые (напорные).

Медленные фильтры применяют без коагулирования па ма-
лых очистных станциях (до 1000 м3/сут.). Они могут быть с уда-
лением загрязненною верхнего слоя и с отмывкой этого слоя не-
посредственно в фильтре путем механического рыхления и гид-
равлического удаления загрязнений. Скорость фильтрования 0,1
0,3 м/ч. Высота слоя песка крупностью 0,3.. .2 мм - 800. .1000 мм,
подстилающего слоя гравия крупностью 2.. .40 мм - 400.. .500 мм,
слоя воды над загрузкой -1,5 м.

Скорые фильтры (рис. 4.11) предназначены для осветления
воды с коагуляцией. Они имеют скорость фильтрования 5... 10 м/ч,
крупность частиц загрузки 0,5.. .2 мм, высоту слоя 0,7.. .2 м.

Внизу фильтра расположена дренажно-распределительная си-
стема 5, которая при фильтровании собирает и отводит чистую
воду, а при промывке фильтра подает и равномерно распределяет
по площади промывную воду. Поверх распределительной систе-
мы уложены поддерживающие слои из гравия 2 с убывающей
кверху крупностью зерен, на которые насыпан фильтрующий
слой крупнозернистого песка 1 толщиной от 0,7 до 2 м.
Очищаемая вода из отстойников или осветлителей поступает
по трубе 7 в карман 5 и через желоба 4 поступает па фильтр. Про-
фильтровавшаяся вода собирается распределительной системой
3 и по трубе 10 отводится в резервуар чистой воды.

1 - фильтрующая загрузка; 2 - поддерживающие слои гравия;

3 - дренажно-распределительная система; 4 — желоба для отвода
промывной воды; 5 - сборный карман; б - воздушник;

7 — трубопровод подачи сырой воды; 8, 9 - то же; сброса
и подачи промывной воды; 10 - отвод фильтрата

По мере работы фильтра его фильтрующий слой загрязня-
ется. При этом потери напора в нем растут, а скорость фильтро-
вания уменьшается. Для восстановления пропускной способно-
сти фильтра его фильтрующий слой промывают обратным током
воды. Для этого закрывают задвижку на трубе 7, прекращая по-
дачу воды на фильтр. Когда уровень воды в фильтре снизится
ниже кромки желобов 4, закрывают задвижку на трубе 10 и от-
крывают задвижки на трубах 8 и 9. Промывная вода вытекает
из отверстий распределительной системы 3 и, равномерно рас-
пределяясь по площади фильтрующей загрузки 1, устремляется
вверх.

Восходящий поток воды взвешивает песок фильтрующего
слоя, переводя его в состояние суспензии. Промывная вода с вы-
мытыми загрязнениями собирается желобами 4, кромки кото-
рых расположены примерно на 0,3 м выше поверхности взве-
шенного фильтрующего слоя. Желоба не допускают вынос песка
вместе с промывной водой. Кроме того, равномерно отводя воду
с площади фильтра, они предупреждают снос песка потоком про-
мывной воды в одну сторону.

По желобам 4 промывная вода поступает в карман 5 откуда
через трубу 8 подается на дальнейшую обработку.

Фильтроцикл скорого фильтра состоит из: фильтрования
(8.. 12 ч), промывки (5...7 мин.), простоя в связи с промыв-
кой - переключение задвижек и т. д. (20 мин.). Всего примерно
8,5...12,5 ч.

Разновидностью скорых фильтров являются напорные филь-
тры, в которых фильтрующая загрузка расположена внутри гер-
метичного стального резервуара.

Для производственных нужд при частичном осветлении во-
ды применяют сверхскоростные фильтры. Скорость фильтрова-
ния воды в них составляет 25... 100 м/ч. Они полностью автома-
тизированы.

Контактные осветлители (рис. 4.12) являются разновид-
ностью скорых фильтров. Устройство их аналогично устройству
скорых фильтров. Осветление воды здесь происходит при движе-
нии воды снизу-вверх. Коагулянт вводят в обрабатываемую воду
непосредственно перед ее фильтрованием через песчаную за-
грузку. Скорость фильтрования 4...5 м/ч.

При осветлении из воды удаляется до 90...95 % бактерий.
Для уничтожения оставшихся бактерий, среди которых могут
быть и патогенные (болезнетворные, инфекционные), питьевую
воду обеззараживают.

Болезнетворные бактерии могут быть в форме палочек, ша-
ров (кокков) и спиралей. Размеры шарообразных бактерий не
превышают 1...2 мкм. Палочки очень малы: 2 • 1012 бактерий
весят около 1 г. Вирусы на один-три порядка меньше бактерий
(Ю’^.Ю" мкм).
Рис. 4.12. Схема контактного осветлителя:

1- трубопровод для подачи исходной воды; 2 - подача промывной
воды; 3 - дренажно-распределительная система из перфорированных
труб; 4 - поддерживающие слои гравия; 5 - песчаная загрузка;
6-лоток для сбора фильтрата и промывной воды; 7 — водосборный
карман; 8 - отвод фильтрата; 9 - сброс промывной воды;

10 - труба опорожнения осветлителя

Инактивация бактерий и вирусов производится различными
методами обеззараживания (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Классификация методов обеззараживания воды

Реагентные методы - введение в воду веществ, обладающих
сильным бактерицидным действием, способных разрушать фер-
менты бактериальных клеток (хлор-газ СР, двуокись хлора, хлор-
ная известь, гипохлориты Са и Ка, хлорамины, озон <9з, йод и др.)
или ионов серебра, обладающих олигодинамическим действием.
При этом возникают сложные, подчас полностью не изученные
факторы, интенсифицирующие биологические процессы отмира-
ния бактерий и других микроорганизмов.

Безреагентные методы - термическая обработка, ультрафи-
олетовое излучение, мембранная фильтрация, обработка ультра-
звуком, облучение ускоренными электронами и гамма-излуче-
ние, импульсный электрический разряд и др. При безреагентных
методах обеззараживания воды происходит непосредственное воз-
действие на микроорганизмы физических и физико-химических
факторов, имеющих бактерицидный эффект или задержание их
в порах фильтрующих мембран. При этом не изменяются состав
и свойства воды. Такие методы позволяют получить широкий
диапазон воздействия на микроорганизмы, но предъявляют опре-
деленные требования к качеству воды по содержанию взвешен-
ных веществ и коллоидов.

Наиболее распространенным является хлорирование (газооб-
разный хлор, хлорные реагенты). При введении хлора в воду про-
исходит его гидролиз с образованием хлорной НО и хлорнова-
тистой кислоты НОС1, которая диссоциирует с образованием ги-
похлоритного иона:

С/2 + Н2О = НО + НОО,
Н()С1 = Н + + 00 .

Продолжительность контакта хлора с водой составляет 30 мин.
в контактном резервуаре (резервуар чистой воды) или подающем
трубопроводе. Доза хлора 2...6 мг/л, остаточный хлор 0,3...0,5 мг/л.
Обычно применяют двойное хлорирование: перед отстаиванием
и после фильтрования. Для дозирования используют вакуумные
хлораторы.

В настоящее время широко используются гипохлоритные уста-
новки, в которых хлорные растворы получают электролитиче-
ским путем из раствора поваренной соли.

Озонирование воды производят с помощью озона (Л, полу-
чаемого в составе озоновоздушных смесей в озонаторах с помо-
щью «тихого» электрического разряда. Обеззараживающее дей-
ствие озона Оз в первую очередь связано с его разложением на
молекулярный кислород Оз и атомарный кислород О, являю-
щийся одним из наиболее сильных окислителей:

Оз <—> Оз + О.

Действие озона и хлора на микроорганизмы различны по
своей природе. Озон непосредственно воздействует на цитоплаз-
му и ядерную структуру клетки бактерии, вызывая прекращение
активности сложных органических веществ белковой природы -
энзимов, что приводит к ее гибели.

Расход озона на обеззараживание фильтрованной воды 1...
3 мг/л, а воды подземной - 0,7 ..1 мг/л. Озонаторные установки
довольно сложны и громоздки, так как воздух до подачи в озона-
тор необходимо хорошо осушить.

Ультрафиолетовое излучение - электромагнитное излуче-
ние, занимающее диапазон между рентгеновским (до 100 нм) и
видимым излучением (от 400 нм) с соответствующей энергией
фотонов 12,4...3,1 эВ. Из всего УФ диапазона участок в пределах
длин волн 200.. .2X0 нм обладает высокой обеззараживающей эф-
фективностью по отношению к бактериям, вирусам и грибам.
Очень часто из-за этого его называют бактерицидным.

Ультрафиолетовое облучение воды осуществляют с помо-
щью ртутно-кварцевых ламп высокого или низкого давления.
Обеззараживающее воздействие обусловлено повреждением бо-
лезнетворных микроорганизмов за счет лучистой фотохими-
ческой энергии, вызывающей необратимые повреждения ДНК
и РНК, что в конечном итоге приводит к их гибели.

Мембранная фильтрация. В мировой практике методы мем-
бранной технологии рассматриваются как стерилизующая филь-
трация, являющаяся альтернативой традиционным методам обез-
зараживания воды. В ряде случаев она оказывается более эффек-
тивной по сравнению с химическими методами, например, для
удаления спор и паразитарных агентов.
К мембранным способам очистки воды, в зависимости от вида
применяемых типов мембран, относятся:

•	микрофильтрация (размер пор мембран - 200... 10 000 •
 Ю’м);

•	ультрафильтрация (5...200 • 10'9 м);

•	нанофильтрация (1.. .20 • 10 ’м);

•	гиперфильтрация или обратный осмос (0,15...2 10 ' м).

Каждый из этих процессов протекает на мембранах, через ко-
торые не фильтруются определенные загрязнения (рис. 4.14). Чем
меньше размеры пор мембран, тем выше требуется давление на
входе в установки.

В современных мембранных аппаратах используются выпус-
каемые промышленностью ультрафильтрационные мембраны.
Ультрафильтрационные мембраны с размером пор 0,01. .0,05 мкм
служат надежным барьером для патогенных микроорганизмов
и вирусов. Они позволяют удалить 99,99 % вирусов и цист па-
тогенных микроорганизмов и практически удалить все бактерии
и простейших.

Микрофи гынраиия

Рис. 4.14. Фильтрующие особенности мембран
Умягчение воды производят в основном реагентным и кати-
онитовым методами. Из возможных методов реагентного умяг-
чения наиболее распространен известково-содовый, при котором
в воду добавляют известь для снятия карбонатной (временной)
жесткости и кальцинированную соду (ХазСОзЛ для удаления не-
карбонатной (постоянной) жесткости.

Катионитовый метод умягчения воды основан на примене-
нии специальных ионообменных материалов катионитов (суль-
фоуголь, КУ-2), которые обладают способностью обменивать ка-
тионы натрия или водорода на катионы солей жесткости (С2г,
Л/ц2 ), содержащиеся в воде. Такие обменные реакции называют
Мя-катионированием и Я-катионированием.

Обезжелезивание воды производят путем аэрации, исполь-
зования реагентов-окислителей с аэрацией или без нее. Одновре-
менно происходит ее осветление и обесцвечивание.

Обессоливание воды производится ионным обменом, элек-
тродиализом, гиперфильтрацией, дистилляцией, вымораживанием.
РАЗДЕЛ II

ВОДООТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Глава 5. СХЕМА ВОДООТВЕДЕНИЯ И БЫТОВАЯ
ВОДООТВОДЯЩАЯ СЕТЬ

5-1 Виды сточных вод и источники их образования

Вода, поданная потребителю системой водоснабжения, в про-
цессе использования утрачивает первоначальное качество, пре-
вращается в сточную воду и подлежит удалению из зоны потреб-
ления.

Сточная вода - вода, которая в результате использования
в бытовых или технологических целях получила дополнитель-
ные примеси (загрязнения), которые изменили ее первоначаль-
ный химический состав или физические свойства. В зависимости
от происхождения загрязняющих примесей сточные воды под-
разделяют на бытовые, производственные и атмосферные.

Бытовые сточные воды образуются в результате использо-
вания водопроводной воды населением на хозяйсгвенно-бытовые
нужды.

Источниками образования бытовых сточных воды являются
жилые, административные, коммунально-бытовые и обществен-
ные здания населенных пунктов и бытовые помещения производ-
ственных и специальных объектов. Они поступают из туалетных
комнат и кухонь жилых зданий, бань, душевых, прачечных, сто-
ловых, предприятий бытового обслуживания, школ, детских учреж-
дений, больниц, поликлиник, спортивных и других сооружений,
связанных с пребыванием людей или с обеспечением их повсе-
дневных нужд. Бытовые сточные воды за!рязнены в основном фи-
зиологическими выделениями людей и разного рода хозяйствен-
ными отходами.
Производственные сточные воды образуются в результате
осуществления технологических процессов на производственных
предприятиях различного назначения. Разновидностью производ-
ственных сточных вод являются технологические (специальные)
сточные воды.

К сточным водам относятся атмосферные воды, которые
образуются при выпадении атмосферных осадков на поверхность
территории в виде дождя, при таянии снега или мойки дорожных
покрытий.

5.2.	Классификация систем водоотведения

Комплекс инженерных устройств, предназначенных для при-
ема, транспортировки, очистки и выпуска сточных вод в окружа-
ющую среду (в водоем или на рельеф), носит название системы
водоотведения (канализации).

Системы водоотведения или канализации в зависимости от
условий поступления сточных вод в сеть и способа транспорти-
ровки подразделяются на общесплавные, раздельные и комбини-
рованные. Раздельные системы, в свою очередь, могут быть пол-
ными, неполными и полураздельными.

Общесплавная система водоотведения предусматривает
устройство единой подземной водоотводящей сети для приема
и отведения всех видов сточных вод - бытовых, производствен-
ных, дождевых. Во время сильных дождей в целях уменьшения
сечения главных коллекторов, снижения производительности на-
сосных станций и очистных сооружений смесь дождевых, быто-
вых и производственных сточных вод частично сбрасывается че-
рез специальные камеры, которые называются ливнеспусками.

Достоинствами общесплавной системы водоотведения явля-
ются: устройство только одной водоотводящей сети, что позво-
ляет уменьшить общую протяженность трубопроводов, сократить
капитальные затраты на строительство, упростить эксплуатацию,
и наличие некоторого запаса пропускной способности труб, так
как сеть рассчитывается с учетом пропуска большого количества
дождевых вод.
Однако эти достоинства порождают целый ряд связанных
с ними недостатков: повышенную засоряемость труб в сухое вре-
мя года при отсутствии дождей; увеличение загрязнения водое-
мов из-за сброса смеси неочищенных сточных вод; затруднение
строительства сети по очередям; опасность подтопления подва-
лов и первых этажей зданий сточными водами в период силь-
ных дождей.

Полная раздельная система водоотведения предполагает
укладку самостоятельных подземных сетей для отвода каждого
вида сточных вод (бытовых, производственных и при необходи-
мости дождевых) на очистные сооружения.

Неполная раздельная система предусматривает укладку под-
земных бытовой и производственных сетей, а отведение дожде-
вых сточных вод осуществляется с помощью уличных лотков,
кюветов и канав.

Полуразделъная система водоотведения предполагает устрой-
ство в пределах уличной застройки двух самостоятельных закры-
тых сетей: производственно-бытовой и дождевой. Вблизи водо-
ема они объединяются общим трубопроводом, по которому сточ-
ные воды отводят на очистные сооружения. Дождевую сеть при-
соединяют к общему трубопроводу через разделительные ка-
меры, в которых при дождях большой интенсивности часть дож-
девых вод отделяется и сбрасывается в водоем без очистки, а пер-
вые наиболее загрязненные порции поступают на очистные со-
оружения.

Достоинство полной раздельной системы водоотведения со-
стоит в том, что уменьшаются диаметры труб. К недостаткам
полной раздельной системы относятся увеличение протяженно-
сти сетей и усложнение их эксплуатации.

С санитарно-гигиенической точки зрения общесплавная и пол-
ная раздельная системы канализации (без очистки поверхностного
стока) равноценны, поскольку в обоих случаях при сильных до-
ждях в водоем будет поступает некоторое количество загрязнений.

Полуразделъная система водоотведения является наиболее
прогрессивной в решении задач охраны водоемов от загрязнения.

Комбинированная система водоотведения система представ-
ляет собой сочетание различных видов, рассмотренных выше си-
стем, в разных районах населенного пункта.
5.2.1.	Общая схема водоотведения
и основные элементы

Конкретное проектное решение той или иной системы водо-
отведения, т. е. взаимное технологически увязанное расположе-
ние сооружений и устройств системы водоотведения, определя-
ющее порядок сбора, транспортировки и очистки сточных вод,
называется схемой водоотведения. Она включает следующие ос-
новные элементы (рис. 5.1):

1)	внутренние канализационные устройства системы канали-
зации (водоотведения) зданий и сооружений;

2)	наружную канализационную (водоотводящую) сеть;

3)	канализационные насосные станции (насосные станции
водоотведения);

4)	очистные станции с сооружениями для очистки, обеззара-
живания сточных вод и обработки осадка;

5)	выпуски очищенных сточных вод.

Внутренние канализационные устройства систем водоотве-
дения зданий и сооружений в целом являются головным элемен-
том системы водоотведения населенного пункта. Они предназна-
чены для приема и отведения сточных вод в наружную водоотво-
дящую сеть. В зависимости от характера отводимых сточных вод
в зданиях различают внутреннюю бытовую канализацию, внут-
реннюю производственную канализацию, объединенную канали-
зацию и внутренние водостоки.

В общем случае схема внутренней канализации включает
в себя следующие основные элементы: приемники сточных вод
(раковины, умывальники, унитазы, ванны, трапы и т. д.), отводя-
щие трубопроводы, канализационные стояки и выпуски из зда-
ний, транспортирующих сточные воды до первого дворового ко-
лодца наружной канализационной сети. Кроме того, при необхо-
димости в составе внутренней канализации могут предусматри-
ваться местные установки для отбора тепла, перекачки или пред-
варительной очистки сточных вод.

Система водоотведения состоит из разветвленной сети под-
земных трубопроводов, уложенных с уклоном и отводящих сточ-
ные воды из зданий и сооружений самотеком на очистные соору-
жения.
10

Рис. 5.1. Схема системы водоотведения населенного пункта:

1 - внутренняя канализация здания; 2 - дворовая водоотводящая сеть;

3 - контрольный колодец; 4 — водоотводящий коллектор дождевых
сточных вод; 5 - смотровой колодец уличной водоотводягцей сети 6;

7 — коллектор; 8 - канализационная насосная станция;

9 - очистные сооружения; 10 - выпуск очищенных сточных вод в реку

В зависимости от назначения и места расположения водоот-
водящая сеть может быть дворовой, внутриквартальной и улич-
ной.

На рис. 5.2 представлены объекты канализования от которых
отводятся сточные воды, указаны названия и места прокладки во-
доотводящих сетей.

Сеть водоотведения, объединяющая выпуски из отдельных
зданий одного двора, называется дворовой.

Сеть водоотведения, которая объединяет выпуски из зданий
квартала в целом, называется внутриквартальной. Она оканчива-
ется контрольным колодцем, расположенным за пределами квар-
тала перед красной линией застройки, представляющим из себя
смотровой колодец, предназначенный для контроля за работой
дворовой и внутриквартальной сетей. Участок сети, соединяю-
щий контрольный колодец с уличной сетью, называется соеди-
нительной веткой.

Уличной сетью называют разветвленную систему трубопро-
водов водоотводящей сети, принимающих сточные воды от дво-
ровых и внутриквартальных сетей и предназначенных для транс-
портирования сточных вод в пределах территории военного го-
родка. Уличная сеть прокладывается вдоль уличных проездов
обычно в сторону понижения рельефа местности Канализацион-
ный трубопровод, собирающий сточные воды от двух или более
уличных канализационных коллекторов одного бассейна канали-
зования, носит название коллектора бассейна канализована я.

За пределы населенного пункта
к очистным сооружениям

Рис. 5.2. Наружные водоотводящие сети
Бассейном канализования называется часть территории, огра-
ниченная полностью или частично водоразделами, в пределах
которой водоотведение осуществляется единой водоотводящей
сетью. Число и величина бассейнов зависят от размеров терри-
тории и рельефа местности.

Если коллектор объединяет несколько коллекторов всего
объекта канализования, то он является главным коллектором.
При совмещении границ бассейна канализования с границами
застройки коллектор бассейна канализования и главный коллек-
тор совпадают. Продолжение главного коллектора за пределами
населенного пункта до очистной станции называется загород-
ным коллектором. Трубопровод, отводящий очищенные сточные
воды в водоем, называется выпуском.

Поскольку наружная канализационная сеть работает в само-
течном режиме, а при больших заглублениях коллекторов этого
режима добиться не удается, в пониженных участках сети устра-
ивают насосные станции для подъема сточных вод на более вы-
сокие отметки. Участок сети от насосной станции до самотечного
коллектора или очистных сооружений называется напорным кол-
лектором.

5.3.	Нормы водоотведения, коэффициенты
неравномерности, расчетные расходы сточных вод

За расчетные расходы сточных вод принимают расходы,
с использованием которых производится проектирование систем
водоотведения. Различают расчетные суточные (м3/сут.), часо-
вые (м3/ч) и секундные (л/с) расходы. В свою очередь, каждый
из этих расходов может быть средним, максимальным и мини-
мальным.

Расчетные расходы сточных вод от населения за средние
(за год) сутки 0срсут, м3/сут., определяются по нормам водоотве-
дения, равным нормам водопотребления, согласно СП 31.13330
[28], без учета расхода воды на полив территорий и зеленых на-
саждений (см. п. 1.3).
При необходимости, расчет бытового водоотведения от от-
дельных жилых и общественных зданий населенного пункта про-
изводят в зависимости от норм водоотведения, приведенных в
СП 30.13330 «Внутренний водопровод и канализация зданий» [27].

Количество сточных вод промышленных предприятий и ко-
эффициенты неравномерности их притока следует определять
по технологическим данным с анализом водохозяйственного ба-
ланса в части возможного водооборога и повторною использо-
вания сточных вод, при отсутствии данных - по укрупненным
нормам расхода воды на единицу продукции или сырья (см.
табл. 1.4), либо по данным аналогичных предприятий.

Как известно, водопотребление и соответственно водоотве-
дение не остаются постоянными во времени. Изменение суточ-
ных расходов зависит от сезона. В жаркое время в сутки расходу-
ется больше воды, чем в холодный период. Колебания расхода
сточной воды по часам суток зависят от режима суточного водо-
потребления: ночью воды расходуется меньше, чем днем. Отве-
дение сточных вод может быть неравномерным и в течение часа,
однако эти колебания в процессе определения расходов сточных
вод обычно не учитываются.

Неравномерность водоотведения оценивается с помощью
максимальных и минимальных коэффициентов суточной, часо-
вой и общей неравномерности.

Расчетные суточные расходы сточных вод следует опреде-
лять, как произведение среднесуточного (за год) расхода зна-
чения коэффициента суточной неравномерности /Сут, принимае-
мого согласно [28], равным /Сут. макс = 1,1... 1,3; /Сут. мин = 0,7... 0,9
(см. п. 1.3.2).

Расчетные общие максимальные и минимальные расходы
сточных вод с учетом суточной, часовой и внутричасовой нерав-
номерностей следует определять по результатам компьютерного
моделирования систем водоотведения, учитывающих графики
притока сточных вод от зданий, жилых массивов, промышлен-
ных предприятий, протяженность и конфигурацию сетей, нали-
чие насосных станций и т. д., либо по данным фактического гра-
фика водоподачи при эксплуатации аналогичных обьектов.
При отсутствии указанных данных для практических расче-
тов бытовой канализации принят общий коэффициент неравно-
мерности водоотведения КО5Щ. макс - отношение максимального ча-
сового расхода бытовых сточных вод в сутки наибольшего водо-
отведения за год к среднечасовому годичному расходу сточных
вод. Он равен произведению двух коэффициентов неравномер-
ности:

Аобщ. макс

сут. макс-‘'-час. макс-

(5.1)

Значение общего коэффициента неравномерности допуска-
ется принимать по данным табл. 1 СП 32.13330 «Канализация.
Наружные сети и сооружения» [29].

Аналогичным образом оцениваются минимальные коэффи-
циенты неравномерности ТСбщ. мин.

Таким образом, расходы бытовых сточных вод от населения
населенного пункта могут быть определены по следующим фор-
мулам:

•	среднесуточный

0	= -^-, м3/сут.;	(5.2)

срсут 1000

•	максимальный суточный

О =	м3/сут.;	(5.3)

^макс сут	1 000	5

•	максимальный

с? = д^Ко6щ ™, м3/ч;	(5.4)

^макс 24-1000

•	максимальный секундный

П =	™ п/Р	(5.5)
В формулах (5.2)...(5.5): ^к- норма водоотведения на од-
ного человека, л/сут.; ТУ- расчетное население, т. е. количество
жителей в населенном пункте.

Расчетные расходы сточных вод, образующихся в населен-
ном пункте, определяются как сумма расходов, поступающих
от населения и от производственных объектов.

5.4.	Устройство зодоотводящей сети

5.4.1.	Трубы, применяемые для устройства сетей
водоотведения

Сеть водоотведения, укладываемая в различных гидрогео-
логических условиях, часто на больших глубинах, должна быть
выполнена из таких труб, которые должны удовлетворять ряду
строительных и технологических требований (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Требования, предъявляемые к материалу труб сетей
водоотведения

Строительные требования заключаются в обеспечении проч-
ности и долговечности конструкций и возможности индустриа-
лизации строительства; технологические - в обеспечении водо-
непроницаемости и максимальной пропускной способности труб,
а также предотвращения их истирания и коррозии (не должны раз-
рушаться под действием кислот и щелочей, содержащихся в сточ-
ных водах).

При выборе материла груб обязательному рассмотрению под-
лежат экономические требования: минимальная стоимость и ми-
нимальный расход материалов. В каждом конкретном случае
проектирования могут предъявляться и другие требования.

Решение о выборе материала для устройства водоотводя-
щей сети зависит преимущественно от глубины ее заложения,
состава сточных и грунтовых вод, характеристики грунта и мест-
ных условий.

В большей степени изложенным требованиям удовлетво-
ряют: неметаллические трубы - керамические, бетонные, железо-
бетонные, пластмассовые и стеклокомпозитные; металлические
трубы - чугунные и стальные.

Керамические трубы (рис. 5.4) изготовляются из спекаю-
щихся пластичных тугоплавких огнеупорных глин с добавлением
шамота (обожженной порошкообразной глины) путем обжигания
при температуре 1250... 1350 °С.

Достоинствами таких труб являются водонепроницаемость,
высокая сопротивляемость агрессивному воздействию грунто-
вых и сточных вод, гладкость стенок, покрытых глазурью, надеж-
ность, гибкость и эластичность раструбных соединений.

Соединение труб выполняется введением гладкого конца
в раструб с заделкой стыка смоляной прядью и асфальтовой ма-
стикой. Длина труб 800... 1200 мм, внутренний диаметр 150...
6500 мм.

Недостатками таких труб является их небольшая длина,
что приводит к необходимости устройства большого количества
стыковых соединений, и хрупкость материала.

Во избежание механических повреждений, в первую оче-
редь, при перевозке автомобильным транспортом, трубы уста-
навливают вертикально в специальных кассетах (контейнерах).
Рис. 5.4. Трубы керамические канализационные
и их стыковое соединение:

1 - асбестоцементный или асфальтовый замок;
2 - смоляная прядь; 3 - рифли

3

Железобетонные и бетонные безнапорные трубы полу-
чили широкое распространение при прокладке самотечных сетей
водоотведения в условиях, исключающих их разрушение.

Железобетонные трубы выпускаются раструбными и фаль-
цевыми, круглыми или с плоской подошвой (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Трубы железобетонные безнапорные:
а - раструбные; б - фальцевые; в - с плоской подошвой

Ф
Стыковые соединения железобетонных труб выполняются
с помощью герметиков, смоляной пряди или резиновых колен
(рис. 5.6). Замок стыка выполняется из цементного раствора или
из асфальтовой мастики.

Железобетонные напорные трубы рассчитаны на высокое внут-
реннее давление. В канализации их применяют для прокладки
напорных коллекторов и дюкеров.

Бетонные грубы безнапорные предназначены для самотеч-
ного отвода бытовых и дождевых сточных вод. Бетонные трубы
по конструкции в целом аналогичны железобетонным безнапор-
ным трубам, но отличаются от них более низким классом бетона
и более легкой (в основном проволочной) арматурой.

Герметизация стыков бетонных труб осуществляется смо-
ляной прядью, специальными герметиками или резиновыми коль-
цами с выполнением замка из асфальтовой мастики, асбесто-
цементного или цементного раствора.

Рис. 5.6. Раструбный стык с резиновым кольцом
железобетонных безнапорных труб:

1 - гладкий конец трубы; 2 -раструб трубы;

3 -резиновое кольцо; 4 — цементный раствор

Бетонные трубы изготовляют диаметром 100.. .600 мм, а же-
лезобетонные - диаметром 200.. .2400 мм.

На практике необходимо учитывать, что железобетонные
и бетонные трубы могут быть разрушены под действием следу-
ющих причин, обусловленных характером сточных и грунтовых
вод:

а)	растворением (выщелачиванием) в воде извести, содержа-
щейся в бетоне, а также гидролизом силикатов;
б)	действием вод, насыщенных углекислотой и гуминовыми
кислотами;

в)	действием вод, в которых растворены минеральные соли;

г)	действием свободных кислот (соляной, серной и др.), по-
падающих в почву в промышленных районах;

д)	транспортировкой сточных вод со щелочной (рН = 8... 10)
и слабокислой (рН = 5., .6) реакциями среды.

Избежать подобных последствий позволяют грубы с поли-
мерной футеровкой внутренней поверхности (с защитными обо-
лочками из полиэтилена) (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Труба с полимерной футеровкой
внутренней поверхности

Хризотилцементные (асбестоцементные) безнапорные
и напорные трубы и муфты к ним применяются для прокладки
самотечных и напорных водоотводящих сетей (рис. 5.8). Их изго-
тавливают из медленно схватывающегося портландцемента с до-
бавкой к нему определенной части асбеста.

Безнапорные трубы изготавливают с гладкими концами диа-
метром 100.. .400 мм и длиной от 3 до 4 м. Соединение труб осу-
ществляют с помощью надвижных муфт с заделкой стыков про-
смоленной прядью и устройством цементного замка (рис. 5.8, в).

На рис. 5.8, г приведен еще один распространенный способ
соединения труб между собой с помощью муфты из полиэтилена
высокого давления (ПВД). Перед натягиванием на стык муфту
разогревают в горячей воде, после чего горячую муфту надевают
одной стороной на первую из двух соединяемых груб, а противо-
положной стороной - на другую. Трубы вставляют в муфту
до максимума, когда они упрутся во внутренний бортик-пере-
городку, имеющуюся в ней.

Рис. 5.8. Безнапорные хризотилцементные трубы:
а - внешний вид; б - хризотилцементная и пластмассовая
соединительные муфты; в, г - конструкция соединения труб:
1 - безнапорная труба; 2 - соединительная надвижная
хризотилцементная муфта; 3 - цементный раствор:
4 - соединительная пластмассовая муфта

Необходимо отметить, что данный способ наиболее часто
применяется для стыковки безнапорных хризотилцементных труб
диаметром 100-300 мм, используемых для укладывания комму-
никационных кабелей.

Напорные хризотилцементные трубы и способ их соедине-
ния подробно были рассмотрены ранее в п. 3.2.1.
Трубы отвечают основным требованиям водонепроницае-
мости и прочности, имеют гладкую поверхность, обладают вы-
сокой сопротивляемостью к действию щелочных и кислых вод.
Их рекомендуется применять для отвода вод с реакцией, близкой
к слабокислой.

Недостатками таких труб является их хрупкость и истирае-
мость. Применение асбестоцементных труб нецелесообразно для
отвода сточных вод, содержащих большое количество крупной
минеральной взвеси (шлак, песок, стеклянный бой).

При работе с этими трубами необходимо соблюдать меры
предосторожности от вдыхания асбестовой пыли, образующейся
при распиловке, фальцовке и сверлении.

Пластмассовые и стеклокомпозитные трубы обладают хи-
мической стойкостью, прочностью, легкостью и имеют гладкую
внутреннюю поверхность. Для изготовления этих труб использу-
ются термопластики: поливинилхлорид ПВХ (рис. 5.9, а), поли-
этилен (рис. 5.9, б), полипропилен (рис. 5.9, в), стеклопластик
(рис. 5.9, г) и др. Соединение труб осуществляется сваркой, склей-
кой посредством муфт или раструбов с уплотнительными коль-
цами из резины.

Достоинствами пластмассовых труб являются коррозионная
стойкость, гидравлическая гладкость внутренних стенок, про-
стота механической обработки и стыкового соединения. Недо-
статками этих труб являются большой коэффициент линейного
расширения и малая сопротивляемость раздавливанию.

Чугунные трубы отличаются высокой прочностью, значи-
тельной противокоррозионной сопротивляемостью, простотой со-
единений и долговечностью. Их допускается применять при про-
кладке сетей водоотведения.

Чугунные безнапорные трубы используют при строитель-
стве самотечных линий водоотведения в случаях, когда необхо-
димы повышенные требования к герметичности труб и возможны
большие внешние нагрузки - при переходах под железными и ав-
томобильными дорогами, в зонах санитарной охраны водоснаб-
жения, вблизи фундаментов зданий и др.
Чугунные напорные трубы применяют при устройстве на-
порных линий водоотведения.

Раструбные соединения труб заделывают просмоленной или
битумизированной прядью, а затем асбестоцементом или це-
ментом.

Рис. 5.9. Пластмассовые и стеклокомпозитные
канализационные трубы •

а - канализационная труба из 11ВХ; б - двухслойная
гофрированная труба из высокомодульного полиэтилена;
в — двухслойная гофрированная канализационная труба
из полипропилена; г - стеклопластиковая композитная труба
Стальные трубы выдерживают большое внутреннее давле-
ние и имеют стенки меньшей толщины по сравнению с чугун-
ными трубами, что приводит к экономии металла. Однако сталь-
ные трубы подвержены коррозии в значительно большей сте-
пени, чем чугунные.

Соединение труб - на сварке. Область применения: для
устройства дюкеров, напорных и самотечных линий при соот-
ветствующем обосновании.

5.4.2.	Сооружения на водоотводящей сети

Для возможности контроля работы самотечной водоотводя-
щей сети, ее чистки и вентиляции предусматриваются колодцы
или камеры.

Колодцы и камеры представляют собой вертикальные шахты,
имеющие в плане круглую или прямоугольную форму, и выпол-
няются из железобетона, полимерных и стеклокомпозитных ма-
териалов или железобетона с футеровочным, полимерным или
стеклокомпозитным покрытием.

Камеры сооружают на сетях в местах соединения нескольких
линий больших диаметров в один коллектор. Как правило, стро-
ительство камер производят из сборного железобетона прямо-
угольными или в виде многоугольника в плане.

Колодцы на сетях водоотведения имеют различное техноло-
гическое назначение, которое определяет их конструкцию.

Колодцы делятся на смотровые и перепадные.

На рис. 5.10 представлены основные виды колодцев, приме-
няемых на практике, и указаны места их расположения.

Смотровые колодцы устраивают для наблюдения за рабо-
той сети, промывки и возможности их очистки при возникно-
вении засоров. Их устанавливают в местах присоединения при-
токов, изменения направления потоков трубопроводов, уклонов
и диаметров труб, а также на прямых участках сети. В зависимо-
сти от этого смотровые колодцы могут быть линейными, пово-
ротными, узловыми, контрольными и промывными.
Колодцы,устраиваемые на водоотводящих сетях, и места их установки

Смотровые
I

Линейные

I

Поворотные
I
Узловые
-1---------

Контрольные
I
Промывные

Перепадные

I

Со стояком

I —

С железобетонным

Перепады высотой до 3 м
на трубопроводах 0 > 500 мм

каналом

~ I

С водосливом
практического профиля

Рис. 5.10. Колодцы, устраиваемые на сетях водоотведения,
и места их установки

Смотровой колодец состоит (рис. 5.11) из бетонного основа-
ния с лотком, рабочей камеры, горловины и переходной части
между ними, люка с крышкой.

Основание для колодца устраивают еще до укладки труб.
Основанием 8 является бетонная подготовка (выполняется на мес-
те монтажа), унифицированная железобетонная плита (плита дни-
ща) или стеновое кольцо с днищем, которые устраивают на ще-
беночной подготовке толщиной 50..,100 мм.

Толщина основания (плиты) в обычных условиях состав-
ляет 80... 120 мм.
Рис. 5.11. Устройство железобетонного смотрового колодца:
1 —люк с крышкой; 2 —регулировочные кольца; 3 - кольцо
опорное; 4 — кольца горловины 0 700 мм; 5 - плита перекрытия;

6 - ходовые скобы; 7 — кольца стеновые; 8 - плита днища
или бетонное основание колодца на щебеночной подготовке;

9 - набивной лоток из бетона; 10 - берма

Основание колодца устраивают таким образом, чтобы по-
верхность его была ниже лотка трубы в центре колодца на вели-
чину не менее толщины стенки трубы (плюс 20...30 мм на це-
ментный шов с железнением и уклон трубы). Сточная вода в пре-
делах колодца движется ио открытому лотку. Лоток выполняют
из бетона в виде полуокружности (для круглых труб); боковые
прямые стенки его доводят до верха трубы. Площадку между лот-
ком и стенками колодца, называемую бермой или полкой, делают
с уклоном г = 0,02.. .0,03 в сторону лотка.

На кольца горловины 4 устанавливают опорные кольца 3.
До наружной отметки колодец наращивается регулировочными
кольцами 2, кирпичом или бутовым камнем.
Горловину сверху закрывают люком с крышкой 1 При не-
обходимости утепления колодца, предохранения от попадания
в лотковую часть мусора, защиты от затапливания паводковыми
водами на опорное кольцо устанавливают вторую крышку (ме-
таллическую или из древесины).

На проезжей части дорог с усовершенствованным покры-
тии установку люков производят в одном уровне с поверхно-
стью; в зеленой зоне на 50...70 мм выше поверхности земли и
на 200 мм - на не застроенной территории.

Для спуска в колодец на расстоянии 350 мм друг от друга
предусматривают скобы 6, которые устанавливают в отверстия,
просверленные в стенках, или навесную металлическую лест-
ницу. Проектом также может предусматриваться использование
для спуска в колодец переносных лестниц.

Круглые колодцы устраивают диаметром 10О0, 1250, 1500
и 2000 мм. Размеры рабочей камеры должны быть такими, чтобы
в ней мог свободно разместиться рабочий, производящий про-
чистку или осмотр сети. Исходя из этого высоту камеры прини-
мают равной 1,8 м (если позволяет общая высота колодца). Диа-
метр горловины, через которую рабочий спускается в камеру, при-
нимают 0,7 м, а высоту - в зависимости от глубины колодца.

Линейные смотровые колодцы устраиваются на прямоли-
нейных участках водоотводящей сети (рис. 5.12, а). Расстояния
между колодцами определяют в зависимости от диаметра трубо-
проводов согласно существующими правил.

Диаметр труб, мм	150	200... 450	500... 600	700... 900	1000... 1400	1500...2000
Расстояние между колодцами, м	СП	о		100	150	250...300
Поворотные колодцы (рис. 5.12, б) устраиваются во всех
точках изменения направления оси труб. Изменение направлений
потоков производится в лотках, набиваемых из бетона, по плав-
ным кривым, с радиусом, равным не менее диаметра трубы, под
углом поворота не менее 90°.

На коллекторах диаметром более 600 мм через каждые 300...
500 м необходимо предусматривать колодцы, имеющие размеры
люка и горловины, достаточные для опускания в них приспособ-
лений для прочистки груб.

Рис. 5.12. Схемы присоединений трубопроводов
в колодцах водоотведения

Узловые колодцы (рис. 5.12, в и г) устраивают при соеди-
нении нескольких водоотводящих линий, причем должно быть
не более трех подводящих труб при одной отводящей. На круп-
ных коллекторах их называют соединительными камерами.
Контрольные колодцы устраивают для наблюдения за рабо-
той сети в местах присоединения сетей к коллекторам. Они раз-
мещаются у присоединений дворовой или внутриквартальной
сети к уличной. Контрольные колодцы располагаются за преде-
лами красной линии застройки со стороны зданий.

Промывные колодцы сооружаются в начальных нерасчет-
ных участках водоотводной сети, где из-за недостаточных скоро-
стей движения сточных вод возможно выпадение осадков. Для
удаления отложений в трубах колодцы наполняют сточной или
водопроводной водой, которой кратковременно, с большой ско-
ростью, их промывают.

Перепадные колодцы (рис. 5.13) устраивают для сопряже-
ния подводящего трубопровода с отводящим, расположенным
по вертикали ниже подводящего более чем на 0,5 м.

Перепадные колодцы предназначены:

•	для гашения недопустимых скоростей течения в коллек-
торе при больших уклонах поверхности земли;

•	для исключения пересечений с подземными сооружени-
ями и естественными препятствиями;
•	для уменьшения глубины заложения трубопроводов;

•	для присоединения боковых ответвлений к коллекторам
или уличным сетям;

•	при устройстве затопленных выпусков очищенных вод
в водоемы.

На трубопроводах диаметром до 600 м перепады высотой
< 0,5 м допускается осуществлять без устройства перепадного
колодца - путем плавного слива в смотровом колодце (набивкой
лотков).

Перепады высотой до 6 м на трубопроводах диаметром до
500 мм включительно проектируются в колодцах в виде стояков
из металлических труб (рис. 5.13, а) или в виде железобетонных
каналов (рис. 5.13, б) сечениями, равными или большими, чем се-
чения подводящих трубопроводов.

При этом над стояками предусматривается устройство при-
емных воронок, а под ними - водобойные приямки с металли-
ческой плитой в основании. Для стояков диаметром до 300 мм
допускается установка направляющего колена взамен водобой-
ного приямка.

Перепады высотой до 3 м на трубопроводах диаметром 600 мм
и более проектируются в виде водосливов практического про-
филя.

Формы колодцев в плане определяются количеством груб,
их диаметрами и глубиной заложения.

0 труб, мм	До 600	700...1000	1200
0 колодцев, мм	1000	1500	2000

При глубине заложения трубопровода свыше 3 м диаметр
колодцев должен быть не менее 1500 мм.
5.5.	Оснсзные сведения по расчету
наружной водоотводящей сети

5.5.1.	Выбор места расположения площадки
очистных сооружений и трассировка сети

При проектировании водоотводящей сети необходимо рас-
смотреть следующие вопросы: выбор места для площадки очист-
ных сооружений системы водоотведения; разделение территории
на бассейны водоотведения; трассировку сети; определение рас-
четных расходов на участках сети; гидравлический расчет и кон-
струирование сети.

Основными исходными данными для проектирования систе-
мы водоотведения населенного пункта являются генеральный
план в масштабе 1:1000.. 1:5000 с горизонталями не менее чем
через 1 м, численность населения, характеристики входящих в не-
го объектов и др.

Сброс сточных вод в водоем относится к специальному
водопользованию и может быть произведен только после их
очистки. Как правило, станция очистки сточных вод системы во-
доотведения располагается с подветренной стороны для господ-
ствующих ветров теплого периода года по отношению к селитеб-
ной территории ниже населенного пункта по течению проточ-
ного водоема.

Санитарный разрыв (защитная зона) между границей жилой
застройки и площадкой очистных сооружений согласуется с Го-
сударственными органами, осуществляющими санитарный над-
зор и охрану окружающей природной среды.

Под трассировкой сети понимается начертание на генераль-
ном плане трубопроводов для транспортировки сточных вод от
мест их образования на очистную станцию.

Трассировка сети производится по бассейнам водоотведения
в следующей последовательности:

•	определяется место расположения выпуска сточных вод
в водоемы и территории очистной станции;

•	назначается трасса главного коллектора сети водоотве-
дения;
•	соединением на генплане главного коллектора с террито-
рией очистной станции, определяется трасса загородного коллек-
тора;

•	к главному коллектору производится присоединение улич-
ных сетей, к ним - внутриквартальных сетей, а к ним - дворовых.

Трассировка водоотводящих сетей может быть выполнена
по трем основным схемам (рис. 5.14).

Способы трассировки уличных водоотводящих сетей

__________1

Способ
трассировки сети

Изображение
(план)

Условия
применения

Объемлющая

Сети опоясывают каж-
дый квартал с четырех
сторон по проездам

Малый уклон рельефа
местности (до 0,008)

По пониженной грани
квартала

Сеть трассируется с од-
ной или с двух сторон
квартала

Явно выраженный
уклон местности
(более 03008) в
определенном
направлении

Чрезкварталъная

Сеть расположена
внутри квартала прямо-
линейно, что сокращает
длину сети, но затрудня-
ет ее эксплуатацию

Благоприятная
внутриквартальная
планировка при любом
рельефе местности

Рис. 5.14. Схемы трассировки уличных сетей водоотведения:

1,2- кварталы застройки; 3 - здания внутри квартала

3
Как правило, водоотводящую сеть трассируют вне дорож-
ных покрытий по зеленым или техническим полосам улиц, а про-
кладку стараются вести совместно с другими инженерными се-
тями, что значительно сокращает объемы земляных работ. Как
правило, если ширина улицы меньше 30 м, то сеть укладывают
с одной стороны, если больше - с двух сторон.

В особых условиях - сейсмичных районах, оползневых грун-
тах и др. рекомендуется кольцевание сети, т. е. устройство пере-
пусков. В этом случае диаметр соединительной ветки должен
быть равен наименьшему диаметру кольцуемых сетей.

При трассировке сети необходимо учитывать требования к пе-
ресечению трубопроводов сети водоотведения с другими подзем-
ными коммуникациями.

При проведении трассировки учитывают требования без-
опасности проведения работ и будущего ремонта сети, а также
соответствия нормам для любых геологических и гидрогеологи-
ческих условий.

Трассировка сети водоотведения наносится на генеральный
план населенного пункта, а для обеспечения дальнейшей работы
рекомендуется составлять расчетную схему сети.

Трассировку сети рекомендуется осуществлять по несколь-
ким вариантам, чтобы на основании технико-экономического срав-
нения выбрать наиболее подходящий.

На главном коллекторе и уличной сети выделяются расчет-
ные участки. Под расчетным участком понимаются такие участки,
в пределах которых расчетные расходы считаются постоянными,
приложенными в начало участка. Длину расчетных участков на-
значают с учетом мест расположения узлов подсоединения к во-
доотводящей сети сосредоточенных расходов, боковых приточ-
ных трубопроводов и в местах поворота сети при изменении
уклона местности. После этого узловые колодцы участков про-
нумеровываются.

Нумерацию начинают с расчетных участков на главном кол-
лекторе, под которым подразумевается «стержневая» часть водо-
отводящей сети, отводящая стоки от наиболее удаленной или не-
удобно расположенной части населенного пункта до очистной
станции. После этого определяются и пронумеровываются рас-
четные участки притоков.
5.5.2.	Определение расчетных расходов сточных вод

Расходы сточных вод на расчетных участках сети склады-
ваются из:

•	собственных (путевых, попутных) расходов, поступаю-
щих в расчетный участок от населения или зданий жилой за-
стройки, расположенных по длине участка (примыкающего жи-
лого квартала);

•	транзитных расходов, поступающих от вышележащих
участков или боковых притоков;

•	сосредоточенных расходов - от крупных водогютреби-
телей.

Расчетные расходы для расчетных участков сети определя-
ются в зависимости от принятого метода расчета.

В практике проектирования для определения расчетных рас-
ходов сточных вод на участках сети наибольшее распростра-
нение получил метод расчета по модулю стока прилегающей
к участку площади застройки. Будем называть его методом пло-
щадей стока.

Применяется для определения расчетных расходов от насе-
ленных пунктов с квартальной структурой застройки. Согласно
этому методу: поступление сточных вод в наружную водоотводя-
щую сеть принимается пропорциональным прилет ающей к рас-
четному участку площади застройки. При этом предполагается,
что весь расход поступает в начале участка сети, прилегающего
к данной площади стока. При таком условии расход сточных вод
на каждом из участков сети оказывается величиной постоянной,
и это упрощает расчет.

Разбивка квартальной застройки на площади стока произво-
дится (см. рис. 5.14):

•	по объемлющей схеме трассировки, путем деления квар-
тала на простые геометрические фигуры или по правилу биссек-
трисы угла: построение биссектрис из вершин квартала с соеди-
нением точек пересечения, позволяет разбить площадь квартала
на треугольники и трапеции (рис. 5.15);
46

Рис. 5.15. Генеральный план населенного пункта;
ЛОС - станция очистки производственных сточных вод;
ОС - очистные сооружения; Пр - прачечная; Б - баня; Ст - столовая

•	по схеме начертания сети по пониженной грани водоот-
водящая сеть может проходить с одной или с двух сторон квар-
тала. В этом случае квартал можно разделить на две части только
при наличии сети с двух его сторон. При односторонней трас-
сировке сети расход со всей площади квартала будет поступать
в одну линию сети;

•	но чрезквартальной трассировке квартал не делится на ча-
сти, так как в расчетный участок сети, проходящий через данный
квартал, будет поступать весь расход сточных вод со всего квар-
тала.

Модуль стока (удельный расход) зависит от нормы водо-
отведения и плотности населения в районах населенного пункта

уд

ч.р

86 400

л/с та,

(5.6)

где - норма водоотведения, л/чел.-сут.; Р - плотность насе-
ления.
Р = —, чел./га,	(5.7)

Е

здесь ТУ- численность населения, чел; Р- площадь прилегающего
к расчетному участку квартала, га.

Во избежание ошибок при определении диаметров трубо-
проводов, из общего объема водоотведения, подлежащему равно-
мерному распределению по площадям стока, необходимо исклю-
чать и учитывать сосредоточенные расходы (бани, прачечные,
кафе, столовые и т. п.). При исключении этих объектов из общего
объема водоотведения, в формуле (5.6) вместо удельного расхода
принимается остаточный удельный расход

<Х1 уд Х6 400’

(5.8)

здесь дн. ост - остаточная норма водоотведения,

(5.9)

где $Х?сосР - сумма сосредоточенных расходов, входящих в нор-
му водоотведения, л/сут.; ТУ- численность населения, чел. Рас-
четный расход сточных вод на расчетном участке определяется
по формуле

2уч	Чост. УД Ркв 7^*общ. макс	ср Т'собщ. макс,

(5.10)

где с/ср = д'ост. уд/^кв - средний расход сточных вод, поступающий
с площади стока Р, примыкающего к участку квартала; /Сбщ. макс -
общий максимальный коэффициент неравномерности.

5.5.3.	Особенности и режимы течения сточных вод
в водоотводящих сетях

Сточные воды представляют собой полидисперсные систе-
мы, состоящие из жидкой фазы и нерастворенных механических
примесей. В зависимости от физико-химического состава загряз-
нений, гидравлических условий транспортировки сточных вод
(скорости и расходов) примеси могут уноситься со сточными
водами или осаждаться на дно и стенки труб, образуя отложе-
ния, которые затрудняют или прекращают движение сточных
вод по водоотводящим сетям. Прочистка сети и удаление выпав-
ших осадков относятся к работам, выполняемым в тяжелых, ан-
тисанитарных условиях. Поэтому сети должны обеспечивать
надежное водоотведение.

Способность потока сточных вод транспортировать нерас-
творенные примеси определяется скоростью движения сточных
вод в трубопроводах сети. Выбор скорости движения сточных
вод определяется условиями незасоряемости труб.

Скорость, при которой выпадения осадков в трубах не про-
исходит, называется самоочищающец или незаиливающей.

Режим течения сточных вод является неравномерным и не-
установившимся, так как сточные воды поступают в сеть водо-
отведения крайне неравномерно но времени, а величины расхо-
дов, скоростей и наполнений груб постоянно меняются.

Транспортировка механических загрязнений во взвешенном
состоянии возможна лишь в турбулентном потоке, так как при
ламинарном режиме нет условий возникновения взвешивания
и все твердые частицы, находящиеся в потоке, будут выпадать
в осадок.

Таким образом, гидравлический режим работы самотечной
водоотводящей сети в основном является турбулентным, нерав-
номерным и неустановившимся.

Неоднородность состава и неравномерность поступления сгон-
ных вод в сеть значительно усложняют ее расчет по формулам
неравномерного движения. Поэтому гидравлический расчет вы-
полняется по формулам установившегося равномерного турбу-
лентного режима потока в зависимости от скорости движения
сточной жидкости.

5.5.4.	Формулы для гидравлического расчета
водоотводящих сетей

Гидравлический расчет сети водоотведения заключается
в определении диаметров, уклонов, наполнения трубопровода
на участках сети, скоростей движения воды в трубах, а также глу-
бины их заложения. Основой для расчета служат расходы сточ-
ных вод, самоочищающие скорости, уклоны, обеспечивающие их,
допустимая степень наполнения труб.

Работу водоотводящих сетей характеризуют следующие гид-
равлические параметры:

А) средняя скорость потока сточных вод, м/с

о =	(5.И)

О)

где О - расход сточных вод, м3/с; а> - площадь живого сечения
потока, м2;

Б) гидравлический радиус, м

(5.12)

где / - смоченный периметр, м;

В) гидравлический уклон

(5.13)

где Ай - перепад отметок лотка трубы на участке, м; I - длина
участка сети, м;

Г) абсолютная эквивалентная шероховатость трубы Аэ, мм;

Д) безразмерная гидродинамическая характеристика по-
тока - число Рейнольдса

„	1>б/	. , ..

Ке = —,	(5.14)

V

где <7 - диаметр трубы, м, и - кинематический коэффициент вяз-
кости, м2/с.
Основными расчетными зависимостями равномерного уста-
новившегося движения жидкости являются формула неразрывно-
сти потока (постоянства расхода

О = п>  и, м3/с	(5.15)

и формула Шези

ц = сЛй.	(5.16)

Здесь С - коэффициент Шези, определяемый по формуле
акад. Н. Н. Павловского (1925 г.):

С =----,	(5.17)

п

где п - коэффициент шероховатости, зависящий от материала
груб (табл. 5.1); у - коэффициент, зависящий от п и К, принима-
емый по формуле

у = 2,5лА7-0,13-0,75л/Я(и-0,1).	(5.18)

Гидравлический уклон вычисляется по формуле Дарси -
Вейсбаха

/ = —  — ,	(5.19)

47? 2у

где § - ускорение силы тяжести, м/с2; 2 - коэффициент сопротив-
ления трению но длине (коэффициент Дарси).

Формулы (5.16) и (5.19) взаимосвязаны через выражение
Величину безразмерного коэффициента сопротивления тре-
нию по длине для безнапорного движения А рекомендуется опре-
делять по формуле проф. Н. В Федорова, которая справедлива
для любой степени турбулентности потока:

1

Аэ

а

13,687? Ле

(5-21)

где Аэ - эквивалентная абсолютная шероховатость, мм; а - без-
размерный коэффициент, учитывающий характер возникающих
турбулентных вязкостных напряжений, зависящих от структуры
потока жидкости и характера распределения шероховатости ма-
териала труб.

Значения величин Аэ, а и и зависят от материала труб и при-
ведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Зависимост ь величин Лэ, а и п от материала труб

Вид труб	Эквивалентная абсолютная шероховатость Дэ, ММ	Коэффициенты	
		а	п
Хризотилцементные	0.6	73	0,012
Керамические	1,35	90	0,013
Бетонные и железобетонные	2.0	100	0,014
Чугунные	1,0	83	0,013
Полиэтиленовые	0,04	20	0,009...0,011’
Поливинилхлоридные	0,06	20	0,009...0,015’

'Значения коэффициента шероховатости п приведены согласно данным таб-
лицы шероховатости по Маннингу для области турбулентного режима те-
чения жидкости.

Для упрощения расчетов водоотводящих сетей советскими
учеными-гидравликами Лукиных А. А. и Лукиных Н. А. были со-
ставлены «Таблицы для гидравлического расчета канализацион-
ных сетей и дюкеров по формуле акад. Н. Н. Павловского» [18]
вида:
а

(5-22)

Л

где----степень наполнения труоопровода.

с1

При расчете сети вводятся следующие допущения.

Движение сточной жидкости в трубах равномерное, т. е.
уклон дна трубы равен гидравлическому уклону, а скорость и
живое сечение по длине потока не изменяются.

Расчетный расход поступает в начале участка и не изменя-
ется в его пределах.

При расчетах трубопроводов диаметром до 500 мм не учи-
тываются местные потери, кроме потерь в сооружениях на сети
(перепады, дюкера и др.).

При расчетах, одновременно с изложенными основами, не-
обходимо учитывать определенные специфические правила.

5.5.5.	Правила производства гидравлического расчета
и конструирования сети

Нормальные гидравлические условия в сети достигаются со-
блюдением нормативных требований при гидравлическом расчете
и правильным конструированием ее элементов. Эти правила сво-
дятся к следующему:

1.	Для удобства прочистки и во избежание частого засорения
труб правилами [29] установлены минимальные диаметры труб
для бытовой сети: уличной - 200 мм; внутриквартальной - 150 мм.

В населенных пунктах с расходом сточных вод до 300 м3/сут.
допускается применять для уличной сети трубы диамегром 150 мм.

2.	Бытовая водоотводящая сеть рассчитывается на частичное
заполнение труб. Верхнюю часть труб оставляют незаполненной
с целью обеспечения транспортирования плавающих предметов
и веществ, вентиляции сети - удаления из сети вредных и взры-
воопасных газов, а также для получения некоторого запаса в се-
чении груб для пропуска больших «залповых» расходов сточ-
ных вод.
Расчетное наполнение трубопроводов в зависимости от диа-
метров груб, должно приниматься не более:

Диаметр труб, мм	Наполнение
150...250	0,6 диаметра труб
300...400	0,7 диаметра труб
450. .900  1000 и более	0,75 диаметра труб 0,8 диаметра труб

3.	При расчетном наполнении рекомендуется принимать сле-
дующие наименьшие уклоны:

Диаметр труб, мм	Уклон
150	0,008
200	0,007

Поскольку минимальный уклон для трубопроводов диамет-
ром свыше 200 мм не регламентируется, то при расчете руковод-
ствуются значениями самоочищающих скоростей.

В зависимости от местных условий при неблагоприятном ре-
льефе местности для отдельных участков уличной сети для труб
диаметром 200 мм допускается уклон 0,005, а для труб внут-
риквартальной сети диаметром 150 мм - 0,007.

При расчете сети, с целью обеспечения меньшей глубины
заложения трубопроводов, необходимо рационально использо-
вать рельеф местности. В зависимости от уклона поверхности
земли могут иметь место следующие случаи:

а)	уклон местности меньше минимального уклона трубопро-
вода проектируемого диаметра (случай плоского рельефа местно-
сти) или имеет контруклон.

В этом случае в целях уменьшения глубины заложения се-
ти необходимо придерживаться минимальных уклонов трубо-
проводов;

б)	уклон местности больше уклона трубопровода, проекти-
руемого диаметра (случай крутого рельефа местности).
При расчете сети необходимо придерживаться максимально
допустимой скорости сточной воды в трубах. По найденному
уклону прокладку трубопровода производят до такой точки, в ко-
торой глубина заложения станет минимально допустимой. В этой
точке проектируют перепад на глубину 2...4 м, после чего кол-
лектор продолжают дальше до точки изменения уклона поверх-
ности земли;

в)	уклон местности равен уклону трубопровода.

В этом случае наиболее целесообразно проектировать трубо-
провод с уклоном, равным поверхности земли, если при этом
обеспечивается самоочищающая скорость. Расчет выполняется
методом подбора. Вначале задаются диаметром и затем прове-
ряют, пропустит ли трубопровод расчетный расход при регла-
ментируемом наполнении. Если пропускной способности недо-
статочно, то увеличивают диаметр, если наполнение незначи-
тельное, то диаметр уменьшают.

При резком увеличении уклона труб, с меньшего на боль-
ший, допускается уменьшение их диаметра. Для труб диаметром
250, 300 мм не более одной ступени по сортаменту, а для груб
диаметром от 350 мм и выше - не более двух ступеней по сорта-
менту.

4.	Наименьшие самоочищающие скорости движения сточ-
ных вод при наибольшем расчетном наполнении:

Диаметр труб, мм	Самоочищающая скорость, м/с
150...250	0,7
300...400	0,8
450...500	0,9
600... 800	1
900... 1200	1,15
1500	1,3
более 1500	1,5

Расчет сетей производят в пределах наименьших скоростей,
обеспечивающих незасоряемость, и наибольших скоростей, пре-
вышение которых ведет к разрушению труб, лотков и сооруже-
ний сетей водоотведения. В соответствии с требованиями [29]
максимальная расчетная скорость движения сточных вод в ме-
таллических трубах должна быть не более 8 м/с, а в неметалли-
ческих - 4 м/с.

5.	Скорости по главному коллектору должны постепенно
возрастать.

6.	Скорость в боковых присоединениях не должна превы-
шать скорость в коллекторе В местах слияния потоков не следу-
ет допускать встречных ударов струй и подпоров. Присоедине-
ние труб малых размеров к коллекторам больших размеров сле-
дует делать таким образом, чтобы лоток малого диаметра трубы
находился на одном уровне с поверхностью воды при расчетном
наполнении в трубе большого диаметра.

При большой разнице в заглублении труб боковых прито-
ков и коллектора соединение выполняют следующим образом:

а)	путем устройства перепадного колодца, устраиваемого пе-
ред соединением на боковом трубопроводе (рис. 5 16, а), по пра-
вилам, приведенным в [29];

б)	прокладкой предыдущего, перед присоединением, участка
бокового трубопровода с увеличенным уклоном (рис. 5.16, б).

Рис. 5.16. Присоединение боковых притоков

к главному коллектору при большой разнице в заглублении:
а - перепадным колодцем; б - участком с повышенным уклоном:
1 - перепадной колодец; 2 - боковой трубопровод; 3 - коллектор

Эти принципы рекомендуется соблюдать для обеспечения
режимов самоочищения в трубопроводах.

7.	На начальных участках сети при малых значениях расчет-
ного расхода скорости и наполнения могут быть меньше мини-
мально допустимых. Такие участки называются нерасчетными.
В ведомости гидравлического расчета значения скоростей для та-
ких участков не проставляются.
Для удаления возможных отложений на начальных нерас-
четных участках предусматривают устройство промывных ко-
лодцев, через которые производят периодическую промывку тру-
бопроводов водой.

Эти принципы рекомендуется соблюдать для обеспечения
режимов самоочищения в трубопроводах.

8.	Соединение трубопроводов осуществляется в пределах
смотровых колодцев. При соединении «шелыга в шелыгу» («по
шелыгам») совмещаются по высоте верхние части сводов труб,
которые называются шелыгами. Такой способ соединения труб
позволяет достигать увеличения пропускной способности и улуч-
шения условий эксплуатации трубопроводов. Однако использо-
вание этого способа может привести к излишнему заглублению
сети или созданию подпора на лежащем выше участке, что вы-
зывает выпадение осадков и заиление сети.

Для устранения таких факторов допускается сопряжение труб
на соседних участках «по воде» («по уровням воды»). Существо
этого способа заключается в том, что отметки поверхности воды
в конце предыдущего и в начале последующего участков урав-
ниваются при расчетном расходе.

Опыт эксплуатации показывает, что для объектов водо-
отведения, расположенных на равнинных территориях, для груб
одинакового диаметра предпочтительней соединение «по воде»,
а для труб разного диаметра - «по шелыгам».

9.	Начальная глубина заложения уличной сети зависит от
протяженности и уклона дворовой или внутриквартальной сети,
а также рельефа местности. Она должна определяться расчетом
и быть не менее минимально допустимой глубины заложения
лотка трубы.

Минимальная глубина заложения Н принимается на основа-
нии опыта эксплуатации сети в районе строительства и для труб
диаметром до 500 мм должна быть на 0,3 м меньше наибольшей
глубины проникновения в грунт нулевой температуры, но не ме-
нее 0,7 м до верха трубы:

Н > Лпром -0,3 м > 0,7 м + <7,	(5.23)

где йпром - глубина промерзания грунтов (расчетная глубина ну-
левой изотермы), м.
Глубина промерзания грунтов /гпром определяется соглас-
но СП 22.13330 «Основания зданий и сооружений» с учетом
СП 131.13330 «Строительная климатология». В табл. 5.2 приве-
дены данные по глубине промерзания грунтов на территориях
некоторых субъектов Российской Федерации.

Глубина промерзания грунтов йПр<ш, см

Таблица 5.2

Район строительства	Характеристика грунтов	
	суглинок	песок и супесь
Калининградская область. Краснодарский и Ставропольский край	60	70...75
Белгород, Ростов-на-Дону, республика Калмыкия, Астрахань	80.. 90	95 .100
Псков, Великие Луки, Смоленск, Брянск, Курск, Волгоград	100...110	120...130
Санкт-Петербург, Великий Новгород, Тверь, Калуга, Тула, Орел, Воронеж	120...130	130...150
Петрозаводск, Вологда, Кострома, Москва, Рязань, Тамбов, Пенза, Нижний Новгород, Саратов, Владивосток	140...150	170...180
Архангельск, Киров, Казань, Ульяновск, Йошкар-Ола, Самара, Оренбург, Благовещенск, Биробиджан, Хабаровск,	160...170	190...205
Котлас, Сыктывкар, Пермь, Уфа, Магнитогорск, Екатеринбург, Челябинск	180. 190	215...230
Ухта, Тобольск, Курган, Тюмень, Омск, Новосибирск, Барнаул, Иркутск, Улан-Уде, Чита	200 ..220	245... 260
Нарьян-Мар, Ханты-Мансийск, Томск, Кемерово, Красноярск	240...250	290...300
Наибольшую глубину заложения рекомендуется принимать
равной 7...8 м в сухих нескальных грунтах, в водоносных грун-
тах - до 5.. .6 м и в скальных грунтах - до 4.. .5 м.

9. При производстве гидравлического расчета необходимо
помнить, что по мере заглубления трубопроводов сети водоотве-
дения ее стоимость резко возрастает, т. к. основную стоимость
укладки составляет не стоимость самих труб, а земляные ра-
боты. Кроме того, этот фактор существенно оказывает влияние
на безопасность производимых работ при монтаже трубопрово-
дов и усложняет эксплуатацию сети в дальнейшем.

Исходя из этих соображений, для снижения заглубления труб
возможно производить уменьшение их начального заглубления,
увеличение диаметров труб в целях уменьшения уклона, умень-
шение уклона до минимально допустимого (0,005).

Гидравлическому расчету подлежит каждый участок сети.
Расчет, как правило, ведется в форме ведомости гидравлического
расчета (табл. 5.3) с соблюдением всех требований, рассмотрен-
ных выше: о наименьших диаметрах труб, расчетных наполне-
ниях, самоочищающих и наибольших скоростях и наименьших
уклонах при расчетных наполнениях.

При проведении расчетов полезно использовать рабочую
схему для гидравлического расчета (рис. 5.17). Расчет ведется
в форме ведомости гидравлического расчета (табл. 5.3) с соблю-
дением всех ранее перечисленных требований.

Порядок заполнения этой ведомости может быть следующим:

1)	по формуле (5.23) определяется минимальная глубина за-
ложения труб на начальных участках. Минимальная глубина за-
ложения считается от отметки земли до лотка трубы;

2)	на основании решения схемы трассировки сети, опреде-
ления отметок местности в расчетных точках сети по генераль-
ному плану (см. рис. 5.19) и результатов вычисления расчетных
расходов производится заполнение граф 1, 2, 8, 10, 11 и 16 для
начального участка сети;

3)	для обеспечения меньшей глубины заложения сети опре-
деляем величину уклона местности на участке но выражению
ВН гуВК

где Хк",	- отметки поверхности земли, определяемые по

генплану, соответственно, в начале и в конце участка; - дли-
на участках по генплану, м.

Уклон местности служит для ориентировки при назначении
уклона труб расчетного участка сети.

В зависимости от расчетного расхода (графа 2), руковод-
ствуясь расчетными таблицами [18], следует наметить и внести
в ведомость: диаметр труб участка (графа 3), уклон, с учетом
уклона местности (графа 4), получаемой скорости движения жид-
кости (графа 5) и степени наполнения (графа 6).

Для дальнейшей работы полезно представлять себе, что про-
пускная способность трубопровода, например <7 = 200 мм при ми-
нимальном уклоне, равном / = 0,007, и наибольшем наполнении
1г

— = 0,6 равна «у = 17,3 л/с. Следовательно, на всех участках,
с!

имеющих расход менее указанного, должна предусматриваться
укладка груб <7 = 200 мм;

Рис. 5.17. Рабочая схема для гидравлического расчета участка
водоотводящей сети
4)	вычитанием от отметки земли в начале участка (графа 10)
определяется отметка лотка трубы в начале участка (графа 14):

2ВЛН ^7,вн-Нвн.	(5.25)

Отметки лотка грубы в начале последующего участка в слу-
чае изменения диаметра трубопровода определяют по формуле

2ВН = 2ВК - Аб7,	(5.26)

где - отметка лотка трубы в конце предыдущего участка;
А<7- разница в диаметрах труб рассчитываемого и предыдущего
участков;

5)	зная отметку лотка трубы в начале участка и отнимая от
нее величину падения труб на участке (графа 9), получаем от-
метку лотка в конце участка сети (графа 15):

гвпк = ?Т - лй;	(5.27)

6)	вычитая значение отметки лотка трубы в конце участка
от значения отметки земли в конце участка (графа 11), получаем
глубину заложения лотка трубы в конце участка (графа 17):

нвк = 7вк_ 7вк	(5 28)

И для получения данных для составления сметы на земля-
ные работы, выводим среднюю глубину заложения груб на участ-
ке (графа 18):
1) зная отметки лотков в начале и в конце участка сети, при-
бавляем к ним величину принятого диаметра в м (графа 3) и по-
лучаем отметки шелыги труб в начале (графа 12) и в конце (гра-
фа 13) участка:

+ хВщ=2влк + а. (5.зо)

Все расчеты отметок шелыги, лотка и наполнения записы-
ваются в графах 7, 12, 13, 14 и 15 с точностью до третьего зна-
ка-1 мм. Глубины заложения округляются до второго знака -
до 1 см.

По результатам гидравлического расчета водоотводящих се-
тей (главного коллектора и боковых притоков) производится про-
ектирование ее высотной схемы - составляется продольный про-
филь коллектора, назначаются начальные глубины заложения
сети, уклоны и отметки труб в местах их сопряжения - в соеди-
нительных колодцах.

Продольный профиль представляет собой начертание на вер-
тикальном разрезе местности запроектированного трубопровода
в плоскости его трассы с учетом рельефа местности, геологиче-
ских и гидрогеологических условий.

Продольный профиль разрабатывают в двух масштабах: го-
ризонтальном - в масштабе генерального плана в 1:2000, 1:5000,
1:10000, и вертикальном, который для наглядности принимается
крупнее горизонтального, равном 1:50, 1:100 или 1:200.

Поверхность земли между расчетными точками изображают
прямыми линиями. Уровень грунтовых вод наносится в виде
пунктирной линии.

Вначале вычерчивают в установленных масштабах профиль
поверхности земли по грассе проектируемого коллектора На про-
филь с генерального плана или из таблиц гидравлического рас-
чета переносят расчетные точки и длину расчетных участков.
Ведомость гидравлического расчета бытовой водоотводящей сети

Таблица 5.3

№ участка	Расчетный расход л/с	Диаметр труб с1, мм	Уклон труб 1, м/м	Скорость V, м/с	Глубина протока		Длина участка 1, м	Падение труб Лп, м
					д 7	В метрах		
1	2	3	4	5	6	7	8	9
по схеме «начало-конец»	по результатам вычисления расчетных расходов	по таблицам [18]	по уклону местности: 7ВН _ 7ВК  ”	1  уч  или принятый по [ 18]	по таблицам [18]		1 II	по генплану	/?п = Нуч

Отметки поверхности земли, м		Отметки, м				Глубина заложения труб, м	
в начале	в  конце	шелыги		лотка труб		в начале	в конце
		в начале	в конце	в начале	в конце		
10	и	12	13	14	15	16	17
По генплану г*н г™		уВН _  '7’ЯЯ . л = ^л + с‘	II  + II	7ВН 7ВН ттВН Л ~ У	**  или при изменении диаметра на участке 7ВН _7вк	и  = я л*  К >4 Со < 1 й	а $  Ч 8	1 и  * ?	на начальном участке по формуле (5.23), последующих: ц вн — 7 вн _ 7 вн	II	1X3  1 «5	1  II
В основании профиля заполняют строки со следующими дан-
ными (снизу вверх):

•	номера расчетных точек (М, #г... Д1П);

•	расстояния между точками - длины расчетных участков
(/, м);

•	уклоны труб на расчетных участках;

•	приводятся данные о материале труб и основания под их
укладку (естественное профилированное, монолитное бетонное
и др.), обеспечивающее целостность и устойчивость трубопро-
водов;

•	отметки поверхности земли (натуральные отметки) в на-
уИН	гу В к

чале - /3 ив конце - /, расчетного участка;

•	проектные отметки земли (отметки планировки) в начале
и в конце расчетного участка;

7-	' / ВН	'^7 ВК

• отметки лотков труб в начале - / л ив конце - А л рас-
четного участка.

На рис. 5.18 для примера приведена форма продольного про-
филя нескольких участков водоотводящего коллектора для ста-
дии технического проекта.

Для того чтобы в пределы профиля вместить изображения
инженерных сооружений и коммуникаций по трассе коллектора
верхнюю линию указанных выше строк принимают за условный
горизонт. Отметка горизонта принимается на 4... 10 м ниже наи-
меньшей отметки поверхности земли.

Отметки земли на профиле указывают с точностью до 1 см
(до второго знака), а лотков труб - до 1 мм (до третьего знака).

Имеющиеся геологические и гидрогеологические данные на-
носят на профиле в виде разреза буровой разведочной скважины
или в виде колонок, указывая преобладающие грунты по отмет-
кам их залегания.

На продольном профиле коллектора производится построе-
ние водоотводящей линии с колодцами. Построение трубопрово-
дов производят от условного горизонта. Над уровнем поверхно-
сти земли в расчетных точках указывают глубины заложения
лотков труб, которые сопрягаются в них (в соединительных ко-
лодцах).
о

V"

48,0

Маспггао	47,0

з оризон зальный 1 2000
вертикальный 1100	 э

45 0

44,0

Условный 42 
горизонт

Отметки лотков труб

Проектные отметки	*	8

земли	4

Натуральные отметки земли	48 40  47 80	46.60  45 90  45 30	
Обозначение трубы и тип ИЗОЛЯЦИИ	Тр.бы  Корсис ОМ ОО 200  8К4	Трубы Корсис 0X00 250 8X4  ТУ 2248 001-73Р11750-2013	
Основание	Ес тес звенное на песчаною подготовит		
~	Уклон г  Длина 1, м	“*——	\0,005  105^-\	----- .ДЮОб 250	—	\0,01  100 \
Расстояния м	105	120	|	130	ИХ)
Расчетная точка	1	2	3	4	5		

Рис. 5.18. Продольный профиль водоотводящего коллектора

Под проектной линией для каждого расчетного участка выпи-
сываются основные расчетные данные гидравлического расчета:
расчетный расход, диаметр, уклон, скорость и наполнение труб.

На профиле указывают углы поворотов, все смотровые ко-
лодцы и специальные проектируемые сооружения. В колодцах
необходимо показывать трубопроводы боковых присоединений
(притоков) с указанием отметок их лотка и диаметра труб.
В процессе вычерчивания профиля могут обнаружиться кон-
структивные недостатки, которые не были учтены в процессе
трассировки и гидравлического расчета сети, что может потре-
бовать внесения соответствующих изменений в принятых ранее
решениях.

5.6.	Канализационные насосные станции

5.6.1.	Классификация и конструктивные
особенности канализационных насосных станций

Насосные станции систем водоотведения - это комплекс соо-
ружений и оборудования, обеспечивающий отведение сточных
вод в соответствии с нуждами потребителей. Насосные станции
служат для перекачки сточной жидкости на сетях или в составе
очистных сооружений в тех случаях, когда рельеф местности
не позволяет отводить их к месту очистки самотеком. Строитель-
ство насосных станций позволяет также избежать большого за-
глубления самотечных коллекторов.

По роду перекачиваемой жидкости насосные станции водо-
отведения делятся на четыре группы: для перекачивания быто-
вых сточных вод; производственных сточных вод; атмосферных
вод; осадков, образующихся на очистных сооружениях.

Насосные станции первой группы в зависимости от места
расположения в общей схеме водоотведения населенного пункта
и выполняемых функций могут быть:

•	главными, подающими сточные воды из главного кол-
лектора на очистные сооружения;

•	районными, перекачивающими сточные воды из одного
района (бассейна) водоотведения в коллектор другого или в глав-
ный коллектор населенного пункта;

•	станциями подкачки, устраиваемыми на сетях водоотве-
дения, при необходимости подъема воды с отметок максимально
возможного заложения трубопроводов в коллекторы с меньшим
заглублением;
•	локальными, предназначающимися для транспортировки
сточных вод от отдельно стоящих зданий, специальных объектов,
административно-хозяйственных помещений, домов индивиду-
альной застройки и т. п. в самотечные коллекторы,

К устройству насосных станций второй группы предъявля-
ются специфические требования в зависимости от рода перека-
чиваемой сточной жидкости. Например, агрессивность сточной
жидкости по отношению к бетону, чугуну, стали требует защиты
резервуаров от разрушения, применения специальных насосов и
устройств для периодической промывки установок чистой водой.

Станции третьей группы сооружают на дождевой сети в тех
случаях, когда нельзя отвести атмосферные воды самотеком к ме-
сту сброса или очистки.

Основными элементами насосной станции водоотведения
являются приемное («мокрое») и насосное («сухое») отделения.

Приемное («мокрое») отделение состоит из приемного ре-
зервуара, на перекрытии которого располагаются решетки и дро-
билки. В насосном («сухом») отделении располагается машин-
ный зал, предназначенный для размещения насосных агрегатов,
всасывающих и напорных трубопроводов, запорно-регулирую-
щей и контрольно-измерительной аппаратуры.

Классификация насосных станций систем водоотведения
производится:

А. По компоновке насосов и электродвигателей. По этому
признаку насосные станции можно подразделить на следующие
группы:

1.	Насосные станции с установкой в «сухом» отделении:

-	горизонтального насоса с приводом от электродвигателя
через упругую муфту сцепления (рис. 5.19, а);

-	вертикального насосного агрегата, соединенного с электро-
двигателем с помощью грубы, в которой проходит вал насоса
(рис. 5.19, б).
Рис. 5.19. Схемы установки горизонтальных (а)
и вертикальных (б) насосов:

I - «мокрое» отделение; II - «сухое» отделение; 1 - всасывающий
трубопровод; 2,7 — задвижки; 3 - насос; 4 —упругая муфта сцепления;

5 - электродвигатель; 6 - обратный клапан; 8 - напорный
трубопровод; 9 - труба-колонка; 10- вал насоса; 11 - верхняя опора

2.	Насосные станции с моноблоком насоса и электропривода,
установленных в «мокром»» отделении (рис. 5.20, а).

3.	Насосные станции с моноблоком насоса и электропривода,
установленных в «сухом» отделении:

-	в вертикальном положении (рис. 5.20, б);

-	в горизонтальном положении (рис. 5.20, в).

Схемы установки насосов третьей труппы предполагают
наивысшую надежность в период эксплуатации, так как моно-
блок-насосы способны продолжать свою работу даже при воз-
можном затоплении «сухого» отделения водой при аварийных
ситуациях или паводками, чего нельзя сказать, к примеру, о насо-
сах первой группы.

Б. По расположению насосных агрегатов относительно по-
верхности земли - станции незаглубленные (до 4 м), полузаглуб-
ленные (до 7 м) и шахтного типа (свыше 8 м).
В. По расположению приемного резервуара и машинного от-
деления - станции с совмещенным и раздельным расположением
резервуара.

Г. По системе управления насосными агрегатами - станции
с ручным и автоматическим управлением.

Схемы и конструкции насосных станций зависят главным
образом от количества и состава перекачиваемых сточных вод,
глубины заложения подводящего коллектора и местных гидро-
логических условий - уровня грунтовых вод и вида грунтов,
слагающих площадку, на которой будет сооружаться насосная
станция.

Рис. 5.20. Схемы установки моноблок-насоса и электропривода:
а - в «мокром» отделении (погружные насосы); б, в - в «сухом»
отделении в вертикальном и в горизонтальном положении:

1 - «мокрое» отделение; II - «сухое» отделение;

1 - моноблок-насос и электропривод; 2, 5 - задвижки;

3 - всасывающий трубопровод; 4 - обратный клапан; 6 - напорный
трубопровод; 7 - приспособление для автоматической стыковки
насоса с напорным трубопроводом
В зависимости от назначения и условий работы насосные
станции делятся по категориям надежности:

Категория надежности действия	Характеристика режима работы
I	Не допускается перерыв или снижение подачи сточных вод
II	Допускается перерыв подачи сточных вод не более 6 ч
III	Допускается перерыв подачи сточных вод не более суток

Насосные станции населенных пунктов и военных город-
ков с населением до 5 тыс. чел. относятся к III категории надеж-
ности действия, а с количеством населения 5 тыс. чел. и более -
ко II категории. В случае прекращения водоснабжения населен-
ного пункта для насосных станций II категории надежности до-
пускается перерыв в подаче сточных вод не более 6 ч, а для на-
сосных станций III категории надежности - не более 24 ч.

5.6.2. Оборудование насосных станций водоотведения

Приемное отделение

Приемный резервуар. Он необходим для накопления сточ-
ных вод с целью обеспечения запуска насосов насосной станции.

Приемный резервуар состоит из рабочей (приемной) части,
куда поступает сточная жидкость, и расположенного над ней по-
мещения, в котором размещают механическую часть решеток,
дробилки, шиберные затворы и т. д. (рис. 5.21).

Резервуар, совмещенный с насосной станцией, и помещение
решеток должны быть отделены от машинного зала глухой воз-
духе- и водонепроницаемой перегородкой с тщательно выпол-
ненной гидроизоляцией. В местах прохода трубопроводов через
стенки резервуара устанавливают сальниковые устройства.

Перекрытие резервуара устраивается на 0,5 м выше наиболь-
шего расчетного уровня воды в нем. В перекрытии устраивают
два люка диаметром 700 мм. Для спуска в резервуар в стену заде-
лывают ходовые скобы или предусматривают опускные металли-
ческие лестницы.
Для взмучивания осадка, выпадающего в резервуаре, подво-
дят сточную жидкость по ответвлению от напорного трубопро-
вода насосов Минимальный диаметр трубопроводов взмучива-
ния принимают не менее 50 мм. Через этот трубопровод произ-
водят и опорожнение напорного трубопровода.

Рис. 5.21. Приемный резервуар'

1 - подводящий коллектор; 2 - щитовой затвор: 3 - загрузочный лоток
дробилки; 4 — механизированная решетка с дробилкой; 5 -резервная
решетка с ручной очисткой; б - дырчатое корыто; 7 — дробилка;

8 - люк для спуска в резервуар; 9 - насосные агрегаты;

10 - дренажный насос: 11 - напорный трубопровод

Расчетная высота воды в приемном резервуаре принимается
равной не менее 1,5...2 м, считая от лотка подводящего коллек-
тора. Днище приемного резервуара выполняется с уклоном / =
= 0,1...0,2 в сторону приямка глубиной 0,2...0,4 м, в котором
устанавливаются всасывающие воронки насосов.

В резервуар должна быть подведена линия от напорного во-
допровода технической воды для смыва осадка из «мертвых» зон.
Для этого в помещении решеток устанавливают поливочные кра-
ны, оборудованные шлангами с брандспойтами. Операцию смыва
осадка производят во время профилактического ремонта резер-
вуара или в часы минимального притока, позволяющего полно-
стью откачать жидкость из резервуара.

Приемные резервуары оборудуют решетками (ручными или
механизированными), дробилками, корытами, контейнерами и дру-
гими приспособлениями для удаления крупных отбросов.
Решетки. Для задержания крупных плавающих отбросов
в каналах, подводящих сточную жидкость к резервуару, устанав-
ливают решетки со стержнями прямоугольной формы, обеспечи-
вающие лучшее задержание и удаление отбросов.

Ширина прозоров решетки выбирается в пределах от 20 до
100 мм в зависимости от типоразмеров насосов, установленных
на станции. Если насосная станция подает сточные воды непо-
средственно на очистные сооружения, то прозоры решеток при-
нимают равными 16 мм.

Решетки обслуживают с площадки, поднятой на 0,5 м выше
уровня сточных вод в приемном резервуаре. Со всех сторон
(кроме проема для решетки) площадку ограждают перилами вы-
сотой 1 м.

Для обеспечения удобного и безопасного обслуживания
решеток следует оставлять проходы: между фронтом решеток
и стеной - не менее 1,5 м; между решетками - не менее 1,2 м.

Решетки устанавливают в специальных каналах у устья под-
водящего коллектора на расстоянии не менее 0,5 м от лотка кол-
лектора. В подводящем канале перед решеткой устанавливают
шиберный затвор, позволяющий быстро перекрыть поток и вы-
ключить решетку из работы.

Когда количество задержанных отходов меньше 0,1 м3/сут.,
допускается установка решеток с ручной очисткой. При боль-
шем количестве отбросов используют решетки с механически-
ми граблями.

Очистка решеток вручную производится один-два раза в сме-
ну - это работа тяжелая и протекающая в антисанитарных усло-
виях. Поэтому рекомендуется, даже на станциях небольшой про-
изводительности устанавливать решетки с механической очист-
кой, а решетку с ручной очисткой применять в качестве резерв-
ной, на случай выхода из строя основного оборудования.

Резервные решетки устанавливают в зависимости от расчет-
ного числа рабочих агрегатов: до трех включительно - одну ре-
зервную решетку; более трех - две.

Существует несколько конструкций механизированных ре-
шеток, отличающихся по схеме и месту расположения исполни-
тельного механизма.
Отбросы с решеток сбрасываются в контейнеры с гермети-
чески закрываемыми крышками и вывозятся в места обработки
мусора. Можно подавать отбросы в дробилки и после дробления
сбрасывать в подводящий канал перед решетками.

Дробилки. Для измельчения задержанных на решетках от-
бросов применяют специальные машины-дробилки и комбиниро-
ванные решетки-дробилки.

При эксплуатации дробильного оборудования необходимо
предусматривать удаление отбросов, не поддающихся дробле-
нию. С этой целью устанавливают контейнер, а в перекрытии
помещения решеток устраивают люк, через который контейнер
может быть поднят на поверхность земли и вывезен на свалку.

Решетки-дробилки. Эффективным способом удаления от-
бросов является использование решеток-дробилок (комминуто-
ров), которые задерживают и дробят отбросы под водой в потоке,
проходящем через решетку, чем обеспечивается высокая степень
санитарных условий и исключается сбрасывание отбросов с ре-
шетки и транспортирование их к дробилке.

Основными вредностями в помещении решеток являются га-
зовые выделения, проникающие из подводящего канала и прием-
ного резервуара. Для борьбы с газовыми выделениями устраи-
вают приточную вентиляцию с подогревом воздуха в отопитель-
ный период и вытяжную вентиляцию с отсосами от канала ре-
шеток и от дробилок с кратностью обмена 5...6 объемов возду-
ха в час.

Насосное отделение (машинный зал)

В машинном зале устанавливаются насосы для перекачки
сточных вод с всасывающими и напорными трубопроводами,
насосы для подачи воды на технические нужды станции, устрой-
ства для заливки (если основные насосы не под заливом), насо-
сы для удаления дренажной воды, грузоподъемные устройства
и контрольно-измерительные приборы.

Насосы для перекачки сточных вод предназначены для пе-
рекачки сточных вод и других загрязненных жидкостей с темпе-
ратурой до 80 °С, плотностью 1050 кг/м3, содержанием абразив-
ных частиц до 1 % по объему и крупностью до 5 мм.
Состав перекачиваемой сточной жидкости обуславливает не-
которые конструктивные особенности динамических насосов
для сточных вод:

•	проточные каналы этих насосов выполняются более
широкими по сравнению с каналами насосов, перекачивающих
чистую жидкость;

•	рабочее колесо насосов уширено и, как правило, имеет
две лопасти обтекаемой формы, благодаря чему образуются меж-
лопастные каналы значительных размеров, через которые может
пропускаться жидкость с крупными механическими примесями;

•	на корпусе, а иногда на всасывающем патрубке насоса име-
ются отверстия (люки) для прочистки и осмотра полости насосов.

Вал горизонтального насоса вращается в подшипниках ка-
чения, которые смазываются густой смазкой. Уплотнение вала
обеспечивается сальниковой набивкой, состоящей из набора ко-
лец хлопчатобумажного шнура. Для защиты вала от износа под
сальником предусмотрена защитная втулка.

Для охлаждения и промывки сальникового уплотнения, со-
здания гидравлического затвора во время работы насоса к саль-
нику из системы технического водопровода подводится чистая
вода.

Для перекачки сточных вод выпускаются специальные дина-
мические насосы для сточной жидкости марок СД, СМ (с центро-
бежным колесом закрытого тина), СМС (с открытым колесом
свободновихревого типа) в горизонтальном исполнении, СДВ -
в вертикальном исполнении (рис. 5.22).

В настоящее время для перекачивания сточных вод большое
распространение получили, выпускаемые отечественной промыш-
ленностью потружные электронасосы типа ЦМК (рис. 5.23, а),
ЦМФ, ЭЦК, ГНОМ (рис. 5.23, б) и др.

Насос типа ЦМК представляет собой погружной моноблоч-
ный агрегат со встроенным электродвигателем, герметизирован-
ным от попадания сточной жидкости во внутреннюю полость.

Д тя перекачки сточных вод плотностью до 1250 кг/м3 и содер-
жанием механических примесей крупностью до 5 мм в количе-
стве до 10 % по массе могут использоваться потружные насосы
марки ГНОМ (грязевой насос осушительный моноблочный), ко-
торые предназначаются для открытого водоотлива при произ-
водстве строительных работ. Рабочее колесо таких насосов по-
луоткрытого типа (без переднего диска), литое, из износостой-
кого материала. Оно закреплено непосредственно на валу элек-
тродвигателя.

Рис. 5.22. Насосы для сточной жидкости марок СМ (а) и СДВ (б)

Насосы для удаления дренажной воды. Для перекачки воды
из дренажного приямка машинного зала в приемный резервуар
станции используются насосы типа ГНОМ, центробежные или
самовсасывающие насосы. Удаление дренажных вод можно осу-
ществлять и основными насосами. Это производится через тру-
бы диаметром 20 мм, присоединенные к всасывающим патруб-
кам и опущенные в приямок.

Грузоподъемные устройства. Для монтажа, демонтажа и ре-
монта оборудования, загюрно-регулирующей арматуры и трубо-
проводов на станциях предусматривают кошки или тали ручные
(передвижные или стационарные) при весе груза до 1 т; до 5 т -
подвесные ручные кран-балки; более 5т- мостовые краны.

В машинном зале необходимо устраивать приточно-вытяж-
ную вентиляцию с кратностью воздухообмена 1.. .2 объема в час.
а)

Рис. 5.23. Погружные электронасосы для перекачивания сточных вод:
а - типа ЦМК: 1 - напорный патрубок; 2 — гильза статора;

3 - статор; 4 - ротор; 5 —улитка насоса; 6 - рабочее колесо;

7 — крышка; б - типа ГНОМ'. 1 - электродвигатель;

2 — торцовое уплотнение; 3 - корпус насоса; 4 - рабочее колесо;

5 - всасывающий патрубок; 6 - рабочий вал
Для каждого насоса предусматривается самостоятельный вса-
сывающий трубопровод, укладываемый к насосу с подъемом не ме-
нее 0,005. В приемном резервуаре он имеет входную воронку.

Задвижка на всасывающем трубопроводе устанавливается
только для насоса, расположенного под заливом.

Размеры машинного зала насосной станции в плане опреде-
ляются с учетом габаритов насосных агрегатов и обеспечения ми-
нимальной ширины проходов между выступающими частями
насосов, трубопроводов, двигателей и строительными конструк-
циями помещения.

Ширину и длину фундаментов иод насосные агрегаты при-
нимают на 0,1. ..0,15 м больше ширины и длины плиты или ра-
мы, на которых они будут смонтированы. Для удобства монтажа
и обслуживания всасывающих и напорных трубопроводов вы-
соту фундамента над уровнем чистого пола принимают не менее
100...200 мм.

Безопасность работы персонала обеспечивается достаточной
шириной проходов между оборудованием. Минимальная ширина
проходов составляет:

•	между насосными агрегатами, укомплектованными элек-
тродвигателями с напряжением до 1000 В - 1 м, при установке
высоковольтного оборудования - 1,2 м;

•	между насосными агрегатами, электродвигателями и сте-
ной - 1 м, а в шахтных станциях - 0,7 м, при этом ширина прохода
со стороны электродвигателя должна быть достаточной для де-
монтажа ротора;

•	между неподвижными выступающими частями оборудо-
вания - 0,7 м;

•	перед распределительным электрощитом -2 м.

На рис 5.24 приведен пример типовой насосной станции во-
доотведения на два горизонтальных насоса типа СД с приводом
от электродвигателя через упругую муфту сцепления. Насосная
станция имеет круглую в плане железобетонную подземную часть,
разделенную водонепроницаемой стенкой на две равные поло-
вины: приемное («мокрое») и насосное («сухое») отделения.
Рис. 5.24. Типовая канализационная насосная станция:

1 - напорный трубопровод; 2 — насосы; 3 - дренажный лоток
с приямком; 4 - дренажный насос; 5 - затвор •

6 - механизированная решетка с дробилкой;

7 — загрузочный лоток дробилки; 8 - подводящий коллектор;

9 - вентилятор приточной системы

В подземной части здания - «сухом» отделении - располо-
жен машинный зал, а в «мокром» - приемный резервуар и гра-
бельное помещение. В наземной части здания размещаются щиты
управления двигателями, вентиляционно-отопительное оборудо-
вание, монтажные площадки и грузоподъемные устройства.

Грабельное помещение оборудовано вертикальной решеткой
с механизированной очисткой и молотковой дробилкой. Кроме
того, здесь установлены резервная решетка с ручной очисткой
и дырчатое корыто для сброса загрязнений с резервной решетки.
Перед решетками в каналах предусматриваются щитовые затворы.
В машинном зале под заливом установлены два основных
насоса марки СД, один из которых резервный. На станции пре-
дусмотрено автоматическое включение и выключение насосных
агрегатов в зависимости от уровня сточных вод в приемном ре-
зервуаре.

Дренажные воды, а также воды от мытья полов и аварийных
проливов собираются в дренажный канал с приямком, откуда по-
гружным дренажным насосом типа ГНОМ (резервный насос хра-
нится на сладе) перекачиваются в приемный резервуар. В при-
ямке устанавливается датчик уровня. При заполнении приямка
водой насос автоматически включается в работу.

Для монтажа и ремонта оборудования в наземной и подзем-
ной частях здания станции предусмотрены ручные передвижные
тали и кошки.

В настоящее время большое распространение получили на-
сосные станции, поставляемые в виде готовых заводских ком-
плектов оборудования (рис. 5.25).

Рис. 5.25. Канализационные насосные станции
из армированного стеклопластика

Условия труда обслуживающего персонала на насосных стан-
циях водоотведения характеризуются тем, что работники вынуж-
дены соприкасаться с жидкостью, имеющей большое количество
механических, химических и бактериальных загрязнений. В ряде
случаев химические затрязнения мотуг быть токсическими, а бак-
териальные содержать болезнетворные микроорганизмы. Поэто-
му на станциях должны быть приняты все меры по охране труда
персонала.
Глааа 6. СООРУЖЕНИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
И ОБРАБОТКИ ОСАДКА

6.1.	Характеристика загрязнений бытовых сточных вод

В сточных водах содержатся загрязнения минерального, ор-
ганического и бактериального происхождения.

К минеральным загрязнениям относятся песок, бой стекла,
частицы глины и шлака, минеральные масла, соли, щелочи, кис-
лоты и другие неорганические загрязнения.

Органические загрязнения имеют животное и растительное
происхождение. Загрязнения животного происхождения состоят
главным образом из азота .У (физиологические выделения лю-
дей и животных, остатки тканей животных, органические кисло-
ты и др.). К растительным загрязнениям, в состав которых пре-
имущественно входит углерод С, относятся остатки растений,
фруктов, овощей, злаков, растительные масла, бумага и др.

К бактериальным загрязнениям относят представителей фа-
уны и флоры сточных вод - различные бактерии, вирусы, водо-
росли, плесневые и дрожжевые грибки, яйца глист (гельмин-
тов) - аскарид, власоглава, токсокар, фасциол, тениид и др. Неко-
торые виды этих микроорганизмов относятся к патогенным (бо-
лезнетворным) и являются возбудителями различных желудочно-
кишечных заболеваний (дизентерии, сибирской язвы, брюшного
тифа, паратифа, холеры и др.), кожных инфекций и туберкулеза.

По физическому состоянию загрязняющие вещества могут
находиться в воде:

•	в нерастворенном виде (грубодисперсном состоянии) -
частицы крупностью более 0,1 мм;

•	в виде эмульсии, суспензии, пены - 0,1 мм...0,1 мкм*;

•	в коллоидном состоянии - 0,1...0,001 мкм;

•	в виде истинного раствора - менее 0,001 мкм.

* Эмульсия - жидкие, суспензия - твердые и пена - газообразные частицы, дис-
пергированные (тонкоизмельченные) в воде.
Для практических целей количество нера створенных приме-
сей оценивается концентрацией взвешенных веществ. Под взве-
шенными веществами понимается та часть нерастворенных при-
месей сточных вод, которая задерживается стандартным бумаж-
ным беззольным фильтром при фильтровании пробы сточной
жидкости.

Количественная характеристика содержания взвешенных ве-
ществ в сточных водах называется концентрацией и выражается
в миллиграммах на литр или граммах на кубометр вещества
осадка на бумажном фильтре, высушенного до постоянного веса
при температуре 105 °С.

Взвешенные вещества делятся на оседающие и на оседаю-
щие. Оседающими называется та часть взвешенных веществ, ко-
торая выделяется в осадок при отстаивании в лабораторном ци-
линдре емкостью 500 мл в течение 2 ч. Оставшиеся в сточной
жидкости по истечении этого срока взвешенные вещества отно-
сятся к категории неоседающих. Время отстаивания (2 ч) обу-
словлено практически применяемой на очистных сооружениях
продолжительностью пребывания сточной жидкости в первич-
ных отстойниках. Обычно оседающих взвешенных веществ в бы-
товой сточной жидкости содержится 50...70 % от общего их ко-
личества.

Концентрация растворенных веществ - сухой остаток, опре-
деляется упариванием фильтрата после беззольного фильтра, ко-
торый высушивается и взвешивается.

По химическому составу загрязнения бытовых сточных вод
делятся на минеральные и органические. Ориентировочная ха-
рактеристика загрязнений бытовых сточных вод по этому при-
знаку приведена в табл. 6.1.

Как видно из таблицы, основная масса загрязнений (58 %)
представляет собой органическое вещество, которое в окружаю-
щей среде является нестабильным, ухудшает санитарно-гигиени-
ческие условия населенных мест и нуждается в особой техноло-
гии переработки на очистных сооружениях. Кроме того, большая
часть всех загрязнений в сточных водах находится в растворен-
ном виде (50 %), что безусловно ведет к усложнению применяе-
мых методов очистки.
Характеристика загрязнений бытовых сточных вод
по химическому составу, %

Наименование загрязнений	Всего	Из них	
		минеральных	органических
Нерастворснные	40	10	30
Коллоидные	10	2	8
Растворенные	50	30	20
Итого:	100	42	58

Практически содержание органических веществ в сточной
жидкости определяют прокаливанием осадка на фильтре и сухого
остатка при температуре 600...800 °С. Разница между их весом
до и после прокаливания характеризует концентрацию органиче-
ских веществ.

Отличительной чертой бытовых сточных вод является их
высокая бактериальная загрязненность, о которой судят по коли-
честву показательного вида бактерий - кишечных палочек (бак-
терий ЕвскепсЫа соИ). Количественная оценка бактериальной
загрязненности осуществляется величиной коли-титра (наимень-
шее количество воды, мл, в котором содержится одна палочка)
или коли-индексом (количеством палочек в одном литре сточной
жидкости). Коли-ицдекс бытовых сточных вод равен 108... 109 ед./л,
коли-титр - соответственно, 105...106 мл. Биомасса бактериаль-
ных загрязнений может достигать 0,4 м3 на 1000 м3 воды. В сточ-
ных водах имеет место и некоторая биологическая загрязнен-
ность, обусловленная присутствием водорослей, плесневых гри-
бов, дрожжей и т. и.

Бытовые сточные воды имеют, как правило, слабую щелоч-
ную реакцию, оцениваемую показателем рН = 7,2.. .7,6.

Температура бытовых сточных вод колеблется в пределах
от 6 до 25 °С. Она зависит от вида водного источника, климати-
ческого района, периода года, количества сбрасываемой условно
чистой охлаждающей воды, условий заложения и протяженности
наружной канализационной сети.
6 1.1. Биохимическая и химическая потребность
в кислороде

Для практических нужд очень важно знать количественную
оценку загрязненности сточных вод органическими веществами.
Концентрацию органических загрязнений в сточных водах при-
нято оценивать косвенно - величиной биохимической потребно-
сти в кислороде. В основе такой методики лежит природный ме-
ханизм минерализации органических веществ с помощью аэроб-
ных микроорганизмов-минерализаторов, жизнедеятельность ко-
торых является основой функционирования очистных сооруже-
ний биологической очистки сточных вод.

Под биохимической потребностью в кислороде (БПК)
понимается то количество кислорода, которое расходуется
аэробными микроорганизмами-минерализаторами в процес-
се минерализации (биоокисления) органических загрязнений
сточных вод.

В лабораторных условиях этот показатель регистрируется
по изменению концентрации растворенного кислорода в иссле-
дуемой сточной жидкости.

Показателем окончания биохимического окисления биораз-
лагаемых органических веществ в воде является появление в ней
нитратов (ЛО6) и нитритов (ЛО6) в количестве 0,1 мг/л.

Скорость потребления кислорода микроорганизмами, а сле-
довательно скорость окисления органических веществ в сточной
воде, зависит от количества органических веществ в воде и тем-
пературы. Средняя количественная характеристика скорости по-
требления кислорода в бытовой сточной жидкости приведена
в табл. 6.2.

Продолжительность определения показателя биохимиче-
ской потребности в кислороде достаточно велика. Для приме-
нения на стадии проектирования очистных сооружений приня-
та БПК за 20 суток (БПК20). Она практически считается и пол-
ной (БПКполн). Для технологического контроля в период эксплуа-
тации разрешено пользоваться пятисуточной БПК (БПК5). Как
видно из табл. 6.2, указанные показатели связаны между собой
соотношением БПК5 = 0,68БПКПолн.
Скорость потребления кислорода в бытовых сточных водах
при температуре 20 °С

Время, сут.	1	2	5	10	20	100
Потребление кислорода, % от полного	11	37	68	90	99	100

Показатель биохимической потребности в кислороде отра-
жает содержание в сточных водах лишь той (хотя и наиболее су-
щественной) части органических веществ, которая поддается био-
химическому окислению с помощью существующих в природе
микроорганизмов-минерализаторов. Кроме легкоокисляемых ор-
ганических веществ в бытовых сточных водах (и особенно в го-
родских) присутствуют трудноокисляемые и неокисляемые веще-
ства. БПК не учитывает также ту часть органических веществ, ко-
торая расходуется на прирост биомассы самих бактерий-мине-
рализаторов. Полная потребность в кислороде характеризуется
показателем химической потребности в кислороде (ХПК). Она
определяется химическим окислением всех подверженных ему
примесей сточных вод путем воздействия йодатом калия (К.ЮТ)
или дихроматом калия (КгСг^От). Поэтому химическую потреб-
ность в кислороде иногда называют йодатной или дихроматпой
окисляемостью. Показатель ХПК всегда выше БПК, и для быто-
вых сточных вод применяется соотношение БПКПОлн = 0,86ХПК.

6.1.2.	Концентрация загрязнений в сточных водах

Фактическое содержание загрязнений в сточных водах долж-
но определяться путем лабораторного анализа. Оно колеблется
в течение суток.

Однако при проектировании и эксплуатации очистных стан-
ций при отсутствии данных по притоку и за!рязненности сточных
вод расчетные данные допускается принимать по усредненным
значениям.
Значения нагрузок по загрязняющим веществам (расчетную
нагрузку на очистные сооружения) при отсутствии фактических
данных рекомендуется определять на основе численности жи-
телей.

Расчет показателей входной загрязненности по численности
жителей следует производить на основании данных но числен-
ности населения в канализованных районах населенного пункта
и расходам сточных вод от промышленных абонентов (не вклю-
чающим в себя хозяйственно-бытовые сточные воды). При этом
важно учитывать, хотя бы но оценочным данным, численность
не только зарегистрированного, но и временно проживающего на-
селения, а для летних курортов - для пикового и низкого сезонов.

Общую расчетную нагрузку на очистные сооружения сле-
дует определять, как сумму нагрузки от жителей и нагрузки от
промышленных предприятий населенного пункта, а также внут-
ренних рециркуляционных потоков на очистной станции.

Расчетную нагрузку по загрязняющему веществу XX Ву^лт
(трактуемую как величину 85-го процентиля) следует определять
по формуле

ВхХЛт = ВуХкаЬ +	+ Д ВхХгес, Кг/СуТ.,	(6.1)

где Буш, - нагрузка от жителей, кг/сут.; ]у/?хх, - суммарная нагруз-
ка от промышленных предприятий населенного пункта, кг/сут.;
Е-^ххгес - суммарная нагрузка от возвратных потоков на очист-
ных сооружениях.

Нагрузка от жителей, кг/сут., определяется по формуле

Вхя& = М ’ Лхх,	(6.2)

где И- фактическая численность населения (т. е. численность по-
стоянного и временного населения); Ьхх - удельная нагрузка по
загрязняющему веществу XX от одного жителя, по табл. 6.3.
Количество загрязняющих веществ,
приходящихся на одного жителя

Наименование показателя	Количество загрязняющих веществ на одного жителя, г/сут.
Взвешенные вещества	67
БПК5 неосветленной жидкости	60
хпк	120
Азот общий	11,7
Азот аммонийных солей	8,8
Фосфор общий	1,8
Фосфор фосфатов Р-РО^	1,0

В практике проектирования систем водоотведения концен-
трация загрязнений определяется с учетом нормы водоотведения
(удельного водоотведения). Количество загрязнений (в бытовых
и душевых водах) от работающих на производственных объек-
тах дополнительно не учитывается. Чем больше норма водо-
отведения, тем меньше концентрация загрязнений в бытовых
сточных водах и наоборот.

Концентрацию загрязнений сточных вод по количеству за-
грязняющих веществ от населения, указанных в табл. 7.3, с до-
статочной точностью можно определить по формуле

-1000	, , , ч

------, мг/л (г/м),

(6.3)

где Ьхх - удельная нагрузка по загрязняющему веществу XX от
одного жителя, по табл. 6.3; </„- норма водоотведения на одного
человека в сутки, л/сут.

Концентрации загрязняющих веществ, мг/л, рекомендуется
получать как отношение расчетной массовой нагрузки, кг/сут.,
к притоку на очистные сооружения 85-го процентиля.
6.1.3.	Условия выпуска очищенных сточных вод
в водоемы

Приемниками очищенных сточных вод в основном служат
поверхностные водные объекты, которые включают в себя:

•	поверхностные водотоки - реки, ручьи и каналы;

•	поверхностные водоемы - озера, водохранилища, моря.

Возможности водоемов по приему очищенных сточных вод
определяются требованиями «Правил охраны поверхностных вод
от загрязнения сточными водами», СанПиН «Санитарно-эпиде-
миологические требования к содержанию территорий городских
и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и пить-
евому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым
помещениям, эксплуатации производственных, общественных по-
мещений, организации и проведению санитарно-противоэпиде-
мических (профилактических) мероприятий» и СанПиН «Гигие-
нические нормативы и требования к обеспечению безопасности
и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».
Указанные правила и нормативы являются средством практиче-
ского исполнения требований «Водного кодекса РФ» и имеют
целью предупредить и устранить загрязнение сточными водами
водных объектов.

Все водоемы подразделяются на следующие категории водо-
пользования:

•	первая категория водопользования - используемые для
питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также для
водоснабжения пищевых предприятий;

•	вторая категория водопользования - используемые для
рекреационного водопользования*, а также в черте населенных
мест.

Ближайший к месту выпуска сточных вод пункт производ-
ственного контроля за нормативами качества воды устанавли-
вается не далее 500 м по течению от места сброса сточных вод

• Рекреационное водопользование - использование водного объекта или его
участка для купания, занятий спортом и отдыха.
на водотоках и в радиусе 500 м от места сброса на акватории -
на непроточных водоемах и водохранилищах. При сбросе сточ-
ных вод в черте населенных мест указанный пункт контроля
должен быть расположен непосредственно у места сброса.

Нормативные требования к составу и свойствам воды вод-
ных объектов после выпуска в них очищенных сточных вод при-
ведены в табл. 6.4 и 6.5.

Таблица 6.4

Органолептические и обобщенные показатели качества
воды источников хозяйственно-бытового и рекреационного
водопользования

Показатели состава и свойств воды в водоеме после выпуска сточных вод	Категории водопользования	
	для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также для водоснабжения пищевых предприятий	для рекреационного водопользования, а также в черте населенных мест
1	2	3
Запах	2	2
Окраска	Не должна обнаруживаться в столбике воды 10 см	Не должна обнаружи- ваться в столбике воды 20 см
Плавающие примеси	На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление других при- месей	
Взвешенные вещества, мг/л	При сбросе сточных вод производстве работ на водном объекте и в прибрежной зоне содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на:	
	0,25	0,75
	Для водных объектов, содержащих в межень более 30 мг/л природных взвешенных веществ, допускается увеличе- ние их содержания в воде в пределах 5 %. Взвеси со ско- ростью осаждения более 0,4 мм/с для проточных водое- мов и более 0,2 мм/с для водохранилищ не допускаются	
БПКЗ, мг/л	Не должна превышать	
	2	4
ХПК, мгОг/л	15	30
Окончание таблицы б. 4

Показатели состава и свойств воды в водоеме после выпуска сточных вод	Категории водопользования	
	для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также для водоснабжения пищевых предприятий	для рекреационного водопользования, а также в черте населенных мест
Растворенный кислород, мг/л	Не должен быть менее 4 мг/л в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня	
Водородный показатель	6,0 < рН< 9,0	
Температура, °С-	Летняя температура воды не должна повышаться бо- лее чем на 3 ®С по сравнению со среднемесячной тем- пературой воды самого жаркого месяца года за послед- ние 10 лет	

Водоемы рыбохозяйственного водопользования также де-
лятся на два вида (категории):

I категория - водоемы, используемые для воспроизводства
и сохранения ценных сортов рыб;

II категория - водоемы для всех других рыбохозяйствен-
ных целей.

Категорию водопользования для водоема определяют орга-
ны государственной санитарно-эпидемиологической службы,
а вид рыбохозяйственного использования - органы рыбоохраны.

Состав и свойства воды рыбохозяйственных водоемов и во-
дотоков должны удовлетворять рыбохозяйственным требовани-
ям исходя из условий их смешения: либо непосредственно в мес-
те выпуска при наличии устройств для смешения, либо - при от-
сутствии рассеивающего выпуска - в створе, определяемом в каж-
дом конкретном случае органами рыбоохраны, но не далее чем
в 500 м от места выпуска. На участках массового нереста, нагула
рыб и расположения зимовальных ям выпуск сточных вод за-
прещен.

Условия и места выпуска очищенных сточных вод в водое-
мы распространяются на все объекты водоотведения, независимо
от их ведомственной принадлежности, при обязательном согла-
совании с органами местного управления, организациями, осу-
ществляющими государственный санитарный надзор и охрану
рыбных запасов, а также с другими органами, в соответствии
с законодательством РФ. а места выпуска в судоходные водные
объекты и моря - с соответствующими органами управления
речного и морского флота.

Таблица 6.5

Санитарно-микробиологические и паразитологические
показатели безопасности воды поверхностных
водных объектов в контрольных створах
и местах водопользования населения

		Цель водопользования		
Показатели	Единицы измерения	Для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, из поверхностных водоисточников, а также для водоснабжения пищевых предприятий	В зонах рекреации, а также в черте населенных мест	
			купание	Занятие водным спортом
1	2	3	4	5
Основные показатели				
Обобщенные колиформные бактерии	КОЕ/100 см3	< 1000	<500	< 1000
ЕзскепсМа соИ (Е. соП)	КОЕ/100 см3	< 100	< 100	< 100
Энтерококки	КОЕ/100 см3	< 100	< 10	< ю
Колифаги	БОЕ/100 см3	< ю	< 10	< ю
Цисты и ооцисты патогенных простейших, яйца и личинки гельминтов	Кол-во в 25 дм3	Отсутствие	Отсут- ствие	Отсут- ствие
Стафилококки (дополнительный показатель для морской воды)	КОЕ/100 см3	Отсутствие	Отсут- ствие	Отсут- ствие
Окончание таблицы 6.5

Показатели	Единицы измерения	Цель водопользования			
		Для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, из поверхностных водоисточников, а также для водоснабжения пищевых предприятий		В зонах рекреации, а также в черте населенных мест	
				купание	Занятие водным спортом
1	2	3		4	5
Дополнительные показатели					
Возбудители кишечных инфекций бактериальной природы	Кол-во в 1 дм3	Отсут- ствие	Отсутствие	Отсут- ствие	Отсут- ствие
Возбудители кишечных инфекций вирусной природы	Кол-во в 10 дм3	Отсут- ствие	Отсутствие	Отсут- ствие	Отсут- ствие

6.2.	Классификация методов очистки сточных зод

Для очистки сточных вод вообще применяются механиче-
ские. физические, физико-химические, химические и биологиче-
ские методы. Бытовые сточные воды очищаются преимуществен-
но механическими, биохимическими (биологическими) и физико-
химическими методами.

Если по условиях сброса сточных вод в водоем, требуется
более высокая степень очистки, то после сооружений биохими-
ческой очистки устраивают сооружения доочистки (глубокой
очистки).

С целью уничтожения патогенных микроорганизмов сточ-
ные воды после очистки перед выпуском в водоем подвергают
обеззараживанию.

В процессе очистки сточных вод образуются осадки, кото-
рые необходимо подвергать минерализации, обезвоживанию и обез-
вреживанию (обеззараживанию).
Механическая очистка. Одним из основных видов загряз-
нений сточных вод являются нерастворимые минеральные и ор-
ганические примеси. Эти нерастворимые в воде вещества могут
быть легче либо тяжелее воды, а их концентрация может коле-
баться в широких пределах. Выделение из воды нерастворимых
примесей является задачей механической очистки.

В основе механических методов лежит процесс выделения
грубодисперсных примесей из зоды путем пропуска ее через ре-
шетчатые (пористые) преграды и разделения фаз в поле действия
1равитационных или центробежных сил.

Из механических методов очистки наибольшее распростра-
нение получили процеживание, отстаивание и фильтрование.
Процеживание осуществляется на решетках и ситах. Отстаи-
вание сточных вод производится в горизонтальных, вертикаль-
ных и радиальных отстойниках, а также в песколовках. Филь-
трование производится на фильтрах различных конструкций.

Механическая очистка может применяться как самостоя-
тельный метод, однако, чаще всего она служит предварительной
стадией перед биологической очисткой воды. Как самостоятель-
ный метод механическая очистка применяется в тех, случаях, ко-
гда достигнутая с ее помощью степень очистки от загрязнений
позволяет использовать осветленную воду для производствен-
ных целей или выпуска ее в водоем.

Биологическая очистка. В основе биологических методов
лежит жизнедеятельность природных микроорганизмов-минера-
лизаторов, для которых органические примеси сточных вод слу-
жат источником питания.

В зависимости от условий, в которых происходит культивиро-
вание микроорганизмов-минерализаторов, биологическая очистка
делится на два вида:

•	биологическая очистка в естественных условиях,

•	биологическая очистка в искусственных условиях.

Биологическая очистка в естественных условиях произво-
дится на полях фильтрации, полях орошения и в биологических
прудах. Аналогичная очистка в искусственно созданных условиях
реализуется на биологических фильтрах и в аэротенках (рис. 6.1).
Биологическая очистка в естественных условиях на полях
фильтрации (орошения) и в биологических прудах применяется
редко в связи с потребностью в больших площадях и сложностью
эксплуатации зимой в умеренной и северной климатических зо-
нах. При строительстве систем водоотведения в основном при-
меняются очистные сооружения с использованием биофильтров
и аэротенков.

поля орошения

поля фильтрации

Л

капельные

Сточная вода после
механической очистки

биологические пруды

высоконагружаемые

с пластмассовой
загрузкой

Рис. 6.1. Схема биодогической очистки

Вторичные 01 с тоиники —>


Метод физико-химической очистки. Сущность метода за-
ключается в добавлении к сточным водам таких химических реа-
гентов, которые, вступая в реакцию с находящимися в них загряз-
нениями способствуют выпадению в осадок нерастворенных, кол-
лоидных и частично растворенных веществ. Некоторые нераство-
ренные вещества переводятся в безвредные растворенные веще-
ства. Этот метод, в основном, используют для очистки производ-
ственных сточных вод.

Доочистка (глубокая очистка) назначается при особо по-
вышенных требованиях к качеству очищенной сточной воды пе-
ред сбросом в водоем. Доочистка сточных вод является как бы
второй ступенью очистных сооружений.

При доочистке сточных вод от взвешенных веществ исполь-
зуют технические средства, которые применяются в системах во-
доснабжения для улучшения качества воды, получаемой из по-
верхностных водных источников {скорые фильтры, коагуляция,
микрофильтры), а также в биологических прудах доочистки.

В настоящее время существует острая необходимость осво-
бождения очищенной воды от биогенных элементов - аммоний-
ного азота и фосфора, так как они способствуют усиленному раз-
витию водной растительности в водоемах - эвтрофикации и их
последующего вторичного загрязнения. Очистку от биогенных
элементов осуществляют физико-химическими и биологическими
методами.

Ни один из перечисленных выше методов не обеспечивает
полного удаления из сточных вод всех бактерий, в том числе бо-
лезнетворных. Поэтому после очистки сточные воды подлежат
обеззараживанию.

Обеззараживание (дезинфекция) воды производится, как
правило, с помощью хлора и его производных. Для этой цели
в составе очистных сооружений предусматриваются хлоратор-
ные, смесители и контактные резервуары.

В настоящее время для обеззараживания также используют
озон и ультрафиолетовое излучение.

Санитарно-микробиологические и паразитологические тре-
бования, предъявляемые к качеству сточных вод перед их выпус-
ком в водоем, приведены в табл. 6.6.
Таблица 6.6

Санитарно-микробиологические и паразитологические
показатели безопасности обеззараженных сточных вод,
допустимых к сбросу в поверхностные водные объекты

Показатели	Единицы измерения	Нормативы	Примечание
Обобщенные колиформные бактерии	КОЕ/100 см3	<500	
ЕзскепсМа соИ (е. соИ)	КОЕ/100 см3	<500	определяется с 01.01.2022
Энтерококки	КОЕ/100 см3	< 100	определяется с 01.01.2022
Колифаги	БОЕ/ЮО см3	< 100	
Возбудители кишечных инфекций бактериальной природы	Количество в 1 дм3	Отсутствие	
Возбудители кишечных инфекций вирусной природы	Количество в 10 дм3	Отсутствие	
Рзеискяпопаз аеги^тоза	Количество в 1 дм3	Отсутствие	
Цисты и ооцисты патогенных простейших, яйца и личинки гельминтов	в 25 дм3	Отсутствие	

Обработка осадков. В процессе механической и биохими-
ческой очистки воды, а также при ее обеззараживании, образу-
ются осадки с большим содержанием органических веществ и
высокой бактериальной загрязненностью. Они должны подвер-
гаться минерализации, обезвоживанию и обезвреживанию (обез-
зараживанию). Минерализация осадков производится в аэробных
и анаэробных условиях. Для минерализации в аэробных условиях
применяются сооружения - аэробные стабилизаторы. Минера-
лизация в анаэробных условиях производится в септиках, двухъ-
ярусных отстойниках, осветлителях-перегнивателях и метан-
тенках.

Обезвоживание осадков производится сушкой на песковых
и иловых площадках, механическим (вакуум-фильтры, фильтр-
прессы, центрифуги) и термическим путем (сушильные аппа-
раты, печи).

Обеззараживание осадка происходит в ходе минерализации
и дополнительной, главным образом термической, обработки.

6.3.	Схема очистки сточных вод

Выбор методов очистки сточных вод и определение состава
сооружений очистной станции представляют собой сложную тех-
нико-экономическую задачу и зависят от многих факторов: рас-
хода сточных вод, характеристики водоема-приемника сточных
вод, необходимой степени очистки, района расположения объ-
екта, рельефа местности, гидрогеологических данных и др.

В общем случае схема очистки сточных вод состоит из сле-
дующих основных блоков, соответствующих этапам очистки сточ-
ных вод на станции (рис. 7.2).

Рис. 6.2. Основные блоки сооружений станции очистки сточных вод

Содержание загрязняющих веществ и микробиологических
загрязнений в очищенных сточных водах, сбрасываемых в вод-
ные объекты, а также их общие свойства должны соответствовать
требованиям действующего законодательства в области охраны
окружающей среды, что обуславливает необходимость включе-
ния в схему очистки сточных вод различных блоков сооружений.

Обязательными стадиями очистки сточных при любой мощ-
ности очистных сооружений и условиях сброса являются:

•	удаление грубых механических примесей;

•	биологическая очистка;

•	обеззараживание;

•	обезвоживание образующихся осадков.

Сооружения блока механической очистки обеспечивают уда-
ление из сточных вод до 60 % нерастворенных примесей и сни-
жение БПК на 20 %. Отстойники задерживают до 40...60 % взве-
шенных веществ в воде.

Если в схему включается блок биологической очистки, то
предшествующая ему механическая очистка должна обеспечить
концентрацию взвешенных веществ не более 150 мг/л. Это обу-
словлено тем, что эффективность задержания взвеси первичными
отстойниками в среднем составляет 50 %. Следовательно, очист-
ные сооружения водоотведения могут перерабатывать стоки с кон-
центрацией до 300 мг/л. Если на станцию поступают более кон-
центрированные стоки, то применяется интенсификация первич-
ного отстаивания, что позволяет производить очистку сточных
вод с концентрацией взвешенных веществ до 500 мг/л и более.

В зависимости от полноты биологического процесса, биоло-
гическая очистка может быть неполной и полной.

Неполная биологическая очистка обеспечивает снижение БПК
на 40.. .80 %, что обычно соответствует концентрации очищенной
жидкости по БПК и взвешенным веществам более 30. . .80 мг/л.

Полная биологическая очистка позволяет снизить БПК на
90...95 %, что обычно соответствует концентрации очиненной
жидкости по БПК и взвешенным веществам более 15...25 мг/л.

Если требуется осуществить очистку воды по БПК и взве-
шенным веществам до концентраций меньших 15 мг/л, то в со-
став станции необходимо включить блок сооружений доочистки
(глубокой очистки) воды.
Удаление азота следует предусматривать в основном про-
цессе биологической очистки с помощью биологической нитри-
денитрификации. Удалять фосфор следует с помощью биологи-
ческого подпроцесса в основном процессе биологической очистки,
включающем в себя нитри-денитрификацию, химического (с по-
мощью осаждающих реагентов) или комбинацией этих методов
(биолого-реагентное удаление).

Блоки сооружений, обеспечивающих обеззараживание сточ-
ных вод перед выпуском их в водоем и обработку осадков, вклю-
чаются в состав схемы станции практически всегда.

6-4. Сооружения для механической очистки
сточных йОД

6.4.1. Решетки

Решетки в составе очистных сооружений служат для за-
держания грубодисперсных примесей (отбросов) органического
и минерального происхождения (тряпье, бумага, остатки овощей
и фруктов, упаковочные материалы, волосы и т. и.) перед соору-
жениями отстаивания. В конструктивном отношении они пред-
ставляют собой раму, внутри которой установлен набор металли-
ческих параллельных стержней, поставленных на пути движения
сточных вод. Решетки располагают в каналах под углом 60.. .70°
или вертикально. Съем задержанных отбросов с решеток осу-
ществляется механизированными граблями или вручную.

В настоящее время широкое распространение получили ба-
рабанные (шнековые), грабельные и многоступенчатые решетки
(рис. 6.3).

При обосновании механизированные решетки могут обору-
доваться дробилками (рис. 6.4) для измельчения задержанных
отбросов на месте с последующим их сбросом в канал перед ре-
шетками.

Еще одним решением проблемы задержания и измельче-
ния грубых отбросов сточных вод являются комбинированные
решетки-дробилки. Отечественная промышленность выпускает
решетки-дробилки марки РД и круглые решетки-дробилки мар-
ки РДК (рис. 6.5).
Рис. 6.3. Решетки:

а - барабанная (шнековая); б - грабельная механизированная:
1 - акустический уровнемер; 2 - щит управления; 3 — привод
механических грабель; 4 - съемник отбросов; 5 - сбросной
желоб; 6 - рама; 7 - граблины; 8-стержни;

9 - задержанные отбросы; 10 - транспортер

Решетки-дробилки марки РД (рис. 6.5, а) состоят из враща-
ющегося щелевого барабана с режущими пластинами и резцами,
неподвижного корпуса с трепальными гребнями и приводного
механизма. Измельчение отбросов происходит при взаимодей-
ствии пластин и резцов с трепальными гребнями корпуса.
Рис. 6.4- Дробилка отбросов сточных вод

Рис. 6.5. Решетки-дробилки:

а - марки РД; б - марки РДК:

1 - приводной механизм; 2 — вращающийся щелевой барабан;

3 - шиберные затворы; 4 - дюкер

Принцип действия решетки-дробилки марки РДК (рис. 6.5, б)
заключается в следующем. Сточные воды подаются на вращаю-
щийся щелевой барабан с закрепленными на нем режущими пла-
стинами и резцами. Задержанные на цилиндрической решетке от-
бросы, перемещаются при вращении барабана к трепальным греб-
ням, закрепленным на неподвижном корпусе. При взаимодействие
режущих пластин и резцов с соответствующими режущими кром-
ками трепальных гребней, отбросы измельчаются. Измельченные
отбросы с водой также поступают внутрь барабана и затем выхо-
дят из решетки-дробилки. Далее с потоком сточных вод они по-
ступают в песколовку.
Задержанные на решетках отбросы следует:

•	вывозить в места обработки (захоронения) твердых ком-
мунальных и промышленных отходов;

•	обезвоживать и направлять для совместной термической
обработки с осадками сточных вод или твердыми коммунальны-
ми отходами;

•	компостировать совместно с осадками сточных вод.

6.4.2.	Предварительная механическая очистка
сточных вод в песколовках

Для обеспечения благоприятных условий удаления осадков
из отстойников и их дальнейшей переработки целесообразно тя-
желую минеральную фазу нерастворенных примесей сточных
вод (песок, шлак, бой стекла и др.) выделять в специальных от-
стойных сооружениях - песколовках. Они устраиваются на всех
очистных станциях производительностью более 25 м3/сут.

Выделение из сточных вод примесей в песколовках осущест-
вляется под действием силы тяжести. Задачей песколовки явля-
ется задержание тяжелой минеральной взвеси диаметром 0,15 мм,
включая более крупные фракции и пропуск в отстойники отно-
сительно легкой, в основном органической части взвешенных
веществ.

Исходя из этих технологических соображений скорость дви-
жения воды в песколовке установлена от 0,15 м/с при минималь-
ном притоке до 0,3 м/с при максимальном притоке. Расчетная
гидравлическая крупность задерживаемых частиц должна нахо-
диться в интервале 13,2...18,2 мм/с.

Продолжительность пребывания сточных вод в песколовке -
не менее 30... 150 сек.

По своим конструктивным особенностям песколовки делят-
ся на следующие типы:

А. Горизонтальные:

-	с прямолинейным движением воды;

-	с круговым движением воды.

Б. Тангенциальные.

В. Аэрируемые.
Число песколовок следует принимать не менее двух, причем
все песколовки или отделения должны быть рабочими.

Задержанный песок из песколовок всех типов следует уда-
лять механическим или гидромеханическим способом. При объ-
еме задерживаемого песка менее 0,05 м3/сут. допускается удале-
ние песка вручную.

Горизонтальная песколовка с прямолинейным движением
воды (рис. 6.6, а) представляет собой удлиненное в плане желе-
зобетонное сооружение прямоугольного сечения, которое разде-
лено на отделения. Важнейшими элементами песколовки явля-
ются входной и выходной каналы, бункер для сбора осадка, рас-
полагаемый в начале песколовки. Кроме этого, в песколовке име-
ются механизм для перемещения осадка в бункер и гидроэлева-
тор для удаления песка.

Горизонтальная песколовка с круговым движением воды
(рис. 6.6, б) - круглый резервуар конической формы с кольце-
вым лотком с наклонными стенками и щелью внизу, сблокиро-
ванным с осадочным бункером.

Выгрузка осадка производится гидроэлеватором или само-
теком, если позволяет высотная схема.

Тангенциальные песколовки (рис. 6.7) имеют круглую форму
в плане; подвод воды к ним производится тангенциально (по ка-
сательной). В таких песколовках каждая частица испытывает
кроме сил тяжести влияние центробежных сил. Это способствует
более интенсивному отделению песка от воды и легких органи-
ческих примесей, которые вследствие вращательного движения
поддерживаются во взвешенном состоянии и не выпадают в оса-
док. Тангенциальные песколовки обеспечивают более полное за-
держание песка с малым количеством органических загрязнений.

Аэрируемые песколовки выполняются в виде удлиненных
резервуаров. Вращательное движение в них создается с помощью
аэрации. К достоинствам этой песколовки относится устойчи-
вость работы при изменениях расхода и хорошая отмывка песка
от органики. В аэрируемые песколовки воздух подается от возду-
ходувной станции.
Рис. 6.6. Горизонтальные песколовки:

а - с прямолинейным движением воды);

б - с круговым движением воды

1,3 — впуск и выпуск воды; 2 - скребковый механизм;

4 - бункер; 5 - гидроэлеватор;

6 - подводящий лоток; 7 — отводящий лоток

Песок из песколовок выгружается с большим количеством во-
ды (влажность пульпы 98...99 %), что определяет необходимость
его обезвоживания. Для этой пели устраивают песковые бункеры,
песковые площадки или накопители песка (см. рис. 6.44, 6.45).
1

Рис. 6.7. Тангенциальная песколовка с вихревой водяной воронкой:

1 - отводящий лоток; 2 - подвижный регулируемый водослив;

3 - подводящий лоток, 4 - шнековый подъемник; 5 - песок;

6 - рабочая часть

6.4.3.	Сооружения для отстаивания сточных вод

Отстаивание сточных вод широко применяется для выделе-
ния из них нерастворенных грубо дисперсных минеральных и орга-
нических загрязнений, находящихся во взвешенном или плава-
ющем состоянии. Примеси из сточных вод выделяют отстаива-
нием - разделением фаз в поле действия гравитационных сил.
Гравитационное отстаивание широко распространено в техноло-
гии очистки сточных вод, поскольку процесс отстаивания прост,
достаточно эффективен и требует малых энергетических затрат.

Сооружения отстаивания находят применение на различных
стадиях очистки сточных вод и образующихся осадков. В зависи-
мости от своего назначения и места расположения в технологи-
ческих схемах очистки сточных вод, сооружения, в которых ис-
пользуется метод отстаивания, подразделяют на: отстойники -
первичные и вторичные; контактные резервуары (третичные от-
стойники); илоуплотнители; комбинированные сооружения; со-
оружения для интенсификации процесса отстаивания (рис. 6.8).

Отстойники применяют как основные сооружения механи-
ческой очистки сточных вод. В системе очистных сооружений
отстойники делятся на первичные и вторичные.

Первичные отстойники предназначены для удаления из сточ-
ных вод оседающих и неоседающих (плавающих) взвешенных ве-
ществ. Их располагают в начале технологической схемы после
решеток и песколовок.

Вторичные отстойники служат для удаления из сточных
вод, подвергшихся биохимической очистке, биологической плен-
ки после биофильтров и активною ила после аэротенков.

По режиму работы различают отстойники контактного (перио-
дического действия) и непрерывного действия (проточные). В кон-
тактных отстойниках сточные воды обрабатывают в условиях по-
коя. Их применяют для обработки малых количеств сточных вод.
Проточные отстойники, в которых выделение взвешенных веществ
осуществляется из потока медленно движущейся жидкости, слу-
жат для осветления любого количества сточной жидкости и в ос-
новном используются в практике очистки сточных вод.

По направлению движения основного потока сточной воды
и по своим конструктивным особенностям отстойники делятся на
горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Горизонтальные отстойники (рис. 6.9) представляют со-
бой железобетонные прямоугольные в плане резервуары, состоя-
щие из отстойной и осадочной частей. Отстойник должен иметь
не менее двух отделений, что позволяет производить ремонт или
чистку одного из отделений, не ухудшая качества очистки. На
входе и выходе отстойников располагаются полупогруженные
щиты или другие устройства для равномерного но сечению от-
стойника впуска сточных вод и задержания плавающих веществ.
Первичные

Вторичные

Контактные
резервуары

По производительности

более 15 000 м^/сут

до 20 000 м3/сут

более 20 000 м3/сут

По технологическому назначению

Илоуплотнители

По направлению движения
воды

Г оризонтальные

Вертикальные

Радиальные

♦ _______

Комбинированные
сооружения

Септики
Двухъярусные
отстойники
Осветлители-
перегниватели

С центральным впуском воды

С периферийным впуском

С нисходяще-восходящим
потоком воды

Тонкослойные

По форме в плане

Прямоугольные

Квадратные

Рис. 6.8. Классификация сооружений для отстаивания сточных вод
Рис. 6.9. Конструктивная схема горизонтального отстойника:
1 - подаче: исходной воды; 2 - полупогружная перегородка;

3 - скребковая тележка; 4 - лоток для сбора нефтемасляных
и жировых веществ: 5 - отвод очищенной воды;

6 - приямок для сборе: осадка; 7 — иловая труба

Осадочная часть состоит из наклонного днища, имеющего
уклон 0,005...0,05 и приямка для сбора осадка (уклон стенок
45...55°). Для сдвигания осадка к приямку предусматриваются
скребковые механизмы тележечного или ленточного типов. Из при-
ямка осадок удаляется под гидростатическим напором (< 1,5 м) че-
рез иловую трубу, гидроэлеваторами или насосами.

Горизонтальные отстойники применяются при производи-
тельности очистной станции 15 000 < (2 < 100 000 м3/сут.

Вертикальные отстойники применяются на очистных стан-
циях производительностью (2 < 20 000 м3/сут. Они представляют
собой круглые в плане железобетонные резервуары с кониче-
ским днищем.

Различные типы вертикальных отстойников отличаются кон-
струкцией впускных и выпускных устройств. Разработаны типо-
вые проекты первичных и вторичных отстойников с впуском во-
ды через центральную трубу, с нисходяще-восходящим потоком
и с периферийным впускным устройством.

К основным элементам вертикального отстойника относятся
цилиндрическая проточная (отстойная) часть, центральная труба
с раструбом и отражательным щитом, коническая зона накопле-
ния осадка (иловая камера), водосборный лоток, иловая труба
(рис. 6.10).
Рис. 6.10. Вертикальный отстойник:

1 - перила; 2 - настил; 3 - подводящий лоток; 4 - водосборный
круговой лоток • 5 - труба для выпуска осадка

под гидростатическим напором; 6 - опорная балка;

7 — центральная труба; 8 -раструб; 9 - отражательный щит:

10 - отводящий лоток

Вода по подводящему лотку поступает в центральную трубу.
Встречаясь с отражательным щитом, она изменяет направление
движения на 90° и поднимается с малой скоростью вверх к сбор-
ным лоткам, расположенным по периметру отстойника с внут-
ренней стороны. Затем специальным лотком вода отводится из со-
оружения.

В восходящем медленно движущемся со скоростью 0.. .0,5 мм/с
потоке воды из нее осаждаются взвешенные вещества и собирают-
ся в конической части, вместимость которой у первичных отстой-
ников должна быть достаточной для приема двухсуточного объема
осадка. Уклон стенок в 50° позволяет удалять осадок с помощью
иловой трубы под гидростатическим давлением 1,5 м (15 кПа)
и более при удовлетворительно работающих песколовках.
Для предотвращения уноса плавающих веществ с поверхно-
сти отстойника перед сборным лотком располагаются полупо-
гружные щиты. Удаление всплывших примесей производится че-
рез специальный лоток у центральной трубы и выпускную трубу.

Радиальный отстойник (рис. 6.11) сточная вода подается
в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии.

Рис. 6.11. Радиальный отстойник:

1 - центральная труба; 2 - лоток; 3 - выходная труба;
4 — вращающаяся ферма; 5 - труба для отвода ила;

6 - иловый приямок; 7 - скребок

Скорость движения осветляемой воды изменяется от макси-
мальных значений в центре до минимальных на периферии ради-
ального отстойника. Осадок удаляется с помощью плунжерных
и центробежных насосов.

Тонкослойные отстойники. В настоящее время широкое
распространение получили тонкослойные отстойники. Особен-
ность их заключается в том, что отстойная зона разделяется по-
лочными секциями и трубчатыми элементами на неглубокие слои,
где обеспечивается ламинарное движение осветленной воды.

Взаимное движение осветляемой воды и выделяемого осадка
может осуществляться по перекрестной (в полочных отстойни-
ках), прямоточной или противоточной (в полочных и трубчатых
отстойниках) схемам. При перекрестной схеме выделенный оса-
док движется перпендикулярно движению сточных вод, а при
прямоточных и противоточных схемах - соответственно, по ходу
движения сточных вод или в обратном направлении.

Тонкослойные отстойники могут быть вертикальными, ра-
диальными или горизонтальными. Они состоят из водораспреде-
лительной и водосборной зон, а также из отстойной зоны (тонко-
слойного пространства), занятой полочными и трубчатыми эле-
ментами. Тонкослойные элементы полочного и трубчатого типа
выполняются из плоских или гофрированных листов металла
(алюминий, сталь) и из пластмассы (полиэтилена, полипропи-
лена, стеклопластика).

Применение тонкослойных элементов позволяет существен-
но сократить продолжительность отстаивания и, следовательно,
объем отстойников.

Тип отстойника и его конструкцию следует выбирать с уче-
том пропускной способности станций очистки сточных вод, кон-
центрации и характера нерастворенных примесей в воде, способа
намеченной обработки осадка, условий строительства (характе-
ристика грунтов, уровень стояния грунтовых вод, блокировка
с другими сооружениями, конструкция существующих соору-
жений).

Контактные резервуары предназначаются для обеспече-
ния контакта хлора или другого обеззараживающего реагента
со сточной водой.

В качестве контактных резервуаров применяют горизонталь-
ные отстойники без скребков и вертикальные отстойники. Про-
должительность контакта хлора со сточной водой принимают
0,5 часа при максимальном расчетном ее притоке. При этом учи-
тывается и то время, в течение которого вода контактирует с хло-
ром, находясь в каналах и трубах, отводящих ее в водоем.

При дезинфекции сточной воды происходят частичная коа-
гуляция мелких взвешенных частиц и осаждение их в контактных
резервуарах. Поэтому величину скорости движения воды в кон-
тактных резервуарах принимают с таким расчетом, чтобы обес-
печить возможно малый вынос из них взвешенных веществ.
Обычно она не превышает скорости движения во вторичных от-
стойниках.
При очистке сточных вод на биофильтрах и аэрофильтрах,
вынос нерастворенных примесей из которых весьма велик, кон-
тактные резервуары следует устанавливать после вторичных от-
стойников.

Илоуплот нители. Так как влажность осадков бытовых сточ-
ных вод, направляемых на обработку из первичных отстойни-
ков, составляет 95 % при самотечном удалении и 93,8 % при
удалении насосами, а влажность осадка из вторичных отстой-
ников, установленных за аэротенками и биофильтрами, соответ-
ственно, 99,2...99,7 % и 96...96,5 %, то их необходимо до на-
правления на сооружения минерализации подвергнуть уплотне-
нию для уменьшения влажности и обьема.

Для уплотнения избыточного активного ила применяются
илоуплотнители, представляющие собой вертикальные или ра-
диальные отстойники.

Сооружения, в которых производится очистка сточных вод
от взвешенных веществ и одновременное сбраживание (анаэроб-
ная минерализация) выпавшего осадка, называются комбиниро-
ванными. К ним относятся септики, двухъярусные отстойники
и осветлители-перегниватели.

Септики представляют собой отстойники из монолитного
или сборнот о железобетона, в которых одновременно произво-
дится осветление сточных вод и длительное хранение (от 6 до
12 месяцев) и перегнивание выпавшего осадка. Их обычно устра-
ивают перед полями подземной фильтрации, при использовании
песчано-гравийных фильтров, фильтрующих траншей и филь-
трующих колодцев на очистных станциях производительностью
О < 25 м3/сут.

Более эффективными сооружениями комбинированного типа
по сравнению с септиками являются двухъярусные отстойники
(эмшеры), в которых сбраживаемый осадок отделен от потока очи-
щаемой воды. Сточная вода отстаивается в осадочном желобе,
который работает как горизонтальный отстойник, (см. рис. 6.41).
Внизу по всей длине желоба устраивается щель, через которую
выпадающий осадок попадает в септическую (иловую) камеру,
где подвергается сбраживанию в анаэробных условиях. Они мо-
гут применяться на очистных станциях производительностью
(9 < 10 000 м3/сут.
Осветлители-перегниватели предназначаются для осветле-
ния сточных вод и сбраживания задержанного осадка. Это - ком-
бинированное сооружение, центральную часть которого занимает
осветлитель с естественной аэрацией. Выпавший на дно осветли-
теля осадок насосом подается в перегниватель.

При необходимости увеличения эффективности механиче-
ской очистки сточных вод применяют предварительную аэрацию
(преаэрацию) и биокоагуляцию. Такая задача возникает при об-
работке сточных вод с исходной концентрацией взвешенных ве-
ществ более 300 мг/л, а также при необходимости извлечения
(за счет сорбции хлопьями активного ила или биопленки) ионов
тяжелых металлов и других загрязнений, неблагоприятно влияю-
щих на процесс биохимического окисления. Для этих целей слу-
жат сооружения для интенсификации процесса очистки: осветли-
тель с естественной аэрацией, преаэраторы, биокоагуляторы и др.

Осветлитель с естественной аэрацией применяется для ин-
тенсификации процесса первичного отстаивания на станциях био-
логической очистки при повышенном содержании в исходной
жидкости трудно оседающих веществ. Он представляет собой
вертикальный отстойник с внутренней камерой аэрации - фло-
куляции. Поток сточной воды, поступающий через центральную
трубу в камеру флокуляции, эжектирует воздух вследствие раз-
ницы уровней воды в иодающем лотке и осветлителе. Из камеры
флокуляции, где происходит частичное окисление органических
веществ, усиленное хлопьеобразование и сорбция загрязнений,
сточная вода направляется в отстойную зону, в которой при про-
хождении через слой взвешенного осадка задерживаются мелко-
дисперсные взвешенные частицы. Осветленная вода отводится
через круговой периферийный лоток.

В осветлителях достигается снижение концентрации загряз-
нений но взвешенным веществам на 70 % и на 15 % по БПКПоЛН
за счет совмещения процессов осаждения, хлопьеобразования
и фильтрации сточной воды через слой взвешенного осадка.
Осветлители могут работать как с предварительной коагуляцией
и аэрацией сточных вод, так и без такой подготовки.

Преаэрагоры устраиваются на очистных станциях с аэро-
тенками перед первичными отстойниками в виде отдельных или
встроенных в отстойник сооружений.
Процесс преаэрации заключается в кратковременной (10...
20 мин) аэрации сточных вод воздухом с добавлением активного
ила. В результате происходит флокуляция и коагуляция мельчай-
ших частиц нерастворимых примесей в сточных водах, плотность
которых близка к плотности воды. Эти частицы увеличивают
свою гидравлическую крупность и быстрее оседают при после-
дующем отстаивании. Эффективность задержания загрязняющих
веществ по БПКПОлн и взвешенным вещеегвам в первичных отстой-
никах после предварительной аэрации повышается на 20.. .25 %.

Биокоагуляторы - это вертикальные отстойники с встро-
енной камерой биокоагуляции, которые находят применение
на станциях как с аэротенками, так и с биофильтрами. Интенси-
фикация процесса очистки достигается за счет аэрации и исполь-
зования коагулирующих и сорбционных свойств активного ила
и биопленки.

Сточные воды через вертикальную трубу поступают в ка-
меру биокоагуляции, куда подается также избыточный активный
ил или биопленка, и аэрируются в течение 20 мин. Ил, перемеши-
ваясь со сточными водами, увлекается воздухом в верхнюю часть
камеры и через устроенные в ней карманы опускается вниз, по-
ступая в зону отстаивания.

6.5.	Биологическая очистка сточных -вод

На современном этапе во всем мире биологическая очистка
является основным методом удаления из сточных вод большей
части органических и бактериальных загрязнений. Переработке
подвергаются и некоторые неорганические соединения - аммиак,
сероводород, нитриты, нитраты и т. п. На основе биологического
метода разработаны сотни разнообразных устройств и сооруже-
ний, в которых этот метод используется как отдельно, так и сов-
местно с механическими или физико-химическими способами
очистки.

Биологическая очистка сточных вод в искусственных усло-
виях имеет многолетнюю историю. Первые очистные сооруже-
ния биологической очистки сточных вод были построены в Ан-
глии: биологический фильтр - в 1893 г. и аэротенк - в 1914 г.
В отечественной науке и технике ведущая роль в популяризации
идей биологической очистки, изучении процессов минерализа-
ции (биоокисления) органических загрязнений, создании мето-
дов расчета сооружений и разработке новых конструкций при-
надлежит С. Н. Строганову, К. Н. Королькову, Н. А. Базякиной,
С. В. Яковлеву, Ю. В. Воронову, Ю. А. Феофанову и др.

Существуют аэробные и анаэробные методы биологической
очистки сточных вод. При аэробной очистке микроорганизмы
культивируются в биологической пленке (биопленке) и активном
иле, представляющих собой колонии микроорганизмов, способных
сорбировать и окислять органические вещества из сточных вод.

Сооружения биологической очистки по признаку располо-
жения в них активной биомассы разделяются на три группы:

1)	когда активная биомасса закреплена на неподвижном ма-
териале, а сточная вода тонким слоем обтекает материал загрузки
(биологические фильтры);

2)	когда активная биомасса находится в сточной воде во
взвешенном (свободном) состоянии (аэротенки, циркуляционные
окислительные каналы, окситенки и т. д.);

3)	когда сочетаются оба варианта расположения биомассы
(погружные биофильтры, биотенки, аэротенки с наполнителями).

Для очистки сточных вод от органических загрязнений и со-
единений азота и фосфора как основные сооружения аэробной
биологической очистки следует применять биофильтры (незатоп-
ленные и затопленные), аэротенки (реакторы проточного дей-
ствия), циклические реакторы (реакторы периодического дей-
ствия)*, биореакторы других типов, биологические пруды, искус-
ственные болотные экосистемы и др.

‘Циклические реакторы или реакторы периодического действия (англ. 8ВК -
Зедиеп-ст^ Ва(ск Кеас(ог). Принцип работы 8ВК основан на циклической смене
процессов очистки сточных вод происходящей в одном реакторе. Каждый цикл
состоит из определенных фаз наполнения, перемешивания, седиментации, де-
кантирования и отстаивания, продолжительность и поочередность которых за-
дается в зависимости от необходимого эффекта биологической очистки.
6.	5.1. Микробиологические основы биологической
очистки сточных вод

В основе биологической очистки сточных вод лежит жизне-
деятельность природных микроорганизмов-минерализаторов,
которые в качестве источника питания используют загрязнения
сточных вод. К этой группе микроорганизмов относятся растения
и животные очень малых размеров, невидимые невооруженным
глазом. Однако деление их на растения и животных не всегда мо-
жет быть четким и определенным. Многие специалисты выде-
ляют и третью, особую, категорию микроорганизмов-протистов.
Из растений к протистам относятся водоросли, грибы, дрожжи,
бактерии, из животных - простейшие. Водоросли, грибы, дрож-
жи, бактерии принято называть микрофлорой, а животные мик-
роорганизмы - микрофауной.

Большинство организмов, населяющих Землю, имеет кле-
точное строение. Клетка представляет собой основу их строения.
У высших организмов клетки ориентированы на выполнение от-
дельных функций, у одноклеточных организмов все жизненные
функции выполняют их структурные элементы - органоиды.

В строении растительных, животных и бактериальных кле-
ток много общего. Наибольший практический интерес для био-
логической очистки сточных вод представляет бактериальная
клетка (рис. 6.12). Основными ее элементами являются клеточ-
ная оболочка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, ядер-
ное вещество. Внешняя и клеточная оболочки защищают орга-
низм от неблагоприятных воздействий внешней среды. Мем-
брана обладает избирательной способностью, т. е. пропускает
внутрь клеток и отводит из нее только определенные вещества.
Наряду с этим цитоплазматическая мембрана обеспечивает повы-
шение по сравнению с окружающей средой осмотического давле-
ния внутри клетки. Цитоплазма («живое вещество») представляет
собой коллоидную систему, производящую с участием рибону-
клеиновой кислоты (РНК) синтез белков, а также полисахариды
и азотные соединения. Ядерное вещество включает в себя рибо-
сомы, состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), ко-
торая осуществляет контроль за синтезом белка и является носите-
лем наследственности.
Рис. 6-12. Схема строения бактериальной клетки:

1 - цитоплазма; 2 - ядерное вещество; 3 - внешняя оболочка;
4 — клеточная оболочка; 5 - цитоплазматическая мембрана;

6 - жгутик

Жгутик служит органом движения и способствует захваты-
ванию пищи.

Основными химическими элементами, входящими в состав
клетки (до 98 % массы), являются кислород, углерод, водород
и азот. В живых клетках имеется до 98 % воды, поэтому содержа-
ние кислорода составляет 65...75 %. В высушенных клетках соот-
ношение элементов меняется, кислорода остается лишь 35....36 %.
Углерода в таком веществе содержится 45.. .50 %, азота - 6.. .4 %,
водорода - 6.. .8 %. Кроме четырех основных элементов в клетках
обязательно присутствуют кальций, фосфор, сера, натрий, желе-
зо, хлор (2...3 % массы клетки), а также до 60 других элементов
в микроколичествах. Клеточное вещество содержит неорганиче-
скую часть, состоящую из воды (75.. .90 %) и минеральных солей
(5... 10 %), и органическую часть, включающую белки (8... 14 %),
жиры (до 50 %), углеводы (12... 18 %), нуклеиновые кислоты (3...
4 %) и др.

В клетке происходит непрерывный сложный комплекс хими-
ческих превращений - обмен веществ. Часть обмена веществ , ко-
торая состоит в поглощении и усвоении питательных веществ,
называется процессом питания клетки. Другую часть обмена, за-
ключающуюся в разложении и окислении питательных веществ
в организме, называют процессом дыхания клетки. В результате
процесса дыхания высвобождается энергия из питательных ве-
ществ, которая расходуется затем на синтез нового клеточного
вещества, рост и движение клетки, выделяется в виде тепла.

Потребность в кислороде и водороде микроорганизмы удо-
влетворяют в основном за счет растворенного воздуха и воды.
Азот они получают из неорганических аммонийных соедине-
ний, нитритов и нитратов, а также из таких органических ве-
ществ, как мочевина, аминокислоты, белок, входящих в состав
бытовых сточных вод.

В зависимости от используемых источников углерода микро-
организмы делятся на две группы: автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы поглощают растворенную углекислоту (из воз-
духа) и растворенные в воде карбонаты.

Гетеротрофы усваивают углерод из органических соедине-
ний, входящих в состав загрязнений сточных вод. Имеются и про-
межуточные гетеротрофы, обладающие способностью использо-
вать оба механизма усвоения углерода. Гетеротрофы, в свою оче-
редь, делятся на сапрофиты и паразиты. Сапрофиты используют
неживую органику, паразиты развиваются лишь на живых орга-
низмах.

В биологической очистке сточных вод основную роль игра-
ют бактерии-гетеротрофы.

Все процессы превращения веществ в клетках протекают
с участием ферментов - специальных органических катализато-
ров. Они синтезируются самой бактериальной клеткой. В насто-
ящее время выявлено более 800 различных ферментов.

По месту действия ферменты делятся на внутриклеточные
(эндоферменты) и внеклеточные (экзоферменты), предназначен-
ные для использования за ее ггределами. К числу последних при-
надлежат гидролитические ферменты (дегидрогеназы). Посколь-
ку микроорганизмы усваивают вещества из водных растворов, все
твердые вещества, а также молекулы больших размеров, сложного
строения ггредварительно превращаются ферментами в простые
низкомолекулярные соединения. Так, углеводы сначала перево-
дятся в сахар, белки - в аминокислоты, жиры - в жирные кислоты
и глицерин.

Сущность процессов дыхания микроорганизмов заключа-
ется в том, что ферменты отнимают водород от окисляемых ор-
ганических загрязнений сточных вод и передают какому-либо
приемнику - акцептору. Если акцептором водорода является мо-
лекулярный кислород, то микроорганизмы имеют аэробный тип
дыхания и называются аэробами. Если акцептором водорода слу-
жат молекулы распадающегося органического вещества, то мик-
роорганизмы имеют анаэробный тип дыхания, именуемый бро-
жением.

Аэробное окисление в основном используется на сооруже-
ниях биологической очистки сточных вод. Анаэробный процесс
(брожение) характерен для сооружений минерализации осадков
сточных вод.

Основную массу органических загрязнений сточных вод
составляют углеродосодержащие и азотосодержащие вещества.
К углеродосодержащим веществам относятся клетчатка, жиры,
спирты, углеводороды, органические кислоты, к азотосодержа-
щим - белки растительного и животного происхождения. Кроме
них в сточных водах содержатся в незначительном количестве
серо- и фосфоросодержащие соединения.

Процесс биологической минерализации органического ве-
щества в аэробных условиях специфичен для каждого вида, мно-
гостадиен и сложен. Однако его принципиальная сущность (в на-
чальных и конечных продуктах) может быть представлена упро-
щенной условной схемой на рис. 6.13.

Как видно из схемы, биоразлагаемые сложные органические
вещества превратились в простые минеральные соединения, при-
годные для усвоения растительными организмами в процессе
круговорота углерода и азота в природе.

Все это сопровождается приростом массы самих микро-
организмов и высвобождением энергии, которая используется
для синтеза нового вещества, передвижения, а также выделения
во внешнюю среду.
Рис. 6.13. Схема минерализации органического вещества сточных вод
в аэробных условиях

6.	5.2. Микробиологическая и микроскопическая
характеристика биологической пленки
и активного ила

Методы биологической очистки сточных вод основаны на
жизнедеятельности природных микроорганизмов-минерализато-
ров, которые в качестве источника питания используют загрязне-
ния сточных вод. В результате этого искусственно культивируе-
мые микроорганизмы освобождают воду от загрязнений, а мета-
болизм этих загрязнений в клетках микроорганизмов обеспечи-
вает их энергетические потребности, прирост биомассы и восста-
новление распавшихся веществ клетки.

Сообщество микроорганизмов, населяющих биологическую
пленку и активный ил, называют биоценозом.

Биологическая пленка растет на наполнителе биофильтра и
внешне имеет вид слизистых обрастаний толщиной 1.. .3 мм и бо-
лее, окраска ее меняется в связи с изменением состава сточных
вод от серовато-желтой до темно-коричневой. Биопленка состоит
из бактерий, грибов, дрожжей и других организмов. В ней встре-
чаются более разнообразные представители простейших, коло-
враток, червей, чем в активном иле. Так, наблюдается значитель-
ное обогащение биопленки ресничными и жгутиковыми инфу-
зориями, встречаются черви круглые - Ы$та1ос1а (рис. 6 14, а)
и малощетинковые - ОИ§оскае1а, из них чаще всего Ае1озота
(рис. 6.14, б), личинки и куколки насекомых - мухи РзускоАа
(рис. 6.14, в), комаров - ОпгопоттВа и РоВига (рис. 6.14, г), вод-
ные клещи др. Личинки комаров и мух, черви и клещи поедают
ил и биопленку. Их присутствие в биопленке необходимо, так
как эти организмы вызывают рыхление и отторжение биопленки
в необходимых для нормальной работы биофильтра количествах.

Рис. 6.14. Черви и личинки насекомых:

а, б - черви: круглый №та1о<Ла и малощетинковый Ае1озота;
в, г- личинки мухи РзусйоДа и комара Робина

Активный ил представляет собой буровато-желтоватые, быст-
ро оседающие комочки и хлопья, состоящие из живых организ-
мов и твердого субстрата (до 40 %). Биоценоз активного ила - это
скопление бактерий, образующих слизистые капсулы (зооглеи),
одиночные бактериальные клетки, простейшие, черви, а также
трибы, главным образом плесневые, актиномицеты, дрожжи и во-
доросли. Простейшие представлены различными инфузориями,
черви - коловратками, нематодами, встречаются также личинки
насекомых, рачки и другие животные.

Показателями хорошего состояния биопленки является при-
сутствие в ней инфузорий кругоресничных, например, сувойек,
брюхоресничных - АзргсНзса соз1а1а и других, немного жгутико-
вых; червей Ыета(ос(а, щетинконогих, коловраток и пр.

Изучение бактерий, составляющих значительную часть ак-
тивного ила, показало, что чаще всего преобладают следующие
роды: Рзеиботопаз, ВасШиз, Вас1егшт, Загста, Мгсгососсиз и др.
Наличие общих видов бактерий свидетельствует о том, что
гетеротрофные бактерии обладают разнообразными типами об-
мена веществ, что дает активному илу быстро адаптироваться
к очистке различных стоков.

При очистке одной и той же сточной воды в аэротенке и био-
фильтре развивается идентичная микрофлора, но с различным ко-
личественным соотношением отдельных групп микроорганиз-
мов. В активном иле общее число бактерий значительно больше,
чем в биопленке: в 1 м3 содержимого аэротенка - 2-1014 бактерий,
а в 1 м3 объема биофильтра -1-10 2.

Простейшие (тип РгсАохоа) представляют наиболее обшир-
ную группу индикаторных организмов. В активном иле и био-
пленке наблюдаются так называемые сосущие инфузории 8ис1ог1а,
например Токоркпа 1етпагит (рис. 6.15, а), но больше всего об-
наруживается присутствие ресничных инфузорий СИгсРст, из от-
ряда равноресничных - туфельки Рагатаесшт саи&Иит, лакри-
ма Расптагга (рис. 6.15, б) и др.; из отряда брюхоресничных -
8й1отсЫариа1и!а1а, Еир1о/езра1е11а, ОхуМска реШопеИа, АаркНзка
соРсиа, 8й1отсЫа тиШиз (рис. 6.15, в), из отряда спиральнорес-
ничных - 81еп1ог, из отряда кругоресничных - ЕрШуИз рНсайНз,
Орегси1апа соагсМа, Орегси1аг1а §1отега1а, УогИсе11а сопхаПапа,
УогНсеИа ттсгоМота (рис. 6.15, г, Э), и много неидентифицируе-
мых среднего размера и мелких инфузорий. В иле встречаются
амебы, принадлежащие к классу саркодовых, подклассу корнено-
жек КЫгороАа', солнечники, относящиеся к тому же классу и со-
ставляющие отдельный подкласс НеИогоа. Питаются инфузории
всех видов бактериями и другими мелкими организмами (одна
инфузория в среднем поглощает от 20 до 40 тысяч бактерий).

В активном иле и биопленке живут бесцветные жгутиковые
класса Е'ауеПша (рис. 6.16). Жгутик, которым они отличаются от
других простейших, в 2-3 раза длиннее тела; он служит органом
движения и способствует захватыванию пищи. Животное дви-
жется в сторону жгутика.
Рис. 6.15. Инфузории:

а - сосущая Токоркпа 1етпагит; б - равноресничные: туфелька
Рагатаесгит саис1а1ит и лакрима Ьасптапа; в - брюхоресничные:
8И1оп1с1па ри$1и1а1а, Еир1о/ез ра1е11а, Оху1г1сИа реШопеИа, АзриИзка
сок1а1а, ЗШотсТпа ппМиз; г - кругоресничные: Ер1з(уИз рНсаИИз,
Орегси1апа соагс1а1а, Орегсикича ^1отега1а, УогбсеПс1 сотаПапа,
УогйсеПа т1сгоз1ота

Рис. 6.16. Р1а§е11а1с1
Частыми обитателями активного ила являются коловратки.
В природе местом их обитания служат пресные воды; они живут
в толще воды и на дне водоемов. Коловратки относятся к типу
первичнополостных червей №та1ке1тт1ез к классу Кога1опа.
Чаще других видов в активном иле встречаются РкИосИпа гозео1а,
Ыо1оттска апза/а, Сатурна кта, Мопоз1у1а соти1а, СаШсНпа хогах
(рис. 7.17).

Рис. 6.17. Коловратки:

РкИосИпа гозео1а, Ко1отта1а ажа1а, Ссйурпа 1ипа.
Мопоз1у1а согпи1а, СаШсИпа хогах

Простейшие, черви, в том числе коловратки, являются чув-
ствительными индикаторными организмами, свидетельствующи-
ми как о нормальной, так и о нарушении работы очистных соо-
ружений. Кроме того, эти организмы поглощают коллоидальные
и взвешенные вещества сточных вод, что способствует осажде-
нию ила и осветлению сточных вод.

При неблагоприятных условиях простейшие и некоторые
другие организмы, например, коловратки, впадают в состояние
длительного покоя - анабиоза. Тогда они принимают округлую
форму, покрываясь плотной оболочкой - инцистируются; в таком
состоянии они могут существовать очень долго. Это свойство
очень важно, так как позволяет при нарушении эксплуатации
очистных сооружений сохранить жизнь ряду организмов. При
восстановлении обычных условий обитания организмы из инци-
стированного переходят в активное состояние, и биоценоз начи-
нает возобновляться.
6.6.	Сооружения биологической очистки сточных ?од
в искусственно созданных условиях

6.6.7.	Очистка сточных вод
на биологических фильтрах

Биологические фильтры являются усовершенствованными
аналогами почвенного слоя полей фильтрации и орошения.

Биологический фильтр (биофильтр) - сооружение биологи-
ческой очистки, в котором изъятие органических загрязнений
из сточных вод осуществляется биологической пленкой, образо-
ванной колониями природных аэробных микроорганизмов и об-
разующейся на материале загрузки при пропускании через нее
сточных вод.

Биологический фильтр (рис. 6.18) представляет собой ем-
кость с двумя днищами, из которых нижнее - сплошное 4. а верх-
нее - дренажное решетчатое 3, расположенное над нижним на рас-
стоянии не менее 0,6 м. На решетчатом основании располагается
загрузка биофильтра 1. Она может быть объемной и плоскостной.
Для равномерного орошения сточной водой поверхности загруз-
ки подача сточной жидкости на биофильтр производится сверху
водораспределительным устройством 2, а ее отвод после прохож-
дения загрузки осуществляется снизу, через междонное про-
странство Обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов био-
пленки кислородом обеспечивается через воздухораспредели-
тельное устройство

При подаче сточной жидкости на поверхности загрузки био-
фильтра формируется биопленка, которая представляет собой ко-
лонии микроорганизмов-минерализаторов с адсорбированными
примесями сточных вод.

Продукты минерализации органических соединений выно-
сятся из биопленки в слой протекающей жидкости, а выделивши-
еся в газообразном состоянии поступают в поток воздуха. Одно-
временно движущейся жидкостью вымывается избыточная (при-
растающая), отработанная и омертвевшая биопленка. Для ее от-
деления очищенные сточные воды после биофильтров отстаи-
вают во вторичных отстойниках.
Рис. 6.18. Схема биологического фильтра:

1 - фильтрующая загрузка; 2 — водораспределительное
устройство; 3 - дренажное решетчатое дншце; 4 - сплошное днище;

5 - отводящий лоток; 6 - - вентиляционное окно

Биофильтры могут работать на полную и неполную биоло-
гическую очистку сточных вод и классифицируются по различ-
ным признакам, основным из которых является конструктивная
особенность загрузочного материала (рис. 6.19). По указанному
признаку биофильтры подразделяются на биофильтры с объем-
ной (гравий, шлак, керамзит, щебень и др.) и плоскостной (пласт-
массы, ткани, асбестоцемент, керамика, металл и др.) загрузкой.

Биофильтры с плоскостной загрузкой подразделяются на сле-
дующие:

-	с жесткой засыпной загрузкой: керамические, пластмассо-
вые или металлические насыпные элементы (рис. 6.20);

-	с блоками биологической загрузки из гофрированных или
плоских листов, пространственными элементы;

-	с блоками мягкой или рулонной загрузки, выполненной из
металлических или пластмассовых сеток, синтетических тканей,
которые крепят на каркасах или укладывают в рулонах (рис. 6.21);

-	погружные биофильтры, состоящие из блока вращающихся
дисков, погруженных в канал со сточной водой.
Рис. 6.19. Классификация биологических фильтров
Рис. 6.20. Элементы жестком засыпной загрузки:

а — кольца Рашига; б - кольца с крестообразной перегородкой;
в - седла Бердля; г - кольца с перегородкой; д - кольца Палля;
е — седла «Инталокс»; ж - полые цилиндры с отверстиями

%®0®

По способу подачи воздуха биофильтры могут быть с есте-
ственной подачей воздуха и с искусственной аэрацией (аэро-
фильтры).

Рис. 6.21. Блоки плоскостных загрузок биофильтров

По режиму работы: с рециркуляцией сточной воды (т. е.
с возвратом части очищенной жидкости в биофильтр) и без нее.

По технологической схеме работы: одно- и двухступенчатые
биофильтры.
Надежная работа биофильтра может быть достигнута только
при равномерном орошении водой его поверхности. По способу
орошения поверхности биофильтры могут быть с неподвиж-
ными - разбрызгиватели (спринклеры), дырчатые желоба и тру-
бы), водоструйными розетками и др. и подвижными оросителями
(качающиеся желоба, наливные движущиеся колеса и вращаю-
щиеся реактивные оросители).

В отечественной практике наибольшее распространение по-
лучили спринклерное орошение и орошение с помощью подвиж-
ных оросителей.

Реактивный вращающийся ороситель (рис. 6.22) состоит
из двух, четырех или шести дырчатых радиальных груб 1. кон-
сольно закрепленных на общем стояке 3, в который подается во-
да из опорной колонки 4 от распределительной камеры. Стояк 3
может вращаться вокруг своей оси.

Рис. 6.22. Реактивный ороситель:

1 -радиальные трубы (плечи оросителя); 2 - тяги:

3 - вращающийся стояк; 4 - опорная колонка; 5 - верхняя опора;

6 - масленка; 7 — конический роликоподшипник;

8 - козырек; 9 - упорные ролики; 10 - переливные окна
Вода поступает из стояка в радиальные трубы и через отвер-
стия выливается из них. Под действием реактивной силы, возни-
кающей при истечении воды из отверстий, ороситель вращается.

Достоинствами реактивного оросителя являются сравни-
тельно небольшой потребный напор и отсутствие необходимо-
сти в дозирующих устройствах. К недостаткам относятся воз-
можные сложности при эксплуатации зимой.

6.6.2. Биофильтры с объемной загрузкой

7.6.2.1. Капельные биофильтры

Капельные биофильтры (рис. 6.23) рекомендуется приме-
нять для полной биологической очистки сточных вод при их рас-
ходе не более 1000 м3/сут. и концентрации загрязнений по БПКп(Шн
не более 220 мг/л. Гидравлическая нагрузка на капельных био-
фильтрах составляет 1.. .3 м3 на 1 м2 поверхности загрузки в сутки.

В капельном биофильтре сточная вода подается в виде ка-
пель или струй. Естественная вентиляция воздуха происходит за
счет разницы температур наружного воздуха и внутри загрузки.
Основная масса воздуха поступает в тело биофильтра через от-
верстия в его стенах, располагаемых равномерно по периметру
между донного пространства высотой 0,6 м и сверху вместе с во-
дой ио мере ее движения в фильтре. Если температура сточных
вод выше температуры воздуха, то движение воздуха будет вос-
ходящим - от дренажа к поверхности, при обратном соотноше-
нии - нисходящим, а в случае равенства температур вентиляция
может вообще отсутствовать.

Биологический фильтр работает следующим образом. Сточ-
ная вода, осветленная в первичных отстойниках, поступает в рас-
пределительные камеры, из которых периодически напускается
на поверхность биофильтра. Профильтровавшаяся через толщу
загрузки биофильтра вода проходит через отверстия дренажной
системы и далее по сплошному днищу биофильтра стекает к от-
водным лоткам. Затем вода поступает во вторичные отстойники,
в которых выносимая пленка отделяется от очищенной воды.
Рис. 6.23. Двухсекционный капельный биофильтр со спринклерным орошением:

1 - дефлекторы; 2 -распределительные камеры дозирующего бака; 3 - воздуховоды системы вентиляции,
4 - спринклерная головка; 5 - вентиляционные окна: 6 - опоры под трубопроводы;

7 — опоры под колосниковые решетки; 8 - колосниковая решетка;

9 - магистральный разводящий трубопровод; 10 - фильтрующий материал; 11- отводящий лоток
Капельные биофильтры размещают в зданиях в виде отдель-
ных секций, которые могут быть круглыми или прямоугольными
в плане. Высота загрузки биофильтра - 1,5...2 м, материал за-
грузки - щебень, гравий и галька крупностью 25.. .40 мм. Рецир-
куляцию сточной воды на капельных биофильтрах применяют
при значении сточной воды ио БПКп0лн свыше 220 мг/л. Очищен-
ная сточная вода может иметь БПКп0лн до 15 мг/л.

Рециркуляция - возврат части очищенной воды для разбав-
ления исходной сточной воды. Предусматривается во избежание
заиливания поверхности биофильтра при поступлении сточных
вод с концентрациями загрязнений свыше допустимых. Физиче-
ски рециркуляцию можно считать равноценной увеличению слоя
загрузки биофильтра.

Рециркуляция приводит к следующим результатам:

•	увеличивается содержание раствореннот о кислорода в сме-
си, подаваемой на биофильтр;

•	выравнивается концентрация биопленки по высоте соору-
жения;

•	поддерживается более равномерная, но увеличенная гид-
равлическая нагрузка;

•	выравниваются пики по концентрации загрязнений;

•	возрастает потребность в увеличении объемов вторичных
отстойников;

•	увеличивается потребление электроэнергии на перекачи-
вание воды.

Недостатками капельных биофильтров являются низкая про-
изводительность и частые заиления поверхности загрузочного ма-
териала, которые обычно возникают из-за превышения допусти-
мой нагрузки по загрязнениям.

6.6.2.2.	Высоконагружаемые биофильтры

Высоконагружаемые биофильтры были изобретены и ис-
следованы в СССР коллективом ученых под руководством проф.
С. Н. Строганова с участием нроф. Н. А. Базякиной, И. Г. Повар-
нина и др. Они впервые в мире были построены в 1929 г. на Ко-
жуховской станции аэрации в Москве.
Высоконагружаемые биофильтры могут быть с естественной
и искусственной аэрацией. В нашей стране широкое распростра-
нение получили сооружения с искусственной вентиляцией - аэро-
фильтры. Аэрофильтры отличаются от капельных биофильтров
как конструкцией, так и эксплуатационными особенностями.

Конструктивными отличиями высоконагружасмых биофиль-
тров являются большая высота слоя загрузки, большая крупность
ее фракций и особая конструкция днища и дренажа, обеспечива-
ющая возможность искусственной продувки материала загрузки
воздухом. В закрытое междудонное пространство вентилятором
под давлением 100 мм вод. ст. (981 Па) подается воздух. Для пред-
отвращения потерь воздуха на отводных трубопроводах преду-
сматриваются гидравлические затворы глубиной 200 мм.

К эксплуатационным особенностям относится то, что аэро-
фильтры требуют равномерного орошения всей поверхности с воз-
можно малыми перерывами в подаче воды и поддержание по-
вышенной нагрузки но воде.

На рис. 7.24 приведен круглый в плане высоконагружае-
мый биофильтр с орошением поверхности загрузки реактив-
ными оросителями.

Высоконагружаемые биофильтры применяют для полной
и неполной биологической очистки на станциях производитель-
ностью до 50 000 м3/сут. и размещают на открытом воздухе. За-
грузка имеет рабочую высоту 2...4 м, крупность материала за-
хрузки составляет от 40 до 70 мм. Допустимое значение БПКПОлн
сточных вод без рециркуляции составляет 300 мг/л. Гидравличе-
ская нагрузка составляет 10... 3 0 м3 на 1 м2 поверхности загрузки
в сутки.

6.6.2.3.	Башенные биофильтры

Впервые башенные биофильтры (биофильтры большой вы-
соты) были предложены и исследованы немецким химиком
Г. Шульцем в 1950... 1952 гг. в Маркклеберге, под Лейпцигом.

Высоту башенных биофильтров принимают 8, 10, 12, 14
и 16 м при БПКго подаваемой на очистку воды, соответственно,
250, 300, 450 и 500 мг/л. Они применяются для очистных соо-
ружений с производительностью до 50 000 м3/сут., при благопри-
ятном рельефе местности и при БПКп0лн очищенных сточных вод
до 20...25 мг/л. Крупность зерен загрузки: 60...80 мм. Исполь-
зуются за рубежом, в отечественной практике распространения
не получили.

6.6.3. биофильтры с плоскостной загрузкой

Этот тип биофильтров в практике очистки сточных вод по-
явился в 50-х гг. XX в. Применение биофильтров с плоскостной
загрузкой позволило преодолеть многие недостатки, присущие
биофильтрам с объемной загрузкой: неиндустриальность строи-
тельства, малую пропускную способность, ненадежность работы
при перегрузках, отсутствие загрузочного материала и др. Пред-
почтение биофильтрам с плоскостной загрузкой следует отда-
вать в районах с тяжелыми грунтовыми условиями, сейсмичных
районах, при наличии дешевых местных материалов и дефиците
электроэнергии.

Такие биофильтры компакты, имеют малую энергоемкость,
надежны в эксплуатации, не подвержены заилению. Кроме того,
они имеют высокую индустриальность строительства, включая
заводское изготовление всего комплекса сооружений небольшой
мощности. В качестве загрузки используются блочные, засыпные
и рулонные материалы из пластических масс, металла, асбесто-
цемента, керамики, стекла, дерева, тканей и др.

Биофильтры имеют круглую, прямоугольную и восьми-
гранную форму в плане. Их рабочая высота принимается рав-
ной 3...8 м, плотность загрузки 10.. 140 кг/м , удельная пло-
щадь поверхности 60.. .250 м2/м3. Гидравлическая нагрузка на 1 м3
объема биофильтра в сутки составляет 6... 18 м3. Биофильтры
с плоскостной загрузкой следует располагать в закрытом поме-
щении.
1

2

Рис. 6.24. Высоконагружаемый биофильтр с реактивными оросителями:

1 - реактивный ороситель; 2 - фильтрующая загрузка; 3 - лестница; 4 — вентиляционные каналы ;
5 - воздухозаборные окна вентиляционной камеры 6 с вентиляторами; 7 - колонка управления
задвижкой; 8 - подающий трубопровод; 9 - колосниковые решётки
6 6.3.1. Погружные биофильтры

Еще в 1917 г. в России была выдана «Привилегия на способ
биологического очищения воды, отличающийся тем, что в бас-
сейне с очищаемой водой повторно погружаются и поднима-
ются для предоставления действию воздуха железный каркас
с натянутыми в нем проволоками, на которые насажены пла-
стины из пробки, ваты или кусков ткани, или тела из легкого ма-
териала». Однако этот принцип работы биофильтров начал ши-
роко применяться лишь в 60-х гг. XX в.

Погружные биофильтры представляют собой комбинирован-
ные сооружения для биологической очистки сточных вод, имею-
щие признаки биофильтров и аэротенков.

Дисковые погружные биофильтры состоят из дисков диа-
метром 2.. .3 м, собираемых в пакеты по 30... 180 штук и закреп-
ляемых на горизонтальном валу (рис. 6.25). Основные составля-
ющие части погружных биофильтров:

-	резервуар для сточной воды;

-	пространственная конструкция загрузки, обладающая раз-
витой поверхностью и закрепленная на вращающемся горизон-
тальном валу над резервуаром;

-	лотки для распределения и сбора воды;

-	двигатель для вращения вала.

Рис. 6.25. Схема погружного дискового биофильтра:

1 -резервуар; 2 - подводящий лоток' 3 - рабочий вал; 4 — блок
дисковых пластин: 5 - отводящий лоток; 6 - электропривод
Диски выполняются из металла, пластмасс, асбестоцемента,
тканей; их толщина 1... 10 мм. Частота вращения вала составляет
1.. .50 об/мин. Нагрузка по БПКПОлн на 1 м2 поверхности дисков -
до 200 г/сут., эффективность очистки - 50...98 %. Время пребы-
вания сточных вод в резервуаре не превышает 3 ч. Производи-
тельность - до 1000 м3/сут.

Сточная вода протекает по резервуару с разной скоростью
в зависимости от желаемой степени ее очистки. На дисках на-
растает биопленка толщиной до 4 мм. Попеременно погружаясь
в воду и выходя из нее, биопленка извлекает загрязнения и окис-
ляет их с помощью кислорода, который она получает непосред-
ственно из атмосферы. За счет потребления субстрата происхо-
дит постоянный прирост биопленки и одновременно отмирание
части биопленки. Поскольку вода в резервуаре находится про-
должительное время, в ней развивается активный ил, оказываю-
щий влияние на общий эффект очистки. Сточная вода аэрирует-
ся вследствие вращения дисков, а сумма вращательного (дисков)
и поступательного движения сточной воды способствует поддер-
жанию активного ила во взвешенном состоянии. Уходящая из ре-
зервуара жидкость, освобожденная от загрязнений, содержит про-
дукты полного и частичного окисления органических веществ,
активный ил и отмершую биопленку. Она поступает во вторич-
ные отстойники, где освобождается от отработанной биопленки.

По виду пространственных конструкций погружные био-
фильтры подразделяются на дисковые, шнековые, трубчатые,
барабанные.

Преимущества погружных биофильтров перед биофильтра-
ми и аэротенками: индустриальны в строительстве, компактны,
имеют малую энергоемкость, просты и надежны в эксплуатации,
не требуют большого перепада высот при движении воды, не тре-
буют рециркуляции сточных вод.

Погружные биофильтры применяются для полной и непол-
ной биологической очистки бытовых и производственных сточ-
ных вод комплексов сооружений оптимальной пропускной спо-
собностью 500... 1000 м3/сут. (от отдельно стоящих зданий, ма-
лых населенных пунктов, домов отдыха, санаториев и т. д.).
6.6.3.2. Барабанные погружные биофильтры

Этот вид погружных биофильтров состоит из барабана, за-
крепленного на вращающемся горизонтальном валу и заполнен-
ного загрузочным материалом (рис. 6.26).

Жесткий корпус барабана обтягивается сеткой. В качестве
загрузки используют металлические, пластмассовые и асбестоце-
ментные гофрированные, перфорированные и гладкие листы, мяг-
кие тканевые и пленочные материалы, блочные элементы из пласт-
масс.

Барабаны имеют длину 2.. 3 ми диаметр 2...2,5 м, частота
вращения 0,5.. .5 мин1. Загрузка барабанов может состоять из ли-
стовых пластмассовых материалов, тканей или пленок. Процесс
очистки сточных вод проводится аналогично процессам в диско-
вых погружных биофильтрах.

Рис. 6.26. Погружной (односекционный) барабанный биофильтр:

1 - подводящий лоток; 2 - электродвигатель с редуктором;

3 - резервуар; 4 - рабочий вал; 5 - барабан из металлической сетки;

6 - каркас жесткости; 7 - лоток отвода очищенной воды;

8 - перегородки; 9 - секторы барабана; 10 — загрузочные
гофрированные и плоские листы; 11 - загрузочные блоки;

12 — засыпка (обрезки труб, пластмассовые шарики и др.)
6.7 Очистка сточных вод в аэротенках

6.7.1.	Технологические особенности работы
аэротенков и их классификация

Искусственные сооружения, в которых протекают биохими-
ческие процессы, идентичные процессам самоочищения водое-
мов, но с большей интенсивностью, получили название аэротен-
ков. Насыщение сточной жидкости кислородом в аэротенке в от-
личие от естественных условий производится за счет искусствен-
ной пневматической или механической аэрации. Кроме того, ес-
ли в биофильтре микроорганизмы-минерализаторы прикрепле-
ны к материалу загрузки и образуют биологическую пленку, то
в аэро генке они находятся во взвешенном состоянии и образуют
так называемый активный ил (АН).

Аэротенк представляет собой резервуар, в котором медленно
движется смесь активного ила и очищаемой сточной жидкости
в условиях постоянного аэрирования и перемешивания.

Принципиальная схема работы аэротенка приведена на
рис. 6.27.

Избыточный активный ил
на.минерализация и обезвоживание

Рис. 6.27. Принципиальная схема работы аэротенка
Сточная вода, прошедшая аэротенк, вместе с активным илом
поступает во вторичный отстойник, где активный ил отделяется
от очищенной сточной жидкости. Часть отделенного активного
ила возвращается в аэротенк для поддержания его необходимой
концентрации (возвратный, циркулирующий активный ил), дру-
гая часть - избыточный активный ил - удаляется на сооружения
для обработки осадка.

Активный ил представляет собой совокупность микроорга-
низмов (биоценоз), способных сорбировать на своей поверхности
и минерализовать в присутствии кислорода воздуха органиче-
ские загрязнения сточной жидкости. По внешнему виду актив-
ный ил похож на мелкие хлопья гидрата закиси железа цветом
от белесокоричневого до темно-коричневого и даже черного с зем-
листым запахом. Хлопья состоят из большого числа многослойно
расположенных зооглейных скоплений бактериальных клеток.
Полагают, что такие хлопьевидные агрегаты образуются в ре-
зультате действия особых полимеров, выделяемых в процессе
жизнедеятельности бактериальными клетками или адсорбиро-
ванных последними. Способность бактериальной культуры обра-
зовывать хлопья зависит от вида бактерий, возраста клеток, со-
става среды, температуры, электрического заряда на поверхности
смежных клеток. С физико-химической точки зрения активный
ил представляет собой коллоид, отрицательно заряженный в ин-
тервале значений рН = 4...9. С повышением величины рН склон-
ность активного ила к образованию хлопка повышается. Размер
хлопка колеблется от едва различимых глазом до 2...3 мм и бо-
лее. Важным отличительным признаком активного ила является
его большая адсорбционная способность. Поверхность бактери-
альных клеток достигает 100 м2 на 1 г сухого вещества.

Сухое вещество активного ила содержит 65... 75 % органи-
ческих соединений и 25...35 % минеральных веществ. Основную
массу органических веществ активного ила составляют белки
(до 40...50%). Кроме белков в органическую часть активного
ила входят жиры и жироподобные вещества (25...27 %) и угле-
воды (5...8 %).
Микроорганизмы активного ила в качественном отношении
подобны микроорганизмам биопленки, но отличаются от нее но
соотношению микроорганизмов различных родов и видов В со-
став активного ила входят акопления бактерий в виде зооглей,
водные грибы и дрожжи, простейшие, коловратки, черви и ли-
чинки насекомых. Количество бактерий в активном иле зна-
чительно и достигает 1-108.. 1 10 " на 1 г сухого вещества ила.
В условиях обильного углеродного питания происходит увеличе-
ние объема слизистых клеточных оболочек. За счет этого умень-
шается количество клеток в 1 г ила. При ограниченном по-
ступлении питательных веществ размеры капсул уменьшают-
ся и число клеток в 1 г активного ила растет.

Из водных грибов в активном иле встречаются в основном
плесневые грибы, являющиеся гетеротрофами. Для своей жизне-
деятельности они используют углерод- и азотосодержащие со-
единения, могут употреблять органические кислоты, спирты, уг-
леводы, фосфор, магний, серу и другие микроэлементы. Дрожжи
представляют собой одноклеточные организмы, хорошо развива-
ющиеся на органических кислотах. Из простейших в активном
иле живут основные представители инфузорий, потребляющие
бактерии или мельчайшие взвешенные частицы органического
происхождения. Роль простейших в очистке сточных вод не пас-
сивна. Они оказывают решающее влияние на снижение количе-
ства патогенных бактерий и бактерий кишечной палочки. Нали-
чие в активном иле обильного количества простейших обеспе-
чивает задержание бактерий коли до 97,95 %, вследствие чего
в очищенной воде редко можно встретить возбудителей острых
кишечных заболеваний. Кроме того, замечено, что в присут-
ствии простейших снижается мутность воды и значительно со-
кращается лаг-фаза в развитии бактерий.

Появление, той или иной группы простейших обусловлива-
ется качеством жидкости, находящейся в аэротенке. При высоких
нагрузках на активный ил но загрязнениям и низкой степени очи-
стки сточных вод в жидкости содержится большое количество
растворенных органических соединений, в аэротенке интенсивно
развиваются формы простейших, у которых питательные веще-
ства всасываются всей поверхностью тела - саркодовые бакте-
рии и бесцветные жгутиковые инфузории. При высокой степени
очистки происходит смена биоценоза, появляются простейшие
с хорошо развитым околоротовым полем для сгущения пищи
(ресничные инфузории и др.). Таким образом, простейшие мо-
гут являться чувствительными биоиндикаторами хода очистки
сточных вод активным илом.

При нарушении определенных соотношений между концен-
трацией активного ила, питательных веществ и кислорода в аэро-
тенке происходит .массовое развитие нитчатых бактерий, кото-
рые вытесняют зооглейные скопления. Это приводит к плохому
оседанию, уплотнению (вспуханию) активного ила и большому
выносу его из вторичного отстойника.

Классификация аэрационных сооружений биологической
очистки производится по следующим основным параметрам
(рис. 6.28).

По гидродинамическому режиму и способу впуска сточных
вод различают аэротенки-вытеснители, аэротенки-смесители и
аэротенки с рассредоточенным вдоль сооружения впуском (аэро-
тенки промежуточного типа).

Аэротенк-вытеснитель (рис. 6.29) - сооружение с сосредото-
ченным пуском воды и активного ила и со снижающейся нагруз-
кой на активный ил вдоль сооружения. Такой вид аэротенка поз-
воляет обеспечить высокое качество очистки, однако чувствите-
лен к резким колебаниям расхода и состава стоков. Аэротенки-
вытеснители представляют собой прямоугольные, коридорные
емкостные сооружения, в которых очищаемая сточная жидкость
постепенно перемещается (вытесняется) от места впуска к месту
выпуска без активного перемешивания поступающих сточных
вод с ранее поступившими.

Аэротенки-смесители (рис. 6.30) - сооружения, в которых
подвод воды и активного ила осуществляется равномерно вдоль
одной из длинных сторон аэротенка. Порции поступающих сточ-
ных вод почти мгновенно перемешиваются со всей массой уже
находящейся в аэрационном сооружении смеси жидкости и ак-
тивного ила. Это позволяет равномерно распределять органиче-
ские загрязнения и растворенный кислород, обеспечивать работу
аэротенка с одинаковыми высокими нагрузками на активный ил
по всему объему аэротенка.
Рис. 6.28. Классификация аэротенков
лИ
СВ

Аэротенк

Нювая смесь

Рис. 6.29. Аэротенк-вытеснитель

СВ

Иловая смесь

Рис. 6<30. Аэротенк-смеситель

В аэротенках-смесителях осуществляется рассредоточенный
впуск сточных вод с возвратным илом и такой же выпуск иловой
смеси во вторичный отстойник. Благодаря этому обеспечивается
поддержание одинаковой концентрации органических веществ
во всех точках объема аэротенка (за счет перемешивания).

Аэротенк с рассредоточенной подачей сточной воды (рис. 6.31)
применяют для очистки смесей бытовых и производственных
сточных вод. Этот вид занимает промежуточное положение меж-
ду аэротенками-вытеснителями и аэротенками-смесителями. На-
1рузка на активный ил меняется циклически по длине сооруже-
ния. Аэротенки с рассредоточенной подачей сточной жидкости
применяют с отдельно стоящими вторичными отстойниками или
объединяют их в единый блок.

Иловая смесь

Аэротенк

СВ

АН

Рис. 6.31. Аэротенк с рассредоточенным впуском сточной воды
При малых концентрациях органических загрязнений в сточ-
ной жидкости процессы их сорбции и окисления микроорганиз-
мами активного ила протекают одновременно непосредственно
в аэротенке. При БПКп0ли поступающей в аэротенк сточной воды
более 150 мг/л восстановление сорбционных свойств активного
ила надлежит предусматривать в отдельных сооружениях, на-
зываемых регенераторами. Под регенератор может отводиться
и часть коридоров аэротенка. Использование аэротенков с реге-
нераторами также целесообразно в случаях значительных коле-
баний состава и расхода производственных стоков.

6.7.2.	Аэраторы и мешалки

Необходимыми условиями работы аэротенка являются до-
статочно интенсивное перемешивание жидкости с микроорганиз-
мами, обеспечение процесса растворенным кислородом, устано-
вившийся режим подачи органических загрязнений на единицу
веса микроорганизмов и надлежащий температурный режим. Пе-
ремешивание жидкости и растворение кислорода обеспечивают
аэраторы различного типа: мелкопузырчатых - пористые кера-
мические и пластмассовые материалы (фильтросные пластины,
трубы, диффузоры) и синтетические ткани; среднепузырчатых -
щелевые и дырчатые трубы; крупнопузырчатых - трубы с от-
крытым концом; механических и пневмомеханических; струйных
(эжекторных).

Пневматическая аэрация (рис. 6.32, а, б, в) применима для
всех типов аэротенков; механическая (рис. 6.32, г) наиболее рен-
табельна для сооружений малой и средней мощности; струйные
аэраторы целесообразно использовать в аэротенках малой мощ-
ности.

Обычно для крупных очистных станций применяют прямо-
угольные в плане аэротенки с пневматической аэрацией. Для не-
больших очистных станций применяют как прямоугольные, так
и круглые в плане аэротенки с пневматической, механической
или пневмомеханической (комбинированной) системой аэрации.
Рис. 6.32. Системы подачи воздуха в аэротенки
а - пневматическая медкопузырчатая;

б - то же среднепузырчатая; в - то же низконапорная;

г - механическая поверхностная:

1 - воздухоподводящие стояки; 2 - воздушный канал

с фильтросными пластинами; 3 - дырчатые трубы;

4 — поверхностный аэратор дискового типа;

5 - стабилизатор потока

В настоящее время в качестве оборудования для перемеши-
вания и аэрации жидкости в аэротенках наиболее часто применя-
ются пневматические аэраторы и мешалки (рис. 6.33).
Различают мембраны жесткие и мягкие: жесткие выполняют
из твердых пористых листовых материалов, а мягкие - из пер-
форированной резины и других рулонных мягких материалов.
Аэрационные блоки состоят из системы распределительных труб
с установленными на них отдельными диспергаторами.

Мембрана (диск) зажимается между чашей и уплотнитель-
ным кольцом с резьбой. Жесткие диски по характеру работы мало
отличаются от пористых трубчатых аэраторов. Перфорирован-
ные мягкие мембраны при подаче сжатого воздуха раздуваются
в виде купола, колотые либо прожигаемые лазером отверстия,
раскрываются, над аэратором образуется факел восходящей во-
довоздушной смеси.

Рис. 6.33. Виды оборудования для аэрации и перемешивания
иловой смеси:

1 - мембранные дисковые аэраторы; 2 - трубчатые
или пластинчатые аэраторы; 3 - мешалки
Соединительные части системы выполняют по типу тройни-
ков и угловых поворотных элементов для подсоединения стояков
или боковых отводов (рис. 6.34).

Рис. 6.34. Мембранные дисковые аэраторы:
а - общий вид секции аэротенка с аэраторами;
б - конструктивные особенности
воздухораспределительной системы

Трубчатые аэраторы с тонкими трубами подвержены полом-
кам (вследствие образования жгутов из волокнистых материалов
вокруг труб) при прохождении иловой смеси через решетку. На
аэраторах из крупных труб обволакивание наблюдается реже.

Расположение аэраторов - боковое пристенное либо по всей
ширине коридоров аэротенков - предопределяется технологи-
ческими условиями, такими как потребная интенсивность подачи
кислорода, эффективность аэрации, гидравлический режим дви-
жения воды в придонном слое. Эффективность аэрации тем вы-
ше, чем больше площадь аэрационной зоны, но при условии от-
сутствия вредных компенсационных потоков и взаимного подав-
ления аэраторов. Гидравлический режим предусматривает рас-
кручивание потока жидкости и создания придонной скорости дви-
жения воды не менее 0,1... 0,15 м/с, в зависимости от дозы актив-
ного ила; этим условиям соответствует боковое пристенное рас-
положение аэраторов.

Линейные системы пневматических аэраторов создают из
груб большого диаметра с развитой поверхностью пористого слоя.
Чаще применяются каркасные аэраторы с двухслойным напыле-
нием: на перфорированный каркас сначала наносится крупно-
пористый волокнистый слой, а затем мелкопористый. Другой ва-
риант подобной системы предусматривает возможность замены
диспергирующего элемента, выполняемого в виде съемного на-
ружного цилиндра. Соединительные части системы выполняют
по типу тройников и угловых новоротных элементов для под-
соединения стояков или боковых отводов. Диаметр труб от 150 мм,
длина отдельных отрезков аэрационных груб до 2500 мм. Аэра-
торы крепятся на раме с двумя стойками при помощи хомутов.

6 8. Технологические схемы с глубоким удалением
азота и фосфора

Соединения азота и фосфора, находящиеся в сточных водах,
получили название биогенных элементов. Проблема удаления
азот- и фосфорсодержащих соединений возникла в связи с ухуд-
шением качества воды рек и водохранилищ, вызванным эвтрофи-
кацией, которая обусловливается наличием избыточного количе-
ства питательных элементов в поверхностных слоях воды, что
вызывает усиленный рост водорослей и макрофитов, мешает про-
хождению света в глубь водоема, потребляет растворенный кис-
лород и приводит к созданию условий, несовместимых с жиз-
нью теплокровных организмов.

В процессе биологической очистки происходят трансформа-
ция и частичное (до 40 %) изъятие аммонийного азота и фосфора.
При этом в ходе очистки протекают процессы аммонификации
и последующей нитрификации азота, а также гидролиз соедине-
ний фосфора.

Согласно требований СП 32.13330 «Канализация. Наружные
сети и сооружения» удаление азота необходимо предусматривать
в основном процессе биологической очистки с помощью биоло-
гической нитри-денитрификации. Удалять фосфор следует с по-
мощью биологического подпроцесса в основном процессе биоло-
гической очистки, включающем в себя нитри-денитрификацию,
химического (с помощью осаждающих реагентов) или комбина-
цией этих методов (биолого-реагентное удаление).

Биологический метод очистки сточных вод от соединений
азота основан на процессах нитрификации и денитрификации.

Нитрификация - процесс окисления кислородом воздуха ам-
монийного азота до нитритов и нитратов, осуществляемый нитри-
фицирующими микроорганизмами бактериями родов НИгозото-
ПО8, ИИгозососсиз и НИго8О8р1га.

На первой стадии процесса нитрификации аммоний окисля-
ется до нитритов, на второй стадии нитратные бактерии родов
НИгоЪас1ег, НИго8рига, ИИгососсш, ИИгозрта окисляют нитриты
до нитратов (рис. 6.35).

Нитрат
*

Рис. 6.35. Стадии процесса нитрификации

В ходе денитрификации происходит окисление органических
веществ при восстановлении азота нитратов до свободного азота,
который выделяется в атмосферу и становится недоступным боль-
шинству организмов (рис. 7.36).

Для денитрифицирующих бактерий характерной особенно-
стью является возможность использовать источники энергии или
в присутствии кислорода или без него с восстановлением нитра-
тов и образованием азота. Биологический метод удаления аммо-
нийного азота из сточных вод является наиболее приемлемым
в современных условиях.
О?

Рис. 6.36. Схема процесса денитрификации

Биологические процессы глубокой очистки сточных вод от
соединений азота можно осуществить по двум схемам:

-	с использованием биомассы (активного ила), находящейся
во взвешенном состоянии - предшествующая денитрификация
(рис. 6.37, а);

-	с использованием прикрепленной активной биомассы -
биоблока (рис. 6.37, б).

В обоих способах могут быть использованы комбинирован-
ные и раздельные системы очистки. В комбинированных систе-
мах в одном сооружении предусматривается проведение нитри-
фикации и денитрификации, а в раздельных - только нитрифика-
ции или денитрификации. В раздельных системах с использова-
нием взвешенной культуры процессы очистки сточных вод от ор-
ганических веществ, нитрификация и денитрификация осуществ-
ляются специфическими илами.

Из концевой части нитрификатора нитратсодержащая ило-
вая смесь низконапорным насосом перекачивается в денитрифи-
катор. в котором в отсутствие растворенного кислорода осущест-
вляется денитрификация бактериями-гетерогрофами активного
ила (химическое дыхание бактерий).

Схема была дополнена анаэробной зоной для вытеснения
фосфора, и в целом появилась система Анаэробно-Аноксидной-
Оксидной очистки АА'О с биологическим удалением азота и фос-
фора (рис. 6.37, б): азота в виде газа фосфора в составе избы-
точного активного ила. Снижение концентрации аммонийного
азота достигало 1 мг/л, общего азота до 10 мг/л, общего фосфора
2...2,5 мг/л, фосфора фосфатов 1,5...1,8 мг/л.
Рис. 6.37. Технологические схемы узла предшествующей
денитрификации (а) и биоблока по схеме АА/О (б)

Недостаток схемы заключался в наличии большого количе-
ства нитратов в циркулирующем активном иле, вследствие чего
ослабляются анаэробные условия и вытеснение фосфатов из ила.

Для удаления нитратов из циркулирующего ила использу-
ются различные схемы блоков биологического удаления соеди-
нений азота и фосфора, часть которых приведена на рис. 6.38.

Одним из возможных методов очистки сточных вод от азота
является очистка в биологических прудах с массовым развитием
водорослей. В результате жизнедеятельности зеленых водорос-
лей в прудах осуществляется непосредственное потребление со-
единений азота из сточных вод, а также значительное снижение
концентраций других остаточных загрязнений.
Доочистка сточных вод достигается в трехсекпионных аэри-
руемых бионрудах. В первых двух секциях происходит доочист-
ка сточных вод за счет развивающихся водорослей, а в третьей
возможно наращивание зоопланктонных организмов, утилизиру-
ющих водоросли

циркуляция нитратсодержащей
иловой смеси

осветленные
СВ

б)

осветленные СВ

циркуляция нитратсодержащей
иловой смеси

циркуляция нитратсодержащей
иловой смеси

в)

Рис. 6.38. Технологические схемы блоков биологического удаления
из сточных вод соединений азота и фосфора:
а - .И ИЗ: б - Ркоге<Лох тосИфкаНоп; в - ОСТ:

АНА - анаэробная зона; АНО - аноксидная зона;

ОКС - оксидная зона
В настоящее время для очистки бытовых сточных вод широ-
кое применение находят схема биологической очистки по техно-
логии мембранного биореактора МВК (МБР).

МВК-мембранный биореактор представляет собой комбина-
цию традиционной биологической очистки и мембранного раз-
деления иловой смеси, реализуемого на ультра- или микрофиль-
трационных мембранах. Размер пор таких мембран составляет
от 0,01 до 0,1 мкм, что обеспечивает практически полное удале-
ние из очищенной сточной воды всех взвешенных веществ, мик-
роорганизмов, вирусов и бактерий. Применение данной техно-
логии позволяет исключить вторичные отстойники, а также обо-
рудование для доочистки и обеззараживания очищенной сточ-
ной воды.

Мембранные модули в биореакторе используются для под-
держания высокой концентрации активного ила и позволяют
уменьшить площадь очистных сооружений и количество ила пу-
тем поддержания низкой нагрузки на ил. МВК-мембрана может
полностью блокировать и удерживать активный ил в биореак-
торе. Мембранный модуль состоит из корпуса, блока мембран
и блока диффузоров (рис. 6.39).

Рис. 6.39. Мембранный модуль

Размещение мембранного модуля относительно аэротенка
биореактора может осуществляться по двум схемам - в объеме
биореактора или отдельно.
Преимущества технологии МБР: полная биологическая очист-
ка при уменьшенном (по сравнению с классическими методами
очистки) объеме емкостного оборудования ввиду увеличения кон-
центрации активного ила; высокая степень механической очистки
и микробиологической безопасности очищенных сточных вод вви-
ду небольшого размера пор мембран (от 20 до 80 нм), что явля-
ется непреодолимым барьером для взвешенных частиц, коллоид-
ных веществ и микроорганизмов.

6.9.	Обработка осадков

6,9.1.	Состав и свойства осадков сточных вод

Очистка бытовых сточных вод сопровождается образова-
нием большого количества разнообразных осадков. Их характе-
ристика приведена в табл. 6.7.

Таблица 6.7

Характеристика осадков бытовых сточных вод

Виды осадков	Масса по сухому веществу, г/чел.-сут.	Влажность, %	Содержание органических веществ, %
Отбросы с решеток	3...5	80	80
Осадок из песколовок	10. 12	60	30...40
Осадок из первичных отстойников	30...40	96...97	65...75
Осадок из первичных двухъярусных отстойников	20...30	90	70...75
Осадок из вторичных отстойников после биофильтров	8...28	96...97	70...75
Осадок из вторичных отстойников после аэротенков	25...30	99...99,5	70.. 75
Осадок из контактных резервуаров	5...10	98	65,..75
Важнейшей особенностью свойств осадка бытовых сточных
вод является высокое содержание органических примесей (в сред-
нем 65.. .75 %). Они являются средой для развития вредных мик-
роорганизмов и насекомых, служат опасным источником ухуд-
шения санитарно-гигиенических условий населенных мест, так
как способны быстро разлагаться, загнивать.

Осадки относятся к трудно фильтруемым суспензиям и очень
плохо отдают воду. Вода в них находится в грех состояниях: сво-
бодном (60...65 %), коллоидно-связанном (22...30 %) и капил-
лярно-связанном (гигроскопическом) (4... 10 %).

Значительная часть свободной воды может удаляться из осад-
ков при гравитационном уплотнении, сушке в естественных усло-
виях, фильтрации, центрифугировании, отжиме. Удалением сво-
бодной воды можно снизить влажность осадков до 70.. .65 %.

Коллоидно-связанная вода находится в осадке в основном
в виде гидратной оболочки твердых частиц. Разрушение гидрат-
ной оболочки возможно лишь с помощью коагуляции или крат-
ковременной термической обработки. Полное удаление всей кол-
лоидно-связанной воды достигается сушкой при повышенных
температурах, гигроскопическая вода не удаляется даже при тер-
мической сушке.

Осадки бытовых сточных вод заражены бактериальной,
в том; числе патогенной, микрофлорой и яйцами гельминтов
(10*,.. 107 ед./г осадка).

Для предохранения окружающей среды от загрязнения осад-
ками и возможности утилизации они должны подвергаться спе-
циальной обработке:

•	минерализации (стабилизации) органического вещества;

•	обезвоживанию (сушке);

•	обеззараживанию.

6.9.2.	Минерализация осадков

Основным способом минерализации органического веще-
ства сточных вод является биологический. В его основе, как упо-
миналось, лежит жизнедеятельность природных микроорганизмов-
минерализаторов, которые по типу дыхания делятся на аэробные,
использующие кислород, и анаэробные, функционирующие без
кислорода.

Аэробные процессы нашли основное применение в биологи-
ческой очистке сточных вод, анаэробные - в обработке (минера-
лизации) осадков. Однако, наряду с анаэробной минерализацией
осадков на станциях очистки сточных вод применяется и аэроб-
ная минерализация осадков, которую обозначают термином аэроб-
ная стабилизация. Биологическая сущность аэробной стабилиза-
ции соответствует стадии самоокисления в аэробном процессе
(см. п. 6.5).

Анаэробная минерализация осадков (брожение) состоит из
двух фаз: кислой и щелочной. В фазе кислого брожения с помо-
щью молочнокислых, пропионовокислых, маслянокислых, аце-
тонобутиловых, целлюлозных и других бактерий органическое
вещество осадка под действием внеклеточных бактериальных
ферментов сначала гидролизуется до более простых веществ:
белки - до пептидов и аминокислот, жиры - до глицерина и жир-
ных кислот, углеводы - до простых сахаров. Далее эти вещества
после поступления внутрь клетки в результате происходящих там
процессов превращаются в конечные продукты кислой фазы - ор-
ганические кислоты: масляная, пропионовая, уксусная и др. Об-
разуются также неорганические вещества: аммиак АЛЛ,, серово-
дород Н28, диоксид углерода СО2, водород Н.

В фазе щелочного (метанового) брожения из конечных про-
дуктов первой фазы образуются метан и диоксид углерода. Эту
функцию выполняют метанообразующие бактерии, относящиеся
к трем родам: Ме1капоЪас1ег1ит, Ме1капососсиз, Ме1капо$агс1па.
Бактерии каждого вида обладают строгой специфической изби-
рательностью к определенному веществу. Бактерии Ме1капоЬас-
1ег1ит зоекп^епи, Ме1капососсиз тагег, Ме1кано$агста теРкатса
сбраживают соли органических кислот, Ме1капокасИ1и8 отеПапзкН-
спирты, а Ме^капососсиз уаптеШ обеспечивают восстановление
диоксида углерода водородом.

В целом смешанная культура метанообразующих бактерий
способна использовать практически все основные продукты кис-
лой фазе брожения. Скорости превращения веществ в кислой и ще-
лочной фазах одинаковы, поэтому при устойчивом процессе бро-
жения не должно происходить накопления продуктов первой фа-
зы. В зависимости от химического сос гава осадков при сбражи-
вании выделяется газ, который представляет собой смесь мета-
на СНц и диоксида углерода. Водород используется метанообра-
зующими бактериями в окислительно-восстановительных реак-
циях энергетического обмена.

Образующийся при распаде белков сероводород Н28 связы-
вается с имеющимися в воде ионами железа и образует коллоид-
ный сульфид железа (Ее8), определяющую черно-бурую окраску
сброженного осадка.

Аммиак, конечный продукт разложения белковых веществ,
образует в воде гидрат аммония, который обусловливает необхо-
димую для метанового брожения щелочность воды. На рис. 6.40
приведена условная схема минерализации органического веще-
ства сточных вод в анаэробных условиях.

Рис. 6.40. Схема минерализации органического вещества
сточных вод в анаэробных условиях

Анаэробную минерализацию осадков на очистных станциях
осуществляют в септиках, двухъярусных отстойниках (рис. 6.41),
осветлителях-перегнивателях (см. и. 7.4.3) и метантенках.

Метантенк (рис. 6.42) представляет собой металлический или
железобетонный герметичный резервуар, в котором осуществля-
ется только сбраживание (минерализация) осадка с подогревом
и перемешиванием. При подогреве до 33...35 °С режим работы
метантенка является мезофильным, при температуре 50.. 55 °С -
термофильным. В метантенках, работающих под избыточным
давлением до 300 мм вод. ст., распадается 40...50 % органиче-
ского вещества осадка и образуется 12... 15 м3 газа на 1 м3 осадка.
Газ содержит около 60 % метана, 33 % диоксида углерода (угле-
кислого газа) и 2 % азота. Теплотворная способность составля-
ет 4000...5000 ккал/'м', что позволяет сжигать его в котельной.
Подогрев осадка осуществляется с помощью паровых инжекто-
ров, теплообменников, а перемешивание - механическими ме-
шалками или инжектированием паром.

Рис. 6.41. Двухъярусный отстойник:

1 - осадочные желоба; 2 — выпуск осадка; 3 - щели
С козырьками; 4 — септическая камера; 5 - подающий лоток;
6 — отводящий лоток; А, Б, В - зоны кислого, щелочного
брожения и уплотнения осадка

Продолжительность анаэробного сбраживания в метантенках
самая низкая по сравнению со всеми известными сооружениями.

Аэробная стабилизация. В основе аэробной стабилизации
осадков лежит жизнедеятельность аэробных микроорганизмов на
стадии самоокисления, которые так же, как и в аэротенках, мине-
рализуют органическое вещество осадков. Аэробная минерализа-
ция заключается в длительном аэрировании осадка, в результате
чего биоразлагаемые органические вещества окисляются до ко-
нечных продуктов СО2, ИОг, НО$, Н^О, Нг и др. Оставшиеся ор-
ганические вещества относятся к категории стабильных, т. е. не-
способных к последующему загниванию.

Рис. 6.42. Метантенк:

1 - пропеллерная мешалка; 2 - труба для выпуска газа;

3 - трубопровод для загрузки свежего осадка и активного ила;

4 - переливная труба; 5 - трубопроводы для удаления иловой воды
и выгрузки сброженного осадка; 6 - термометр сопротивления;

7 - паровой инжектор для подогрева бродящей массы;

8 - трубопровод для выгрузки сброженного осадке:
из конусной части метантенке:

Аэробная стабилизация может осуществляться при темпера-
туре 8...35 °С. С изменением температуры на 10 °С продолжи-
тельность стабилизации изменяется в 2.. .2,2 раза.

При аэробной стабилизации погибает 95 % бактерий, но яйца
гельминтов остаются. По этой причине стабилизированный оса-
док должен быть дополнительно дегельминтизирован, например,
тепловой обработкой при 70...80 °С.

Стабилизированный в аэробных условиях осадок обезвожи-
вается значительно легче, чем после анаэробного сбраживания.
Существенным преимуществом аэробной стабилизации является
также простота сооружений по сравнению с метантенками, взры-
вобезопасность и отсутствие запахов.
На рис. 6.43 приведена технологическая схема узла аэробной
стабилизации осадков.

Рис. 6.43. Технологическая схема узла аэробной стабилизации осадков:
1 - илоуплотнитель

Аэробные стабилизаторы выполняется в виде аэрируемых
емкостей и по конструкции аналогичны аэротенкам. Стабилизи-
рованный осадок направляется в илоуплотнитель на 5...6 ч.
Сливная вода направляется в начало очистной станции, а уплот-
ненный стабилизированный осадок влажностью 97...98 % обез-
воживается.

6.9.3.	Обезвоживание осадка

Наиболее простым и распространенным способом обезвожи-
вания осадков является их сушка на песковых и иловых площад-
ках. К более сложным и дорогим методам обезвоживания отно-
сятся механические и термические.

Накопленный в бункерах песколовок осадок откачивается
песковыми насосами, гидроэлеваторами, шнековыми подъемни-
ками или эрлифтами. Песковая пульпа имеет большую влажность -
98...99 %, поэтому из нее необходимо удалить влагу - обезво-
дить.
Для обезвоживания и подсушивания осадка предусматри-
вают песковые площадки или песковые бункеры.

Песковые площадки (рис. 6.44) представляют собой карты
с ограждающими валиками высотой 1...2 м, оборудованные во-
досбросами для отвода отстоявшейся воды. Удаляемая вода на-
правляется в начало сооружений. Количество площадок должно
быть не менее двух.

Рис. 6.44. Песковые площадки:

1 - трубопроводы отвода дренажной воды: 2 - трубопровод подвода
песковой пульпы; 3 - разводящий лоток

Песковые бункеры. Использование песковых бункеров поз-
воляет производить отмывку, обезвоживание и подсушку песка
с его последующим использованием в строительстве. Конструк-
ция песковых бункеров приспособлена для погрузки песка в ав-
тотранспорт (рис. 6.45).

Емкость бункеров рассчитывается на 1,5...5-суточное хране-
ние песка. Для повышения эффективности отмывки песка при-
меняют напорные гидроциклоны. Дренажная вода из бункеров
и площадок возвращается в канал перед песколовками
Рис. 6.45. Песковые бункеры •

1 - бункеры; 3 - гидроциклоны; 3 - подача песковой пульпы;

4 - отвод воды

В настоящее время на очистных станциях водоотведения
широкое распространение получили комбинированные уста-
новки, которые представляет собой универсальную технологию
механической очистки сточных вод, заключающую в себе ряд
различных этапов очистки (рис. 6.46).

Рис. 6.46. Комбинированная установка механической очистки
Комбинированные установки механической очистки вклю-
чают в себя последовательно работающие процеживатели (ре-
шетки) и песколовки. Процеживатели выполнены в виде перфо-
рированных полукруглых лотков, внутри которых расположены
шнековые транспортеры. Задержанные отбросы перемещаются
шнеками к разгрузочным проемам и сбрасываются в контейнеры.
Прошедшая процеживатели вода стекает в расположенные под
ними песколовки, также оснащенные шнеками - горизонтальны-
ми, перемещающими выпавшие тяжелые взвеси (песок) к сбор-
ным бункерам, и наклонными для выгрузки песка из бункеров
в контейнеры. Важно отметить, что при транспортировке по шне-
кам обоих видов отходов происходит их отжим. Это позволяет
избежать большого расхода воды, используемой для транспорта
песковой пульпы из песколовок традиционной конструкции и по-
следующего ее обезвоживания на песковых площадках или в бун-
керах. Установка полностью автоматизирована и не требует по-
стоянного присутствия эксплуатирующего персонала. Установка
объединяет в одном корпусе и, по сути, заменяет: механические ре-
шетки, жироловки, песколовки, обезвоживание и выгрузку улов-
ленного мусора и песка (осадка).

Иловые площадки (рис. 6.47) представляют собой грунто-
вые емкости, разделенные на карты, в которые периодически для
подсушивания напускается осадок. На хорошо фильтрующих грун-
тах (песок, супесь, легкий суглинок) при залегании грунтовых
вод не менее 1,5 м от поверхности иловые площадки устраивают
на естественном основании. При отсутствии фильтрующих грун-
тов и в случае запрещения выпуска иловой воды в грунт преду-
сматривают иловые площадки на естественном или искусствен-
ном водонепроницаемом основании с дренажом.

Сушка осадков на иловых площадках происходит за счет
фильтрации и естественного испарения до влажности 70...80 %,
позволяющей производить с ними транспортно-перегрузочные
операции так же, как с влажным грунтом.
1-1

Рис. 6.47. Схема устройства адовых площадок:

1 - подача осадка; 2 - гаситель напора; 3 - дренажные трубы;

4 - дорога; 5 - перепуск

Для обустройства иловых площадок требуются большие зе-
мельные участки, с них распространяется запах, они содействуют
размножению большого количества мух и других насекомых.
Поэтому в настоящее время на станциях очистки сточных вод
применяют механическое обезвоживание осадков на вакуум-
фильтрах, центрифугах, фильтр-прессах, термическую сушку
и сжигание.

Вакуум-фильтрация осуществляется на вакуум-фильтрах
различной конструкции - барабанных, дисковых, ленточных.
Вакуум-фильтры для обезвоживания осадков имеют наиболь-
шее распространение по сравнению с другими аппаратами. На
них можно обрабатывать практически любые виды осадков.
Барабанный вакуум-фильтр (рис. 6.48) представляет собой
горизонтальный вращающийся со скоростью до 10 об/мин бара-
бан с двумя боковыми стенками: внутренней сплошной и наруж-
ной перфорированной (дырчатой), обтянутой фильтровальной
тканью.

Рис. 6.48. Барабанный вакуум-фильтр:
1 - корыто; 2 - барабан; 3 - главный вад;

4 -распределительная головка

Пространство между стенками разделено на 16...32 секции,
не сообщающиеся между собой. Каждая секция имеет отводящий
коллектор, входящий в торце в цапфу, к которой прижата непо-
движная распределительная головка. В зоне фильтрования оса-
док фильтруется иод действием вакуума. Затем осадок просу-
шивается атмосферным воздухом. Фильтрат и воздух отводятся
в общую вакуумную линию. В зону съема осадка в секции пода-
ется сжатый воздух, способствующий отделению обезвоженного
осадка от фильтровальной ткани. Обезвоженный осадок влажно-
стью 70.. .80 % - кек, снимается с барабана ножом и поступает на
транспортер для подачи на последующую сушку или к месту ути-
лизации. В зоне регенерации ткань продувается сжатым возду-
хом или паром. Для улучшения фильтрующей способности ткани
через 8.. .24 ч работы фильтр промывают водой, ингибированной
кислотой или растворами ПАВ.

Центрифугирование осадков осуществляют в горизонталь-
ных осадительных центрифугах со шнековым устройством для
выгрузки осадка. Схема устройства такой центрифуги показана
на рис. 6.49.

Основными ее элементами являются конический ротор и по-
лый шнек. Ротор и шнек вращаются в одну сторону, но с разными
скоростями. Обезвоживаемый осадок подается в трубу полого
шнека и через отверстия поступает в полость ротора. Под дей-
ствием центробежной силы частички твердой фазы осадка отбра-
сываются к стенкам ротора и вращающимся с меньшей скоро-
стью шнеком перемещаются к выходным отверстиям ротора, че-
рез которые обезвоженный до 65... 75 % осадок (кек) поступает
в бункер-приемник кека. Оставшаяся жидкая фаза осадка (фугат)
отводится через отверстия, расположенные с противоположной
стороны ротора.

Рис. 6.49. Схема устройства центрифуги:

1 - отверстия для выпуска фугата; 2 - ввод подачи осадка;

3 - корпус; 4 - ротор (барабан); 5 - шнек;

6 - приводные шкивы барабана и шнека;

Увеличение эффективности задержания сухого вещества осад-
ка до 90...97 % при центрифугировании достигается предвари-
тельной обработкой их флокулянтами.
Разновидностью центрифуг являются центрипрессы работа-
ющих при гораздо больших числах оборотов (4...6 тыс. об/мин.)
по сравнению с обычными центрифугами (2...3 тыс. об/мин.).

Ленточные фильтр-прессы (рис. 6.50). Жидкий подготов-
ленный осадок распределяется на ленте 4 и за счет фильтрации
свободной воды образует пастообразный слой, который зажима-
ется при схождении лент 5. Далее обе ленты направляются на
фильтрующие перфорированные барабаны 6, на которых под дей-
ствием сил кручения происходит отжим воды. Подготовленный
таким образом осадок отжимается на соосных валках 7 с посте-
пенным возрастанием сил давления. Затем ленты расходятся и кек
в виде сыпучего продукта транспортируется на вывоз либо в бун-
кер для временного хранения. Ленты промываются чистой водой,
промывная вода и фильтрат отводятся на очистку.

Рис. 6.50. Схема работы ленточного фильтр-пресса:

1 - подача флокулянта; 2 - подача осадка;

3 - смеситель; 4 - ленты; 5 - схождение лент;

6 - фильтрующие барабаны; 7 — валки
Фильтр-прессы (рис. 6.51) - аппараты периодического
действия, применяемые для разделения под давлением неодно-
родных суспензий (осадков, шламов, избыточного активного ила
и т. п.) на жидкую фазу (фильтрат) и твердую фазу (осадок, кек).

Рис. 6.51. Фильтр-прессы (фото: кМрз:М1уроИтег.ги)

Основным преимуществом фильтр-прессов перед другими
видами обезвоживающего оборудования является более глубокая
степень обезвоживания, поэтому их целесообразно применять
в тех случаях, когда необходимо получение обезвоженного осад-
ка более низкой влажности.

Фильтр-прессы могут быть камерными, мембранными и рам-
ными. Камеры фильтра могут быть подвешены горизонтально
либо вертикально.
Основным отличием камерных и мембранных фильтр-прес-
сов является фильтровальная плита. Камерная плита и имеет
длительный срок эксплуатации и применяется в случаях, когда
не требуется максимально возможного обезвоживания осадка.
Мембранные фильтровальные плиты дополнительно комплек-
туются мембранами но периметру плит и в свою очередь позво-
ляют максимально обезводить осадок и сократить время цикла.
Для получения кека низкой влажности применяют надувные мем-
браны, отжимающие осадок под большим давлением.

Принцип работы рамного фильтр-пресса основан на филь-
трации суспензии, которая под напором подается внутрь пакета
плотно прижатых к рамам, различной толщины, фильтровальных
плит, обтянутых фильтровальной тканью. Внутри рам накапли-
вается твердый осадок, а жидкий фильтрат просачивается сквозь
ткань и отводится из фильтра. Периодически производится рас-
крытие фильтр-пресса и осадок удаляется.
РАЗДЕЛ III

ВНУТРЕННИЙ ВОДОПРОВОД
И КАНАЛИЗАЦИЯ ЗДАНИЙ

Глава 7. ВНУТРЕННИЙ ВОДОПРОВОД ЗДАНИЙ

7.1	Внутренний холодный .водопровод.
Противопожарный водопровод

7.1.1.	Схемы холодного водопровода зданий
и сооружений

Совокупность устройств, предназначенных для получения
воды из наружной водопроводной сети и подачи ее под напором
к водоразборным устройствам внутри зданий и сооружений, на-
зывается системой внутреннего водоснабжения. По назначению
внутренние водопроводные системы делятся на два вида: холод-
ного и горячего водоснабжения.

Система холодного водоснабжения (упрощенно - внутрен-
ний водопровод) состоит из следующих основных частей: ввода,
водомерного узла, магистральных трубопроводов, распредели-
тельных трубопроводов, подводок к водоразборным устройствам
и арматуры. Б некоторых случаях в эту систему включают уста-
новки для повышения напора (насосные, пневматические) или
для дополнительной обработки воды (умягчения, обезжелезива-
ния и др.).

По назначению системы холодного водоснабжения подраз-
деляют на хозяйственно-питьевые, производственные и противо-
пожарные. Хозяйственно-питьевые системы подают воду питье-
вого качества для питья, умывания, купания, приготовления пи-
щи и других гигиенических и хозяйственных нужд в жилые, об-
щественные, производственные здания и специальные сооруже-
ния, обеспеченные системой водоотведения.
Производственные системы водоснабжения подают воду
в производственных и специальных объектах (зданиях) для тех-
нологических нужд. Ее качество зависит от вида технологиче-
ского процесса. В одном здании (сооружении), может быть, не-
сколько производственных водопроводов.

Противопожарные системы водоснабжения предназначены
для тушения пожаров и предотвращения их распространения
внутри зданий. Качество воды в противопожарных водопрово-
дах может быть любым.

Перечисленные системы могут быть раздельными и объе-
диненными (хозяйственно-противопожарные, производственно-
противопожарные, хозяйственно-производственные) Внутренний
водопровод, выполняющий функции всех трех перечисленных
систем, называют единым.

По способу использования воды внутренние системы бывают
прямоточными, оборотными и с повторным использованием воды.

В жилых и общественных зданиях наибольшее применение
получил хозяйственно-противопожарный водопровод, в специ-
альных защитных сооружениях наряду с этим имеется техниче-
ская оборотная (реже прямоточная) система В экономическом
отношении выгоднее объединенные системы.

Водопроводные системы могут быть с нижней и верхней раз-
водкой (рис. 7.1), а по способу подачи воды - циркуляционными,
двойными и зонными. Они подразделяются на тупиковые, коль-
цевые и комбинированные (рис. 7.2).

Рис. 7.1. Схема тупикового водопровода:
а - с нижней разводкой; б - с верхней разводкой

Тупиковые сети применяют в зданиях, где допускается пе-
рерыв в подаче воды в аварийных случаях.
Кольцевые сети устраивают в зданиях, где требуется на-
дежное и бесперебойное снабжение водой (противопожарный
водопровод, большая этажность, технологические процессы).

Рис. 7.2. Схема кольцевого (а) и комбинированного (б)
водопровода

Комбинированные сети состоят из кольцевых и тупиковых
магистральных труб. Их используют в крупных зданиях и соору-
жениях с большим разбросом водоразборных устройств.

Циркуляционные системы (рис. 7.3) водопровода состоят
из двух сетей: подающей и обратной.

Рис. 7.3. Схема циркуляционного водопровода

Подающие, как правило, напорные, обратные - самотечные.
Циркуляционные сети применяются в системах производствен-
ных водопроводов, например, в сети охлаждения агрегатов и обо-
рудования или в сети внутреннего горячего водоснабжения и отоп-
ления зданий.
В многоэтажных зданиях используют зонные (рис. 7.4) си-
стемы водоснабжения, которые представляют собой несколько
сетей, соединенных друг с другом или раздельных, имеющих са-
мостоятельные повысительные напорные установки, самостоятель-
ные вводы. Например, нижняя зона работает под напором на-
ружной системы водоснабжения, а верхние - от повысительных
насосов. В целях обеспечения прочности стыковых соединений
труб и арматуры величина гидростатического давления в нижней
точке сети каждой зоны не должна превышать допустимой вели-
чины - для хозяйственных и производственных водопроводов -
45 м вод. ст., для противопожарных - 90 м вод. ст. В зонных систе-
мах зданий (17.. .25 этажей) водопроводные сети каждой зоны, как
правило, закольцовываются в вертикальной или горизонтальной
плоскости, а в зданиях 25 и более этажей - в двух плоскостях.

Напор воды на вводе в здание, обеспечивающий подачу нор-
мативного расхода к наиболее высокорасиоложенному (диктую-
щему) водоразборному устройству с учетом гидравлических по-
терь по пути движения воды, называется требуемым. Минималь-
ный напор в наружном водопроводе у места присоединения ввода
в здание называется гарантийным. При периодическом или по-
стоянном недостатке напора в наружном водопроводе по сравне-
нию с требуемым для здания применяют установки для его по-
вышения: повысительные насосы и пневматические агрегаты, на-
порные баки.

В районах с наружной канализацией внутренним водопро-
водом оборудуются все жилые и общественные здания, производ-
ственные и вспомогательные здания промышленных предприятий.

В районах, которые не имеют централизованной наружной
канализации, системами внутреннего водопровода (с обязатель-
ным устройством внутренней канализации и местными очист-
ными сооружениями) должны оборудоваться: жилые здания высо-
той более двух этажей; гостиницы; дома для престарелых; боль-
ницы; поликлиники; амбулатории; диспансеры; санэпидстанции;
родильные дома; санатории; дома отдыха; пансионаты; пионер-
ские лагеря; детские ясли-сады; общеобразовательные школы;
школы-интернаты и другие учебные заведения; клубы; кино-
театры; предприятия общественного питания; спортивные соо-
ружения; бани и прачечные.
Рис. 7.4. Схемы зонного водоснабжения зданий:

а - последовательная; б - с регулятором давления; в - параллельная:
1 - ввод; 2 — насос; 3 - водонапорный бак; 4 -регулятор давления;

5 - задвижка или вентиль; б - обратный клапан;

7 — задвижка с электроприводом
7.1.2.	Основные элементы
холодного водопровода зданий

Основными элементами внутреннего водопровода являются
ввод (один или несколько), водомерный узел, распределительные
трубопроводы с необходимой арматурой (рис. 7.5).

Вода из наружного городского водопровода 1 поступает в
здание через ввод 2. На вводе устраивается водомерный узел 5,
который оборудован водоизмерительным устройством - водо-
счетчиком, служащим для учета количества воды, потребляемым
в здании или отдельным потребителем. Для контроля за давле-
нием в сети и опорожнения системы водомерный узел в своем
составе имеет контрольно-спускной кран и запорно-регулирую-
щую арматуру.

Трубопроводная сеть здания предназначена для транспорти-
рования воды ко всем водоразборным устройствам. Трубопровод
4 - для распределения воды по зданию в горизонтальной плос-
кости - магистральный трубопровод. Вертикальные магистраль-
ные трубопроводы 5, предназначенные для распределения воды
по этажам здания, называются стояками.

Трубопровод 6 предназначен для подачи воды от стояков
к водоразборным приборам 7, 9 (в жилых домах это, как правило,
смесители для моек, ванны, умывальника, поплавковый кран смыв-
ного бачка унитаза, поливочный кран) - разводящий трубопровод
(поэтажная, внутриквартирная разводка, подводка к приборам).
В мусоросборных камерах жилых зданий следует устанавливать
поливочный кран с подводом холодной и горячей воды 12. Для
зданий 10 этажей и более, кроме того, следует предусматривать
установку спринклера И и сигнализатора (реле) протока 13.

На сети хозяйственно-питьевого водопровода в каждой квар-
тире предусматривается отдельный кран для присоединения шлан-
га, оборудованного распылителем 10, для использования его в ка-
честве первичного устройства внутриквартирного пожаротуше-
ния для ликвидации очага возгорания. Длина шланга должна обес-
печивать возможность подачи воды в любую точку квартиры.
Для обеспечения циркуляции воды в системе стояки объеди-
няют поверху кольцующей перемычкой 8, которая устраивается
в зданиях от пяти этажей и более.

Рис. 7.5. Схема системы внутреннего водопровода здания:
1 - магистральный трубопровод наружного водопровода;

2 - ввод водопровода; 3 - водомерный узел; 4 — магистральный
трубопровод; 5 - стояки; б - квартирный разводящий трубопровод,
7 — водоразборные устройства; 8 - водоразборные устройства
противопожарного водопровода: 9 - наружный поливочный кран,
10 — первичное устройство внутриквартирного пожаротушения;

11 - спринклер; 12 - поливочный кран в мусорокамере;

13 - сигнализатор (реле) протока
7.1.3.	Устройство холодного водопровода зданий

Трубы для внутреннего холодного водопровода

Линии внутренних водопроводных сетей монтируют из от-
дельных труб, изготавливаемых заводским способом.

Материал труб для транспортирования питьевой воды не дол-
жен оказывать влияние на ее качество и должен быть разрешен
для применения Федеральной службой России по надзору в сфе-
ре защиты нрав потребителей и благополучия человека (наличие
гигиенического сертификата обязательно).

Все известные трубы по материалу, из которого они изго-
товлены, можно разделить на две основные группы: металличе-
ские (рис. 7.6) и неметаллические (рис. 7.12).

оцинкованные усиленные

черные легкие

оцинкованные легкие

черные усиленные

электросварные

с антикоррозионным
покрытием

твердые
неотожженные

мягкие
отожженные

с
пластмассовым
покрытием

Рис. 7.6. Металлические трубы для устройства
внутреннего водопровода

Стальные трубы в жилищно-коммунальном хозяйстве Рос-
сии получили наибольшее распространение. Они универсальны,
используются для транспортирования холодной и горячей воды,
пара, газа, разнообразных жидких и сыпучих продуктов, имеют
неограниченный диапазон диаметров и рабочих давлений.

Для устройства внутреннего водопровода главным образом
используют водогазонроводные оцинкованные и черные грубы
диаметром от 15 до 150 мм. Сортамент диаметров 15 мм или 1/2"
(дюйма), 20 мм - 3/4", 25 мм - 1", 32 мм - 1!4", 40 мм - Р/г",
50 мм - 2" и т. д. Соединение стальных труб бывает неразъем-
ным - на сварке или пресс-соединении и разъемным - на резьбе,
на фланцах, с помощью накидных гаек, грувлока, компрессион-
ных фитингов или ремонтно-монтажных обойм.

Соединение стальных труб, а также их деталей и узлов диа-
метром условного прохода до 25 мм включительно следует про-
изводить сваркой внахлестку - с раздачей одного конца трубы
(рис. 7.7, а) или безрезьбовой муфтой (стаканом) (рис. 7.7, б). Сое-
динение встык труб диаметром до 25 мм включительно (рис. 7.7, в)
допускается выполнять на заготовительных предприятиях.

Рис. 7.7. Сварные соединения стальных труб:
а — с раздачей одного конца;

б - с помощью безрезьбовой муфты; в - встык

Для труб диаметром до 50 мм применяют газовую сварку,
при больших диаметрах - электросварку.

Применение сварных соединений для трубопроводов из оцин-
кованной стали не допускается.

Соединение трубопроводов производится на цилиндриче-
ской трубной (дюймовой) резьбе, которая позволяет демонтировать
участки труб и арматуру, наиболее часто выходящие из строя. На
рис. 7.5 приведены некоторые типы фитингов из ковкого чугуна
и стали для соединения стальных труб.
Герметичность резьбового соединения достигается примене-
нием фторопластовой уплотнительной лентой ФУМ или льняной
пряди, пропитанной свинцовым суриком или густотертыми бели-
лами, или специальными уплотняющими пастами-герметиками.

Для возможности разборки системы, особенно в местах уста-
новки арматуры и где невозможно повернуть соединяемые грубы
относительно друг друга, используют стоны, которые соединя-
ются с трубами муфтами и уплотняются контргайками. Соеди-
няют сгон следующим образом (рис. 7.9). На длинную резьбу
насухо навертывают контргайку и муфту. Сгон короткой резьбой
с уплотнителем соединяют с вентилем. Свинчивая муфту с дли-
ной резьбы, ее навинчивают до конца короткой резьбы, приме-
няя уплотнительный материал. Затем наматывают у торца муф-
ты по ходу резьбы свитый в жгутик уплотнительный материал,
и контргайку плотно подгоняют к муфте. Жгутик помещается
в фаске муфты и препятствует просачиванию воды по резьбе.

Рис. 7.8. Резьбовые фитинги для стальных
водогазопроводных труб:
а - соединительная и переходная муфты; б, в - «американка»
(соединитель); г — муфта с наружной резьбой (бочонок)
д - угольники; е - тройник; ж - крестовина; з - сгон
Муфта

1 ’айка	Сгон

Рис. 7.9. Последовательность выполнения разъемного
стыкового соединения

Также для получения разъемных соединений стальных тру-
бопроводов используют накидные гайки и фланцы (рис. 7.10).

Рис. 7.10. Соединение труб накидной гайкой (а) и с помощью фланцев (б)

Соединить стальную оцинкованную трубу без сварки и резь-
бы можно с помощью грувлока - специального обжимного хо-
мута. Грувлочные бессварные муфты бывают гибкие (мягкие)
и жесткие.

Грувлочное соединение - это соединение с помощью спе-
циальной муфты - грувлока, которая состоит из манжеты и сое-
динительного зажима (хомута). Манжета, выполненная из термо-
стойкого и износостойкого полимера на основе каучука, обес-
печивает герметичность соединения. Зажим (хомут) состоит из
двух частей, скрепляемых болтами и одеваемых на трубу. Зажим
устанавливается в предварительно накатанные желоба и стягива-
ется болтами (рис. 7.11).

Рис. 7.11. Соединение труб с помощью грувлока

Медные трубы применяются для всех видов инженерных
коммуникаций: для водоснабжения, газоснабжения, систем отоп-
ления, кондиционирования гидравлических и пневматических си-
стем. Трубы легко отрезаются, гнутся, фитинги просты при мон-
таже, не требуют много места, собранные трубопроводы имеют
приятный внешний вид. Трубы и фитинги из меди обладают бак-
терицидными свойствами.

Медь отличается необычайно долгим сроком службы, не ста-
реет, не портится - она сохраняет свою первоначальную проч-
ность. Медные трубы и фитинги служат столько, сколько суще-
ствует само здание. Справедливо будет заметить, что такая дол-
говечность и не требуется, так как внутренние системы морально
устаревают значительно быстрее (обычно менее чем за 50 лет),

К недостаткам систем из медных груб следует отнести, преж-
де всего, их высокую стоимость. Для сварки трубопроводов при-
меняется специальное оборудование и материалы. Требуется вы-
сокая квалификация монтажников.

Хотя сами медные трубы не подвержены коррозии, они ини-
циируют коррозию в грубах и элементах систем из менее стойких
материалов и прежде всего из стали и алюминия. Поэтому мед-
ные трубопроводы следует применять как концевые элементы си-
стем, а между трубами и приборами из других материалов необ-
ходимо устанавливать специальные изолирующие вставки.

Для соединения медных труб применяют высокотемператур-
ную или низкотемпературную (капиллярную) пайку и зажимное
соединение.

Также для всех сетей внутреннего водопровода допускается
применять бронзовые и латунные трубы.

Для прокладки вводов водопровода и устройстве внутри-
квартальных сетей при давлении до 1 МПа (10 кг/см2) в основном
используются чугунные трубы. Они обладают большой долговеч-
ностью (могут служить более 100 лет) и высокой химической
стойкостью (в 4 раза выше, чем у стальных труб).

полиэтиленовые:
низкой, средней, высокой
плотности

полипропиленовые

поливинилхлоридные

полибутеновые и др.

Рис. 7.12. Неметаллические трубы для устройства
внутреннего водопровода

Пластмассовые трубы обладают целым рядом положитель-
ных свойств, которые позволяют с успехом заменять ими метал-
лические трубы в самых разных областях строительства и про-
мышленности:

•	коррозионная стойкость, что обеспечивает их гарантий-
ный срок службы не менее 50 лет;

•	комплексные решения для выполнения систем из пласт-
массовых труб. Фирмы, которые предлагают на рынке пластмас-
совые трубы, предлагают все необходимое для изготовления си-
стем - трубы, фасонные части, запорную арматуру, детали креп-
ления, монтажные инструменты, методики расчета, проектирова-
ния и монтажа систем, обучение персонала;

•	небольшие гидравлические потери (примерно на 30 %
меньше, чем у металлических труб), что позволяет при одном
и том же расходе существенно уменьшить диаметр либо снизить
энергозатраты на подъем воды;

•	малый вес (легче стальных труб в 7...8 раз) и большая
длина (многие марки пластмассовых труб поставляются в бух-
тах). Все это облегчает и удешевляет монтаж;

•	низкая теплопроводность, по ним практически не распро-
страняются вибрации и шум, имеют хороший внешний вид и
не требуют окраски;

•	диэлектричность;

•	легко обрабатываются, просто соединяются при помощи
«фирменных» инструментов, использование которых гаранти-
рует высокое качество монтажа и не требует специальных по-
мещений или мастерских;

•	могут быть использованы как для открытой, так и для
скрытой прокладок, а также замоноличиваются в строительные
конструкции;

•	за счет эластичности труб, давления, которые возника-
ют при гидравлических ударах, снижаются примерно на 75 %
по сравнению со стальными трубами.

Однако при использовании пластмассовых труб нельзя не счи-
таться и с их недостатками:

•	они обладают меньшей механической прочностью (по срав-
нению со стальными трубами), что требует дополнительной за-
щиты от случайных повреждений в открытых местах прокладки;

•	имеют большое температурное удлинение - например,
коэффициент линейного расширения полиэтилена в 10... 15 раз
больше, чем у стали;

•	обладают «холодной текучестью» материала, не термо-
стойки;

•	теряют свои прочностные свойства с течением времени
(подвержены «старению»).
Для внутренних трубопроводов холодной и горячей воды
следует применять пластмассовые трубы и фасонные изделия из
полиэтилена (высокой (ПВП) или низкой (ПНП) плотности), по-
липропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полибутилена, ме-
таллополимерные, из стеклопластика и других пластмассовых
материалов - для всех сетей водоснабжения, кроме раздельной
сети противопожарного водоснабжения.

Трубы напорные из поливинилхлорида (ПВХ) выпускают
четырех классов на давление 0,4... 1,6 МПа в диапазоне диамет-
ров 10...315 мм. Трубы поставляют со следующими конструк-
тивными исполнениями концов: без раструбов, с раструбами для
клеевого соединения, с раструбами для соединения с помощью
резиновых уплотнительных колец.

Для систем водоснабжения рекомендуется применять напор-
ные трубы и соединительные детали из полипропилена «Рандом
сополимер» (РРКС), а также металлонолимерные трубы.

Тип соединений груб выбирают в зависимости от конкрет-
ных условий работы и прокладки трубопроводов внутри здания,
а также от материала труб и вида фасонных частей (табл. 7.1).

Для повышения прочностных характеристик пластмассовых
труб их выпускают в комбинации с металлом - металлопласти-
ковые трубы (рис. 7.13). Для этого тонкостенная трубка из ла-
туни, алюминия или нержавеющей стали внутри и наружи по-
крывается слоем термостойкой пластмассы.

Таблица 7.1

Способы соединения пластмассовых труб

Способ соединения	Схема соединения				Материал труб	Область применения
Контактная сварка встык					ПНП, ПВП, ПП	Трубопроводы 050 мм и более С толщиной стен- ки более 4 мм
Окончание таблицы 7.1

Способ соединения		Схема соединения		Материал труб	Область применения
Контактная сварка с помо- щью электро- сварной муфты				пнп, пп	Трубопроводы 0140 мм с тол- щиной стенки менее 4 мм
Контактная сварка с фор- мованным рас- трубом				пнп, пвп, пп	То же 0160 мм
Склеивание				пвх	Трубопроводы < 0225 мм
Фланцевое с утолщенным буртом				пнп, пвп, пп	Трубопроводы; для присоедине- ния к арматуре, металлическим фасонным ча- стям и трубам
С накидной гайкой				пнп, пвп, пп, пвх	Трубопроводы; для присоедине- ния к арматуре, металлическим фасонным ча- стям и трубам с резьбовым со- единением; к са- нитарным при- борам
Стеклянные трубы применяются для производственных
сетей (не противопожарных) с давлением до 0,5 МПа (5 кг/см2)
в зданиях без значительных тепловыделений и не подвержен-
ных вибрации.

Для соединения стеклянных труб и фасонных частей приме-
няют фланцы с резиновыми прокладками и муфты.

Рис. 7.13. Металлопластиковые трубы:

1 - наруж ная труба; 2 — промежуточный слой из алюминия
или нержавеющей стали; 3 - внутренняя труба

Арматура для внутреннего холодного водопровода

• Для управления потоком жидкости и распределения
воды потребителям в системах внутреннего водопровода при-
меняют водоразборную, запорную, регулировочную и предо-
хранительную арматуру.

Конструкция водоразборной и запорной арматуры должна
обеспечить плавное перекрытие потока воды для предотвраще-
ния гидравлических ударов. Конструкции отличаются большим
разнообразием и постоянно усовершенствуются. Поэтому имеет
смысл рассмотреть только основные принципы конструирования
этой арматуры.

В зависимости от принципа перемещения затвора запорную
и водоразборную арматуру делят на вентильную, пробковую и ша-
ровую (рис 7.14).

У вентильной арматуры основной деталью является горизон-
тально или наклонно расположенный затвор (клапан) (рис. 7.14, а),
который, перемещаясь возвратно-поступательно, частично или
полностью закрывает, или открывает проход для воды.
Основной деталью пробковой и шаровой арматуры является
коническая пробка либо шар с отверстием (рис. 7.14, б и в); пово-
ротом пробки (шара) на 90° кран закрывается или открывается.

Рис. 7.14. Принцип действия водопроводной арматуры:
а - вентильной; б - пробковой; в - шаровой

Запорная арматура устанавливается для отключения отдель-
ных участков трубопроводов на случай ремонта и замены сани-
тарных приборов.

Как правило, применяют вентили, шаровые краны, задвижки
или поворотные затворы (рис. 7.15). Пробковые краны допуска-
ется применять при давлениях не более 1 МПа (10 кг/см2).

Рис. 7.15. Запорная арматура:

а - вентиль муфтовый; б - задвижка параллельная;
в - затвор поворотный
В жилых зданиях запорная арматура предусматривается:

•	на каждом вводе (при наличии запорной арматуры в во-
домерном узле арматуру на вводе можно не предусматривать);

•	в водомерном узле (до и после водомера, и на обводной
линии);

•	на ответвлениях от магистральных линий водопровода;

•	перед наружными поливочными кранами;

•	у основания и на верхних концах, закольцованных по
вертикали стояков в зданиях в три этажа и более;

•	на ответвлениях в каждую квартиру;

•	на подводках к смывным бачкам, смывным кранам;

•	на подводках к газовым и электронагревателям;

•	на подводках к стиральным и посудомоечным машинам.

Водоразборная арматура во многом определяет эффек-
тивность функционирования систем внутреннего водопровода.
Она должна быть удобна для пользования, в работе, долговечна,
не допускать потерь воды, обеспечивать плавное перекрытие
потока, иметь привлекательный внешний вид, требуемые гид-
равлические и акустические характеристики.

Водоразборная арматура является запорно-регулируюгцей,
так как в процессе использования она регулирует расход воды,
а по окончании пользования герметично перекрывает поток воды.
Наиболее простой и часто встречаемой является арматура вен-
тильного типа, которая работает по принципу вентиля.

К водоразборной арматуре относятся: краны - туалет-
ные, водоразборные, банные, поливочные, писсуарные, смыв-
ные (рис. 7.16), пожарные, лабораторные и т. д.; поплавковые
клапаны; смесители; специальная арматура для лечебных учре-
ждений.

Водоразборную арматуру, подающую теплую воду, которая
получается смешением холодной и горячей воды, называют сме-
сителем (рис. 7.17).

Смесители для ванн имеют, излив для наполнения ванны и
душевую сетку для принятия душа. Они могут быть стационар-
ными, соединяемые с корпусом латунной трубкой (рис. 7.18, а),
или гибкими, для присоединения которых служат шланги из
пластмассы или резины в оплетке (рис. 7.18, б).
Рис, 7,16. Водоразборная арматура:

а - водоразборный кран; б - настольный туалетный кран;
в - писсуарный кран; г — банный кран' д - внутренний
поливочный кран; е - полуавтоматический смывной кран

Рис. 7.17. Смесительная арматура для умывальников и моек:
а, б — смесители вентильные настольные; в — смеситель настольный
С одной рукояткой; г — смеситель настенный с одной рукояткой;
д - смеситель настенный вентильный; е - смеситель с термостатом
Рис. 7.18. Смесители для ванн со стационарной (а) душевой трубкой
и гибким шлангом (б)

К предохранительной и регулирующей арматуре относят-
ся обратные клапаны, обеспечивающие движение воды только
в одном направлении, предохранительные (рис. 7.19) и редук-
ционные клапаны (пружинные или рычажные диаметром от 20
до 100 мм), обеспечивающие поддержание в сети давления, не пре-
вышающего заданного предела.

Рис. 7.19. Предохранительная арматура:

а, б - подъемный и поворотные обратные клапаны,
в, г — пружинный и рычажный предохранительные клапаны
Обратные клапаны предусматриваются на напорных патруб-
ках насосов, чтобы предохранить их от гидравлического удара,
в водомерном узле в здании с двумя вводами, при наличии во-
донапорных баков и т. д. Их изготавливают из бронзы, латуни
и чугуна.

• Предохранительные клапаны предохраняют систему водо-
снабжения зданий, водяные резервуары, бойлеры ог аварии в слу-
чае, если давление в них поднимется выше допустимого. При
повышении давления в сети или оборудовании клапан автома-
тически выпускает воду, и давление понижается.

Регулирующая арматура служит для поддержания опти-
мальных параметров давления и расхода в водопроводных сетях
или перед водоразборными приборами и для предохранения их
от возможных повреждений. К регулирующей арматуре относят
регуляторы давления (рис. 7.20), регуляторы расхода, регулиру-
ющие вентили, диафрагмы и т. п.

Рис. 7.20. Регуляторы давления:

а - поршневой; б - мембранный: в - проточный;
г - автоматический; д - электронный
7.1.4.	Вводы и узлы учета расхода воды

Участок трубопровода от колодца на городской сети водо-
провода до сети внутреннего водопровода (до водомерного узла
или запорной арматуры внутри здания) называется вводом. К ос-
новным элементам ввода относятся: врезка ввода в наружную сеть
водопровода и подземный участок трубопровода от места врезки
до запорной арматуры внутри здания.

Трубопроводы вводов прокладываются по кратчайшему рас-
стоянию перпендикулярно к стене здания. В местах присоедине-
ния ввода к наружным сетям водопровода устраиваются колодцы
с установленными в них задвижками.

Для зданий с тупиковыми сетями внутреннего водопровода,
допускающими временное прекращение подачи воды, может быть
запроектирован один ввод (рис. 7.21, а и б). При устройстве двух
и более вводов они присоединяются к различным участкам на-
ружной кольцевой сети водопровода (рис. 7.21, в) либо к одному
участку через секционирующую задвижку (рис. 7.21, г).

Рис. 7.21. Трассировка вводов:

а, б - в здания с тупиковыми сетями;
в, г — при устройстве двух вводов
Не менее чем два ввода предусматривается для:

•	зданий, в случае если количество квартир более 400;

•	кинотеатров с числом мест более 300;

•	зданий, в которых установлено более 12 пожарных кра-
нов;

•	зданий, оборудованных противопожарными спринклер-
ными и дренчерными системами;

•	бань при числе мест 200 и более;

•	прачечных на 2 и более тонны белья в смену.

Глубина заложения труб ввода подземной прокладки должна
обеспечивать их незамерзаемость в зимний период года, а также
исключать возможность недопустимого нагрева воды в летний
период и повреждения труб внешними нагрузками от транспорта
или иной временной нагрузки (см. рис. 3.2).

Ввод укладывается с уклоном / = 0,002...0,005 в сторону го-
родской сети для возможности его опорожнения.

При устройстве вводов водопровода в здание, подающих воду
на хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды, и исполь-
зовании пластмассовых материалов необходимо устраивать пере-
ход с горючих материалов на негорючие. На рис. 7.22 приведены
варианты устройства вводов в здание, выполненных с переходом
с полиэтиленовых трубопроводов на чугунные и наоборот.

Рис. 7.22, Устройство вводов в здание:

а - с переходом с полиэтиленовых трубопроводов на чугунные;
б - с переходом с чугунных трубопроводов на полиэтиленовые:
1 - труба ПЭ, 2 - втулка ПЭ, 3 - фланец стальной прижимной
для ПЭ труб, 4 - фланец для чугунных труб, 5 - патрубок
фланец-гладкий конец ПФГ, 6 - колено УФ, 7 — труба чугунная
Устройство узла А может быть различно в зависимости от ве-
личины уровня грунтовых вод, варианты выполнения вводов в су-
хих и мокрых грунтах приведены далее на рис. 7.23.

Пересечение трубопровода со стенками подвала должно вы-
полняться в сухих грунтах (рис. 7.23, а) с зазором 0,2 м между
трубопроводом и строительными конструкциями. Это предотвра-
щает разрушение ввода при просадке. В сухих грунтах кольцевой
зазор между металлической гильзой 1 и трубой 2 заделывается
эластичным водогазонепроницаемым материалом, например, смо-
ляной прядью 3, мятой глиной 4 и цементным раствором 5 слоем
толщиной 20.. .30 м.

Рис. 7.23. Ввод водопровода в здание в сухих (а) и мокрых (б) грунтах:
1 —металлическая гильза; 2 - труба ввода; 3 - смоляная прядь:
4 — мятая глина; 5 - цементный раствор: б - гильза;

7 -ребра приварные (блин); 8 - зажим сальника; 9 - гидроизоляция

При значительной глубине сооружений, например, при строи-
тельстве насосных станций, трубопроводы могут оказаться в зо-
не мокрых грунтов. В мокрых грунтах применяются сальниковые
устройства (рис. 7.23, б). Гильза 6 внутри здания имеет фланец.
На трубопровод приваривается блин 7. При закручивании болтов
перемещается зажим сальника 8. При этом просмоленная прядь 3
герметизирует зазор между трубой и гильзой. С наружной сто-
роны здания устраивается глиняная гидроизоляция 9. Может так-
же применяться жесткая заделка замоноличиванием бетонным
раствором.
Для прохода труб ввода через строительные конструкции
возможно применение звеньевых сальников или уплотнителей
кольцевых пространств (модульных уплотнителей) различного
типа, которые представляет собой цепь из резиновых элементов
или сборное изделие из уплотнительного расширяющегося эле-
мента, прижимных пластин из нержавеющей стали и метизов
из оцинкованной или нержавеющей стали, соединенных болтами
(рис. 7.24). При установке на трубу в месте ее прохода через
стену, выполняют поочередную затяжку этих болтов. Получается
надежный герметичный узел.

Рис. 7.24. Ввод водопровода в здание при помощи уплотнителей
кольцевых пространств:

а - конструктивная схема; б — уплотнители (герметизаторы)
кольцевых пространств ВТИ-ГМП и ВТИ-ГКП:

1 - футляр, 2 — модульный уплотнитель, 3 - подводящая труба;

4 - анкерный фланец

На вводах во все жилые и общественные здания, отдельные
квартиры, а также на ответвлениях водопровода в магазины, сто-
ловые, рестораны и т. д., получающие воду от общего ввода, при
расходе более 0,1 м3/ч устанавливаются узлы учета расхода воды.
Для учета количества воды, подаваемой различным потребите-
лям, которые находятся в здании (арендованные помещения: ма-
стерские, офисы, кафе, магазины и т. и.), используют дополни-
тельные узлы водосчетчика - подводомеры.

Конструктивно все схемы узлов учета расходов воды состоят
из собственно водомерного узла и типовой вставки (рис. 7.25).

Типовая вставка, как правило, состоит из следующих эле-
ментов:

•	водомер /;

•	контрольно-спускной кран или патрубок с пробкой 5, ко-
торый служит для спуска воды из сети внутреннего водопровода,
контроля давления, располагаемого напора, проверки правильно-
сти показаний измерительного устройства и обнаружения утечек
воды в системе;

•	переходы 6 (диаметр (калибр) водомера, как правило, на
сортамент меньше, чем диаметр ввода и магистрали водопровода,
поэтому для подключения водомера необходимы переходы);

•	прямолинейные присоединительные патрубки до и после
водомера: длина прямолинейного участка до водомера - не менее
пяти диаметров трубы, а после - не менее двух.

Рис. 7.25. Узел учета расхода воды в здании:

1 - водомер' 2 — запорный вентиль; 3 - обводная линия;

4 - опломбированная задвижка;

5 - контрольно-спускной кран; 6 - переход

Запорная арматура 2 устанавливается до и после водомера
для возможности его замены и ремонта или проверки правильно-
сти показаний водомера, а также для отключения внутренней во-
допроводной сети от ввода для ремонта.
Обводная линия 3 с опломбированной задвижкой 4 предна-
значена для пропуска расчетного расхода в момент замены или
ремонта счетчика, установленного на основной линии. Обводная
линия устанавливается при одном вводе в здание. Обводная ли-
ния устанавливается также при пропуске максимального проти-
вопожарного расхода воды. В этом случае она обязательно обо-
рудуется счетчиком воды.

Как правило, водомерный узел в жилом здании монтируется
в подвале, при отсутствии подвала узел может быть смонтирован
под лестничной клеткой или в специальном помещении первого
этажа, которое имеет отдельный вход.

Водомерные узлы в здании устанавливают за наружной сте-
ной (на расстоянии 1.. 1,5 м от ввода) в удобном и легкодоступ-
ном для ремонта и снятия показаний помещении с естественным
или искусственным освещением и температурой не ниже 5 °С.
Расстояние от пола до оси водомера, как и в промышленном зда-
нии, 0,3.. 1,1м (как правило, 0,8 м для удобства монтажа и экс-
плуатации).

В жилых и общественных зданиях нашли применение скорост-
ные водомеры, они делятся на крыльчатые и турбинные (рис. 7.26).

Рис. 7.26. Крыльчатый (а) и турбинный (б) водомеры

При неравномерном водопотреблении и резких колебаниях
расхода воды в зданиях для учета малых и больших расходов уста-
навливают скоростные комбинированные счетчики воды (рис. 7.27),
состоящие из двух счетчиков: малого (крыльчатого) и большого
(турбинного). Конструктивно комбинированные счетчики могут
быть решены с параллельным и последовательным соединением
путем установки переключающего клапана. Клапан (грузовой)
срабатывает при больших расходах воды, открывая доступ по-
току к большому (турбинному) счетчику. Для определения рас-
хода воды показания малого и большого счетчиков суммируются.

Рис. 7.27. Комбинированный водомер

7.1.5.	Выбор схемы и конструирование внутренней
водопроводной сети

Как уже было рассмотрено выше, водопроводная сеть состоит
из магистральных труб, стояков и квартирной разводки. В зави-
симости от расположения магистральных труб различают схемы
с нижней (магистральные трубопроводы уложены в подвале, в тех-
ническом подполье) или верхней (магистральные трубопроводы
расположены на чердаках, в техническом этаже) разводкой. Вы-
бор схемы сети во многом зависит от размещения водоразбор-
ных устройств на каждом этаже здания, величины свободных на-
поров у водоразборных устройств, от режима подачи и потребле-
ния воды, строительных конструкций здания. Схема должна быть
экономически целесообразной и обеспечивать высокую степень
надежности снабжения водой потребителей.

Схема водопроводной сети с нижней разводкой (см. рис. 7.1, а)
нашла широкое применение в жилых, производственных и обще-
ственных зданиях. Трубопровод для распределения воды по зда-
нию в горизонтальной плоскости - магистраль - прокладывается
внизу, как правило, под полом первого этажа в подвале или в тех-
ническом подполье; подпольном канале - при прокладке на пер-
вом этаже и т. п. Магистраль прокладывается в подвале на крон-
штейнах по внутренним стенам или на подвесках на расстоянии
0,2.. 0,4 м от потолка подвала с уклоном не менее г = 0,002 в сто-
рону ввода. Уклон необходим для возможности спуска воды из си-
стемы при ее опорожнении и выпуска воздуха при заполнении
труб водой. Возможна прокладка магистральных трубопроводов
над полом подвала на опорах.

Схемы сетей с верхней разводкой (см. рис. 7.1, б) применя-
ются в основном в коммунальных и производственных зданиях
(прачечных, банях и т. и.), в зданиях с зонной системой водоснаб-
жения. В этом случае магистральные трубопроводы прокладыва-
ются в верхней части здания на технических этажах или чердач-
ных помещениях.

Для поливки территории вокруг зданий у наружных стен че-
рез каждые 60...70 м в специальных нишах на высоте 0,3. .0,5 м
размещают поливочные краны. Если поливочные краны в нишах
стен установить невозможно, то их размещают в небольших чу-
гунных колодцах - коверах - около здания.

Прокладка магистральных и разводящих сетей водопровода
внутри производственных зданий, как правило, предусматрива-
ется открытой - по фермам, колоннам, стенам и под перекры-
тиями. При невозможности открытой прокладки допускается пре-
дусматривать размещение водопроводных сетей в каналах сов-
местно с другими трубопроводами, кроме трубопроводов, транс-
портирующих легковоспламеняющиеся, горючие или ядовитые
жидкости и газы. Совместную прокладку хозяйственно-питьевых
водопроводов с канализационными трубопроводами допускается
принимать только в проходных (1,7...1,8 м) каналах. При этом
трубопровод водопровода должен располагаться выше трубопро-
вода канализации. Сеть холодного водопровода при совместной
прокладке в каналах с трубопроводами, транспортирующими
горячую воду или пар, должна размещаться ниже данных тру-
бопроводов с устройством теплоизоляции.
Стояки следует прокладывать по возможности в местах раз-
мещения наибольшего количества водоразборных кранов. Так как
стояки всех сантехнических систем прокладываются, как пра-
вило, совместно, а канализационные стояки располагаются на од-
ной оси или рядом с унитазом, то и водопроводные стояки распо-
лагаются чаще всего в санузлах. Прокладку стояков и поквар-
тирную разводку внутреннего водопровода следует предусмат-
ривать скрыто в шахтах или открыто по стенам душевых, кухонь,
туалетов.

Скрытую прокладку следует предусматривать для помеще-
ний, к отделке которых предъявляются повышенные требования,
а также для всех систем из пластмассовых труб, которые следует
преимущественно применять в системе внутреннего водопро-
вода. При скрытой прокладке трубопроводы располагают в кана-
лах, шахтах, бороздах, коробах, тоннелях и т. д. (рис. 7.28). Ниши
закрываются съемными панелями, а борозды заделываются шту-
катуркой. В местах размещения вентилей предусматриваются
смотровые отверстия, закрываемые дверками или люками. Скры-
тая прокладка стальных трубопроводов на резьбе не допускается.

При возможности кратковременного снижения температуры
в помещении до О °С и ниже, а также вблизи наружных вход-
ных дверей и ворот предусматривается тепловая изоляция труб.
Термоизоляция трубопроводов холодной воды предусматрива-
ется при совместной прокладке в каналах с сетями горячей воды.
При этом трубопроводы холодной воды размещают ниже.

а)

ооо

б)	в)

Рис. 7.28. Скрытая прокладка трубопроводов:
а — в шахте; б - в борозде; в-в коробе

В местах пересечения вертикальных трубопроводов (стоя-
ков) с перекрытиями на трубы надевают гильзы из обрезков труб
или листовой стали (рис 7.29). Края гильз располагаются запод-
лицо с поверхностями стен, перегородок и потолков и выступают
выше отметки чистого пола на 20.. .30 мм.

Рис. 7.29. Проход трубы через перекрытие

Трубы к стенам, перекрытиям, фермам и другим строитель-
ным конструкциям крепятся с помощью крючьев, хомутов, крон-
штейнов, подвесок, дюбелей, дюбелей под пристрелку с помо-
щью строительно-монтажного пистолета (рис. 7.30).

Рис. 7.30. Способы прокладки трубопроводов:

а, в - с помощью крючьев; б, е— на кронштейнах;
г-на опорных столбиках; д - на хомутах; ж - на подвеске

При прокладке в каналах трубы укладываются на столбики
из бетона или кирпича. Столбики устанавливают вблизи стыков,
в концах тупиков и на поворотах трубопровода. Для удобства
монтажа и ремонта расстояние между поверхностью грубы и стен-
кой канала (в свету) должно быть 0,1...0,15 м.
При открытой прокладке в жилых домах и общественных
зданиях расстояние от поверхности штукатурки или облицовки
до оси трубопровода следует выдерживать 35...55 мм при его
диаметре до 32 мм и 50...60 мм - при диаметре 40...50 мм.

При проектировании трубопроводов из пластмасс необхо-
димо уделять особое внимание на то, что такие трубопроводы
имеют значительные температурные удлинения порядка 1.. .2 мм
на 1 м длины. Для обеспечения самокомненсации трубопрово-
дов используются отступы, изгибы и повороты. Трубы крепят-
ся с использованием нежестких креплений. На длинных прямых
участках устанавливают специальные компенсаторы. Жесткая
заделка труб в стенах и перекрытиях не допускается.

Открытую прокладку труб применяют в производственных
и вспомогательных зданиях промпредприятий, в коммунальных,
а также в жилых, общественных и административных зданиях,
если в них к внутренней отделке не предъявляются повышенные
требования. Трубы при этом прокладываются вдоль стен, пере-
городок, колонн или ферм.

В жилых домах используются санитарно-технические блоки,
шахты и санитарно-технические кабины заводского изготовления.

Стояки внутренних водопроводов располагаются так, чтобы
длина подводок к водоразборной арматуре, санитарным прибо-
рам и технологическому оборудованию была минимальной.

В жилых, общественных и вспомогательных зданиях пром-
предприятий стояки хозяйственно-питьевого водопровода раз-
мещают обычно в уборных. Стояки противопожарного водопро-
вода располат ают в вестибюлях, лестничных клетках, коридорах.
При этом расстояния между ними должны определяться расчетом.

В производственных зданиях стояки производственных водо-
проводов располагают в соответствии с размещением технологи-
ческого оборудования.

Квартирная разводка размещается на высоте 0,15...0,4м
от пола и подводится вертикально к водоразборной арматуре,
установленной над сантехническими приборами, на высоте счи-
тая от уровня чистого пола до ее оси:

1100 мм - кран кухонной раковины;

1000 мм - смеситель умывальника или кухонной мойки;

1200 мм - смесители для душа;
1350 мм - пожарный кран;

800 мм - смеситель ванны и т. п.

Подводки к водоразборной арматуре прокладывают от стоя-
ков вдоль стен, перегородок или колонн по одному из вариантов:

•	под потолком этажа на 0,4.. .0,5 м с опуском труб к водо-
разборным устройствам;

•	на высоте 1 м от уровня чистого пола с опуском, подъе-
мом или без них к водоразборным устройствам;

•	над полом на 0,2...0,3 м с подъемом труб к водоразбор-
ным устройствам.

При использовании металлопластиковых труб возможна их
прокладка в полу в гильзах.

В настоящее время применяют следующие способы груп-
пировки приборов и разводки труб к ним: разводка через трой-
ники (рис. 7.31, а); последовательная разводка с проходными
водорозетками (рис. 7.31, б); система с разводящим коллекто-
ром (рис. 7.31, в).

Рис. 7.31. Квартирная разводка:
а — через тройники; б — с проходными водорозетками;

в — с помощью коллекторов:

1 - тройники; 2 — водорозвтки проходные; 3 - коллекторы
В последнее время для прокладки пластмассовых трубопро-
водов водопровода находит все более широкое применение кол-
лекторная схема разводки. Коллекторы - это разновидность тру-
бопроводного оборудования, предназначенная для подвода и рас-
пределения рабочей среды от основного трубопровода к сантех-
ническим приборам.

Такая разводка позволяет производить отключение линий,
идущих к отдельным приборам без перекрытия всего водопро-
вода.

Подключения стояков систем холодного и горячего водо-
снабжения к квартирным системам может быть осуществлена
на лестничной площадке с помощью установки квартирной стан-
ции (рис. 7.32), предназначенной для организации коммерческо-
го учета потребления холодной, горячей воды и тепловой энергии
в отдельной квартире многоквартирного здания. Такие решения
обусловлены тем, что, например, в муниципальном жилье для лик-
видации аварии можно вскрыть квартиру в присутствии сотруд-
ников правоохранительных органов. В рассматриваемом случае
отключение подачи воды в квартиру можно произвести из лест-
ничного распределительного шкафа.

Рис. 7.32. Квартирная станция отдельной квартиры:
1 -узлы учета потребления холодной, горячей воды;

2 - узел учета тепловой энергии
В случае применения во внутриквартирной разводке поли-
этиленовых труб наряду с последовательной, предпочтительно ис-
пользовать и коллекторную схему разводки.

При использовании стальных, полипропиленовых или поли-
винилхлоридных труб чаще всего применяется последовательная
разводка.

7.1.6.	Противопожарные водопроводы и установки

Внутренний противопожарный водопровод предназначен
для тушения пожаров внутри зданий и сооружений.

Противопожарный водопровод может проектироваться как
отдельно от других систем, так и совместно с хозяйственно-пить-
евым и производственным водопроводом.

Противопожарные водопроводы бывают:

•	обычные или простые с противопожарными кранами на
сети трубопроводов;

•	автоматические - спринклерные установки;

•	полуавтоматические - дренчерные установки.

Наибольшее распространение имеет обычный противопо-
жарный водопровод (рис. 7.33).

Рис. 7.33. Схема простого противопожарного водопровода

Водопровод, оборудованный 12-ю и более пожарными кра-
нами, присоединяется к наружному водопроводу не менее чем
двумя вводами. Вводы закольцовывают между собой либо всю
сеть делают кольцевой.
В многоэтажных зданиях, оборудованных хозяйственно-
противопожарным водопроводом, пожарные стояки с числом
пожарных кранов 5 и более надлежит закольцовывать с водо-
разборными стояками.

Сети проектируют открыто с прокладкой магистральных
трубопроводов в подвальных или технических этажах, в техни-
ческих подпольях и подпольных каналах. Стояки прокладывают
в нежилых помещениях открыто по стенам лестничных клеток,
коридоров, в промышленных зданиях - около входных дверей,
ворот и окон для свободного доступа к ним во время пожара,
с выводом пожарного крана в пожарный шкаф (рис. 7.34).

а)

Рис. 7.34. Шкаф для пожарного крана ШИК

с отсеком для огнетушителя:

а - корпус из тонколистной стали с отсеком
для огнетушителей; б - огнетушители, поворотная кассета
с укладкой пожарного рукава со стволом, пожарный кран

В пожарных шкафах, кроме устанавливаемых в жилых зда-
ниях, должно быть предусмотрено место для установки огнету-
шителей. Дверки шкафа должны иметь приспособление для оплом-
бирования. Дверки шкафа выпускаются с прозрачной вставкой
(окном), позволяющей проводить визуальную проверку нали-
чия и состояния комплектующих, давать возможность прочте-
ния маркировочных надписей на корпусах огнетушителей. Воз-
можна установка шкафов без окна. На стекло дверки наносят
надпись: «ПК №___». Пожарный шкаф должен быть оборудован
поворотной кассетой для укладки в ней пожарного рукава. Внеш-
нее оформление пожарного шкафа должно включать в себя крас-
ный (белый) сигнальный цвет.

Пожарный кран устанавливается на высоте 1,20 ± 0,15 м над
полом в шкафчике. Он состоит из вентиля (рис. 7.35, а) диамет-
ром 50 или 65 мм, установленного на ответвлении от стояка или
на конечном его участке с ввернутой в него быстросмыкающейся
иолугайкой (рис. 7.35, б, в) пенькового рукава (пожарного шлан-
га) длиной 10, 15 или 20 м, на одном конце которого закреплена
гюлугайка, а на другом - металлический противопожарный ствол
(брандспойт) (рис. 7.35, г).

Рис. 7.35. Пожарный кран и быстросмыкающиеся полугайки:
а - пожарный кран; б - полугайка с наружной резьбой;
в - полугайка для соединения с рукавом; г - пеньковый рукав
с противопожарным стволом

Противопожарный ствол - брандспойт, с одной стороны,
имеет полугайку диаметром, равным диаметру крана, а с дру-
гого конца - наконечник-спрыск диаметром 13, 16, 19 мм.

Спаренные пожарные краны допускается устанавливать один
над другим, при этом второй кран устанавливается на высоте не ме-
нее 1 м от пола.

В одном здании должны применяться спрыски, стволы, ру-
кава и пожарные краны одинакового диаметра, и пожарные ру-
кава одинаковой длины.

В помещениях повышенной пожарной опасности (склады,
сцены театров, клубов, производственные цехи с повышенной
огнеопасностью, универсальные магазины, кино- и телестудии
и т. и.) проектирует спринклерные и дренчерные противопожар-
ные установки.
Необходимость устройства автоматических систем пожаро-
тушения устанавливается по специальным перечням зданий и по-
мещений, подлежащих оборудованию автоматическими средства-
ми пожаротушения, утвержденными соответствующими мини-
стерствами.

Спринклерные установки представляют собой смонтирован-
ную под перекрытием помещения распределительную сеть труб 1
(рис. 7.36) с вмонтированными в нее спринклерными головками
(разбрызгивателями) 2, срабатывающими при повышении темпе-
ратуры выше расчетной. Сеть распределительных трубопроводов
питается водой от магистрали через главный стояк 3. Каждый
разбрызгиватель может орошать 6... 9 м2 площади пола.

Рис. 7.36. Схема сети со спринклерными установками:

1 -распределительные трубопроводы; 2 - спринклерные оросители
(спринклеры); 3 - главный стояк; 4 — контрольно-сигнальный клапан;

5 - колокол; 6 - наружная водопроводная сеть; 7 - напорный бак;

8 - насосы: 9 - полугайки «РОТ»

Спринклерные головки (спринклеры) являются побудителя-
ми всей спринклерной системы. Применяются спринклеры с ме-
таллическим замком (рис. 7.37, а) и колбового типа (рис. 7.37, б).

Спринклер (спринклерная головка) имеет бронзовый (латун-
ный) корпус 7 со штуцером с конической резьбой для соединения
с распределительным трубопроводом. В корпусе имеется диа-
фрагма 2 с отверстием 13 мм, которое перекрывает полусфериче-
ский клапан 3. Клапан поддерживается замком 4. Замок состоит
из пластинок, спаянных легкоплавким сплавом.

Рис. 7.37. Спринклер:

а — с металлическим замком; б - колбового типа:

1 - корпус со штуцером; 2 - диафрагма; 3 - полусферический клапан:
4 - тепловой замок; 5 -розетка

При пожаре сплав плавится и т. к. спринклерные системы
постоянно находятся под давлением, замок распадается и давле-
нием воды клапан оттесняется, вода, выливаясь из отверстия диа-
фрагмы, ударяется о розетку 5 и разбрызгивается, образуя водя-
ной факел.

Сплав спая разбрызгивателя имеет различные температуры
плавления. Обычная неокрашенная головка имеет температуру
плавления +72 °С. Для помещений сушилок применяют головки
с температурой плавления +93 °С (окрашена в белый цвет), изго-
тавливаются головки с температурой плавления +141 °С (синяя)
и +182 °С (красная).

Устройство спринклеров колбового типа и принцип их дей-
ствия аналогичны замковым, но в качестве теплового замка ис-
пользуется стеклянная запаянная колба (капсула) диаметром 5 мм
из кварцевого стекла. Колба заполняется жидкостью с высоким
коэффициентом температурного расширения и небольшим коли-
чеством воздуха. При повышении температуры жидкость, нагре-
ваясь, расширяется, капсула разрывается - происходит открытие
клапана. В зависимости от температуры срабатывания жидкость
в колбе окрашивается в определенный цвет: 68 °С - красная,
57 °С - оранжевая и т. д.

Полуавтоматический пожарный водопровод - дренчерные
установки применяются для защиты отдельных частей здания
от пожара путем орошения большим количеством воды, а также
для изоляции помещения от помещения путем создания водяной
завесы между ними (в дверях, воротах, окнах, между сценой и за-
лом, для изоляции кинобудки).

Схема дренчерной установки пожаротушения совпадает со
схемой спринклерной системы пожаротушения. Отличие в том,
что вместо спринклеров на распределительных трубопроводах
устанавливаются дренчеры - аналогичные устройства для раз-
брызгивания воды, но без клапанов и замков, т. е. всегда откры-
тые. Поэтому система распределительных трубопроводов нахо-
дится под действием только атмосферного давления. Диаметр от-
верстий у разбрызгивателей от 6 до 13 мм.

7.2 Проектирование системы холодного водопровода

Проектирование системы внутреннего водоснабжения зда-
ний производится с целью определения мест прокладки, мате-
риала изготовления и диаметров трубопроводов, мест установки
и типа используемого оборудования (водомеров, повысительных
насосов, водонапорных баков и т. д.), требуемого давления в сети,
которые обеспечат бесперебойную подачу расчетного количе-
ства воды требуемого качества всем потребителям.

В процессе проектирования последовательно решаются сле-
дующие задачи:

•	выбирается система и схема внутреннего водопровода;

•	принимается материал труб, способ прокладки трубо-
проводов и места размещения водоразборной арматуры;

•	уточняется точка присоединения водопровода к наруж-
ной сети и место размещения узла учета расхода воды (водомер-
ного узла), осуществляется трассировка сети внутри здания и
построение аксонометрической схемы;
•	производится расчет и конструирование ввода в здание;

•	подбирается счетчик воды и конструируется водомер-
ный узел;

•	производится гидравлический расчет сети и определя-
ется требуемый напор для внутреннего водопровода;

•	при необходимости производится выбор и расчет уста-
новки для поддержания требуемого напора во внутреннем водо-
проводе.

7.2.1. Выбор системы и схемы
внутреннего водопровода

Выбор системы и схемы внутреннего водопровода следует
производить в зависимости от назначения здания, его этажности,
санитарно-гигиенических и противопожарных требований. При
этом необходимо учитывать величину минимального гарантиро-
ванного напора в наружной водопроводной сети.

В жилых, общественных и вспомогательных зданиях про-
мышленных предприятий применяют хозяйственно-питьевые, а
при необходимости и противопожарные системы, которые, как
правило, выполняют объединенными с хозяйственно-питьевыми.
В производственных к коммунальным зданиям применяют хо-
зяйственно-питьевые, производственные и противопожарные си-
стемы, которые в зависимости от требований к качеству воды по-
требителей могут выполняться раздельными или объединенными.

Противопожарные водопроводы в соответствии с требовани-
ями СП 8.13130 устраивают: в жилых одно- и многосекционных
зданиях высотой 12 этажей и более; общежитиях и гостиницах
при количестве этаже до 10 или высоте здания до 8 м и при ко-
личестве этаже от 10 до 16 или высоте здания свыше 28 м; в зда-
ниях учебных заведений, санаториях, домах отдыха, лечебных
и детских учреждениях, магазинах и др. при количестве этажей
от 6 до 10 включительно (или при высоте здания от 18 до .30 м
включительно) и количестве этажей свыше 10 до 16 включительно
(или при высот е здания свыше 30 до 50 м включительно); кино-
театрах, клубах, домах культуры и т. д.
В жилых зданиях высотой 12... 16 этажей устраивают объ-
единенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопро-
вод, а в зданиях высотой 17 этажей и более - раздельный проти-
вопожарный и хозяйственно-питьевой водопровод.

Противопожарные водопроводы можно не предусматривать
в зданиях и помещениях объемом меньше 5000 м3, в жилых зда-
ниях высотой меньше 12 этажей, в общеобразовательных шко-
лах, на предприятиях общественного питания, банях, в зданиях
кинотеатров сезонного действия, бытовых зданиях промышлен-
ных предприятий, в производственных зданиях, в которых при-
менение воды может вызвать взрыв, пожар и распространение
огня и т. д.

Необходимость устройства противопожарного водопровода
в зданиях и помещениях, а также расходы воды на пожаротуше-
ние определяются по данным табл. 7.2.

Таблица 7.2

Минимальные расходы воды на пожаротушение

Жилые, общественные и административно-бытовые здания	Количество ПК-с для расчета расхода	Минимальный расход диктующего ПК-с, л/с
1. Многоквартирные жилые дома, об- щежития и гостиницы квартирного типа, в том числе с апартаментами, размещаемые в зданиях:  - при количестве этажей от 12 до 16 включительно (или при высоте зда- ния от 30 до 50 м включительно) при общей длине коридора до 10 м вклю- чительно);	1	2,5
- то же при общей длине коридора свыше 10 м;	2	2,5
- при количестве этажей свыше 16 до 25 включительно (или при высоте здания свыше 50 до 75 м включитель- но) независимо от длины коридора;	2	2,5
- при количестве этажей от 6 до 10 включительно (или при высоте зда- ния от 18 до 30 м включительно);	1	2,5
Жилые, общественные и административно-бытовые здания	Количество ПК-с для расчета расхода	Минимальный расход диктующего ПК-с, л/с
- при количестве этажей свыше 10 до 16 включительно (или при высо- те здания свыше 30 до 50 м включи- тельно).	2	2,5
3. Здания специализированных домов престарелых и инвалидов (не квартир- ные), больницы, спальные корпуса об- разовательных учреждений интернат- ного типа независимо от объема:		
- при количестве этажей до 3 включи- тельно (или при высоте здания до 8 м включительно);	1	2,5
- при количестве этажей свыше 3 (или при высоте здания свыше 8 м).	2	2,5
4. Здания театров, кинотеатров, кон- цертных залов, клубов, цирков и дру- гих подобных учреждений с расчет- ным количеством посадочных мест для посетителей в закрытых поме- щениях:		
- при вместимости зрительного зала до 300 мест включительно.	1	2,5
5. Здания библиотек и архивов, спор- тивных сооружений, а также лабора- торных, мастерских, книгохранилищ и архивов, и других подобных учре- ждений с расчетным количеством по- садочных мест для посетителей в за- крытых помещениях высотой до 50 м включительно:		
- при общей площади до 2,5 тыс. м2 включительно;	1	2,5
- при общей площади свыше 2,5 тыс. м2.	2	2,5
6. Здания музеев, выставочных залов, танцевальных залов и других подоб- ных учреждений в закрытых помеще- ниях, здания организаций торговли:		
Окончание таблицы 7.2

Жилые, общественные и административно-бытовые здания	Количество ПК-с для расчета расхода	Минимальный расход диктующего ПК-с, л/с
- при количестве этажей до 3 включи- тельно (или при высоте здания до 8 м включительно);	1	2,5
- то же при количестве этажей более 3 (или при высоте здания до 28 м вклю- чительно).	2	2,5
7. Здания общежитий коридорного типа:		
- при количестве этажей до 10 вклю- чительно (или при высоте здания до 28 м включительно);	1	2,5
- при числе этажей свыше 10 до 16 включительно (или при высоте зда- ния свыше 28 м)	2	2,5

На сети хозяйственно-питьевого водопровода в каждой квар-
тире следует предусматривать отдельный кран для присоедине-
ния шланга, оборудованного распылителем, для использования
его в качестве первичного устройства внутриквартирного по-
жаротушения для ликвидации очага возгорания. Длина шланга
должна обеспечивать возможность подачи воды в любую точку
квартиры.

Схема водопровода определяется наличием подвалов, техни-
ческих подпольев, чердачных помещений, технических этажей
в здании, а также видом и объемом обслуживаемых систем.

По конструктивному выполнению принимают схемы с ниж-
ней и верхней разводкой магистралей, которые, в свою очередь,
могут быть тупиковыми и кольцевыми.

Тупиковую схему системы внутреннего водопровода следу-
ет принимать для зданий, в которые допускается перерыв в по-
даче воды, а именно:

•	с количеством квартир менее 400,

•	с количеством установленных пожарных кранов до 12
включительно;
•	бань при числе мест менее 200;

•	прачечных производительностью менее 2 т белья в
смену.

Кольцевую схему системы внутреннего водопровода сле-
дует принимать во всех остальных случаях, а также в клубах, те-
атрах и кинотеаграх, зданиях, оборудованных спринклерными
и дренчерными системами при количестве узлов управления бо-
лее трех.

Важным этапом проектирования является оценка влияния
на принятие решения величины напора в месте присоединения
внутреннего водопровода к наружной сети водоснабжения.

В различных точках водопроводной сети города из-за по-
терь напора при движении воды по трубам напор не одинаков
(рис. 7.38).

Рис. 7.38. Распределение напоров в водопроводной сети

В часы минимального водоразбора напоры в сети имеют
максимальное значение (линия максимальных напоров). В часы
максимального водоразбора напоры в сети имеют минимальное
значение (линия минимальных напоров).

На начальной стадии проектирования внутреннего водопро-
вода необходимо обратиться в организацию, которая эксплуати-
рует городской водопровод с просьбой указать точку подключения
ввода в здание и гарантированное минимальное значение на-
пора в этой точке.
Минимальное значение напора в точке подключения назы-
вается гарантированным (гарантийным) напором и обознача-
ется Нтар.

В зданиях водоразборные приборы располагаются на раз-
ных этажах. Очевидно, что в самых неблагоприятных условиях
но напору будет прибор, который расположен наиболее высоко
и наиболее далеко относительно точки подключения к наруж-
ному водопроводу Работа этого прибора будет определяющей
для системы в целом, так как если из этого прибора будет посту-
пать расчетный расход воды, то из приборов, расположенных
ниже и ближе к точке подключения, будет поступать расход,
равный или больше расчетного.

Наиболее высоко расположенный и наиболее удаленный от-
носительно точки подключения внутреннего водопровода к на-
ружному водопроводу водоразборный прибор называется дик-
тующим.

Для получения расчетного расхода воды из диктующего при-
бора в точке подключения внутреннего водопровода к наруж-
ному водопроводу необходимо создать определенный напор.

Напор, который необходимо создать в точке подключения
внутреннего водопровода к городскому водопроводу для получе-
ния расчетного расхода воды из диктующего прибора, называ-
ется требуемым напором и обозначается Ир.

Таким образом, исходя из концепции проектирования и сгро-
ительства систем водоснабжения - потребитель всегда дол-
жен получать расчетное количество воды - необходимо рас-
смотреть все возможные ситуации, которые могут повлиять на
схему внутреннего водопровода здания. Определяющим здесь яв-
ляется соотношение требуемого напора и гарантированного на-
пора в городской сети.

При выборе схемы внутреннего водопровода необходимо
предварительно по формуле (1.29) определить ориентировоч-
ный требуемый напор Нтр.ор и сравнить его с гарантированным
напором в наружной сети в точке подключения НГЛр. При этом
необходимо соблюдение условия о недопустимости превышения
напора перед наиболее низко расположенным санитарно-техни-
ческим прибором более 45 м. При этом возможны следующие си-
туации, приведенные ниже.

Ягар > Ятр.ор Напор в городской водопроводной сети достато-
чен для получения расчетного расхода воды из диктующего при-
бора. Устанавливать устройства, повышающие напор, во внут-
реннем водопроводе не требуется. Схема системы внутреннего
водопровода наиболее проста.

Я, ар > Яур.ор при минимальном водопотреблении и Ягар <
< ЯТр.Ор при максимальном водопотреблении. В схему системы
необходимо включить напорно-регулирующий бак, который уста-
навливается в чердачном помещении здания. В часы минималь-
ного водопотребления при максимальных значениях Ягар вода
поступает в приборы и наполняет бак. В часы максимального
водопотребления при минимальных значениях Нг вода в при-
боры верхних этажей поступает из бака, а в приборы нижних эта-
жей - из водопроводной сети города.

Я, ар < Ятр.ор- напор в городской водопроводной сети недо-
статочен. Здесь возможны два варианта:

•	водопотребление равномерно (например, на промпредпри-
ятии с непрерывным, равномерным циклом производства). Схему
системы необходимо дополнить повысительными насосами с по-
стоянной подачей, которые компенсируют нехватку напора;

•	водопотребление неравномерно. Схему системы необхо-
димо дополнить повысительными насосами, которые компенси-
руют нехватку напора, и напорно-регулирующими баками, кото-
рые компенсируют разницу в расходе между равномерной пода-
чей насосов и неравномерным водогюгреблением.

Окончательное решение о способе поддержания требуемого
напора во внутреннем водопроводе принимается после гидрав-
лического расчета водопроводной сети путем сравнения дей-
ствительного требуемого напора Ятр с величиной Ягар.

Исходя из расположения здания на генплане участка (рис. 7.39)
на плане подвала (рис. 7.41) уточняется точка присоединения
водопровода к наружной сети и назначается место ввода водо-
провода и водомерного узла.
Рис. 7.39. Генплан участка с коммуникациями водоснабжения
и водоотведения

Проектирование следует начинать с размещения и марки-
ровки стояков внутреннего водопровода и канализации. После
чего следует на плане этажа показать квартирную разводку водо-
провода и канализации (рис. 7.40).

Затем соединить основания стояков магистральным трубо-
проводом, прокладывая его параллельно капитальным внутрен-
ним стенам под потолком подвала. Определить количество и на-
метить места расположения поливочных кранов, подключив их
по кратчайшему расстоянию (под прямым углом) с уклоном для
опорожнения к магистральному трубопроводу (рис. 7.41).
0699	1 0081 1_____	3099

I 00051 I

Рис. 7.40. План типового этажа жилого дома (фрагмент)
ВВОД ВОДОПРОВОДА 063
гм. •₽р*о трмы -2.82м

с погружным насосом
маонм КР-150

Приямок 500х500Х500(Ь)

Приемом 500к500Х500(н)
с пограхнын насосом
каоны КР-150

Водомерным узел
1-63.0^5.

лис ты20,21(ЦИРВ02А1

-~.25С

Ст.К1~3

020г

"217) |

•дтт-с

и-

4200

3000

3000

Выпуск К1—1 0ШШ
Отмнмза труьы

д=&3&>/с

-2.07 м.

Рис. 7.41. План подвала жилого дома (фрагмент)

2122

17,ее

Тепло»ом узел

Ст.тд-г

Ст.73-2

Стх?-г
0НС

:-2.2501

25.65

Кн

17.86

17.86 П

Ст. 14-4
(^г

Ст.81-4

~Я5Г

Сг.К1-4

*1Ю







После этого, предварительно скомпоновав санитарно-техни-
ческие приборы и подводку воды к ним, вычертить аксонометри-
ческую схему (рис. 7.42) системы внутреннего водопровода, раз-
бив ее на расчетные участки, начиная от расчетного прибора, и,
следуя навстречу движению воды, закончить водомерным узлом.
Масштаб схемы принимают одинаковым по всем трем осям.
Аксонометрическая схема внутреннего водопровода стро-
ится с указанием всех элементов сети - ввода с водомерным уз-
лом, магистралей, стояков, арматуры, наружных поливочных кра-
нов (НПК), устройств повышения напора, подводок к приборам
и т. д.

Рис. 7.42. Аксонометрической схемы сети внутреннего
холодного водопровода

На аксонометрической схеме необходимо показать: отметку
верха наружного трубопровода, от которого предполагается осу-
ществление водоснабжения здания, отметки ввода, поверхности
земли, пола подвала, расположения водомера, магистрального
трубопровода, поэтажной разводки, а также отметку диктующего
водоразборного прибора.

Длины расчетных участков между точками на стояке опре-
деляют исходя из высоты этажа, толщины междуэтажного пере-
крытия и высоты подключения квартирной разводки. Длины гори-
зонтальных участков определяют по масштабу на планах подвала
и этажах.
Далее необходимо произвести подсчет количества водораз-
борных приборов, установленных в здании и количество жителей
(потребителей), проживающих в здании.

Подсчет количества приборов, установленных в здании, осу-
ществляется исходя из того, что в квартире у потребителя долж-
ны быть, установлены следующие приборы:

•	в ванной комнате - смеситель ванной и смеситель у умы-
вальника. Допускается установка одного поворотного смесителя
на ванную и умывальник;

•	на кухне - смеситель мойки;

•	в туалетной комнате - гигиенический душ (биде);

•	в туалете - арматура подачи воды на смывное устройство
унитаза, в отдельных случаях рукомойник.

Количество потребителей в жилых зданиях определяют по
формуле

С/=С/оИкв,	(7.1)

где «кв - число квартир в здании; Со - средняя заселенность квар-
тир:

<7-2)

здесь Рж - жилая площадь квартиры, м2; /- санитарная норма
площади на одного человека, м2.

Общепринятая санитарная норма жилой площади, преду-
смотренная на каждого человека, проживающего на террито-
рии России, составляет 18 м2. Санитарная норма площади на од-
ного человека является региональным показателем. Она опреде-
ляется органами здравоохранения и утверждается органами ис-
полнительной власти субъектов РФ (9... 15 м2/чел.). Минималь-
ная санитарная норма в общем случае приравнивается к разме-
ру жилой площади, предоставляемой гражданам в общежитиях
(6 м2/чел.). Б ряде субъектов РФ используется понятие не жилой,
а общей площади (например, в г. Москве).
Региональные власти могут самостоятельно корректировать
норму в связи с какими-либо обстоятельствами проживания на
территории их области.

Среднюю заселенность квартир Со можно принять, исходя
и из ориентировочного числа жителей в квартирах: однокомнат-
ная - 1...2 человека, двухкомнатная - 2...3 человека, трехком-
натная - 3.. .4 человека.

По завершению перечисленных работ можно перейти к рас-
чету системы водоснабжения здания. Расчет следует начинать
с определения расчетного расхода воды для здания.

7.2.2. Режим и нормы водопотребления.
Расчетные расходы воды

Водопотребление в здании неравномерно и зависит от типа
здания, типа устанавливаемых санитарно-технических приборов,
нормы и режима расходования воды, числа потребителей, этаж-
ности, климатических условий, времени года и т. д.

Режим водопотребления в течение суток для большинства
зданий неравномерен. К примеру, в жилых зданиях больше воды
расходуется в утренние часы (с 6 до 11 ч) и в вечерние (с 19
до 22 ч). В школах расходование воды происходит в основном
в перерывах между занятиями; в театрах - в антрактах, в кино-
театрах - до сеанса.

Напомним, что нормой водопотребления называется коли-
чество воды, необходимое в среднем для обеспечения жизнедея-
тельности одного человека в единицу времени (обычно - сутки),
или количество воды, расходуемое на выпуск единицы продук-
ции, на принятие одной процедуры и т. д.

Норма водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды за-
висит от степени благоустройства здания, устанавливается опыт-
ным путем и приводится в справочных данных. Например, для
наиболее распространенной сейчас степени благоустройства «жи-
лые дома с водопроводом и канализацией, с ванными длиной
от 1500 мм оборудованными душами» норма водопотребления
одним человеком в сутки среднего водопотребления составляет
180 л/сут.
Для определения диаметров трубопроводов и подбора обо-
рудования необходимо знать расчетные расходы воды.

Система водоснабжения здания должна обеспечить беспере-
бойную подачу воды ко всем водоразборным устройствам. При
этом потребитель должен получить расход воды не меньше нор-
мированного.

Для обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям
сеть водопровода рассчитывают на наиболее неблагоприятный
режим работы - подачу системой максимального расхода.

Расходы воды в системе непрерывно изменяются, и их вели-
чина зависит от числа одновременно включенных водоразборных
устройств (кранов, смесителей и т. п.) и нормативного расхода,
который они подают потребителям. Включение этих устройств
является случайным процессом, поэтому и расход в системе яв-
ляется случайной величиной. Так же, как и другие случайные
величины, он подчиняется определенным закономерностям тео-
рии вероятности и математической статистики.

Путем обработки результатов наблюдений за величиной во-
догютребления установлено, что во времени наиболее часто по-
вторяются средние расходы, а максимальные и минимальные -
значительно реже.

Можно принять в качестве расчетного расход, который бу-
дет больше максимального. При этом все потребители всегда бу-
дут обеспечены водой, т. е. надежность работы сети будет га-
рантирована максимально. Однако величина этого расхода бу-
дет очень большой, а это повлечет за собой увеличение диамет-
ров трубопроводов, что приведет к повышению стоимости си-
стемы водоснабжения. Так как в действительности, в большин-
стве случаев допускаются перерывы в подаче воды на некото-
рый промежуток времени, то можно принять в качестве расчет-
ных максимальные расходы несколько меньшей величины, ко-
торые обеспечат подачу воды, например, в 999 случаях из 1000,
т. е. обеспеченность (надежность) расходов Е будет равна 0,999.
Для внутренних систем хозяйственно-питьевого водоснабжения
обеспеченность составляет Е = 0,999 ... 0,980, что обеспечивает
некоторое снижение расходов у самых неблагоприятно располо-
женных потребителей примерно один раз в месяц, при этом про-
должительность снижения расхода составляет несколько десят-
ков секунд.

Расчетный секундный расход

Основой методики определения расчетных секундных рас-
ходов воды являются вероятность включения водоразборных
приборов и математическое ожидание числа их включений, со-
вершаемых в части системы или во всей системе за некоторый
промежуток времени.

Расчетный секундный расход б/"", л/с, проходящий по участку
сети, поступает к потребителю через водоразборные устройства,
поэтому его величина может быть определена как произведение
числа одновременно работающих устройств т на характерный
(нормативный) для каждого из них расход <?о, л/с:

ц = тд».	(7.3)

Величина т из общего числа установленных на расчетном
участке сети приборов Ы является случайной величиной. Ее опре-
деление может быть произведено с использованием формул Пуас-
сона, Эрланга и биноминального распределения или аппроксими-
рующих их формул по заданной обеспеченности расходов Е и ве-
роятности работы водоразборных приборов Р.

Вероятность работы действия приборов Р представляет со-
бой отношение продолжительности работы водоразборного при-
бора (к величине расчетного периода Т

За расчетный период принимается Т = 3600 с - час макси-
мального водопотребления.
Продолжительность действия водоразборного прибора в те-
чение этого часа можно определить по формуле

где - расход воды, израсходованной всеми потребителями
в течение 1 ч, л/ч; - расход воды через все водоразборные
приборы, л/с.

Тогда за расчетный период вероятность одновременной ра-
боты приборов будет равна

Р=	(7.6)

3 600с/ л'

Секундный расход через каждый водоразборный прибор
нормируется для определенного рабочего напора Н/. Но, в дей-
ствительности фактические расходы через водоразборные при-
боры в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения здания
при различных напорах и степени их открытия в среднем состав-
ляют 0,2 л/с. Поэтому этот расход можно принять в качестве рас-
четного для всех водоразборных приборов с/ = 0,2 л/с.

Если на сети установлены разнотипные приборы, имеющие
характерный расход, отличающийся от 0,2 л/с, то число одновре-
менно действующих водоразборных приборов т можно вычис-
лить по формуле

т = -^— = 5а,	(7-7)

0,2

где а - коэффициент, зависящий от числа приборов Н, установ-
ленных на расчетном участке и вероятности их одновременной
работы Р.
Подставив значение т в формулу (7.3), находим, что расчет-
ный секундный расход, л/с, на участке будет равен

<7 = 5а<7о,	(7.8)

где до - нормативный расход воды расчетным водоразборным
прибором, определяемый по [27, прил. А, табл. А. 1] табл. 7.3.

Для зданий с одинаковыми потребителями вероятность дей-
ствия приборов определяется для всего здания в целом без уче-
та незначительного изменения соотношения ША на отдельных
участках по формуле (7.6).

В зависимости от конструкции системы горячего водоснаб-
жения для зданий, обслуживающих группы одинаковых потре-
бителей, при определении вероятности действия приборов Р мо-
гут иметь место следующие случаи:

•	для зданий, оборудованных холодным водопроводом и
системами местного горячего водоснабжения (газовые колонки,
местные водонагреватели и т. п.),

Р = Чо,-..---.	(7.9)

36ОО^оА<

•	для зданий, оборудованных централизованным горячим
водоснабжением,

Р =	,	(7.10)

36ООб/оА

где д'^и - общая норма расхода холодной и горячей воды, л, по-
требителем в час наибольшего водопотребления, принимаемая
по [27, прил. А, табл. А. 2];

д‘кг с - норма расхода холодной воды, л, потребителем в час наи-
большего водопотребления, принимаемая по [27, прил. А, табл. А. 2];
Ц-количество потребителей; количество приборов, обслужи-
вающих [/ потребителей, определяется по планам этажей здания.
Таблица 7.3

Нормативные характеристики водоразборной арматуры

Тип водоразборной арматуры и санитарного прибора	Секундный расход, л/с		Часовой расход, «X > л/ч	Диаметр подводки, мм
	общий, тт	ХОЛОДНОЙ воды,		
Кран у раковины	0,15	0,15	50	10
Смеситель у мойки	0,12	0,09	80	10
Смеситель у ванны	0,25	0,18	300	10
Смеситель душа душевой кабины	0,12	0,09	100	10
То же в групповой установке	0.2	0,14	500	10
Смеситель гигиенического душа биде	0,08	0,05	75	10
Поплавковый клапан смывного бачка унитаза	0,1	0,1	83	8
Смывной кран унитаза	1,4	1,4	81	—
Кран писсуара	0,035	0,035	36	10
Стиральная машина	0,2	0,2	60	15
Поливочный кран	0,3	0,3	1080	15
Банный кран	0,4	0,4	1000	20

В случае если горячая вода в здании приготавливается в инди-
видуальном тепловом пункте (ИТП), расположенном в подваль-
ном или техническом этажах здания, го при определении расчет-
ных расходов холодной воды на расчетных участках принима-
ются значения [27, прил. А, табл. А. 2] с индексом (с), а на вводе
в здание - (1о1).

Вероятность действия санитарно-технических приборов Р
(общей и холодной воды) при отличающихся группах потребите-
лей (административный персонал, рабочие, приготовление обе-
дов, души и т. и.) определяется по формуле

1лр.

Р = —-------или Р -	,

1 1

(7.11)
где д,1г 1 - норма расхода воды г-м потребителем, л/ч; (7, - число
потребителей в г-й группе.

В связи с тем, что в большинстве случаев для определения
коэффициента а используется произведение ЛУ при расчете по
формулам (7.10...7.12) можно величину Айз знаменателя пере-
нести в левую часть зависимости и произвести определение Р\
сразу, например, при отсутствии данных о количестве водораз-
борных устройств в здании при проектировании на стадии техни-
ческого проекта.

Расчетные часовые расходы

Максимальный часовой расход воды <?/„, м?/ч, следует опре-
делять по формуле:

^=0,005д0(Л,

(7.12)

где «/„- - коэффициент, определяющий количество одновременно
работающих водоразборных устройств в здании в течение одного
часа; до, /и- - часовой расход воды, л/ч, принимаемый по прибору
с максимальным часовым расходом по [27, прил. А, табл. А. 2]
в случае если таких устройств в здании более 10 % от общего
числа, в других случаях определяется как средневзвешенная ве-
личина по зависимости

(1КГ=—,------------------------

1

(7.13)

Вероятность одновременного использования водоразборных
приборов в течение часа находится как

_36ООА/о

‘‘1г

9о.1п-

(7.14)
Расчетные суточные расходы

Расход в сутки максимального водопотребления хозяйственно-
питьевой воды (холодной и горячей, общ.) в жилых зданиях, м3/сут.,
определяется по формуле

. Т т

=А-сутгеах-^-^1	(7.15)

сутгеах 1000

где ц™ - средний суточный расход воды для здания, м3/сут.;

17- количество потребителей (жителей) в здании - норма во-
допотребления, принимаемая но данным [27, прил. А. табл. А. 2],
л/чел-сут.; А’сут.тах - максимальный коэффициент суточной не-
равномерности, принимаемая но данным [28] равный 1,1.. 1,3.

Расход воды и режим ее потребления на производственные
нужды, м3/сут., также нормируется и определяется видом про-
изводства. Он может быть вычислен но формуле

где д?1 - суточный расход воды для производства, м3/сут.; д{°1 -
норма расхода воды на единицу продукции м3/ед.; т - количе-
ство единиц продукции, выпускаемой в смену; г - количество
смен в сутки.

7.2.3. Гидравлический расчет системы
холодного водопровода здания

Гидравлический расчет системы производят с целью опре-
деления наиболее экономичных диаметров труб, потерь напора
в них при пропуске расчетных расходов воды к наиболее уда-
ленному и высоко расположенному относительно ввода (дикту-
ющему) прибору и определению требуемого напора в системе.
Системы хозяйственно-питьевого, производственного или
противопожарного водопроводов рассчитываются на пропуск
максимальных секундных расходов воды на соответствующие
нужды. Объединенные системы хозяйственно-противопожарного
или производственно-противопожарного водопроводов подвер-
гаются гидравлическому расчету дважды, с целью проверки про-
пускной способности сети на пропуск противопожарного рас-
хода.

Гидравлический расчет сети можно производить в следую-
щем порядке.

1 Вычерчивается упрощенная расчетная схема сети внут-
реннего водопровода, которая аналогична аксонометрической
схеме (рис. 7.42), но проще ее (рис. 7.43).

На схеме показывают диктующий прибор (душевая сетка
смесителя ванны), определяют расчетное направление движения
воды (от точки диктующего прибора до точки подключения к на-
ружной сети) и производят разбивку сети на расчетные элементы
(участки).

На схеме сети выделяются расчетные элементы:

•	внутриквартирные разводки: элементы 1-2, 14-15, 21-22,
28-29;

•	стояки: элементы 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-7, 7-8,15-16, 16-17,
17-18, 18-19, 19-20, 20-9, 22-23, 23-24, 24-25, 25-26, 26-27,
27-10, 29-30, 30-31, 31-32, 32-33, 33-34, 34-11;

•	участки магистрального трубопровода: элементы 8-9,
9-10, 10-11, 11-12, 12-ВУ (водомерный узел);

•	ввод: элемент ВУ-13.

В пределах расчетных участков расход транспортируемой
воды считается постоянным.

По планам здания и аксонометрической схеме определяется
длина каждого расчетного участка /, м, и количество подключен-
ных к нему водоразборных устройств И. В общем случае в од-
ной квартире устанавливаются: клапан смывного бачка унитаза,
смеситель умывальника, ванна с душевой сеткой и мойка - IV 4.
Общее количество приборов зависит от числа квартир в здании.

2. По формуле (7.1) определяется расчетное количество по-
требителей 11 в здании.
В зависимости от принятой системы горячего водоснабже-
ния здания по формуле (7.9) или (7.10) определяется вероятность
одновременного действия приборов Р.

Рис. 7.43. Расчетная схема сети холодного водопровода

3. Рассчитывается ввод водопровода в здание. Для этого
определяют произведение Л73 на участке ВУ-13.

По [27, прил. Б] определяют коэффициент а. Если вычис-
ленное значение \Р в таблице отсутствует, то величина а опре-
деляется интерполяцией между ближайшими значениями АУ.

Максимальный расчетный расход воды на этом участке ц,
т. е. расход на здание в целом, вычисляется по формуле (7.8).
По таблицам гидравлического расчета водопроводных груб
[35] в зависимости от величины д подбирают диаметр ввода и
удельную величину потерь напора на трение на единицу его
длины /вв = 1000/, мм/м.

Подбор производят, задавшись экономическими скоростями,
которые (по рекомендациям НИИ санитарной техники) нахо-
дятся в пределах 0,7... 1,0 м/с. В любом случае скорости воды
в трубопроводах не должны превышать 3 м/с, в том числе и при
пропуске противопожарного расхода для объединенных систем.

Производится расчет общей величины потерь напора на вводе

//|(В /вв ' /ввквв,	(7.17)

где /вв - удельные потери на трение на вводе при расчетном рас-
ходе д:

I

ВВ

1000/

(7.18)

/вв - длина ввода от точки врезки в наружную сеть до водомер-
ного узла, м, (определяют по генплану); Квв - коэффициент, учи-
тывающий потери напора в местных сопротивлениях на вводе,
Квв= 1,1.

При наличии в здании двух вводов каждый из них рассчиты-
вают на полный расход, вычисленный по формуле (7.8).

4. Подбирается тип и калибр счетчика воды, и определяются
потери напора в нем.

Диаметр условного прохода счетчика воды (водомера) сле-
дует выбирать исходя из среднечасового расхода воды в сутки
(смену) наибольшего водопотребления, м3/ч, который не должен
превышать эксплуатационный, принимаемый по табл. 7.4:

7 Т 1000

(7-19)

где с/‘г - среднечасовой расход воды, м3/ч; д'и - норма расхода
холодной воды в сутки наибольшего водопотребления, л/чел-сут.,
определенная по данным [27, прил. А, табл. А. 2]; V - число водо-
потребителей; 7= 24 ч - период водопользования.
Правильность выбранного водомера необходимо проверить:
а) на пропуск расчетного максимального секундного расхода
воды, при этом потери напора в счетчиках воды не должны пре-
вышать: 5м- для крыльчатых и 2,5 м - для турбинных счетчиков;

б) на пропуск максимального (расчетного) секундного рас-
хода воды с учетом подачи расчетного расхода воды на внут-
реннее пожаротушение, при этом потери напора в счетчике не
должны превышать 10 м.

Потери напора в водомере, м, следует определять по формуле

Авод = 5 •	(7.20)

где 5- гидравлическое сопротивление водомера, м-(л/с)2, прини-
мается по паспорту прибора или по табл. 7.4; ц - максимальный
секундный расход воды на вводе, л/с.

Потери напора в водомере можно найти, воспользовавшись
формулой:

хлшах

А =	-10 2 .	(7.21)

\ */вод у

где - расчетный максимальный часовой расход, определяе-

мыи по секундному расходу, м /ч; ^вод - максимальный расход
счетчика по паспорту, при давлении 1 бар, м3/ч; 10,2 - коэффи-
циент перевода бар в м вод. ст.

Таблица 7.4

Технические характеристики водомеров

Диаметр условного прохода	Параметры					
	Расход воды, м3/ч			Порог чувстви- тельности, м3/ч, не более	Макси- мальный объем воды за сутки, м3	Г идравли- ческое сопротивле- ние счетчика 5, м-(л/с)‘2
	минималь- ный	эксплуата- ционный	макси- мальный			
15	0,03	1,2	3	0,015	45	14,5
20	0,05	2	5	0,025	70	5,18
25	0,07	2,8	7	0,035	100	2,64
Окончание таблицы 7.4

Диаметр условного прохода	Параметры					
	Расход воды, м3/ч			Порог чув- ствитель- ности, м3/ч, не более	Макси- мальный объем воды за сутки, м3	Г идравли- ческое сопротивле- ние счетчика 5, м-(л/с)‘2
	минималь- ный	эксплуата- ционный	макси- мальный			
32	0,1	4	10	0,05	140	1.3
40	0,16	6,4	16	0,08	230	0.5
50	0,3	12	30	0,15	450	0,143
65	1.5	17	70	0.6	610	810  10'5
80	2	36	ПО	0,7	1300	264 10'5
100	3	65	180	1.2	2350	76,6 • 10'5
150	4	140	350	1,6	5100	13 10'5
200	6	210	600	3	7600	3.5  10-5
250	15	380	1000	7	13700	1,8  10-5

Если потери напора при пропуске расчетного секундного рас-
хода превышают допустимые, следует увеличить диаметр счет-
чика на один сортамент и вновь проверить правильность его вы-
бора по допустимым потерям напора.

По принятому типу и калибру счетчика воды, согласно типо-
вым решениям, выбирается тин водомерного узла (см. п. 7.1.4).

5. Определяются расчетные расходы на расчетных участках
сети, подбираются диаметры груб, скорость движения воды в них
и потери напора (линейные и местные). Расчеты производятся
по форме табл. 7.5.

В графу 1 вносят номера участков от диктующего прибора
до водомера, в соответствии с расчетной схемой сети. По аксо-
нометрической схеме определяют длины расчетных участков,
число приборов на участке и заполняют графы 2, 4.

Вероятность действия приборов Р, определенная по форму-
ле (7.10) является постоянной для всех расчетных участков сети
здания, графа 3. Определяя произведение ДР на участке, по [27,
прил. Б] определяют коэффициент а. Если вычисленное значе-
ние ИР в таблице отсутствует, то величина а определяется интер-
поляцией между ближайшими значениями ИР.
Таблица 7.5

Гидравлический расчет водопроводной сети

Расчетный секундный расход на участке определяется по фор-
муле (7.8) и заносится в графу 7.

Графы 8.. 10 заполняют, пользуясь таблицами для гидрав-
лического расчета [35].

Диаметры трубопроводов подбирают таким образом, чтобы
скорость о при пропуске расчетного расхода была в пределах
0,7... 1,0 м/с - для металлических и полимерных труб.

Выбор диаметров трубопроводов для сети играет важную
роль, т. к. при одном и том же расчетном расходе могут быть вы-
браны различные диаметры при соблюдении допустимых скоро-
стей. Чем выше скорость движения жидкости, тем, очевидно,
выше потери напора в трубопроводе.

Величины потерь напора на участке (графа И) определяют
по формуле

й —1'1' (К] + 1),

(7.22)

где К/ - коэффициент, учитывающий потери напора на местные
сопротивления, который принимается равным:
•	в сетях хозяйственно-питьевых водопроводов жилых и об-
щественных зданий - 0,3;

•	в сетях объединенных хозяйственно-противопожарных
водопроводов жилых и общественных зданий, а также в сетях
производственных водопроводов - 0,2;

•	в сетях объединенных производственных противопожар-
ных водопроводов - 0,15;

•	в сетях противопожарных водопроводов - 0,1.

Потери напора на расчетном направлении от диктующей
точки на каждом стояке до точки подключения ввода Н/ полу-
чают суммированием потерь напора по всем расчетным участ-
кам. Например, для схемы рис. 7.39 получим

2 + А2-3 +Аз-4 + Ад 5 +

+ А5-6+Аб-7 + А7-8 + Ав-9 +	(7.23)

+ Й9 - 10+ А11 - 12 + А12-ВУ + АвУ- 13, м.

После произведенною расчета главного, расчетного, направ-
ления иногда производится расчет участков по другим направ-
лениям. При вычислениях следует учитывать, что конструктивно
внутриквартирные разводки и стояки в жилых домах могут быть
одинаковы и диаметры отдельных трубопроводов можно прини-
мать по аналогии с рассчитанными, т. к. потери напора в них бу-
дут одинаковыми между собой.

6. Действительный требуемый напор воды при выбранных
диаметрах для всего здания определяется по формуле 1.23 (см.
П. 1.4). Л7,р	+ Нсъ + ДАпот*

Для рассматриваемого расчетного случая потери напора в си-
стеме внутреннего водопровода будут равны ДАпат = Авод +

В общем виде величина потерь напора АПОт, м, может быть
определена по формуле:

ДАпот Авв “Ь Авод “1“ Асет + Атепл + Афильт,	(7.24)

где Авв - потери напора на водопроводном вводе, м; Асет - поте-
ри напора ио длине трубопровода от водомерного узла до рас-
четного прибора, м; Атепл - потери напора в тепловом пункте
(тсплообмснникс/водонагреватслс), принимают ориентировочно -
0,03 МПа (3 м вод. ст.); /гф11ЯЬт - потери напора в установках по во-
доподготовке (общих на объект), м.

В отдельных случаях при установке в здании дополнитель-
ных устройств по улучшению качества воды требуется учитывать
потери напора /?фНЛы, величина этих потерь учитывает техноло-
гические параметры и режимы работы каждого отдельного эле-
мента устройства (установки) и принимается согласно его техно-
логическим характеристикам.

Если требуемый напор воды /7,р равен или незначительно
(® 1 м) меньше гарантийного напора Я,ар в наружном водопро-
воде, расчет можно считать законченным. Если Нтр < НГЩ) на ве-
личину 1 м и более, необходимо уменьшить диаметр труб на не-
которых участках так, чтобы Нтр = Нгар.

Если Нтр > Нщр на величину 0,5.. .2 м, следует проверить воз-
можность увеличения на 1 -2 сортамента диаметров труб высоко-
нагружаемых участков сети (с наибольшими потерями напора)
с целью сокращения общих потерь. Если Нтр существенно боль-
ше Ягар, следует предусмотреть повысительные установки.

7 3. Устройство, основные элементы и схемы
горячего водопровода

Система горячего водоснабжения предназначена для пода-
чи потребителям воды, независимо от принятой системы тепло-
снабжения, с температурой не ниже 60 °С и не выше 75 °С на хо-
зяйственные и гигиенические нужды. Верхний предел темпера-
туры обусловлен опасностью ожога.

Потребитель может снижать температуру горячей воды, сме-
шивая ее с холодной водой в смесителях. Ночью допускается сни-
жение температуры воды до 40 °С, так как она используется в ос-
новном для гигиенических целей. Температура воды у приборов,
установленных в детских дошкольных учреждениях, не должна
превышать 37 °С.

Если потребителю требуется вода с температурой более 65 °С,
то для ее дополнительного нагрева используют местные водо-
нагреватели, например, электрические.
Для поддерживания у водоразборных кранов расчетной тем-
пературы осуществляется постоянная циркуляция горячей воды
в системе. Наличие циркуляции позволяет использовать систему
горячего водоснабжения для отопления ванных комнат, где тем-
пература воздуха должна быть на несколько градусов выше, чем
в других помещениях. Для этого в контур системы включают по-
лотенцесушители в виде участка изогнутой трубы.

Система горячего водоснабжения состоит из следующих
элементов (рис. 7.44):

1	- устройство для нагрева воды, которым может служить
котел (в системах с собственным источником тепла) или тепло-
обменник (в системах, подсоединяемых к центральным тепловым
пунктам (ЦТП));

2	- подающий трубопровод, который состоит из магистраль-
ного подающего трубопровода 2а и подающих стояков 26;

3	- циркуляционный трубопровод, который состоит из цир-
куляционных стояков 36 и магистрального циркуляционного тру-
бопровода За;

4	- водоразборная арматура. В квартирах это смесители мойки,
ванны, биде и умывальника, а также стиральные и посудомоеч-
ные машины;

5	- запорно-регулирующая арматура;

6	- поливочный кран в мусорокамере;

7	- полотенцесушитель;

8	- циркуляционный насос.

Вода из системы питьевого водоснабжения нагревается в
устройстве 1 и поступает далее потребителям. Следовательно,
вода в горячем водопроводе имеет питьевое качество.

Для систем горячего водопровода применяют стальные оцин-
кованные трубы. Все элементы, за исключением стояков с поло-
тенцесушителями, должны быть покрыты тепловой изоляцией.

При монтаже систем горячего водоснабжения применяется
открытая и скрытая прокладка трубопроводов. Условия проклад-
ки трубопроводов и их крепление к строительным конструкциям
аналогичны применяемым для систем холодного водопровода.
8

За

Рис. 7.44. Схема системы горячего водоснабжения здания:
1 - устройство для нагрева воды; 2а - магистральный
подающий трубопровод; 26 - подающие стояки;

За - магистральный циркуляционный трубопровод;
36 - циркуляционный стояк; 4 - водоразборные устройства;
5 - запорно-регулирующая арматура; 6 - поливочный кран
в мусорокамере; 7 — полотенцесушитель;

8 - циркуляционный насос
Системы горячего водоснабжения могут быть:

•	местными - обеспечивают горячей водой одну квартиру;

•	с тепловым узлом - обеспечивают отдельное здание;

•	централизованные системы - обеспечивают группу зда-
ний.

В местных системах источниками приготовления воды явля-
ются газовые и электрические водонагреватели или водогрейные
колонки на газовом или твердом топливе.

Схема местной системы (рис. 7.45) включает водонагрева-
тель (газовый либо электрический), трубопроводы и водоразбор-
ную арматуру. В водонагреватель вода поступает из холодного
водопровода.

Для установки газовых водонагревателей требуются газифи-
кация дома (здания высотой не более пяти этажей) и устройство
специальных вентиляционных каналов (дымоходов) для отвода
продуктов сгорания.

Электрические водонагреватели бывают двух типов - ско-
ростные и емкостные.

В скоростных водонагревателях вода нагревается одновре-
менно с процессом потребления. В емкостных водонагревате-
лях определенный объем воды нагревается за продолжительное
время, а затем потребляется.

Централизованные системы горячего водоснабжения могут
быть открытыми и закрытыми.

В открытых системах разбор горячей воды осуществляется
непосредственно из тепловой сети, если вода в ней питьевого
качества.

При закрытой схеме горячего водоснабжения водопроводная
вода подогревается в водонагревателях с помощью пара или воды
из тепловой сети.

Тупиковая схема (рис. 7.46) применяется, когда тепловые по-
тери незначительные или в которых ггроисходит периодическое
пользование горячей водой, что позволяет обходиться незначи-
тельными сливами воды по сравнению с общим водопотребле-
нием.
б

Рис. 7.45. Схема местной системы горячего водоснабжения:
1 - подача холодной воды; 2 - кран шаровой (вентиль);

3 - предохранительный клапан; 4 - фильтр сетчатый
магистральный; 5 - теплообменник, котел, водонагреватель
и др.; 6 - автоматический воздухоотводчик;

7 — клапан обратный; 8 - насос циркуляционный;

9 - циркуляция горячей воды

Наиболее простой является система с общим циркуляцион-
ным контуром (рис. 7.47). Она имеет одно магистральное кольцо,
которое последовательно проходит по техническим подпольям
всего здания.

От кольца в виде тупиковых ответвлений отходят водораз-
борные стояки. Мощность циркуляционного насоса здесь мини-
мальна, т. к. циркуляция осуществляется только по магистраль-
ному кольцу. У основания стояков постоянно находится горячая
вода. Но при отсутствии водоразбора потребители на верхних
этажах для получения горячей воды должны сбросить остывшую
воду из стояка в водоотводящую сеть.

Недостатком этих систем является и то, что в них нет поло-
тенцесушителей. Этот недостаток можно частично компенсиро-
вать установкой в ванных комнатах электрических полотенцесу-
шителей или нагревательных приборов, присоединенных к си-
стеме отопления. Однако в последнем случае они будут работать
только в отопительный период, что снижает комфортность жи-
лищ. Поэтому наиболее распространенными являются системы
с постоянной циркуляцией воды по магистралям и стоякам, та-
кая циркуляция требует существенного увеличения мощности
циркуляционных насосов и увеличения протяженности трубо-
проводов.

Рис. 7.46. Тупиковая схема системы горячего водоснабжения:

1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль;

3 -распределительные стояки; 4 — запорная арматура;

5 - обратный клапан

В домах средней этажности (до пяти этажей) постройки ше-
стидесятых годов широко применялись системы ГВС с П-образ-
ными стояками - для каждого подающего стояка имелся цирку-
ляционный стояк (рис. 7.48). Такая схема в настоящее время раз-
решена только в зданиях, в которых отсутствует возможность
прокладки кольцующих перемычек в верхних точках размеще-
ния системы ГВС [27, п. 9.10].
гХН НХН гИ-> НХН

Рис. 7.47. Схема с общим циркуляционным контуром
по магистральному трубопроводу:

1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль;

3 - циркуляционный трубопровод; 4 -распределительные
стояки; 5 - диафрагма (дополнительное гидравлическое
сопротивление); 6 - циркуляционный насос; 7 — обратный клапан

Для этих систем характерна высокая металлоемкость из-за
большого числа стояков и низкая гидравлическая и тепловая
устойчивость из-за большого числа гидравлических колец (каж-
дая пара стояков образует кольцо). Здесь трудно добиться равно-
мерного распределения циркуляционного расхода по стоякам.
В удаленных стояках циркуляция недостаточна, из-за чего тем-
пература воды становится ниже расчетной, что вызывает пере-
расход воды и жалобы потребителей. Так, уже в 10... 12 парах
стояков циркуляционный расход примерно в 2,5 раза меньше,
чем в первой.
7

Рис. 7.48. Схема системы с II-оброчными стояками:

1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль:

3 - циркуляционная магистраль; 4 — циркуляционный насос;

5 - подающий стояк; 6 - циркуляционный стояк;

7 - полотенцесушители; 8 - запорное устройство:

9 - обратней: клапан; 10 - балансировочный клапан

Для бесперебойной работы системы горячего водопровода
в точках присоединения циркуляционных стояков к сборной
циркуляционной магистрали требуется устанавливать баланси-
ровочные клапаны.

Для снижения металлоемкости в последние годы стали ис-
пользовать схемы, в которых несколько подающих или обратных
стояков объединяются перемычкой с одним отводящим или по-
дающим стояком (рис. 7.49).

В современном многоэтажном строительстве применяются
преимущественно системы с секционными узлами (рис. 7.49)
[27, и. 10.5]. В этих системах полотенцесушители устанавлива-
ются на водоразборных стояках, что дает возможность объеди-
нять их при помощи разводящего трубопровода в группы с од-
ним циркуляционным стояком в пределах секции дома.

В схеме с секционными узлами значительно уменьшается
количество стояков и балансировочных клапанов, следовательно,
снижается металлоемкость системы.

Рис. 7.49. Схема системы горячего водоснабжения
с секционными узлами:

1 - водонагреватель; 2 - подающая магистраль;

3 - циркуляционная магистраль; 4 — циркуляционный насос;

5 - обратный клапан; 6 - подающий стояк; 7 - циркуляционный
стояк; 8 - полотенцесушители; 9 - запорное устройство

Секционные узлы подключаются к магистралям в одной точ-
ке, что уменьшает количество гидравлических колец и, следова-
тельно, повышает гидравлическую устойчивость и улучшает экс-
плуатационные характеристики системы.

Присоединение открытой системы горячего водоснабжения
к теплосети осуществляется в тепловом (элеваторном) узле каж-
дого здания или в здании ЦТП.
При открытых схемах горячая вода в зимнее время разбира-
ется из обратного трубопровода системы отопления. В летнее
время, а также в начале и конце отопительного сезона, когда в си-
стему отопления подается теплоноситель с пониженной темпера-
турой (60...70 °С), вода в систему горячего водоснабжения по-
ступает непосредственно из подающего трубопровода тепловой
сети.

Как уже указывалось ранее, при закрытой схеме горячего во-
доснабжения первичный теплоноситель (пар, вода) из тепловой
сети используется для подогрева водопроводной воды в водо-
нагревателях, устанавливаемых в центральных тепловых пунк-
тах (ЦТП), обслуживающих, как правило, группу из 2...20 зда-
ний (и более) или в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП).

В отдельных случаях водонагреватели могут размещаться
в специальных помещениях непосредственно в подвалах жилых
зданий. Водопроводные сети систем горячего водоснабжения ре-
шаются совместно с сетями холодного водоснабжения и имеют
такие же схемы. Однако особенностью работы этих систем яв-
ляется необходимость поддержания необходимой температуры
воды в ночное время (не менее 40 °С), когда водоразбор отсут-
ствует. Для этого осуществляется циркуляция воды, позволяю-
щая за счет притока горячей воды компенсировать тепловые по-
тери трубопроводов.

Трассировка и прокладка сетей производится аналогично се-
тям холодного водоснабжения с учетом особенностей системы
горячего водоснабжения. При открытой системе по генераль-
ному плану выполняется трассировка ввода теплосети, намеча-
ется место размещения элеваторного узла в подвале здания, по-
сле чего производится трассировка внутренних трубопроводов.
Ввод теплосети желательно осуществлять ближе к центру здания.

При закрытой схеме по генеральному плану намечается ме-
сто расположения ЦТП и производится трассировка внутриквар-
тальной тепловой сети и внутренних трубопроводов.

Распределительные сети по конструкции аналогичны сетям
холодного водоснабжения и состоят из магистралей, стояков и
квартирных разводок.

Циркуляционные сети включают стояки и магистрали. Как
правило, квартирные разводки работают без циркуляции.
Внутренняя система горячего водопровода может прини-
маться с нижней или с верхней разводкой с циркуляцией в пода-
ющих трубопроводах. Магистральные трубопроводы при ниж-
ней разводке прокладывают с уклоном / - 0,002...0,005 в сторо-
ну вводов в технических подпольях, а при верхней - на чердаке
или техническом этаже. В цехах промышленных предприятий,
в прачечных, банях и т. д. допускается прокладка магистралей
под потолком верхнего этажа.

В жилых зданиях, как правило, магистрали, стояки и подвод-
ки к приборам горячего водоснабжения прокладываются вблизи
трубопроводов холодной воды с установкой на стояках полотен-
цесушителей (рис. 7.50) в ванных комнатах.

В жилых зданиях высотой свыше четырех этажей группы
близкорасположенных водоразборных стояков (обычно от 3 до 7)
объединяют поверху кольцующими перемычками в секционные
узлы с присоединением каждого секционного узла одним цирку-
ляционным трубопроводом (стояком) к сборному циркуляцион-
ному трубопроводу системы.

Рис. 7.50. Полотенцесушители

Кольцующие перемычки прокладывают по теплому чердаку,
по холодному чердаку под слоем теплоизоляции или под потол-
ком верхнего этажа. По циркуляционному трубопроводу охла-
жденная вода возвращается в водонагреватель (при закрытой
схеме) либо в обратный трубопровод теплосети (при открытой
схеме).

Во всех случаях трубопроводы горячего водоснабжения
проектируют выше трубопроводов внутреннего холодного во-
допровода.
Для устройства сетей горячего водоснабжения используют-
ся те же трубы, что и для холодного водопровода. Все подающие
и циркуляционные трубопроводы, если они не используются
в качестве регистров для обогрева помещений, а также подводки
к санитарно-техническим приборам, во избежание потерь тепла
оборудуются теплоизоляцией.

В связи с большим перепадом температуры в сети (55.. .65 °С)
возможны большие величины удлинения труб. Для их компенса-
ции используют повороты трубопровода, а на прямых участках
длиной не более 50 м - установку компенсаторов и жесткое за-
крепление труб в «мертвых» опорах. В местах пересечения тру-
бами строительных конструкций предусматриваются гильзы, обес-
печивающие свободное удлинение труб.

В качестве водоразборной арматуры используют, как пра-
вило, смесители.

Запорная арматура устанавливается в тех же местах, что и
на сетях холодного водоснабжения. На полотенцесушителях
возможна установка отключающей арматуры для их отключе-
ния на летний период.

Ввод горячего водопровода в здание обычно осуществляется
в непроходном канале тепловой сети в тепловом колодце. На по-
дающем и обратном трубопроводе устанавливают запорную ар-
матуру.

На вводе в здание, на подающем и циркуляционном трубо-
проводах горячего водоснабжения для учета потребляемой воды
устанавливают простые водомерные узлы без обводной линии.
Счетчики горячей воды (на температуру до 90 °С) предусматри-
вают также на вводе в каждую квартиру.

7.3.1.	Режим и нормы потребления горячей воды.
Расчетные расходы горячей воды

Работа системы горячего водоснабжения тесно связана с си-
стемой холодного водоснабжения. Периоды максимальных рас-
ходов горячей воды аналогичны периодам по часам суток мак-
симального потребления холодной воды. Однако ввиду того, что
горячей водой пользуются реже, чем холодной, коэффициент не-
равномерности в этих системах выше.

Система горячего водоснабжения в основном работает в ре-
жиме водоразбора, т. е. подает воду потребителю. В большинстве
систем для поддержания расчетной температуры воды (60.. .65 °С)
предусматривается работа системы в режиме циркуляции. Режим
водоразбора и циркуляции обычно не совпадает во времени, по-
этому для уменьшения тепловых потерь режим циркуляции под-
держивается и при водоразборе.

Нормы расхода горячей воды в жилых зданиях зависят от
назначения здания, степени санитарно-технического благоустрой-
ства, видом применяемого санитарно-технического оборудова-
ния, способом приготовления и раздачи воды. В производствен-
ных системах нормы водопотребления определяются требова-
ниями технологического процесса.

Расчетные расходы воды в системе горячего водоснабжения
и напоры перед водоразборными устройствами определяют, как
и для систем холодного водоснабжения, по тем же расчетным за-
висимостям (см. п. 7.2).

Нормы расхода горячей воды принимаются по [27, прил. А,
табл. А2], но с той разницей, что все данные для расчета берутся
с верхним индексом «й».

В связи с тем, что потребитель использует воду из системы
горячего водоснабжения обычно для смешения ее с холодной
водой и получения воды заданной температуры, то расход го-
рячей воды из системы напрямую зависит от ее температуры:
чем выше температура, тем меньше расход, и наоборот.

Расход теплоты, кВт, для системы горячего водоснабжения
за период максимально водопотребления горячей воды определя-
ется по формулам:

•	в течение среднего часа

0* = 1,1) + (?'";	(7.25)
•	в течение часа максимального потребления



(7.26)

(7.27)

где д? - средний часовой расход горячей воды за период макси-
мального водопотребления Т, ч,

Чт = ~-------

10007

здесь - норма расхода горячей воды, л, /-м потребителем

в средние сутки, принимаемая по данным [27, прил. А, табл. А2],
к

л'чел. -сут.; С/, - количество потребителей (жителей); дкг - норма
расхода горячей воды, л, потребителем в час наибольшего водо-
потребления согласно [27, прил. А, табл. А2]; ? - температура
горячей воды в местах водоразбора, °С; Г - температура холод-
ной воды, °С, на входе в водонагреватель (в сети водопровода).
При отсутствии данных ее следует принимать равной 5 °С; (У" -
теплопотери на расчетном участке, кВт.

7.3.2.	Гидравлический расчет двухтрубной системы
горячего водопровода с П-образными стояками

Целью гидравлического расчета является подбор диаметров
и определение напора, необходимого для нормальной работы си-
стемы Н/г в точке присоединения к теплосети (в открытых си-
стемах) или к трубопроводу холодного водопровода (в закрытых
системах).

Гидравлический расчет системы горячего водоснабжения
производится на два режима работы.

1.	Режим максимального водоразбора (циркуляционный рас-
ход равен нулю) - определяются диаметры подающих трубо-
проводов и потери напора в них.
7.. Режим циркуляции (расход на водоразбор равен нулю) -
определяются диаметры циркуляционных трубопроводов и по-
тери напора в них.

7.3.2.7. Гидравлический расчет системы горячего
водопровода на режим максимального водоразбора

Расчет трубопроводов сети горячего водопровода выпол-
няют аналогично расчету трубопроводов холодного водопровода
в следующем порядке.

1.	Вычерчивается упрощенная схема системы горячего водо-
снабжения в аксонометрии. В качестве примера на рис. 7.51 при-
ведена схема горячего водопровода с циркуляцией воды по стоя-
кам и магистралям с односторонним присоединением водораз-
борных точек и полотенцесушителей к подающему стояку.

На расчетной схеме выбирается расчетная ветвь - от тепло-
вого узла в подвале здания при открытой схеме или ЦТП в от-
дельно стоящем здании при закрытой схеме до диктующего при-
бора - на подающем трубопроводе и циркуляционном. На схеме
сети, аналогично системе холодного водоснабжения, выделяются
и нумеруются расчетные элементы:

•	внутриквартирные разводки: элементы 1-2, 12-13, 19-20,
26-27;

•	стояки: элементы 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-7, 7-8; 13-14,
14-15, 15-16, 16-17, 17-18, 18-19; 20-21, 21-22, 22-23, 23-24,
24-25, 25-10; 27-28, 28-29, 29-30, 30-31, 31-32, 32-11;

•	участки разводящего магистрального трубопровода, эле-
менты 8-9, 9-10, 10-11, 11-КУУТЭ (коммерческий узел учета
тепловой энергии);

•	ввод: элемент КУУТЭ-ТЗ, КУУТЭ-Т4;

•	циркуляционные линии: элементы 1 ’-2 ’, 2 ’-З ’, 4 ’-5 ’, 5 ’-
6’, 7’-8’, 8-9’, 1О’-1Г, 1Г-12’;

•	участки циркуляционного трубопровода: элементы 3 ’ -6’,
6’-9’,9’-12 ’, 12-КУУТЭ.

В пределах расчетных элементов (участков) величина рас-
хода считается постоянной.
Рис. 7.51. Расчетная схема системы горячего водопровода здания

По планам здания и аксонометрической схеме определяется
длина каждого расчетного участка /, м, и количество подключен-
ных к нему водоразборных устройств Ы, Расчетное количество
приборов, потребляющих горячую воду для каждой квартиры,
будет на единицу меньше, чем при расчете холодного водопро-
вода (за счет отсутствия поплавкового клапана унитаза).

2.	По формуле (7.10) определяется вероятность действия са-
нитарно-технических приборов в здании Рк (для горячего водо-
снабжения), где <7^ и - норма расхода горячей воды, л, потреби-
телем в час наибольшего потребления; д'о - расход горячей воды,
л/с, санитарно-техническим прибором (для жилых зданий <7*	=

= 10 л/ч, =0,18 л/с); V и /V назначаются в соответствии с ком-
ментариями к формуле (4.10).

3.	По формуле (7.8) определяются расчетные расходы го-
рячей воды на участках д\ л/с, но с той разницей, что дс = д11,
а дс0 =	- расход горячей воды прибором (б// =	_ 0,18 л/с ~

Ь 0,2 л/с).

4.	По таблицам гидравлического расчета водопроводных
труб [35] в зависимости от величины д1' подбирают предвари-
тельные диаметры труб расчетных участков подающей сети и
определяют величины потерь напора на Н,г. Для жилых домов
величина д'1 = а, т. к. = 0,2 л/с.

Подбор производят, задавшись экономическими скоростями,
которые находятся в пределах 0,7... 1,0 м/с. В любом случае ско-
рости воды в трубопроводах не должны превышать 3 м/с.

5.	Производится определение теплопотерь и необходимых
циркуляционных расходов для их компенсации.

Для подобранных диаметров труб рассчитываются тепло-
вые потери О1", кВт, на участках подающих трубопроводов дли-
ной /, м:

И.1 1

Л/ __ Я I

1000 ’

(7.28)

где д - средние удельные теплопотери, определяемые с уче-
том условий прокладки трубопроводов - с теплоизоляцией или
без теплоизоляции, Вт/м.

Величину удельных потерь д,и можно принять по данным,
приведенным в табл. 7.6. На участках без теплоизоляции вели-
чину дк‘ следует увеличивать в 1,5 раза.
Потери теплоты трубопроводами

Место и способ прокладки	Тепловые потери, Вт, 1 м трубопровода диаметром, мм					
	15	20	25	32	40	50
Водоразборные стояки без по- лотенцесушителей, изолирован- ные при прокладке в борозде или шахте	11,2  14,8	12,5  16,5	13,8  18,2	15,7  20,6	-	-
То же с полотенцесушителями	-	20,6  27,1	24,0  31,7	29,3  38,6	-	-
Распределительные трубопрово- ды в подвале изолированные	15,7  19,2	17.4  21,3	19.1  23,5	21,8  26,8	24,1  29,7	27,1  33,4
То же на теплом чердаке	13,5  17,0	15,1  19,1	16,6  21,0	18,9  23,9	20,8  26,3	23,4  29,7
То же на холодном чердаке	19,2  22,8	21,5  25,4	23,5  27,9	26,9  31,9	29,7  35,3	33,4  39,7
Циркуляционные стояки изолированные	9,7  13,3	10.9  15,0	11,9  16,4	13.6  18,6	15,0  20,5	16.9  23,2

Примечание. Над чертой - для закрытых систем, под чертой - для открытых систем.

Циркуляционный расход дк,аг, л/с, компенсирующий тепло-
вые потери в трубопроводах, определяется по формуле

(7.29)

“'4,2 А/

где 0м-теплопотери трубопроводами горячего водоснабжения,
кВг, определяемые по формуле (7.28); Аг - допустимая разность
температур в подающих трубопроводах системы от водонагре-
вателя до наиболее удаленной водоразборной точки, обеспечива-
ющая температуру горячей воды не ниже 60 °С, А/ = 10 °С.

Расчеты по и. 4 и 5 рекомендуется выполнять по форме
табл. 7.7.
Гидравлический расчет подающих трубопроводов сети
водопровода горячей воды

№ расчетных участков	Длина участка 1, м	Вероятность действия приборов Р11	Число приборов на участке Р'	Произведение Р'’-М	Коэффициент а	Расчетный расход д1' = 5 ада, л/с	Диаметр трубопровода, мм	Скорость ВОДЫ V, м/с	Потери напора	
									1000/  1000 ’  м	на участке Нн = г1, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
										
										ЕН1’

Окончание табл. 7.7

Потери тепла		Сумма теплопотерь 27 О1", кВт	Циркуляци- онный расход дС1\ л/с	Теплопотери в промежу- точных стояках, кВт
на 1 пог. м ^'",Вт/м	на участке О**1, кВт			
12	13	14	15	16
				
				
Примечание. Сумма теплопотерь 27 0^ (грае итогом с учетом теплопотерь предыдущих межуточных стояков (согласно расчетной допускается теплопотери в них принимат четном стояке.			)а 14) определяется нарастающим участков. При подключении про- хеме это стояки ТЗ-2, ТЗ-З, ТЗ-4) ь равными теплопотерям на рас-	

6.	Расчетные расходы на участках сети корректируются
с учетом пропуска дополнительных циркуляционных расходов.
Корректировка производится на расчетный расход дКс,г, л/с, опре-
деляемый с учетом циркуляционного расхода, по формуле

^'“ = ^(1 + Кс1г),

(7.30)
где КаГ - коэффициент, принимаемый: для водонагревателей и
начальных участков систем до первого водоразборного стояка по
табл. 7.8; для остальных участков сети - равным 0, т. е. д11,с,г = д11.

Расчетный расход цс"' (табл. 7.8) учитываеттеплопотери в цир-
куляционных трубопроводах и может определяться по формуле:

<=1,5 д‘

(7.31)

Таблица 7.8

Значения ко зффициента КС1Г для систем
горячего водоснабжения

д1'  СИ" 9Р	Кси-		Кси-
1,2	0,57	1.7	0,36
1.3	0,48	1,8	0,33
1,4	0,43	1,9	0,25
1.5	0,40	2.0	0,12
1,6	0,38	>2,1	0

При производстве корректировочных расчетов скорости в ма-
гистралях и стояках системы не должны превышать 1,5 м/с, при
этом потери напора на участках расчетного направления опреде-
ляются в зависимости от вида системы горячего водоснабжения.

Для открытых систем горячего водоснабжения определение
потерь напора производится с использованием тех же таблиц
и коэффициентов, что и при расчете холодного водопровода.
Это обуславливается тем, что в этих системах вода, перед пода-
чей в теплосеть, проходит специальную подготовку - антикор-
розионную и противонакипную.

В закрытых системах в сеть горячего водопровода поступает
холодная вода из водопровода. При подготовке воды на хозяй-
ственно-бытовые нужды специальной обработки воды не произ-
водится. Поэтому со временем на внутренних поверхностях тру-
бопроводов будут образовываться отложения накипи и шлама,
ведущие к зарастанию груб и представляющие собой дополни-
тельные гидравлические сопротивления для транспортирования
горячей воды магистральными трубопроводами и стояками.

Потери напора Н,,с"' в этом случае определяются с учетом
зарастания груб по формуле

ЯЛс"' = г7(1+Я),	(7.32)

где / = 0,01...2000 мм - удельные потери напора, учитывающие
зарастание труб, при расчетном расходе <у; К; - коэффициент, учи-
тывающий потери напора в местных сопротивлениях:

Я = 0,2 - для подающих и циркуляционных распределитель-
ных трубопроводов;

К/ = 0,5 - для трубопроводов в пределах тепловых пунктов
и для водоразборных стояков с полотенцесушителями;

ЯГ/ = 0,1 - для водоразборных стояков без полотенцесуши-
телей и циркуляционных стояков.

Корректировочный расчет рекомендуется проводить по фор-
ме табл. 7.9.

Таблица 7.9

Гидравлический расчет подающих трубопроводов

№ расчетных участков	Расчетный расход с)1', л/с (из табл. 7.7)	Циркуляционный расход д,, с'г= 1.5 л/с ( </"') - из табл. 7.7)	Л ч  Чср		4  +  и  Ъч	Диаметр трубопровода, мм (из табл. 7.7)	Длина участка /, м (из табл. 7.7)	Скорость ВОДЫ V, м/с	Потери напора	
									1000/  1000 м	на участке №иг = И(\ +К!),м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
										
										
										X ]^1,С1Г
7.3.2.2.	Гидравлический расчет системы
горячего водопровода на режим циркуляции

Для большинства систем горячего водопровода работа в ре-
жиме циркуляции заключается в поддержании расчетной темпе-
ратуры горячей воды при отсутствии водоразбора. При этом вода
движется по замкнутому контуру. Замыкание контура в откры-
тых системах производится в тепловом узле или на водонагрева-
теле в закрытых системах (рис. 7.52).

Расчет системы горячего водоснабжения на режим циркуля-
ции производится с целью определения диаметров циркуляцион-
ных трубопроводов и необходимого для обеспечения расчетной
циркуляции воды оборудования.

Рис. 7.52. Схема движения воды в режиме циркуляции

Расчет рекомендуется проводить в следующей последова-
тельности:

1.	На расчетной схеме, в зависимости от типа системы горя-
чего водопровода, намечается расчетный циркуляционный кон-
тур, состоящий из подающих и циркуляционных трубопроводов.

2.	Контур разбивается на расчетные участки с постоянным
циркуляционным расходом. Значения циркуляционных расхо-
дов на расчетных участках равны расходам на соответствующих
участках подающего трубопровода и принимаются по данным
гидравлического расчета системы в режиме максимального водо-
разбора (табл. 7.9). Места изменения диаметра трубопровода так-
же назначаются расчетными точками.

3.	Предварительно принимаются диаметры циркуляцион-
ных трубопроводов. Диаметры труб циркуляционной магистра-
ли обычно назначаются конструктивно на один-два сортамента
меньше диаметров соответствующих подающих трубопроводов,
но не меньше 20 мм. Циркуляционные стояки должны иметь по-
стоянный диаметр по всей высоте.

4.	По форме табл. 7.10 производится гидравлический расчет
циркуляционного контура на пропуск циркуляционных расходов.
Расчет выполняется по обычной методике, в закрытых системах
горячего водоснабжения - с учетом образования накипи.

Зная расходы воды по таблицам гидравлического расчета [35],
подбираются (проверяются принятые в п. 3) диаметры трубопро-
водов и определяются удельные потери напора в них (1 ООО/), мм/м.

В результате расчетов определяется сумма потерь напора
в циркуляционном контуре при пропуске циркуляционных рас-
ходов Нс"'.

Таблица 7.10

Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов

№ расчетных участков	Циркуляционный расход др аг, л/с (из табл. 7.9)	Длина участка 1, м	Диаметр трубопровода, мм	Скорость ВОДЫ V, м/с	Потери напора	
					1000/  	, м  1000	на участке нс1г = и(\ +Кл\м
1	2	3	4	5	10	11
						
						1 Н“'

5.	За счет регулирования диаметров циркуляционных трубо-
проводов производится увязка расчетного контура по диктую-
щему направлению. Увязка считается законченной, если потери
напора в подающих и циркуляционных трубопроводах не разли-
чаются более чем на 10 %, т. е.

Ънс‘"

(7.33)
Если путем соответствующего подбора диаметров труб это
условие не выполняется, то следует предусматривать установку
диафрагмы на циркуляционном трубопроводе или регуляторов
температуры.

Диаметр отверстия диафрагмы, мм, определяется по формуле

(7.34)

где - расход, проходящий через диафрагму, л/с; й - диаметр
трубопровода, на котором установлена диафрагма, мм; /7ср - из-
быточный напор, м, который следует погасить диафрагмой,

(7.35)

Диаметр диафрагмы не следует принимать менее 10 мм.
Если по расчету диаметр диафрагмы необходимо принимать ме-
нее 10 мм, то допускается вместо диафрагмы предусматривать
кран для регулировки давления.

7.3.3. Балансировка систем
горячего водопровода зданий

Для систем ГВС многоквартирных домов характерна ситуа-
ция, когда при разборе воды горячая вода идет через ближайший
от источника тепла водоразборный узел. В го же время к точкам
подключения, расположенным этажами выше, поступает менее
нагретая вода, остывшая за период отсутствия разбора воды
(например, в ночное время). Таким образом, потребитель вынуж-
ден сливать эту воду до тех пор, пока не дождется потока с необ-
ходимой ему температурой. И чем протяженнее трубопроводы,
тем больше воды сливается в систему канализации. Как след-
ствие - большие потери в системе водоснабжения, а также воз-
можности развития смертельно опасной для человека бактерии
Легионелла (Ье§1опе11арпеиторкНа), погибающей лишь при тем-
пературах выше 55 °С.
Для поддержания температуры воды на необходимом и без-
опасном уровне (выше 55 °С), в трубопроводах создается посто-
янная циркуляция с помощью циркуляционного насоса и цирку-
ляционных трубопроводов. Для хорошей, устойчивой, работы си-
стемы необходимо подобрать насос, диаметры трубопроводов и
установить балансировочные клапаны - ручные или автоматиче-
ские (термостатические) (рис. 7.53, а и б).

Рис. 7.53. Балансировочные клапана системы
горячего водоснабжения:
а - ручные; б - автоматические
Глава 8. ВНУТРЕННЯЯ КАНАЛИЗАЦИЯ ЗДАНИЙ

8.1.	Системы внутренней канализации зданий

8.1.1.	Назначение и классификация систем
внутренней канализации зданий

Вода, поданная потребителю системой водоснабжения, в про-
цессе использования утрачивает первоначальное качество, пре-
вращается в сточную воду и подлежит удалению из зоны по-
требления.

Головным элементом системы водоотведения населенного
пункта в целом являются внутренние канализационные устрой-
ства системы внутренней канализации зданий и сооружений. Они
предназначены для приема и отведения сточных вод в наружную
водоотводящую сеть.

Внутренней канализацией называется система трубопрово-
дов и устройств в здании до первого смотрового колодца, кото-
рая обеспечивает сбор и отведение сточных вод от санитарно-
технических приборов и технологического оборудования в наруж-
ную канализационную сеть населенного пункта или промпред-
приятия.

В районах с централизованной наружной канализацией внут-
ренняя канализация предусматривается во всех жилых, обще-
ственных и производственных зданиях, оборудованных хозяй-
ственно-питьевым или производственным водопроводом.

В неканализованных районах поселений и городских окру-
гов внутренние системы водоснабжения с устройством индиви-
дуальных и (или) коллективных систем доочистки питьевой воды
и системы водоотведения, с устройством местных (локальных)
очистных сооружений следует предусматривать в жилых зда-
ниях, гостиницах, домах-интернатах, больницах, родильных до-
мах, поликлиниках, амбулаториях, диспансерах, санэпидстанциях,
санаториях, домах отдыха, пансионатах, физкультурно-оздоро-
вительных организациях, дошкольных образовательных органи-
зациях, общеобразовательных организациях (в том числе с интер-
натами), образовательных организациях профессионального и выс-
шего образования, кинотеатрах, клубных и досугово-развлека-
тельных учреждениях, предприятиях общественного питания,
спортивных сооружениях, банях и прачечных.

В неканализованных районах поселений и городских окру-
гов допускается оборудовать люфт-клозетами, туалетными каби-
нами и уборными (для зданий, расположенных в климатических
районах строительства 1...III по СП 131.13330) или биотуалетами
одноквартирные жилые дома высотой 1-2 этажа. [27, и. 4.3, 4.4].

В зданиях могут применяться следующие системы внутрен-
ней канализации:

•	бытовая (К1) - для отведения сточных вод от санитар-
ных приборов: унитазов; раковин; умывальников; ванн; душей;
стиральных и посудомоечных машин и т. п.;

•	производственная (КЗ) - для отвода производственных
сточных вод;

•	внутренние водостоки (К2) - для отведения дождевых
и талых вод с кровли здания.

Внутренняя система канализации может быть:

•	раздельная (каждая система существует самостоятельно);

•	объединенная (некоторые системы объединяются, напри-
мер, хозяйственно-бытовая и производственная).

Раздельные системы бытовой и производственной канализа-
ции проектируют для: производств, сточные воды которых тре-
буют особой очистки или содержат вещества, которые следует
извлекать из сточных вод; зданий бань и прачечных при устрой-
стве теилоуловителей или наличии местных очистных соору-
жений; зданий магазинов, предприятий общественного питания
и предприятий по переработке пищевой продукции.

Объединенную систему применяют, если возможны сов-
местная очистка бытовых и производственных сточных вод и их
беспрепятственное транспортирование в наружную канализа-
ционную сеть.
8.1.2.	Обшая схема и основные элементы системы
канализации зданий

Внутренняя канализация состоит из следующих основных
элементов (рис. 8.1):

1	- приемники сточных вод - санитарные приборы, которые
служат для приема сточных вод от потребителей;

2	- отводные трубопроводы (отводки) - горизонтальные и
вертикальные участки труб, которые служат для отведения сточ-
ных вод от приборов, приемников сточных вод к стоякам;

3	- сборные трубопроводы (стояки) - вертикальные участки
канализационных труб, которые служат для сбора сточных вод
с этажей и отведения их в нижнюю часть здания;

4	- выпуски - горизонтальные и вертикальные участки кана-
лизационных труб от стояка или прочистки до первого смотро-
вого колодца 1О за пределами здания, которые служат для отво-
да сточных вод из здания в наружную канализационную сеть;

5	, 6 - вентиляционные трубопроводы (вытяжки) - трубопро-
воды для предотвращения отсасывания воды из гидрозатворов
при образовании вакуума в стояке во время сброса сточной жид-
кости и вентиляции внутренней и наружной сети. Вытяжную
часть устраивают в виде трубы, которая является продолжением
стояка и выступает выше кровли здания. Чтобы уменьшить коли-
чество вытяжных труб на кровле, иногда несколько стояков объ-
единяют сборным трубопроводом и от него выводят одну трубу;

7	- гидравлические затворы (сифоны), которые служат для
предотвращения проникновения загрязненного воздуха из си-
стемы канализации в помещения, их устанавливают после каж-
дого санитарного прибора, кроме приборов, в конструкции кото-
рых предусмотрен гидрозатвор (унитазы, трапы и т. д.). Вредные
и дурно пахнущие газы из системы канализации задерживают-
ся в гидравлическом затворе слоем воды высотой 50...70 мм,
который образуется в изгибе трубопровода. Для прочистки гидро-
затворов и примыкающих к ним участков предусматривают ре-
визии;

8	- прочистки и 9 - ревизии, которые служат для прочистки
канализационных трубопроводов в случае их засорения. Реви-
зии, устраиваемые на вертикальных и горизонтальных участках,
позволяют прочищать трубопровод в обоих направлениях. Про-
чистки устанавливают в местах, где требуется прочистка труб
только в одном направлении;

10 — смотровой колодец на дворовой сети.

Рис. 8.1. Схема внутренней канализации здания:

1 - приемники сточных вод; 2 - отводные трубопроводы; 3 - стояки;

4-выпуски; 5, 6 - вентиляционные трубопроводы; 7 - гидрозатворы:

8 - прочистки. 9 - ревизии; 10 - смотровой колодец дворовой сети
8.1.3.	Устройство внутренней канализации зданий

Приемники сточных вод. Гидрозатворы

Приемники сточных вод - санитарные приборы, представ-
ляющие собой воронки или открытые сосуды, которые служат
для приема загрязненной воды и отвода их в водоотводящую сеть
здания.

Приемники сточных вод можно разделить на несколько групп
по признакам, приведенным ниже.

По назначению санитарные приборы могут быть:

•	для питьевых и хозяйственных нужд (мойки, раковины,
питьевые фонтанчики и т. д.);

•	для гигиенических целей (умывальники, ванны, души, биде);

•	для приема естественных выделений человеческого орга-
низма (унитазы, писсуары, чаши, лотки);

•	специального назначения - медицинские санитарные
приборы, которые используются в лечебных, курортных зданиях
и т. и. (лечебные оздоровительные ванны и души, лабораторные
приборы и т. д.);

•	для приема производственных сточных вод, образую-
щихся в технологических процессах (воронки, трапы, сливы, ра-
ковины, приемные решетки);

•	для атмосферных вод - водосточные воронки для сбора
дождевых и талых вод с крыш.

По функциональным характеристикам (режимам) прием-
ники можно разделить на следующие:

•	периодического действия, которые сначала наполняют
свой объем или собирают стоки, а потом сбрасывают воду в ка-
нализационную сеть (мойки, ванны, унитазы и т. и.);

•	проточные, которые работают без наполнения своего объе-
ма (раковины, умывальники, душевые поддоны, трапы и т. и.).

По конструктивным решениям и техническим характе-
ристикам приемники различают по типам, видам и материа-
лам, из которых они изготовлены.
Приемники сточных вод подвергаются быстрому загрязне-
нию. Санитарно-технические приборы изготавливаются из мате-
риалов, которые должны отвечать требованиям влагонепроница-
емое™, быть стойкими к воздействию агрессивных сточных вод,
иметь гладкую и прочную поверхность без острых углов и глубо-
ких впадин, т. к. в них может скапливаться грязь. К таким мате-
риалам относятся: чугун, сталь (в т. ч. нержавеющая), керамика
(фаянс, полу фарфор, фарфор), цветные металлы, пластмасса и т. д.

Лучшим материалом является керамика с поверхностью, по-
крытой глазурью. Внутренняя рабочая поверхность чугунных при-
боров покрывается стекловидной эмалью, а нерабочая - водо-
устойчивой краской. Стальные (кроме нержавеющей) покрывают
эмалью с двух сторон. Пластмасса благодаря своей малой массе,
стойкости к агрессивным водам и простоте переработки в послед-
нее время находит все большее применение. Однако на поверх-
ности таких приборов появляются царапины, которые затруд-
няют уход за прибором.

Санитарные приборы должны быть удобными в использова-
нии, не допускать разбрызгивания загрязненной воды, легко чи-
ститься, а при необходимости дезинфицироваться. Приборы яв-
ляются важным элементом интерьера санитарно-технических по-
мещений, поэтому их дизайн и окраска должны гармонировать
с оборудованием и отделкой помещений. Санитарные приборы,
работающие как емкость, оборудуются переливом, исключаю-
щим затопление помещения при неисправности наполнитель-
ной арматуры или несвоевременном ее выключении.

Каждый санитарный прибор, за исключением унитаза, обо-
рудуется выпуском с решеткой, проходное сечение которой долж-
но быть не менее сечения отводящей трубы.

Мойки собирают загрязненную воду, образующуюся при
подготовке пищевых продуктов, мытье посуды и столовых при-
боров. Их устанавливают на кухнях жилых домов, пищеблоках
общественных и лечебных зданий, предприятиях общепита. Мой-
ки изготавливаются из фарфора, пластмассы, эмалированные
из чугуна и листовой стали, нержавеющей стали, натурального
и искусственного камня (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Мойки

Умывальники (рис. 5.3). В умывальных, ванных и душе-
вых комнатах устанавливаются умывальники, которые служат
для сбора грязной воды от гигиенических процедур.

Рис. 8.3. Умывальники

Умывальники бывают различных типов: для жилых зданий,
для парикмахерских, для медицинских целей. Умывальники из-
готавливают из фарфора, фаянса, полуфарфора или пластмассы.
Форма умывальников может быть прямоугольная, полукруглая,
овальная, трапециевидная.

Во вспомогательных помещениях и около технологического
оборудования, где необходимо сливать грязную воду и мыть убо-
рочный инвентарь, устанавливают раковины. Раковины выпус-
кают прямоугольной или полукруглой формы из эмалированной
стали с одним отверстием для установки водоразборного крана
или двумя - для установки смесителя. Стена за раковиной для за-
щиты от брызг закрывается спинкой.

В туалетных комнатах рядом с унитазом, возможно, преду-
сматривать установку рукомойника из керамики (рис. 8.4).
Рис. 8.4. Рукомойники

Для стирки белья, мытья и оздоровительных процедур пред-
назначены ванны (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Ванны

Для мытья и оздоровительных процедур под проточной во-
дой предназначены души. Души выполняют в виде душевых ка-
бин, отделенных от помещения водонепроницаемой перегород-
кой или занавесом.

Индивидуальные гигиенические души - биде (рис. 8.6) вы-
полняют в виде керамической чаши, устанавливаемой на полу
или на стене. В полый борт чаши подается теплая вода из сме-
сителя для его обогрева. Они устанавливаются в комнатах лич-
ной гигиены женщин в медицинских учреждениях, жилых домах
с улучшенным благоустройством и ряде других случаев.
Рис. 8.6. Напольные (а) и консольный (б) гигиенические души

Гидравлический затвор - слой воды высотой 50...70 мм,
который образуется в изгибе трубопровода или канала - (7-образ-
ный (двухоборотный) гидрозатвор (рис. 8.7, а, б, в) или между
двумя цилиндрами - бутылочный (рис. 8.7, г, д), надежно закры-
вающий выход газов из системы водоотведения в помещение.

Рис. 8.7. Гидравлические затворы

Трапы (рис. 8.8) собирают загрязненную воду с пола помеще-
ния или от технологического оборудования. Они состоят из кор-
пуса, в котором находится гидравлический затвор. Сверху трал
закрыт съемной крышкой, задерживающей крупные загрязнения.
Выпуск трала 7 для соединения с отводящей стоки трубой может
быть направлен вниз - прямой выпуск или вбок - косой выпуск.
Для приема и удаления нечистот и экскрементов устанав-
ливают унитазы и напольные чаши Их изготавливают из кера-
мики (фарфора, фаянса), покрытой глазурью. Напольные чаши
могут быть эмалированными чугунными.

Рис. 8.8. Трапы

Унитазы в основном предназначены для индивидуального
пользования. Их устанавливают в туалетных комнатах жилых
и общественных зданий. Унитазы (рис. 8.9) состоят из чаши, ко-
торая плавно переходит в гидравлический затвор.

Рис. 8.9. Унитазы:

а - напольный; б - консольный (подвесной); в - тарельчатый:
г - сифонирующий: д - козырьковый; е - воронкообразный
Верхняя часть чаши - борт - уширена и загнута внутрь, что
предотвращает выплескивание воды при ополаскивании чаши.
В торцовой части чаши под бортом размещается водораспреде-
лительное устройство, которое подает воду для смыва загрязне-
ний и ополаскивания внутренних поверхностей унитаза.

Для удобства монтажа унитазы изготавливают с прямым
(рис. 8.9, ?, е) и косым (рис. 8.9, а. в, д) выпусками. Установка уни-
тазов на полу может осуществляться на эпоксидном клею или
шурупами.

Напольными (клозетными) чашами, в отличие от унитазов,
пользуются, не соприкасаясь с поверхностью прибора. Это обес-
печивает большую гигиеничность, что обусловило их широкое
применение в общественных туалетах.

По конструкции напольные чаши (рис. 8.10) аналогичны уни-
тазам, но дополнительно оборудуются подставками для ног.

Рис. 8.10. Напольные (клозетные) чаши

Поскольку унитазы и напольные (клозетные) чаши наиболее
опасны в санитарно-гигиеническом отношении, они требуют быст-
рого и эффективного удаления загрязнений. Поэтому они обору-
дуются индивидуальными промывными приборами - смывными
бачками или смывными кранами.

Промывные устройства выполняют в виде емкостей - смыв-
ные бачки или арматуры, подающей воду непосредственно из во-
допроводной сети - смывные краны (см. рис. 7.16, е).

Смывные бачки устанавливают непосредственно на унитазе
или на стене. Корпус бачка изготавливают из керамики, чугуна,
пластмассы.
Промывные устройства должны обеспечивать подачу 6,5...
7,5 л воды на смыв за1рязнений. Время заполнения - не менее 80 %
полезной вместимости бачка 2 мин. после предыдущего пуска.

В мужских туалетах общественных, административных, офис-
ных и других зданий устанавливают писсуары, представляющие
собой разновидность унитаза, предназначенные только для при-
ема мочи. Писсуары выполняются в виде чаши из фарфора, фа-
янса, полуфарфора, пластика, нержавеющей стали и могут быть
настенными (рис. 8.11, а) и напольными (рис. 8.11, б).

Загрязнения из писсуаров необходимо быстро удалять, так
как они при испарении образуют трудноудаляемый осадок и при-
водят к зарастанию проходного сечения труб. Для промывки
писсуаров в верхней части чаши предусматриваются отверстия
для установки водораспределительного устройства. Различают
писсуары с ручным способом промывки с использованием пис-
суарного крана (см. рис. 7.15, в) или подобных устройств, при-
водимых в действие нажатием рычага или кнопки.

Рис. 8.11. Настенные (а) и напольные (б) писсуары

В настоящее время существуют модели писсуаров без смыва,
в которых имеются мембраны, препятствующие распростране-
нию запаха, или специальные таблетки, которые нейтрализуют
неприятный запах.
В общественных туалетах наиболее гигиеничным и надеж-
ным способом является автоматический и полуавтоматический
смыв, исключающий ручной контакт с деталями пуска воды.
Для полуавтоматических моделей предусмотрены специальные
датчики - сенсоры, которые реагируют на движение или состав
жидкости. Датчик смыва может фиксироваться снаружи или мо-
жет быть встроен в инсталляцию.

Санитарные приборы размещают в помещениях так, чтобы
обеспечить максимальное удобство пользования ими, исключить
загрязнение помещений.

Магистральные и отводные трубопроводы.

Устройства для прочистки сети

Водоотводящая сеть здания состоит из отводных трубо-
проводов, стояков, выпусков, вентиляционных трубопроводов
и устройств для прочистки.

Отводные канализационные грубы предназначены для от-
вода сточных вод от санитарно-технических приборов к стоякам.
Отводные трубы прокладывают открыто и скрыто: открыто -
в подвалах, технических подпольях, санитарных узлах жилых
и общественных зданий, технических этажах, в специально вы-
деленных помещениях с обязательным креплением к элементам
и конструкциям зданий; скрыто - в шахтах, бороздах стен, под
облицовкой, в приставных коробах у стен, в полу под плинтусом.

Не допускается прокладывать внутренние канализационные
трубопроводы:

•	под потолком, в стенах и полу жилых комнат, спальных
помещений детских учреждений, больничных палат, лечебных
кабинетов, обеденных залов, рабочих кабинетов, зрительных за-
лов, библиотек, учебных аудиторий, электрощитовых и транс-
форматорных, пультов управления автоматики, приточных вен-
тиляционных камер, производственных помещений, требующих
особого санитарного режима;

•	под потолком (открыто или скрыто) кухонь, помещений
предприятий общепита, торговых залов, складов пищевых про-
дуктов или цепных товаров, вестибюлей, помещений, имеющих
ценное художественное оформление, производственных поме-
щений с оборудованием, на которое не допускается попадание
влаги.

Отводные трубопроводы разрешается прокладывать над по-
лом. При этом предусматривается устройство облицовки и гид-
роизоляция. При применении клозетных чаш, унитазов с пря-
мым выпуском и трапов отводные трубопроводы прокладыва-
ются под перекрытиями или в междуэтажных перекрытиях.

Присоединение санитарных приборов, расположенных в раз-
ных квартирах на одном этаже, к одному отводному трубопро-
воду не допускается.

Приборы присоединяются к отводным трубопроводам при
помощи сифонов. Технологическое оборудование для приготов-
ления и переработки пищевой продукции, посудомоечные и сти-
ральные машины, спускные трубопроводы бассейнов и т. п. при-
соединяются к канализации с разрывом струи не менее 20 мм
от верха приемной воронки.

Для устранения возможных засоров в трубопроводах устра-
ивают прочистки и ревизии.

Прочистка (рис. 8.12) представляет собой чугунную или
стальную заглушку (пробку), которая вставляется в раструб. Рас-
труб заделывается просмоленным канатом и сурико-меловой
замазкой либо герметикам. Прочистки устанавливают в местах,
где требуется прочистка труб только в одном направлении. Их
устраивают в виде косого тройника и отвода под углом 135° или
двух отводов под углом 135°. Прочистка закрывается заглушкой.

Рис. 8.12. Прочистка с заглушкой
Ревизии, устраиваемые на вертикальных и горизонтальных
участках трубопроводов, позволяют прочищать их в обоих на-
правлениях. Ревизия (рис. 8.13) представляет собой смотровой
люк в трубе, закрываемый крышкой и прокладкой из резины,
которые притягиваются к корпусу болтами или затягиванием
резьбы.

Ревизии устанавливают на высоте 1 м от пола и не менее чем
на 0,15 м выше борта приемника сточных вод, чтобы при засоре-
нии вода не переливалась через ревизию и не создавала затрудне-
ния для очистки трубы. При скрытой прокладке стояков против
ревизий устраивают дверки размером не менее .300x400.

Ревизии устраивают:

•	на стояках при отсутствии на них отступов, в нижнем
и верхнем этажах, а при наличии отступов также и в вышераспо-
ложенных над отступами этажах;

•	в жилых зданиях высотой в пять этажей и более не реже,
чем через три этажа.

Рис. 8.13. Ревизии

Все отводные трубы прокладываются по кратчайшему рас-
стоянию к стояку. Рекомендуемые уклоны отводных груб диа-
метром 50 мм от ванн, моек и умывальников к стояку - 0.035,
от унитаза диаметром 100 мм - 0,02. Такие уклоны обеспечи-
вают самотечный режим движения сточных вод. В пределах квар-
тиры уклон отводного трубопровода не должен превышать 0,15.
Изменять уклон на участке не допускается.
К стоякам отводные трубы присоединяются косыми тройни-
ками или крестовинами. Не допускается устанавливать в гори-
зонтальной плоскости прямые крестовины. Магистральные тру-
бопроводы к выпуску также подключаются с помощью косых
тройников и отводов под углом 135°.

Водоотводящие (канализационные) стояки размещают вбли-
зи и в местах концентрации санитарных приборов - в туалетах,
кухнях и т. и. Стояки прокладывают открыто у стен и перего-
родок или скрыто в бороздах, нишах и шахтах. Количество водо-
отводящих стояков диктуется количеством санитарных узлов
на этаже. Санитарные приборы должны размещаться на этажах
друг под другом для уменьшения числа стояков. Если группа са-
нитарных приборов удалена от стояка более чем на 8 м, то для
нее предусматривают самостоятельный стояк. Не следует распо-
лагать стояк у перегородок, отделяющих санитарные узлы от жи-
лых комнат, по наружным стенам здания, в жилых комнатах, вен-
тиляционных шахтах. При установке на стояках отступов или го-
ризонтальных участков выше них устанавливается ревизия. При-
соединение приборов и отводных труб к горизонтальным участ-
кам стояков не допускается.

Присоединение приборов и отводных трубопроводов к стоя-
ку производится при помощи тройников и крестовин, причем при-
соединение под потолком помещений, в подвалах и технических
подпольях производится косыми тройниками и крестовинами.

Стояки следует кренить, предусматривая одно крепление на
каждые 3 м высоты стояка, располагая крепление под раструбом.

Стояки бытовой канализации, проходящие через предприятия
общепита, прокладываются в оштукатуренных коробах без уста-
новки ревизий.

Для удаления из внутренней и наружной водоотводящей сети
паров, дурнопахнущих и взрывоопасных газов (сероводород, ам-
миак, метан и др.), а также для предотвращения отсасывания во-
ды из гидравлических затворов (срыва затвора) санитарных при-
боров устраивают вентиляцию (вытяжку) сети.
Вентиляция происходит естественным путем за счет притока
свежего воздуха через колодцы наружной канализации и вы-
тяжку испорченного воздуха через стояки внутренней канализа-
ции и их продолжение - вытяжные трубы, выходящие на кровлю
здания.

Явление срыва гидравлического затвора возникает тогда,
когда в стояк производится сброс большого количества сточной
жидкости. При движении жидкости по стояку происходит эжек-
тирование (засасывание) воздуха через вытяжную часть стояка.
В случае если количество поступающего в стояк воздуха меньше
требуемого, то в нем образуется вакуум, вызывающий срыв за-
твора.

Вытяжная часть стояка выводится выше кровли:

•	на 0,2 м от плоской неэксплуатиру емой и скатной кровли;

•	на 0,1 м от обреза сборной вентиляционной шахты.

Вентиляционный стояк заканчивается обрезом трубы без
флюгарки (колпака на трубе). Вытяжные части стояков необ-
ходимо удалять от балконов и открываемых окон не менее чем
на 4 м (по горизонтали). Канализационные стояки должны иметь
по всей высоте одинаковый диаметр не менее 50 мм и не менее
наибольшего диаметра отводной линии, присоединяемой к дан-
ному стояку. Диаметр выгяжки принимается равным диаметру
канализационного стояка. Сборный вентиляционный трубопро-
вод должен иметь уклон 0,01 в сторону стояков.

Присоединение вытяжки к вентиляционным системам и ды-
моходам не разрешается.

Выпуски сточных вод из здания

Участок водоотводящего трубопровода от основания стояка
или прочистки на внутренней водоотводящей сети до смотрового
колодца на дворовой сети называется выпуском (рис. 8.14).

Минимальная глубина заложения выпуска //вьш принимается
на основании требований, изложенных в п. 5.5.5.

Выпуски располагают по возможности с одной стороны зда-
ния перпендикулярно наружным стенам, так чтобы длина линии,
соединяющей стояки, была минимальной.
Пересечение выпуска с фундаментом выполняют с зазором
не менее 0,2 м, с заделкой отверстия эластичным водогазонеиро-
ницаемым материалом (конструкции пересечений - см. и. 7.1.4,
рис. 7.21. ..7.23).

Рис. 8.14. Устройство выпуска:

1 - отвод под углом 135°; 2 - косой тройник под углом 45°;

3 - прочистка

При прокладке выпуска ниже фундамента предусматривают
футляр из бетонных или железобетонных труб, или местное за-
глубление фундамента не менее чем на 100 мм ниже основания
трубы.

Для прокладки выпусков в фундаменте здания устраивают
проемы высотой не менее 0,4 м, при этом расстояние от верха
трубы до верха проема должно быть не менее 0,15 м. После
укладки труб проемы в фундаменте необходимо заделывать мя-
той глиной со щебнем.

Стояки присоединяют к выпуску при помощи двух отводов
под углом 135°. Подсоединение стояка к средине выпуска про-
изводится при помощи косого тройника иод углом 45° и отвода
иод углом 135°.
Трубопроводы и фасонные части
для устройства водоотводящей сети

Для устройства внутренней канализации используют напор-
ные и безнапорные чугунные, пластмассовые, стальные, асбесто-
цементные, керамические, бетонные, железобетонные трубы.

Чугунные напорные водопроводные трубы марки ЧВ диамет-
ром 65...300 мм применяют для сетей производственной напор-
ной канализации и стояков водостоков.

Чугунные канализационные трубы марки ЧК диаметром
50... 150 мм применяют для сетей бытовой и производственной
канализации при давлении до 0,1 МПа.

Стальные водогазопроводные оцинкованные трубы приме-
няют в системах бытовой канализации для отвода стоков от групп
умывальников.

Стальные электросварные трубы диаметром 80.. .300 мм при-
меняют для подвесных участков внутренних водостоков при на-
личии вибрационных нагрузок (например, при движении по про-
лету кран-балки) и открытых выпусков водостоков из зданий.

Стальные трубы, футерованные полиэтиленом, и трубы
из нержавеющих сталей применяют для производственных си-
стем канализации агрессивных стоков.

Трубы хризотилцементные безнапорные и напорные ма-
рок ВТ-6, ВТ-9, ВТ-12 диаметром 100. ..500 мм применяют для
безнапорных и напорных систем производственной канализа-
ции слабощелочных и слабокислых стоков и для сетей внутрен-
них водостоков.

Бетонные и железобетонные трубы применяют для подзем-
ных сетей бытовой и производственной канализации (если стоки
не агрессивны к бетону).

Пластмассовые полиэтиленовые (ПНП, ПВП), поливинилхло-
ридные (ПВХ), полипропиленовые (ПП) и винипластовые грубы
применяют для сети бытовой, производственной канализации
и водостоков.

Пластмассовые фторопластовые трубы и трубы из других
видов пластмасс, устойчивых к воздействию особо агрессивных
производственных стоков, применяют для производственной
канализации.
Керамические трубы применяют для подземных сетей бы-
товой и производственной канализации.

Для систем внутренней бытовой канализации наиболее широ-
кое распространение получили чугунные канализационные и пласт-
массовые трубы.

Чугунные канализационные трубы, применяемые для устрой-
ства внутренней водоотводящей сети, выпускают длиной от 750
до 2100 мм диаметром 50. 100 и 150 мм.

Трубы ЧК соединяются между собой при помощи раструбов
(рис. 8.15) с заделкой стыков одним из следующих способов:

•	пеньковой просмоленной прядью и асбестоцементом (70 %
цемента марки 400 и 30 % асбестовой крошки);

•	водонепроницаемым расширяющимся цементом;

•	комовой или молотой серой.

Рис. 8.15. Соединение чугунных канализационных трубопроводов:

1 - жгут из просмоленной пряди; 2 - чеканка

Концы соединяемых деталей тщательно очищают от грязи,
и трубу вставляют в раструб другой трубы, пеньковая прядь сво-
рачивается в жгут, диаметр которого несколько превышает раз-
мер кольцевого зазора раструба.

В настоящее время наиболее популярный вид монтажа чу-
гунных безраструбных труб 8МЬ - при помощи соединитель-
ных манжет из стали или из этиленпропилендиенового каучука
(рис. 8.16).
Рис. 8.16. Чугунные безраструбные трубы

Данный вид труб применяется для создания долговечной си-
стемы хозяйственно-бытовой канализации и ливнестока.

Пластмассовые трубы (рис. 8.17) для систем внутреннего во-
доотведения используют следующие: полиэтиленовые из поли-
этилена высокой (ПВП) и низкой (ПНП) плотности, а также из по-
липропилена (ПП) и поливинилхлорида (ПВХ). Их изготовляют
в виде прямых отрезков длиной 3 м диаметром 50, 100 и 150 мм.

Рис. 8.17. Пластмассовые трубы

Фасонные части из полиэтилена по назначению и конфигу-
рации сходны с фасонными частями чугунных труб.

Для изменения направления трубопроводов применяют раз-
личные фасонные части (рис. 8.18), которые также имеют рас-
труб и гладкий конец.
Рис. 8.18. Фасонные части канализационных труб и их обозначения:
а - компенсационный патрубок; б - отвод; в - муфта;
г - колено (угольник); д - двухплоскостная крестовина:
е - косая крестовина; ж - прямая крестовина: з - переходник;
и - отступ; к — прямой тройник; л - косой тройник;
м - противопожарная муфта: н - прочистка, заглушка
8.1.4. Местные установки для перекачки
сточных вод

Местные установки для перекачки сточных вод предусмат-
риваются, если нельзя канализовать здание самотеком, а также,
если приемники сточных вод расположены ниже отметок выпус-
ков сточных вод, например, в глубоких подвалах, станциях метро,
при строительстве объекта в зоне вечно мерзлых грунтов и т. п.

Установки для перекачки бытовых и производственных сточ-
ных вод, не выделяющих ядовитые и неприятные запахи, газы
и пары, допускается располагать в производственных и обще-
ственных зданиях.

Установки для перекачки бытовых и производственных сто-
ков, имеющих в своем составе токсичные и быстро загнивающие
загрязнения, а также для перекачки стоков, выделяющих ядови-
тые и неприятные запахи, газы и пары, следует располагать в от-
дельно стоящем здании. При этом приемный резервуар для сточ-
ных вод должен находиться на расстоянии не менее 5 м от здания
насосной станции.

Размещать канализационные насосные станции в жилых до-
мах, детских учреждениях, больницах, предприятиях обществен-
ного питания, предприятиях пищевой промышленности, под ра-
бочими помещениями административных зданий, учебных заве-
дений, а также в зданиях и помещениях, к которым предъявля-
ются повышенные требования в части уровня шума, не допуска-
ется [27].

Д-тя перекачки стоков в случае, если приемники расположены
в глубоких подвалах, используют насосные установки с приемным
резервуаром (рис. 8.19, а, б), погружные насосы (рис. 8.20), пнев-
матические установки (рис. 8.21).

Насосы в зависимости от вида перекачиваемых стоков бы-
вают фекальные, песковые, кислотостойкие и т. д. Обычно исполь-
зуют канализационные центробежные насосы, имеющие увели-
ченные зазоры между лопатками и корпусом для свободного про-
хождения твердых частиц, содержащихся в стоках.
Насосная установка (рис. 8.19, а) состоит из насосного агре-
гата 7, приемного резервуара 2 и решетки 3 для задержания твер-
дых отбросов.

Насосы располагаются под заливом (ниже уровня воды в ре-
зервуаре). При расположении насосов выше уровня воды в резер-
вуаре (рис. 8.19, б) высота всасывания не должна превышать ве-
личины, допускаемой для насосов данного типа. Кроме того, долж-
ны быть предусмотрены надежно действующие устройства для за-
лива насосов.

Приемный резервуар 2 изготавливают из бетона или железо-
бетона и покрывают гидроизоляцией. При наличии в сточных во-
дах крупных примесей в резервуаре устанавливают решетку 3 с
прозорами 20 мм резервуар оборудуют указателем уровня, устрой-
ством для взмучивания осадка 4 и приточно-вытяжной вентиля-
цией. Устройство для взмучивания осадка представляет собой
уложенный над дном резервуара перфорированный трубопровод,
который подключается к напорному трубопроводу 5.

Рис. 8.19. Насосная установка с приемным резервуаром:
а - насосы, установленные под залив; б - насосы выше уровня воды
(с положительной высотой всасывания);

1 - насос; 2 - приемный резервуар; 3 -решетка; 4 —устройство
для взмучивания осадка; 5 - напорный трубопровод
Объем приемного резервуара определяют расчетом в соответ-
ствии с часовым графиком притока сточных вод и режимом ра-
боты насосов. При автоматическом пуске насосов емкость резер-
вуаров принимают из условия включения насосов не более 6 раз
в час. При отсутствии графика притока стоков емкость резерву-
ара принимают равной 5... 10 % от подачи насосов, которая при-
нимается по максимальному часовому притоку сточных вод.

Марку насосов и число рабочих агрегатов определяют расче-
том. Насосные установки проектируют с автоматическим и руч-
ным пуском. Б канализационных насосных станциях следует пре-
дусматривать установку резервных насосов, число которых при-
нимают :

•	при числе однотипных рабочих насосов до двух - один ре-
зервный;

•	при числе однотипных рабочих насосов более двух - два ре-
зервных.

В отдельных случаях при обосновании допускается установ-
ка одного рабочего насоса и хранение резервного насоса на складе.

К каждому насосу предусматривается отдельная всасываю-
щая линия с подъемом к насосу не менее 0,005. При установке
насосов «под залив» на всасывающем трубопроводе предусмат-
ривается задвижка.

Погружные насосы не требуют устройства зданий насосных
станций и размещаются в колодцах 2 (рис. 8.20). Такие насосы
работают в автоматическом режиме.

Напорные трубопроводы изготавливают из чугунных водо-
проводных или стальных труб. На напорном трубопроводе от каж-
дого насоса устанавливают задвижку и манометр. В тех случаях,
когда емкость напорных трубопроводов значительна и состав-
ляет не менее 25 % емкости приемного резервуара, на напорных
трубопроводах предусматривается обратный клапан.

Помещение насосной станции должно быть высотой от пола
до перекрытия не менее 2,2 м, иметь самостоятельный выход
наружу или лестничную клетку и быть оборудовано приточно-
вытяжной вентиляцией. Должна быть предусмотрена сигнализа-
ция, действующая в случае переполнения приемного резервуара.
Рис. 8.20. Установка погружного насоса:
1 - насос; 2 - колодец; 3 -решетка;

4 - напорный трубопровод; 5 - пускатель

Пневматические установки (рис. 8.21) используют для подъ-
ема сжатым воздухом небольшого количества сточных вод при
значительном заглублении трубопроводов водоотводящей сети.
В стальной или чугунный резервуар 1 (объемом до 1 м ) по пода-
ющей грубе 2 самотеком поступают сточные воды. Перед резер-
вуаром на подводящем трубопроводе устанавливают обратный
клапан 4 и задвижку 3. Напорный трубопровод 5 присоединяет-
ся к нижней части резервуара. На нем также имеется обратный
клапан 4 и задвижка 3. К верхней части резервуара подсоединен
трубопровод с воздушным клапаном 6. Этот трубопровод под-
ключается к компрессору либо к сети сжатого воздуха пром-
предприятия.

При наполнении резервуара до верхнего уровня автомати-
чески (за счет реле уровня, поплавкового реле и т. и.) открывает-
ся клапан 6 и сжатый воздух начинает поступать в резервуар.
Сжатый воздух выдавливает стоки в напорную трубу. При огю-
рожнении резервуара до нижнего уровня срабатывает реле, кла-
пан 6 перекрывает подачу сжатого воздуха и сбрасывает избы-
точное давление воздуха из резервуара в атмосферу. Стоки вновь
поступают в резервуар.

Для бесперебойной работы установки предусматриваются
два приемных резервуара. Пневматические установки поднима-
ют до 20 м3/ч воды на высоту до 7 м.

Рис. 8.21. Пневматическая установка перекачки сточных вод:

1 -резервуар: 2 - подающий трубопровод: 3 - задвижка;

4 - обратный клапан; 5 - напорный трубопровод;

б - воздушный клапан

В настоящее время при необходимости принудительного
отвода загрязненной воды от раковин, моек, душа, ванных, сти-
ральных и посудомоечных машин разработаны и рекомендованы
к внедрению насосные установки «Ы/1шлу» (рис. 8.22).

Установки предназначены для перекачивания бытовых сточ-
ных вод, не содержащих фекалии, которые не могут удаляться
самотеком. Установка имеет пластмассовый резервуар жесткой,
ударопрочной конструкции с насосом и поплавковым устрой-
ством. Принцип действия установки состоит в следующем: ре-
зервуар заполняется водой и поплавковое устройство включает
насос, стоки откачиваются в локальную канализацию. Устанавли-
вается на полу либо монтируется на стене.

Насосные установки «Ы/ймау» нашли широкое применение
для обустройства загородных и частных домов.

Рис. 8.22. Схема устройства местной насосной
установки «Ьгртмау»

Для отведения сточных вод от санитарных приборов, включая
унитазы, применяются насосные установки «5о/о/г/Ь> (рис. 8.23, а).
Такие установки размещаются в туалетах за унитазом или в ван-
ных комнатах под умывальником (рис. 8.23, б). Размер прием-
ного резервуара сопоставим с размерами смывного бачка уни-
таза. Работают установки без шума, что позволяет размещать их
внутри квартир.

Для одноквартирных и загородных домов используются на-
сосные установки «МиИШ/1» с одним насосом (рис. 8.24, а), а для
многоквартирных домов и коммерческих или общественных
зданий любого рода необходимы системы сдвоенных насосов
(рис. 8.24, б).
В зависимости от расхода сточных вод насосные установки
«МиЫИ/г» могут выполняться совмещенными с приемным ре-
зервуаром (в едином корпусе) или отдельными выносным ре-
зервуаром.

Рис. 8.23. Насосная установка «8о1оИф»:

а - внешний вид и устройство: 1 -резервуар; 2 - погружной насос;

3 - обратный клапан; 4 - приемный резервуар;

5 - режущий механизм; 6-угольный фильтр;

б - схема монтажа: 1 - подключение к электросети;

2 - напорный трубопровод; 3 - ванная; 4 — умывальник; 5 - унитаз
6)

Рис. 8.24. Внешний вид установки с одним насосом (а),
с двумя насосами (б) и схема монтажа
насосной установки «МиИПгЦ» (в)

8.2.	Проектирование системы внутренней канализации

8	.2.1. Гидравлический расчет трубопроводов
канализации зданий

Системы внутренней канализации должны обеспечить нор-
мальное водоотведение расчетных расходов. Режим водоотве-
дения и количество сточных вод в жилых зданиях тесно связаны
с режимом водопотребления и определяются по тем же законо-
мерностям. В производственных зданиях количество сточных вод
определяется характером технологических процессов. Расчету
подлежат стояки, магистральные трубопроводы и выпуски.
Цель расчета - определение диаметров трубопроводов и укло-
нов трубопроводов сети водоотведения здания, обеспечивающих
отвод сточных вод от санитарно-технических приборов и сброс
их в городской водоотводящий коллектор в самотечном режиме.
Расчет системы водоотведения здания рекомендуется вести в сле-
дующем порядке.

1.	Строится аксонометрическая схема системы канализации
здания (если в здании несколько выпусков, рассчитывается только
часть системы канализации здания, работающая на один наибо-
лее удаленный от городского коллектора выпуск).

2.	Диаметры отводных трубопроводов принимаются без рас-
чета. Они зависят от типа санитарного прибора или приемника
сточных вод и принимаются конструктивно. В табл. 8.1 приво-
дятся диаметры отводных труб от некоторых санитарных прибо-
ров и рекомендуемые уклоны при их прокладке.

Таблица 8.1

Диаметры отводных трубопроводов

Тип прибора	Диаметр отводной  ЛИНИИ, мм	Уклоны	
		нормальные	минимальные
Унитаз	100	0,02	0,012
Раковина, умывальник, мойка, ванна	40 .. . 50	0,035	0,025
Писсуар	40	0,035	0,025

Таким образом, диаметр отводных трубопроводов от ванн,
умывальников, моек принимают равным 50 мм, а диаметр отвод-
ной трубы от унитаза -100 мм.

3.	Назначается диаметр стояка не менее наибольшего диа-
метра поэтажных отводных линий и проверяется его пропускная
способность.

Диаметр стояка принимают постоянным по всей высоте в за-
висимости от величины расчетного расхода сточной жидкости
и наибольшего диаметра отводного трубопровода, присоединяе-
мого к стояку. Так, если к стояку подключают унитаз, то диаметр
стояка не может быть меньше 100 мм. Правильность предвари-
тельно выбранного диаметра канализационного стояка проверя-
ют с учетом расчетного расхода сточной жидкости, наибольшего
диаметра поэтажного отвода и угла его присоединения к стояку
(табл. 8.2).

В связи с этим максимальный секундный расход на участках
системы водоотведения здания можно определить по формулам:

•	при д101 < 8 л/с в сети внутреннего водопровода

= д** + <7о;

(8.1)

•	при д‘°' > 8 л/с в сети водопровода

д = 5 до а,

(8-2)

где д,о‘ - общий максимальный расчетный расход воды (холод-
ной и горячей) на расчетном участке, л/с; д^ - максимальный се-
кундный расход сточных вод, определяемый по формуле (7.8);
ц’ - расход стоков, л/с, от санитарно-технического прибора с мак-
симальным водоотведением (в жилых зданиях принимается рас-
ход от унитаза, равный 1,6 л/с); а - коэффициент, зависящий
от вероятности действия и количества расчетных приборов.

Таблица 8.2

Параметры для выбооа диаметра стояка

Диаметр поэтажного отвода, мм	Угол присоединения поэтажного отвода к стояку, град.	Максимальная пропускная способность вентилируемого канализационного стояка, л/с, при его диаметре, мм			
		50	85	100	150
	90	0,8	2.8	4,3	11.4
50	60	1,2	4,3	6,4	17.0
	45	1,4	4,9	7,4	19.6
	90	—	2,1	—	—
85	60	—	3,2	—	—
	45	—	3,6	—	—
	90	—	—	3.2	8,5
100	60	—	—	4,9	12,8
	45	—	—	5,5	14,5
	90	—	—	—	7,2
150	60	—	—	—	11.0
	45	—	—	—	12,6
Примечание. Диаметр канализационного стояка должен				быть не менее наи-	
большего диаметра поэтажных отводов, присоединенных				к этому стояку.	
Определение расчетных расходов сточных вод по стоякам
и расчетным участкам удобно производить по форме табл. 8.3.

4.	После назначения диаметров трубопроводы проверяют
на пропуск расчетного расхода воды.

Если расход сточных вод, определенный по формулам (8.2)
или (8.3), превышает максимальную пропускную способность сто-
яка по табл. 8.3 при угле присоединения поэтажного отвода 90°,
то уменьшают угол присоединения поэтажного отвода, и этим
увеличивают пропускную способность стояка.

5.	Производится расчет магистральных горизонтальных тру-
бопроводов (в подвале), выпусков и дворовой канализационной
сети.

Выпуски сточных вод рассчитывают по таблицам расчета ка-
нализационных трубопроводов [18]. Диаметры выпусков прини-
мают по расчетному расходу, определяемому по формулам (8.1)
или (8.2). Причем диаметр выпуска должен быть не менее диа-
метра стояка или больше, если к нему присоединяются два и бо-
лее стояков. При этом определяющими факторами являются ско-
рость движения стоков р и наполнение трубопровода йЛ/.

Таблица 8.3

Определение расчетных расходов

№ стояка (расчетного участка)	Расход сточной жидкости, л/с		
	максимальный д‘°*	максимальный от прибора до'	максимальный расчетный на участке д'
			
			

Скорость должна быть такой, чтобы энергии потока жидко-
сти было достаточно для смыва отложений с внутренних поверх-
ностей стенок труб. Специфической особенностью сточных вод,
влияющей на выбор скорости их движения в трубах, является со-
держание грубодисперсных загрязнений, которые при недоста-
точном скоростном режиме могут выпадать в осадок и произво-
дить заиление лотка трубы. Поэтому в сети при максимальном
расчетном расходе скорость потока должна быть такой, чтобы
этого не происходило. Минимальная скорость потока, которая
соответствует указанным требованиям, называется самоочища-
ющей. Она зависит от состава стоков и количества взвешенных
веществ. Скорость движения стоков, наполнение и уклоны тру-
бопроводов должны находиться в пределах значений, указанных
в табл. 8.4.

Таблица 8.4

Допустимые пределы значений о, Ь/с1 и 1 для трубопроводов
выпусков сточных вод

Диаметр труб, мм	Скорость движения о, м/с		, т	/г  Наполнение —  <г/		Уклон 1	
	МИН.	макс.	МИН.	макс.	мин.	макс.
50	0 7	8	0,3	0,6	0,03	0.15
100					0,012	
150					0,008	

Примечание. Максимальная скорость движения стоков для неметаллических труб
не должна быть более 4 м/с.

Трубопроводы системы канализации работают при частич-
ном наполнении. Это позволяет удалять из сети вредные газы че-
рез пространство над уровнем воды, облегчает прочистку сети
при засорении и позволяет принимать кратковременные пиковые
расходы, не предусмотренные расчетом, поэтому максимальное
наполнение для сетей внутри здания допускается до 0,6. Мини-
мальное наполнение, равное 0,3, принимается из условия транс-
портирования легких крупных взвесей (бумага, ветошь и т. д.).

Выпуски сточных вод надлежит проверять на выполнение
условия

<8'3)

где V - скорость движения сточной жидкости в трубопроводе, м/с;
к/б - наполнение трубопровода; К = 0,6 - для чугунных труб;
К = 0,5 - для пластмассовых труб.
При выполнении условия (8.3) в пределах, указанных в табл. 8.4,
определяется минимальный допустимый уклон, с которым можно
прокладывать выпуск. Если по причине малых расходов сточной
воды условие (8.3) выполнить невозможно, то трубопроводы сле-
дует прокладывать с уклоном 0,03 для выпусков диаметром 50 мм
и уклоном 0,02 для выпусков диаметром 100 мм.

Результаты определения диаметров выпусков и гидравличе-
ских параметров сводятся в табл. 8.5.

Таблица 8.5

Гидравлический расчет выпусков сточных вод здания

№ выпуска	Расход сточной воды, л/с	Диаметр выпуска, мм	Скорость движения О, м/с	Наполне- ние трубо-  провода — 6?	Вели- чина	Мини- маль- ный уклон 1
						

Гидравлические параметры выпусков сточных вод опреде-
ляются по таблицам [18].

8	.2,2. Конструирование и гидравлический расчет
дворовой канализационной сети

При проектировании дворовой канализационной сети необ-
ходимо наметить ее трассу, места установки смотровых колод-
цев, принять материал и диаметр труб, начальную глубину зало-
жения сети.

Трассировка дворовой сети в плане зависит от мест располо-
жения выпусков из здания и точки присоединения к городской
водоотводящей сети. При этом необходимо учитывать особенно-
сти рельефа местности и конфигурации здания в плане.

Дворовая сеть водоотведения прокладывается в пределах гра-
ницы водоотведения здания, как правило, параллельно дворовому
фасаду здания на расстоянии не менее 3 м в сухих грунтах и 5 м
в мокрых, считая от наружных стен здания до оси траншеи (смот-
рового колодца) Она служит для транспортировки сточных вод
от выпусков сточных вод здания в колодец внутриквартальной
или уличной городской сети водоотведения (рис. 8.25).

Рис. 8.25. Генплан участка с инженерными сетями

Обычно выпуски располагают со стороны дворового фасада
здания и реже со стороны лицевого, если здание фасадом не вы-
ходит на красную линию застройки. В местах присоединения вы-
пусков канализации к дворовой сети предусматривают смотро-
вые колодцы КК-1, КК-2. На повороте линии сети устанавливают
поворотный колодец КК-3, колодец КК-4 является контрольным.

Дворовая сеть подключается к городской водоотводящей се-
ти в одном месте. Трубы дворовой канализационной сети уклады-
ваются с уклоном в сторону уличной сети. Уклон труб при этом,
в допустимых пределах (см. табл. 8.4), желательно принимать оди-
наковым на всем протяжении дворовой сети.

Определение уклона производится с соблюдением следую-
щих требований:

•	при уклоне поверхности земли больше минимального
проектируемого участка водоотводящей сети, уклон труб при-
нимают равным уклону поверхности земли;
•	при уклоне поверхности земли, меньшем минимального
уклона проектируемого участка водоотводящей сети, уклон труб
принимают равным минимально допустимому уклону.

Для осмотра, промывки и прочистки дворовой сети устраи-
вают смотровые колодцы. Их следует располагать:

•	в местах присоединения выпусков из здания, подключения
к уличной сети, изменения направления, диамегров и уклонов труб;

•	на прямых участках сети при диаметре труб 150 мм на рас-
стоянии 35 м, 0200.. .450 мм - 50 м, 0500.. .600 мм - 75 м;

•	на 1,5.. .2,0 м от красной линии вглубь двора (контрольный
колодец).

Смотровые колодцы проектируют из сборных железобетон-
ных элементов. Диаметры колодцев принимают 0,7 м, если глубина
заложении дворовой водоотводящей сети не превышает 2 м и 1 м
при большей глубине.

В колодцах устраиваются открытые лотки для возможности
эксплуатации сети. Полки лотка колодцев выполняют с укло-
ном 0,02...0,03 в сторону лотка.

Дворовые сети водоотведения выполняются из керамиче-
ских, пластмассовых и асбестоцементных труб, в просадочных
и вечномерзлых грунтах - из чугунных труб диаметром не ме-
нее 150 мм.

При сопряжении труб разных диаметров в колодцах они
должны быть уложены «шелыга в шелыгу», т. е. таким образом,
чтобы верх всех примыкающих к колодцу труб находился на од-
ной отметке.

Начальная глубина заложения дворовой канализационной
сети зависит от глубины промерзания грунта в данной местности,
глубины заложения уличной водоотводящей сети и наличия сани-
тарных приборов в подвальных помещениях зданий. Минимальная
начальная глубина заложения лотка трубы дворовой водоотво.дя-
щей сети определяется по формуле (5.23).

Трубы между колодцами должны иметь один общий уклон
и быть одного диаметра. Уклон должен обеспечивать движение
расчетного расхода сточных вод со скоростью не менее само-
очищающей (г > 0,7 м/с) при соответствующем расчетном напол-
Л

нении (0,3 < — < 0,6) для принятого диаметра труб.

(1

При расчетном наполнении рекомендуется принимать сле-
дующие наименьшие уклоны:

Диаметр труб, мм	Уклон
150	0,008
200	0,007

В зависимости от местных условий для отдельных участков
дворовой сети для труб диаметром 200 мм допускается уклон
0,005.

Так как заглубление сети дворовой канализации должно быть
минимально допустимым, а городская канализационная сеть зна-
чительно заглублена по сравнению с дворовой, то в контрольном
колодце предусматривается перепад. Перепад устраивают по бе-
тонному водосливу высотой до 0,3 м в виде открытого лотка (от-
крытый перепад); при большей высоте - в виде закрытого стояка
с отводами того же диаметра, что и у подводящего трубопровода.

Расчет дворовой водоотводящей сети производится на ос-
нове схемного решения системы водоотведения (например, как
на рис. 7.38 или 8.25) и планов здания с определением мест вы-
пуска сточных вод (например, как на рис 7.40).

Цель расчета заключается в определении уклонов участков
водоотводящей сети, при которых выдерживались бы расчетные
скорости и наполнения, соблюдались минимальные глубины за-
ложения.

Расчет начинают с выбора диктующего колодца и расчет-
ного направления. В качестве диктующего колодца принимают
наиболее удаленный от городской сети колодец на выпуске из зда-
ния с минимальной глубиной заложения выпуска. Границами
расчетных участков являются места установки смотровых ко-
лодцев.
Гидравлическому расчету подлежит каждый участок сети.
При проведении расчетов полезно использовать рабочую схему
для гидравлического расчета (рис. 5.17). Расчет ведется в форме
ведомости гидравлического расчета (табл. 5.3) с соблюдением всех,
перечисленных в п. 5.5.5 требований.

По данным гидравлического расчета производится построение
продольного профиля дворовой канализационной сети (рис. 8.26).

Рис. 8.26. Продольный профиль дворовой водоотводящей сети
8.3.	Схемы и элементы систем отведения дождевых
и талых вод с кровель зданий и сооружений

Отвод атмосферных вод с кровель зданий можно осуще-
ствить:

•	неорганизованным или свободным сбросом воды;

•	наружным организованным водостоком;

•	внутренним водостоком.

От надежной работы системы отвода с крыш дождевых и та-
лых вод зависит долговечность здания.

Наиболее простыми с конструктивной точки зрения явля-
ются наружные неорганизованные водостоки (рис. 8.27), при
которых все атмосферные воды, попадающие на крышу здания,
стекают в направлении уклона и свободно удаляются ио всему
периметру крыши.

Рис. 8.27. Наружный неорганизованный водосток

Их можно использовать при одно-, двух- и многоскатных
кровлях. Наружные неорганизованные водостоки при всей их
простоте и минимальных капитальных затратах не получили ши-
рокого распространения в силу целого ряда присущих им недо-
статков. Так, при дожде с ветром вода, стекающая с наветренной
стороны, задувается ветром на стены здания и вызывает их увлаж-
нение и разрушение. Кроме того, потоки воды, стекающие с кры-
ши и попадающие на отмостку у здания, интенсивно разбрыз-
гиваются и вызывают намокание цоколя, разрушение отмосток
и увлажнение грунта около фундаментов. Поэтому применение
этой системы водостоков в районах, имеющих просадочные 1рунты,
недопустимо при отсутствии устройств, отводящих воду от фун-
даментов.

В климатических районах, где имеют место отрицательные
температуры наружного воздуха, по периметру образуются круп-
ные сосульки и наледи, разрушающие карнизные свесы и делаю-
щие небезопасным пребывание под ними людей.

В силу указанных причин кажущаяся невысокая стоимость
неорганизованного отвода воды в конечном счете ведет к увели-
чению затрат на эксплуатацию и ремонт зданий.

Наружный неорганизованный водосгок применяют для од-
ноэтажных зданий складов, гаражей, ангаров и т. п.

Наружные организованные водостоки (рис. 8.28) являются
шагом вперед по сравнению с наружными неорганизованными
водостоками и могут применяться для многоэтажных зданий.
Эта система водостоков по идее позволяет избежать увлажнения
фасадов водой, удаляемой с крыши, и дает возможность при по-
мощи лотков отвести воду от фундаментов здания.

Рис. 8.28. Наружный организованный водосток
Наружный организованный водосток представляет собой си-
стему лотков 1 на крыше здания, которые направляют воду к во-
ронкам 2 Воронки могут быть подвесными или заделываться
в конструкцию крыши. По водосточным трубам 3 вода стекает
в лотки возле здания.

Для южных районов, где отсутствуют длительные периоды
отрицательных температур, такие водостоки можно считать при-
емлемыми.

В районах с длительными периодами отрицательных темпе-
ратур для наружных организованных водостоков присущи те же
недостатки, что и для неорганизованного отвода воды, которые
усугубляются значительной высотой зданий.

Происходит это потому, что кровля нагревается солнцем.
Поэтому даже при отрицательных температурах наружного воз-
духа происходит подтаивание снега на кровле. Образующаяся
при этом талая вода стекает в более холодную зону - в лотки,
воронки и водосточные трубы и замерзает в них, образуя ледя-
ные пороги и пробки. Эти наледи усиливаются при кратковре-
менных оттепелях. В результате получается худший вариант не-
организованного отвода воды.

Кроме того, водосток изготавливается из тонкой оцинкован-
ной стали (жесть), которая не выдерживает нагрузку от тяжелого
льда, что приводит к быстрому разрушению всей системы водо-
отвода.

Материал водостока подвергается интенсивной коррозии.
Окраска снаружи не дает существенного эффекта, так как внут-
ренняя поверхность водостока остается незащищенной. Отдель-
ные элементы водостока разрушаются, происходит воздействие
большого количества воды на строительные конструкции, кото-
рые быстро разрушаются.

Изготовление, эксплуатация и ремонт наружного организо-
ванного водостока требуют значительных материальных затрат.

Одним из направлений по повышению эффективности неор-
ганизованного и наружного организованного водостока является
использование устройств для отвода дождевых стоков непосред-
ственно в наружные сети ливневой канализации, если она суще-
ствует. Для этою применяют пристенные дождеприемные устрой-
ства. Дождеприемники выполняются, как правило:

•	либо в виде бетонного отлитого элемента, который уста-
навливается как приставной «короб» к фундаменту здания;

•	либо в виде чугунного или пластикового дождеприем-
ника, который оборудуется дополнительным шарнирным соеди-
нением для соединения с подземным трубопроводом. Общий вид
такого дождеприемника приведен на рис. 8.29.

Использование таких устройств позволяет избежать избы-
точного увлажнения грунта около фундамента, интенсивного раз-
брызгивания стекающих потоков воды, разрушения отмосток
здания. Однако использование таких дождеприемников ограни-
чено тем, что требуется наличие в месте размещения здания
наружных сетей ливневой канализации.

Рис. 8.29. Дождеприемник

Наиболее совершенными и надежными системами отведе-
ния воды с кровель зданий являются внутренние водостоки,
у которых водосточные воронки заделывают в конструкцию кры-
ши, а отводящие трубопроводы прокладывают внутри здания.

Системы внутренних водостоков могут быть двух типов:

•	с закрытым выпуском воды в систему наружных подзем-
ных водостоков или в систему наружной общесплавной канали-
зации (рис. 8.30, а, б);

•	с открытым выпуском на отмостку или в лотки у зданий
(рис. 8.30, в).
Система внутренних водостоков состоит из следующих эле-
ментов:

1	- водосточные воронки для приема воды с кровли;

2	- водосточные стояки для транспортирования воды в ниж-
нюю часть здания;

3	- отводные трубы, соединяющие стояки с воронками;

4	- выпуск, который принимает воду от стояков и отводит
ее в наружную сеть канализации.

Специальные устройства (5 - колодцы, 6 - ревизия, 7 - про-
чистки, 8 - гидрозатвор) служат для осмотра, прочистки и предот-
вращения замерзания системы.

Профиль кровли, для которой проектируют внутренние во-
достоки, должен обеспечивать полный отвод с ее поверхности
атмосферных осадков.

В зависимости от ширины здания и конструктивной воз-
можности придать уклон крыше к воронкам эта система водо-
стоков может быть выполнена либо с одной воронкой на стояке
(рис. 8.30, а, б), либо с несколькими воронками, объединяемыми
сборными подвесными отводными трубами (рис. 8.30, в). При
расположении здания в климатической зоне, имеющей расчет-
ную температуру наружного воздуха ниже - 5 °С, на открытом
выпуске воды из системы внутренних водостоков необходимо
установить гидравлический затвор 8 (рис. 8.30, в), который пре-
пятствует засасыванию в выпуск холодного наружного воздуха,
что может привести к замерзанию воды в выпуске.

Водосточные воронки должны обеспечивать быстрый прием,
отвод атмосферных вод и задерживать предметы (листья, ветки,
мусор и т. и.), которые могут засорить систему.

Водосточные воронки обычно устанавливают на границах
пролетов по возможности ближе к наружному периметру зда-
ний в ендовах (нижний перелом профиля кровли). Уклоны кров-
ли и ендов в сторону воронок не менее 0,01.. .0,015.

Конструкция водосточных воронок определяется местом их
расположения и типом кровли. Они бывают колпаковыми (ку-
польными) и плоскими (решетчатыми) (рис. 8.31, а, б).

Колпаковые воронки применяют на скатных, а также плос-
ких неэксплуатируемых кровлях.
Рис. 8.30. Внутренние водостоки с выпуском воды
в наружную дождевую (а), общесплавную (б) сети системы
водоотведения и открыто на отмостку (в):

1 - водосточные воронки; 2 - водосточные стояки; 3 - отводные
трубы; 4 - выпуск; 5 - колодец; 6 - ревизия; 7 — прочистки;

8 - гидрозатвор

Плоские воронки устанавливают на плоских кровлях, ис-
пользуемых для ресторанов, кафе, спортивных площадок и т. д.
Колпаковая воронка (рис. 8.31, а) состоит из сливного па-
трубка 1 с фланцем, который заделывается в кровлю. Воронки
должны герметично соединяться с кровлей, чтобы атмосфер-
ные воды не просачивались и не разрушали перекрытия. Для
этого на фланец сливного патрубка заводится мягкий гидроизо-
ляционный ковер кровли 2. Сверху устанавливается колпак
с фланцем 3. Гидроизоляционный ковер зажимается между флан-
цами болтами и заливается сверху мастикой. Вода поступает
в воронку через отверстия в колпаке 4.

Плоские воронки (рис. 8.31,6) конструктивно аналогичны
колпаковым, но вместо колпака на верхнем фланце размещается
решетка 5. Покрытие кровли 2 устраивается на одном уровне с по-
верхностью решетки, что устраняет помехи при эксплуатации
кровли.

Рис. 8.31. Колосковая (а) и плоская (б) водосточная воронка:
1 - патрубок сливной; 2 - покрытие кровли; 3 - колпак
С фланцем; 4 — щелевые отверстия; 5 -решетка

На плоской кровле в одной ендове должно устанавливаться
не менее двух водосточных воронок. Максимальное расстояние
между воронками не должно превышать 48 м. Это же расстояние
является предельным для пути воды от водораздела к воронке.

На плоских кровлях жилых и общественных зданий допус-
кается установка по одной воронке на каждую секцию здания.
РАЗДЕЛ IV

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО
ВОДООПРОВОДА И КАНАЛИЗАЦИИ ЗДАНИЙ

Глава 9 ПРИМЕР РАСЧЕТА ВНУТРЕННЕГО
ВОДОПРОВОДА И КАНАЛИЗАЦИИ ЖИЛОГО ДОМА

9.1.	ОЬщие исходные данные для проектирования

1.	Место расположения проектируемого объекта - г. Санкт-
Петербург.

2.	Характеристика объекта - жилой дом.

3.	Количество этажей - 5.

4	Строительный объем здания - 5,9 тыс. м3

5.	Площадь здания - 2,0 тыс. м2.

6.	Количество жителей - 105 чел.

7.	Количество санитарных приборов (подключенных к хо-
лодной воде/горячей воде) - 200/140.

8.	Степень санитарно-технического благоустройства - внут-
ренний холодный и горячий хозяйственно-питьевой водопровод,
бытовая канализация.

9.	Согласно техническим условиям, здание снабжается хо-
лодной водой вводом длиной 25 м от коммунальной сети водо-
провода диаметром 150 мм с гарантированным напором в месте
присоединения Нгар = 30 м вод. ст.

10.	Горячее водоснабжение, централизованное с непосред-
ственным разбором горячей воды из тепловой сети через тепло-
вой пункт, расположенный в подвальном этаже дома.

11.	Приемник сточных вод от здания - существующая сеть
коммунальной общесплавной канализации диаметром 250 мм.

12.	Наружное пожаротушение осуществляется от пожарных
гидрантов на коммунальной сети водоснабжения.
13.	В квартирах на кухнях установлены мойки с кранами-
смесителями, в санузлах - унитазы с низкорасположенными смыв-
ными бачками, в ванных комнатах - умывальники и ванны дли-
ной 1700 мм, оборудованные смесителями, раздельными для умы-
вальника и ванны, с душевой сеткой на гибком шланге.

14.	Предусмотреть полив прилегающей к дому территории:

•	площадь поверхности усовершенствованных покрытий
(тротуары, проезды) - 2967 м2.

•	площадь озеленения прилегающей территории - 1228 м2.

15.	Площадь кровли - 880,0 м2.

9.2.	Расчетные расходы

1.	Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды (вклю-
чая горячее водоснабжение), а также расходы бытовых стоков,
определены в соответствии с СП 30.13330 [27].

2.	Согласно СП 8.131330 [25, табл. 2], расход воды на на-
ружное пожаротушение - 15 л/с, будет обеспечен от пожарных
гидрантов, установленных на коммунальной сети водопровода.

3.	Согласно [27], в зданиях при числе этажей менее 12 внут-
реннее пожаротушение не требуется.

4.	В соответствии с [27, и. 7.19] для локализации местных
очагов возгорания в каждой квартире в санузле предусматрива-
ется установка устройства - отдельного шарового крана 0 15 мм,
снабженного штуцером для присоединения шланга с внутрен-
ним диаметром 19 мм, длиной 15 м, оборудованного распылите-
лем, для использования его в качестве первичного устройства
внутриквартирного пожаротушения (квартирный пожарный кран),
располагаемого в металлическом шкафчике (рис. 9.1).

5.	Количество потребителей в жилом здании определяется
по формуле

//	' Икв / ‘ Лэт,

где «кв - число однотипных квартир на типовом этаже; /ц, - число
этажей в здании; СФ - средняя заселенность однотипной кварти-
ры, принимается, исходя и из ориентировочного числа жителей
в квартирах:

•	однокомнатная - 2 человека;

•	двухкомнатная - 3 человека;

•	трехкомнатная - 4 человека.

Количество квартир, на этаже, в жилом доме, согласно планам:

•	однокомнатных - 4 шт.;

•	двухкомнатных - 3 шт.;

•	трехкомнатных - 1 шт.

Тогда количество потребителей в жилом здании будет

[7= 2 • 4 • 5 + 3 • 3 • 5 + 4 • 1 • 5 = 105 чел.

Количество и тип санитарно-технических приборов в зда-
нии представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1

Санитарн о-технически е при боры,
установленные в жилом здании

Наименование прибора	Количество приборов с подключением холодной воды	Количество приборов с подключением горячей воды
Ванная	40	40
Мойка	40	40
Умывальник	60	60
Унитаз	60	—
Всего	200	140
Рис. 9.1. Схема установки квартирного счетчика учета
расхода воды и первичного устройства
внутриквартирного пожаротушения (11УВКПТ):

1 - водосчетчик; 2 - кран шаровой; 3 - фильтр косой; 4 - редуктор
давления с манометром после себя (при необходимости); 5 - обратней;
клапан; б - устройство для защиты от гидроудара;

7 - сгон прямой (американка); 8 - вставка; 9 - кран шаровой
для подключения ПУВК11Т; 10 - шланг 11ВХ для холодной воды;

11 - зажим «Норма»; 12 - полка для намотки шланга ВТ20 «Трио»;

13 - переходная муфта для присоединения шланга; 14 - ствол
ручной «Флоретта»; 15 - быстродействующая муфта,
разъемное соединение с наружной резьбой
9.2.1.	Расходы холодной воды

Суточные расходы

1.	Максимальный суточный расход воды на хозяйственно-
питьевые нужды определяется по формуле (7.15)

^1=К ^^ = 1,2-110'105 = 13,86 м3/сут., (9.1)
суг 1000	1000

где Ксу1 - коэффициент суточной неравномерности определен-
ная по данным [28], принимаем равным 1,2; II - количество жи-
телей проживающих в здании, 11= 105 чел.; дси - норма расхода
холодной воды в сутки среднего водопотребления, определен-
ная по данным [27, прил. 3] с учетом требований, изложенных
в [27, п. 3.10]:

= 180-70 = 110 л/сут.

(9.2)

2.	Суточный расход холодной воды на мойку тротуаров:

^и,моечн.

1000

0,45-2967
1000

= 1,34 м'/сут.,

(9.3)

где дсноя - норма расхода холодной воды на одну поливку, прини-
маемая по [27, табл. А. 2], дс = 0,4...0,5 л/м2; Р - площадь усо-
вершенствованных покрытий (тротуары, проезды), равная 2967 м2,
согласно исходных данных на проектирование.

3.	Суточный расход холодной воды на поливку зеленых
насаждений:



О'Ц.зен.цас.

1000

4,5-1228	3. /ода

---------= 5,53м/сут.,	(9.4)

1000

где дс1ел нас - норма расхода холодной воды на одну поливку зе-

леных насаждений, принимаемая по [27, табл. А. 2], <Р№Л11ас
= 4...6 л/м2; Рзелнас - площадь озеленения прилегающей террито-
рии, согласно исходным данным на проектирование равная 1228 м2.

Секундный (расчетный) расход

Вероятность действия санитарно-технических приборов
определяем по формуле (7.10)

Рс = <1нг,,Р =----5ДЛ05-----= 00372	(9 5

ЗбОО^А 3600-0,2-200

где С - число потребителей (жильцов) в жилом доме, С ~ 105 чел.;

- секундный расход воды расчетным прибором, = 0,2 л/с
[27, табл. А. 2]; А - общее количество санитарно-технических
приборов в здании или согласно архитектурной части проекта,
по заданию А = 200 шт.; с)\,.и - общая норма водопотребления
воды в час наибольшего водопотребления, определяемая по [27,
табл. А. 2] с учетом требований, изложенных в [27, п. 3.10]:

Янгл = 11,6 - 6,5 = 5,1 л/ч.	(9.6)

Находим произведение:

\Р: = 0,00372 • 200 = 0,744.	(9.7)

Определяем коэффициент а зависящий от вероятности дей-
ствия приборов и их количества по СП 30.13330 [27, табл. Б. 2],
а= 0,828.

Максимальный расчетный секундный расход воды, л/с, на
вводе находим по формуле (7.8)

дс = 5ацс0 “ 5 • 0,828- 0,2 = 0,828 л/с.	(9.8)

Часовой расход

Вероятность использования санитарно-технических прибо-
ров определяем ио формуле (7.14)
_ 36ООР7/ос _ 3600-0,00372-0,2

Лг	с

С1о,кг

= 0,01339,	(9.9)

200

где дсйкг - часовой расход воды, принимаемый по [27, табл. А. 2]

по прибору с максимальным часовым расходом, ЦсОкг = 200 л/ч.
Находим произведение:

Ж/= 0,01339 • 200-2,68.

Определяем коэффициент «л,- зависящий от вероятности ис-
пользования приборов и их количества по СП 30.13330 [27,
табл. Б. 2], а = 1,714.

Максимальный часовой расход в системе холодного водо-
провода на вводе определяется по формуле (7.12)

^=0,005^. «/„-=0,005 • 200 • 1,714 = 1,714 м3/ч. (9.10)

9.2.2.	Расходы горячей воды

Суточный расход

Суточный расход горячей воды на хозяйственно-питьевые
нужды определяется по формуле (7.15)

^=^•^ = 1,2-221^ = 8,82м3/сут.,	(9.11)

у 1000	1000

где ц1' - норма расхода горячей воды в сутки среднего водопо-
требления, определяемая по [27, табл. А. 2] с учетом требований,
изложенных в [27, п. 3.10].

Секундный (расчетный) расход

Определение секундного и часового расхода горячей воды
производится по тем же расчетным зависимостям, что и для
холодной воды с соблюдением требований, изложенных в [27,
п. 3.10].
Вероятность действия санитарно-технических приборов равна

рь = Я/,г,Р = —6’5'105— = о, 00677.	(9.12)

3600<7> 3600-0,2-140

Находим произведение:

^РI' = 0,00677 • 140 = 0,95.

Определяем коэффициент а зависящий от вероятности дей-
ствия приборов и их количества по СП 30.13330 [27, табл. Б. 2],
а -0,943.

Максимальный секундный расход воды:

</' = 5а?е* = 5 • 0,943 • 0,2 - 0,943 л/с. (9.13)

Часовые расходы

Вероятность использования санитарно-технических приборов:

р1, _ ЗО-ОВХ 3600-0.00677 0,2^^	(914)

!40

Находим произведение:

ЫР*г = 0,0348 • 140 - 4,87.

Определяем коэффициент а/„- зависящий от вероятности
использования приборов и их количества по СП 30.13330 [27,
табл. Б. 2] а = 2,51.

Максимальный часовой расход в системе горячего водопро-
вода:

дкЬг - 0,005	= 0,005 • 200 • 2,51-2,51 м3/ч, (9.15)
9.2.3.	Расходы бытовых сточных вод

Суточные расходы

Суточный расход бытовых сточных вод в сутки максималь-
ного водоотведения определяется но формуле (7.15)

^=^• — = 1,2- —-------------22,68 м3 /сут., (9.16)

сут 1000	1000

где б/)" - общая норма расхода холодной и горячей воды в сутки

среднего водопотребления, определяемая по [27, табл. А. 2].

Секундные (расчетные) расходы

Вероятность действия санитарно-технических приборов:

Р‘°‘ =	=	11>6'105— = 0 00564	(9 !7)

ЗбОО^'А 3600-0,3-160

где - общая норма водопотребления холодной и горячей
воды в час наибольшего водопотребления, определяемая по [27,
табл. А. 2], принимаем д\°1ги = 11,6 л/ч; 67- число потребителей
(жильцов) в жилом доме, С = 105 чел.; - общий секундный
расход воды от расчетного прибора, </'0' = 0,3 л/с [27, табл. А. 2].

Находим произведение:

РР'” = 200 • 0,00564 = 1,128.	(9.18)

Определяем коэффициент а зависящий от вероятности дей-
ствия приборов и их количества но СП 30.13330 [27, табл. Б. 2]
а= 1,064

Максимальный секундный расход сточных вод:

с/""~5аС -5 • 1,064 • 0,3 = 1,60 л/с. (9.19)
Согласно (8.2), если д‘°' = 1,60 л/с < 8 л/с, то максимальный
секундный расход на участках системы водоотведения здания
будет равен

д° = д,ог +	= 1,60 + 1,60 - 3,20 л/с,

(9.20)

где д'1 - расход стоков от санитарно-технического прибора с мак-
симальным водоотведением, л/с, (в жилых зданиях принимается
расход от унитаза, равный 1,6 л/с).

Часовые расходы

Вероятность использования санитарно-технических приборов:

збоор^с

Лг	Ю1

С1о,кг

3600.0,00564.0,3 = ю

300

Находим произведение:

ИР™ =0,0203 • 200 = 4,061.

Определяем коэффициент зависящий от вероятности
использования приборов и их количества по СП 30.13330 [27,
табл. Б. 2], а = 2,231.

Максимальный часовой расход сточных вод:

С' = 0,005 д™г а11Г= 0,005 • 300 • 2,231 = 3,35 м3/ч. (9.22)

9.2.4.	Расходы дождевых и талых вод с кровли здания

Расчетный расход дождевых и талых вод с кровли здания
определяется по формуле

Рср 880,0-160,55 1Л1 ,
—=----------------— = 14,1 л/с,

10 000	10 000

(9.23)
где Р - площадь кровли здания, Р = 880,0 м2; </5 - интенсивность
дождя, л/с, с 1 га (для данной местности), продолжительностью
5 мин. при периоде однократного превышения расчетной интен-
сивности, равной 1 году, определяемая по формуле:

?5 = 4"-92о=40-71- 60= 160,55 л/с,	(9.24)

здесь п - параметр, принимаемый согласно [29, табл. 8], п = 0,71;
^20 - интенсивность дождя, л/с, с 1 га, продолжительностью 20 мин.
при периоде однократного превышения расчетной интенсивности,
равной 1 году, принимаемая согласно [29. рис. А. 1] для г. Санкт-
Петербурга равной 60.

Количество потребителей и основные показатели водопотреб-
ления проектируемого жилого дома приведены в табл. 9.1.

9.3.	Характеристика проектных решений
хозяйственно-питьевого водопровода

9.3.1.	Схемное решение сети
хозяйственно-питьевого водопровода

Схема подачи холодной воды к потребителю - однозонная,
с нижней разводкой.

Магистрали и стояки, поэтажные ответвления и подводки
к приборам проектируются из полипропиленовых труб РМ10.

Магистральные трубопроводы прокладываются открыто по
стенам подвального этажа с уклоном г = 0,002 в сторону водо-
мерного узла.

Стояки хозяйственно-питьевого водопровода прокладыва-
ются открыто по стенам санитарных узлов и кухонь.

На стояках хозяйственно-питьевого водопровода и ответв-
лениях от магистрали установлена отключающая и сливная арма-
тура (шаровые краны).

Магистральные трубопроводы хозяйственно-питьевого водо-
провода по подвалу изолируются от конденсации влаги тепло-
изоляционными скорлупами и плитами из вспененного поли-
этилена (типа «ТЪеппаДех») толщиной 20 мм.

На вводе в каждую квартиру предусмагривается установка
шарового крана, фильтра, водосчетчика.
Для учета потребляемой воды в квартирах предусматрива-
ется установка водомеров в комплекте с крыльчатым счетчи-
ком воды «Пульсар» Ду 15. Счетчики имеют интерфейс К8485
для передачи информации.

В состав водомерного узла входит:

•	запорная арматура с плавным открытием и закрытием
потока;

•	механический фильтр;

•	квартирный водосчетчик с защитой от воздействия маг-
нитного поля.

•	обратный клапан.

Счетчики учета воды в системе ХВС для каждой квартиры
располагаются в санузлах, возле стояков с обеспечением свобод-
ного доступа к ним для снятия показаний.

Согласно [27, п. 11.18], для полива прилегающей к зданию
территории по периметру здания в нишах наружных стен преду-
смотрена установка поливочных кранов диаметром 25 мм.

Трассировка трубопроводов на планах подвала и типового
этажа приведена на рис. 9.2... 9.3.

9.3.2.	Расчет ввода холодного водопровода

Здание снабжается водой через один проектируемый водо-
проводный ввод из ПЭ труб 063x3,8 ПЭ 100 8ОК17 РИЮ мм
от коммунальной водопроводной сети 0 150 мм. Диаметр тру-
бопровода ввода был подобран по [35] на расчетный расход
(/' = 0,828 л/с, определенный по формуле (9.8) в п. 9.2.1.

Определение потерь напора в расчетном режиме на вводе
в жилое здания производим по формуле (7.17) с учетом местных
сопротивлений:

Нвв = /вв  /вв • (1 + К,) = 0,003572  25 • 1,1 = 0,098 м, (9.24)

где /вв - длина ввода в здание, /вв = 25 м (согласно п. 9.1);
/вв - гидравлический уклон, /вв = 0.003572 м/м - для полиэтиле-
новых груб ПЭ100 80К17 РМ10 0 63x3,8 мм при расчетном
расходе цс = 0,828 л/с; А/ - коэффициент, учитывающий потери
напора на местные сопротивления на вводе в здание, равен К> = 0,1.
Таблица 9.2

Основные показатели водопотребления проектируемото жилого дома

1.Л.Г1Л11С ВОДОНОТРККЛЫ1ИЯ И ВО;1ООТ131^1Е11ИЯ ИРЕ (ПРИЯТИЯ:

Нйимспоаанис объекта: Жилой лом с инженерными сетями п благоустройством территории

№
д/п

Наименование потребителей

Полив (тонов

111О1 О

Водхлиелсынс. м кубДсут.

Норма оодопотреблеиня

городская кжицличщия

Кол-во
чкеон

Жилые здания

с иегпр«ът1пываш1ы><
горячим
водоснабжением и с вашими
длиной 1500-1700 мм

Источники
водимгнабжинмя, и кубЛут.

8

24/105

Жители

11Н1ЬСВаЯ

СИЗО. 13330.2020

Табл. Л2. п.22.4

СИЗО. 13330.2020

Табл. А2. п.1.6

ЮЛ-ВС

№ГТре -
бют-

СНЗО 13330 2020

Табл. А2. и.22.5

шпьсам



I,

= "О

5 1
8

5

Полив усовсршсгктвовашшх
покрытий, тротуаров

гпп1.епая

Расход хозяйственно-бытовых сточных вод -3.15 л/с;

Расход на хозяйственно-питьевые нужды - О.ИЗ л/с;

Наружное пожаротушение - 15 л/с (СП 8.13130.2020 т.2):

Внутреннее пожаротушение жилого дома - не требуется (СП 10.13130.2020, т.7.3)
Рис. 9.2. План подвала (технического этажа) с сетями В1, ТЗ, Т4, К1 (начало)
Рис. 9.2. План подвала (технического этажа) с сетями В1, ТЗ, Т4. К1 (окончание)
Рис. 9.3. План типового этажа с сетями В1. ТЗ, Т4, К1 (начало)
Рис. 9.3. План типового этажа с сетями В1, ТЗ, Т4, К1 (окончание)
9.3.3.	Обоснование подбора калибра водосчетчика

Подбор калибра счетчика воды (водомера) осуществляем
по формуле (7.19) исходя из среднечасового расхода воды в сут-
ки максимального водопотребления, м3/ч, который не должен
превышать эксплуатационный, принимаемый по [27, табл. 12.1]
или табл. 7.4:

0,58м3/ч,	(9.25)

у7-1000	24

где Т - период водопользования, 7= 24 ч.

Принимаем водосчетчик диаметром 20 мм.

При пропуске расчетного расхода воды цс = 0,828 л/с потери
напора в водомере не должны превышать 5 м. Выполнение этого
условия является проверкой правильности произведенного вы-
бора прибора учет расхода воды.

Выбираем калибр водосчетчика 20 мм.

По формуле (7.20) определяем потери напора в данном водо-
мере:

йсч = 5 -(/)2 = 5,18  0,8282 = 3,55 м,	(9.26)

где 5 - гидравлическое сопротивление водомера, определяемое
по [27, табл. 12.1] или табл. 7.4, 5 = 5,18 м/(л/с)2.

Потери напора не превышают допустимые.

Таким образом, на вводе в здание водопровода 0 63><3,8 мм
для учета расхода воды, с учетом требований [27, п. 12], преду-
сматриваем устройство водомерного узла с установкой счетчика
0 20 мм на хозяйственно-питьевой линии и счетчика 0 20 мм
на обводной (пожарно-резервной) линии.

Некоторые технические характеристики выбранного водо-
счетчика приведены в табл. 9.3.

Схема водомерного узла представлена на рис. 9.4,
Расчетные параметры водосчетчика

Марка	Диаметр условного прохода, мм	Параметры			
		Эксплуатационный расход, м3/ч	Максимальный объем воды за сутки, м3	Порог чувствительности, м3Д(	Г идравлическое сопротивление 8. м-(л/сУ2
СВКС-20Х	20	2.0	70	0,025	5,18

9 3.4. Гидравлический расчет сети
хозяйственно-питьевого водопровода

После определения расходов воды на вводе в здание и под-
бора водосчетчика переходим к гидравлическому расчету внут-
ренней водопроводной сети.

Целью расчета является определение диаметров трубопрово-
дов и потерь напора на отдельных участках сети, а также требуе-
мого напора для обеспечения нормальной работы всех точек во-
доразбора. Коэффициент для определения местных сопротивле-
ний принимаем равным 0,3, так как принята схема хозяйственно-
питьевого водопровода.

При определении диаметров участков водопроводной сети
руководствуются следующим:

•	подбор диаметра производится по наиболее экономичной
скорости - 0,7.. 1,0 м/с;

•	скорость движения воды в стояках и магистралях должна
быть не более 1,5 м/с, в подводках - не более 2,5 м/с.

Водопроводная сеть разбита на расчетные участки, которые
нанесены на аксонометрическую схему (рис. 9.5).
Гидравлический расчет начинаем с определения параметров
сети но главному направлению, последовательно от диктующей
точки к вводу в здание. Определяем расчетные расходы на рас-
четных участках, подбираем диаметры труб, скорость движения
воды в них и потери напора (линейные и местные). Расчеты
производим по форме табл. 9.4.

В графу 1 вносим номера участков от диктующего прибора
до ввода, в соответствии с аксонометрической расчетной схемой
сети. По аксонометрической схеме определяем длины расчет-
ных участков, число приборов на участке и заполняем графы 2,
4 таблицы.

Вероятность действия приборов Р, определенная по фор-
муле (9.5) является постоянной для всех расчетных участков се-
ти здания, 1р. 3. Определяя произведение ТУР на участке, по [27,
табл. Б.2] находим коэффициент а.

Если вычисленное значение МР в таблице отсутствует, то
величину а вычисляем интерполяцией.

Расчетный секундный расход на участке определяется по фор-
муле (7.8) и заносится в графу 7. Расход холодной воды расчет-
ным прибором на этажах равен до = 0,2 л/с.

Графы 8... 10 заполняем, пользуясь таблицами для гидрав-
лического расчета [35]. Диамегры трубопроводов стараемся под-
бирать таким образом, чтобы скорость » при пропуске расчет-
ного расхода находилась в пределах 0,7... 1,0 м/с, в подводках -
не более 2,5 м/с.

Коэффициент К] (графа И), учитывающий потери напора
на местные сопротивления в сетях хозяйственно-питьевых во-
допроводов жилых и общественных зданий равен К/ = 0,3.
Перечень элементов

Поз.	Наименование, обозначение	Кол	Прим
/	Патрубок фланцевый 50	1	
2	Втулка под фланец и фланец Ду50	1	
3	Колено УФ 50	5	
4	Задвижка клиновая, Ду = 50 мм	3	
5	Счетчик ду=20 мм	1	
6	Обратный клапан ду = 50 мм	1	
7	Тройник ТФ 50x50	2	
8	Патрубок до счетчика, Ду = 50/20 мм	1	
9	Задвижка (клапан) с электроприводом, Ду = 50 мм	1	
10	Фильтр, Ду = 50 мм	1	
11	Патрубок после счетчика, Ду = 50/20 мм	1	
12	Кран спускной Ду 15 мм	2	
13	Кран трехходовой	2	
14	Манометр	2	

Установка счетчиков Л/ = 20 мм на хозяиственно-питьевои линии
и счетчика ду = 20 мм на обводной линии

В водомерном узле на вводе диаметром 50 мм

1* Толщины прокладок между элементами водомерного узла

2** Размеры уточнить по месту

3 Допускается замена задвижек поз 4, 9 на другую запорную
аппаратуру соответствующего условного прохода (ду), разрешенную
к применению в системе хозяйственно-питьевого водопровода

Рис. 9.4. Схема водомерного узла
в

КПК

СтВ1-2

025x2.3

+ 12 000
5эт

+ 12.000	1

5эт 1 X №3
1*2,5*

СтВ1-1 №

025x2.3 Н 1*3.0*

КПК

+9.000

4эт

^2000_ кпк
5зт .

КПК +12000

5эт

СтВ1-2

032x2.9

3
+ 9000

4эт >

Н=6

ГтВ1-1 {=30м
932x2,9

Ст81-3

025x2.3

СтВ1-4
025x2,3

КПК

‘6.000

’ма КПК

КПК +9 000

45я>

СтВ1-3

032x2.9

СтВ1-6

032x2.9

КПК -10М

Н 2эт
КПК
Ззт , -

СтВ1~2

032x2.9

032x29

СтВ1-3
032x2.9

СтВ1-Ь

032x2.9

О ООО
1зт
+3 000
2эт

81040x3.7

3000
Зэт

П*50
1=Ь.8н

^^КПК
1зт у

Алпг/ олм

1зт

‘6 000

 9000
4эт

Ст81‘5
025x2,3

+ 12.000
5эт

Ст81-6
925x2,3

СтВ1-6

025x2,3

СтВ1-5

032x2.9

+ 9.000

1 4зт

СтВ1-5
032x2,9

‘3 000

КПК

СтВ1-5

032x2,9

0 000
1эт

81032x2,9

В104ОхЗ 7

П=70
1=2.8»

СтВ1-6

032x2.9

КПК

К=85
1*6.8»

+6.000

Зэт

0000

+3.000
2зт

В 1050x4,6

81063x5,8

61032x2.9

ы=юо

1=1,2»

Рис. 9.5. Расчетная схема системы В1 (начало)
в

«м Л

КПК , + 12-000
5зт

+12000 'КПК

5зт и Н**‘

12 000
5зт

1=2.5м

1=3. Ом

№6

1:3.0"

СтВ1+1_
932x2.9

СтВ1-1

925x2.3

Н=9
1=3.0"

•3.000

ОпВ1-±

932x2,9

Н=12

1*3.0"

Ст8К2

925x2.3

СтВ1-5
925x2,3

КПК

СтВ1-2

932x2.9

+9000

Сзт

'?<*> кт

5зт 1-4 -Ч

Оп5?-5

925x2.3

КПК +12000
,, 5зт

СтВ1-1
925x2.3

КПК +9 000
“. 4 зт

ГтВ1-4
932x2.9

КПК +6.000

7"* л Ззт

Ст81-4

932x2.9

КЛК-+ММ

-1' 2эт

0000
1эт

№15

1=7.5"

915,

81932x2.9

+9 000 КПК
^зт

Ст81-5	СтВ1-6

932x2,9	925x2,3

•6000

•3000

81940x3,7

Ст81-5
932x2,9

0000
1эт

6000

81950x4.6

СтВ1-6
932x2,9

3.000
2зт

СтВ1-6

925x2,3

Ст81-5

932x2.9

81932x29

81963x5,8

Рис. 4.5. Расчетная схема системы В1 (окончание)
Гидравлический расчет сети хозяйственно-питьевого водопровода

№ расчет- ных участков	Длина участка /, м	Вероятность действия приборов Р	Число приборов на участке К	Произве- дение Р-Ы	Коэф- фициент а	Расчетный расход д — 5адо, л/с	Диаметр трубопрово- да, мм	Скорость ВОДЫ 1>, м/с	Потери напора	
									1000/ , 1000  м	на участке Л=г/-(Л/+1),м
дп = 0,2 л/с										
1-2	2,5	0,00372	3	0,011	0,2	0,2	25x2,3	1,4	0,225	1,31*
2-3	3,0		3	0.011	0,2	0,2	25x2,3	1,4	0,225	0,88
3 4	3,0		6	0,022	0,219	0,219	32x2,9	0,95	0,08	0,31
4-5	3,0		9	0,033	0,243	0,243	32x2,9	1	0,09	0,35
5 9	3,0		12	0,045	0,265	0,265	32x2,9	1.1	0,1	0,39
6 7	7,5		15	0,056	0,283	0,283	32x2,9	1,2	0,11	1,07
7-8	7,0		30	0,112	0,357	0,357	40x3,7	1	0,065	0,59
8-9	4,8		50	0,186	0,436	0,436	40x3,7	1,22	0,1	0,62
9-10	2,8		70	0,260	0,502	0,502	50x4,6	0.85	0,035	0,13
10-11	6,8		85	0,316	0,548	0,548	50x4,6	0.95	0,045	0.40
11-12	1,2		100	0,372	0,59	0,59	63x5,8	0,68	0,018	0.03
12-13	7,3		115	0.428	0,628	0,628	63x5,8	0,75	0,02	0.19
13-14	2,8		130	0,484	0,67	0,67	63x5,8	0,78	0,024	0.09
14-15	4,8		150	0.558	0,716	0,716	63x5,8	0.82	0,025	0.16
15-16	2,8		170	0,632	0,761	0,761	63x5,8	0.88	0,275	1.00
16-17	7,2		185	0,688	0,802	0,802	63x5,8	0,9	0,03	0,28
17-18	5,6		200	0,744	0,828	0,828	63x5,8	0,95	0,035	0,25

27>	8,05

Примечание: * Потери напора на начальном участке сети 1-2 определены с учетом потерь напора в квартирном счетчике холодной воды 015 мм:
Лквсч = 14,5-0,22 = 0,58 м.(9.28)
9.3.5. Требуемый напор на вводе в здание

Требуемый напор воды для здания рассчитываем, зная отмет-
ки расположения расчетного прибора и ввода воды в здание, тип
расчетного прибора и соответственно свободный напор на излив
из него, общие потери напора при движении от коммунальной
магистральной сети до расчетного прибора, по формуле (7.24):

Ятр —ЯГеом + Яи> + /?сч + ^Я/ + Ясв	/9 27)

= 17,2 + 0,098 + 3,55 + 8,05 + 20 = 48,90 м,

где Нвв - потери напора на водопроводном вводе, Нвв = 0,098 м;
/?сч - потери напора в водомере, Леч = 3,55 м; сумма потерь
напора по длине трубопровода, с учетом местных потерь, от водо-
мерного узла до расчетного прибора, ЕЯ/ = 8,05 м (см. табл. 9.4);
Ясв - свободный напор у расчетного прибора, принимаемый по
[27, п. 8.21], Нсв = 20 м; ЯгеОм - геометрическая высота располо-
жения диктующего прибора, определяемая по разности отметок
этого прибора и верха грубы коммунального водопровода:

Ягеом= 12,0 + 2,2 + 3,0 = 17,2 м,	(9.28)

здесь 12,0 м - отметка перекрытия верхнего этажа; 2,2 м - от-
метка размещения душевой сетки на гибком шланге в верхнем
положении; 3,0 м - глубина заложения коммунального водопро-
вода относительно нулевой отметки здания.

Располагаемый (гарантированный) напор в наружной водо-
проводной сети равен Ягар = 30 м вод. ст., что недостаточно для
обеспечения нормальной работы системы хозяйственно-питьевого
водоснабжения в режиме повседневной эксплуатации, поэтому
требуется установки повысительной насосной станции.
9.4.	Характеристика проектных решений
горячего водопровода

9.4.1.	Схемное решение сети горячего водопровода

Горячее водоснабжение жилого дома централизованное, с не-
посредственным разбором горячей воды из тепловой сети через
индивидуальный тепловой пункт (ИТП), расположенный в под-
вальном этаже дома.

Предусматривается циркуляция теплоносителя по магистра-
лям и стоякам.

Схема принимается с нижней разводкой подающей маги-
страли, с водоразборными стояками и сборным циркуляцион-
ным трубопроводом на чердаке с установкой необходимой за-
порной арматуры.

Полотенцесушители присоединяются к водоразборным сто-
якам.

Для учета потребляемой воды в квартирах устанавливаются
квартирные счетчики горячей воды.

Система горячего водоснабжения выполняется из армиро-
ванных стекловолокном полипропиленовых труб РМ20. В верх-
них точках системы ГВС устанавливаются автоматические воз-
душные клапаны, служащие для впуска и выпуска воздуха из си-
стемы. Магистральные трубопроводы прокладываются с уклоном
в 0,002 в сторону спуска воды (в сторону ИТП).

Для регулирования расходов и давления горячей воды в си-
стеме, на циркуляционных стояках в точках присоединения к об-
ратному трубопроводу всей системы ГВС предусмотрена уста-
новка автоматических балансировочных клапанов.

Для уменьшения теплопотерь предусматривается изоляция
магистральных и разводящих трубопроводов цилиндрами, капти-
рованными алюминиевой фольгой на синтетической основе, тол-
щиной 40 мм (ЗАО «Минвата»), изоляция стояков - скорлупы из
вспененного полиэтилена (типа «ТйегшаДех») толщиной 20 мм.
9.4.2.	Гидравлический расчет горячего водопровода
на режим максимального водоотбора

Сеть горячего водопровода сеть разбита на расчетные участ-
ки, которые нанесены на аксонометрическую схему (рис. 9.6).

Гидравлический расчет горячего водопровода на режим мак-
симального водоотбора производим по форме табл. 9.5.

Расчет системы горячего водоснабжения на режим макси-
мального водоразбора проводится аналогично гидравлическому
расчету системы холодного водопровода.

Коэффициент К/ (графа И), учитывающий потери напора
на местные сопротивления в сетях горячего водопровода жилых
и общественных зданий принимается: К[ = 0,5 - водозаборные
стояки с полотенцесушителями и в пределах тепловых пунктах;
К: =- 0,2 - подающий и распределительный трубопровод; К; = 0,1 -
водозаборные стояки без полотенцесушителями и циркуляцион-
ные стояки.

9.4.3.	Гидравлический расчет горячего водопровода
на режим циркуляции

Расчет циркуляционных расходов начинают с определения
потерь тепла на участках системы горячего водоснабжения.

Для подобранных диаметров труб по формуле (7.28) рас-
считываем тепловые потери О1", кВт, на участках подающих
трубопроводов длиной /, м:

рЛ'=Л±,	(929)

1000

где # - средние удельные теплопотери, определяемые с уче-
том условий прокладки трубопроводов - с теплоизоляцией или
без теплоизоляции, Вт/м.

Величину удельных потерь дИ‘ принимаем по [27, прил. Л]
или по данным, приведенным в табл. 7.6.
74925*3.5

0000

_(«2Ы
932x4.4

Абто»аяичесхцй
йсхдухоатйаОчих ФГ5

СтТ4-2

Ф «

ГтТЗ-9

‘9000

925x3.5

5м

925*3,5

6.000

9000

925x3.5

925*3.5

0 000

932*4,4

925*3.5

925*35

925*3,5

73932x4,4

73932x4.4

0 000

Рис. 9.6. Расчетная схема системы ТЗ (начало)

0000
1вт

'3000

I -

12000
5м

СтТЗ-11
932x4,4

•6.000
Ззш

СяГЗ~?

932x4.4

74920x28
915

925*3,5
Пл

Ст 73-9
932*4.4

М*35
1'7,0»
СяТЗ-10

74932x4,4

73650*6,9

Сн. еяр 222

С я 73-7

932x4.4

74932*4,4

73950*6,9

73940*5.5



74 925*35

СЯГЗ-В

925x3^

-12 000

5м

Ся73-7
925*3.5

СаГЗ-8
925x3.5

9000
4зт

_сятз.^
932x4,4

СтГ4_-2^
932*4.4

^СяТЗ-2
9'32x4.4

'932x4.4

• 3000
Зек

СтТЗ-8

932x4,4

I

•3000

СЯ14-2
<532x4.6

932x4,4

Н0.-2

		. Т‘ ТЗ
		
74932x4.4  73950x6.9  73932*6,4		

т<* *л>
. 15 000

Т4фй)х2»

932x4.4	—

74925x3,5
0,002

• 12000

5м

^50»?

техзл

X ^М1

925x3,8

12 000 >12000

СтГЗ-Ю

925x3,5

74920*2,8

74920x2.8

12000

СяТЗ-11
925*3,5

•9 000
4 ЭЛТ

• 15 000
тех зя

1-3.0»

4ят |

’5|Ж
те* м

СтТЗ-12

СяТЗ-12

925x3.5

925x3.5

920*2,8

•3000
2яя

928x3,5

0009

12000

5м

ГпТЗ-П

932*4.4	'932x4.4	932*4.4	п.
		•6 000	1^3

9000

9000

СтТЗ-9

932x4.4

6000

Зэт

СтТЗ-9
932*4,4

Ся73-Ю_
932x4.4

932*4.4



СЯ73-Ю
932x4,4~

73950*6.9

73940*5,5

925x3,5

СтТЗ-11
932*4.4

73932x6.4

1'3.0»

1'3.0»

3 000

СтТЗ-12
932*4,4

сттз-гг
932*4,4

925*3.5
Пл \

73932*4,4

925x3.5

Г3»4 0^5.5

Н=20

1'3,0»

0 000

(лт»-X/

1=8.0»

73932x4,4
Аб№опати^(к1п
бозЗухоотО&Зчи* 075

Г4бМх2Л

•75000
те*эт

СтТЗ-7
932x4,4

«5x15

.9000

632x4.4

73032x4.4

СяТЗ-7Л

025x3,5

925x3,5

Л 90^	'

5эт

032x4.4

925x3.5

,6 000

СтТЗ-1
бЗЯ??

• -'ООО

8.002

Г4«5х15 'к8°°

——тех за 1

?я73.2

625x35

*>?ДОТ

5з<п 1

СтТЗ-2

мот



СяТЗ-2
032x4.6

•6 008

1

СшТЗ-2
?32х4?

В ИТП

74040x5.5

73063x8,6

73032x4.4

•3000

1 ,
СяТЗ-2
032x4.4

О ООО

032x4,4

74940x5.5

73963x8.6

73040x5.5

Г4<й*4.4

ГтГ4->

74020x28

I

625x3,5

 9 000

}

Гт 74-Г
032x4.4

• 75008
те» зп>

Г«Г4-Г

032x1?

•6 000

•12890
5зт

74025x3.5

0.002

025x3.5

025x3.5

74025x3.5

0.082

4

925x3.5

•3000

•25x^5

74032x4.4

73050x6.9

73940x5.5

СяТЗ-4
032x4.4

СтТЗ-4
032x4.4

•6 000
Ззя

СяТЗ-4
932x4,6

СяТЗ-4
025x3.5

73032x4.6
0008

'12000
5л»

СтГЗ-З
032x4?

74032x4.4

73050x6.9

73040x5,5

3 000

Г 2хт

1 К$-Т 2)

74020x2,8

ГдГ4-Г

025x3,5

>3.800
тех зт

СтТЗ-З
025x3.5

• 15000

те* Эл (

74020x2.8

й«ТЗг5
925x3.5

• 12008

5зип

€«>73-5,
025x3.5

•мот

ГтГ4
032x4.4
•3000

025x35
Пл

СдГ4.Г~

632x1.6

0^>0

1зя

Ых140

932x4 4 7-ПОк

74932x4.4

73963x8.6

73040x5.5

•90М_

4л»

СяТЗ-3
032x4.4

(*>73-3
032x6.4

•а» «ьм

•"*’ .^5
,, Яд

СяТЗ-З
032x4?

025x3.5

СтТЗ-4
032x4.4

СяТЗ-5

032x4,4

•6 ооо

1.

(яП-5
032x4,4

•3000

?лт |

СюТЗ-5
032x4.4

» ”Ж

73032x4,4

74032x4?

73950x6.9

73032x4 4

Рис. 9.6. Расчетная схема системы ТЗ (окончание)

74920x28

Са>73-6
025x3.5

925x3,5
Пл~^

9.ОТ0

6 000

33032x4,4

$ .12000

Г 5лв
Ст73-6

025х3.5_	032x4.4

025x3,5

032x4.4

74032x4,4

73050x6,9

025x3.5

625x3.5

Пл
0000	»

Са>ТЗ-6
632x4?

СяТЗ-6
032x4,4

гщр, 221

•3 000

73032x4?
	1 Ю-9	ОО	У  ОО	5	У1  04		1	Ю  ОО		"о  II  го	№ расчетных участков	
	О	о	о	О	ОО	р	О	27.0	О		Длина участка /, м	
	0,00677	0,00677	0,00677	0,00677	0,00677	0,00677	000677	0.00677	0,00677		Вероятность действия приборов Р	
	Ю		04	00	О	О		о	о		Число приборов на участке У	
	0,014	0,027	0,041	0,054	0,068	0,135	0,237	0,474	0,948		Произведение №Р	
	ьэ	0,23	0,258	0,28	0,301	0,384	0,483	р	0,943		Коэффициент а	
		0,23	0,258	0,28	0,301	0,384	0,483	р	0,943		Расчетный расход д = 5адо, л/с	
	32x4,4	32x4,4	32x4,4	32x4,4	32x4,4	40x5.5	40x5,5	50x6,9	63x8,6		Диаметр трубопровода, мм	
		Оч	0,68	р	р	р	00	0,82	р		Скорость ВОДЫ V, м/с	
	0,025	0,025	0,033	0,034	0,038	0,026	0,035	0,025	0,013		1000/ 1000 ’  м	Потери напора
2,306	0,113	0,113	0,146	0,153	0,456	0,084	0,294	0,810	0,172		на участке к=	1), м	

Гидравлический расчет горячего водопровода на режим максимального водоотбора
По форме табл. 9.6 произведем определение потерь тепла на
расчетных участках главной магистрали от ИТП до стояка.

Таблица 9.6

Потери теплоты трубопроводами

№ участка	Диаметр трубопро- водов, мм	Длина участка /, м	Потери тепла трубопрово- дами ц,а, Вт/м	Потери тепла на участ- ке О1*, Вт	Сумма потерь  Вт
Ст.ТЗ-12 (5-10)	32	19.5	27,3	532,35	532,35
Ст.ТЗ-11	32	19.5	15,7	306,15	306,15
4-5	40	2,7	20,3	54,81	54,81
Ст.ТЗ-10	32	19,5	27,3	532,35	532,35
3-4	40	7.0	20,3	142,1	142,1
Ст.ТЗ-7,9	32	19.5	27,3	532,35	1064,7
Ст.ТЗ-8	32	19.5	15,7	306,15	306,15
3-2	50	27,0	23,1	623,7	623,7
Ст.ТЗ-1,3,4,6	32	19.5	27,3	532,35	2129,4
Ст.ТЗ-2,5	32	19,5	15,7	306,15	612,3
2-1 (ИТП)	63	110	25,3	278,3	278,3
Всего					6582,31

Суммарные теплоиотери в системе ТЗ составляют:

& = 6582,31 Вг = 6,582 кВт.	(9.30)

По формуле (7.29) определим циркуляционный расход
л/с, компенсирующий теплопогери в трубопроводах

= у (?'	= 6-^2 =0,157л/с.	(9.31)

^4,2-Д/ 4,2-10
Гидравлический расчет горячего водопровода на режим цир-
куляции сведен в табл. 9.7

Коэффициент К;, учитывающий потери напора на местные
сопротивления в сетях горячего водопровода жилых и обществен-
ных зданий принимается: К/ - 0,5 - водозаборные стояки с поло-
тенцесушителями и в пределах тепловых пунктах; К/ = 0,2 - по-
дающий и распределительный трубопровод; А'/ 0,1 - водозабор-
ные стояки без полотенцесушителями и циркуляционные стояки.

9.5.	Хозяйстзенко-бьповая канализация

Система внутренней канализации обеспечивает отвод сточ-
ных вод от санитарных приборов по закрытым самотечным тру-
бопроводам без дополнительной очистки. Сброс сточных вод
осуществляется во внутриквартальную наружную канализацию.

Выпуски выполнены в проектируемые колодцы наружной
канализации трубопроводами диаметром 150 мм с уклоном не
менее / = 0,02 в сторону колодцев.

Выпуски внутренней канализации, магистрали и стояки
монтируются из полипропиленовых безнапорных труб по
ГОСТ 32414-2013.

Горизонтальные участки трубопроводов прокладываются
по подвалу с уклоном не менее / ~ 0,02 в сторону выпусков.

Вентиляция сети осуществляется посредством вентиляци-
онных стояков, которые выводятся выше кровли на 0,2 м (см.
рис. 9.11,9.12).

На стояках применены прямые фасонные части, на магистра-
лях в подвале - косые фасонные части, включая отводы, тройни-
ки, крестовины.

На сети бытовой канализации следует предусматривать уста-
новку ревизий и прочисток:

•	на стояках - ревизии - не реже чем через три этажа;

•	на горизонтальных участках - ревизии - через 15 м; про-
чистки - через 10 м.
	ьэ ||,	К				т1 07	00	ч© 1  00	Ю-9	1 11-10	ю  1	1 13-12		н-и |	1 ИТП-15	№ расчетных участков		
	о	К)	О	ГО	00	о	о	О	О	ч©	00	ГО		ГО 07	Р	Длина участка /, м		
	0,0095	0,0095	0,0095	0 ,0095	(1,0095	0,0095	0,0095	0,0095	0,0095	1	1	1	1	1	1	Вероятность действия приборов Р		
	О	О		77			См	—	—	1	1	1	1	1	1	Число приборов на участке .У		
	ч©	0475	0.2375	0,1425	0,0475	0,038	0,0285	0,0095	0,0095	1	1	1	1	1	1	Произведение Ы-Р		
	0,943	р	0,483	0,392	ГО	0,252	0,235	ГО	ГО	1	1	1	1	1	1	Коэффициент а		
	0,943	р	0,483	0,384	0,301	00	Кд	го	го	1	1	1	1	1	1	Расчетный расход = 5ацо, л/с		
	0,157	0,085	0,037	0,021	0,013	0,007	0,006	0,004	0,002	0,013	0,021	о	о	0,085	0,157	л/с		
		0,785	К	0,405	0,314	0,287	(1,236	(1,204	0,202	0,013	0,021	р	р	0,085	0,157	б/1'1+	дД.		
	63x8,6	50x6,9	40x5,5	40x5,5	32x4,4	32x4,4	32x4,4	32x4,4	32x4,4	20x2,8	25x3,5	32x4,4	32x4,4	32x4,4	40x5,5	Диаметр трубопровода, мм		
	©7	00	Ч©	р	00	го	р	07	07	0,095	р	о	р	ГО	ГО 00	Скорость ВОДЫ 0, м/с		
	0,015	0,028	0,038	0028	0,042	0,032	0,035	0,025	0,025	0,002	0,0015	0,002	0,002	0,0055	0,005	1000 ’ м	/0001	Потери напора
2,715	0,198	0,907	0,319	0,091	0,403	0,144	0,158	0,113	0,113	0,020	0,013	0,005	0,034	0,157	0,040	на участке №С1Г = И(\ + Х/),м		

Гидравлический расчет горячего водопровода иа режим циркуляции
Аксонометрическая схема, хозяйственно-бытовой канализа-
ции здания представлена на рис. 9.7.

Определяются расчетные расходы сточных вод на канали-
зационных стояках и подбираются их диаметры. Диаметр кана-
лизационного стояка должен быть не менее наибольшего диамет-
ра поэтажных отводов, присоединенных к этому стояку, и прове-
ряют на пропускную способность стояка по [27, приложение К]
в зависимости от угла присоединения отводной линии.

Расчет стояков системы канализации приведен в табл. 9.8.

Таблица 9.8

Проверка пропускной способности диаметра
канализационного стояка

Наименование показателя	№ канализационных стояков		
	К1-1,2,6,7,12	К1-3,4,9,10	К1-5.8.11
Число жителей, обслуживаемых расчетным стояком 17	10	10	5
Число приборов на расчетном стояке	15	20	15
Вероятность Р	0,00564	0,00564	0,00564
ЯР	0,0846	0,1128	0,0846
Коэффициент а (согласно [27])	0,324	0,358	0,324
Общий максимальный расход сточных вод л/с	0,486	0,537	0,486
Расход стоков от прибора  с максимальным водоотведением	1,6	1,6	1,6
Максимальный секундный расход сточных вод д*, л/с	2,086	2,137	2,086
Диаметр поэтажного отвода, мм	100	100	100
Диаметр стояка, мм	100	100	100
Пропускная способность стояка, л/с	3,2	3,2	3,2
Угол присоединения поэтажного отвода, град.	90	90	90
Рис. 9.7. Аксонометрическая схема хозяйственно-бытовой канализации здания К1 (начало)

В здании имеются два выпуска. Для каждого выпуска рас-
чет ведется отдельно по гидравлическим таблицам безнапорных
пластиковых трубопроводов [18] или по рекомендациям заводов-
производителей.

Расчет канализационных выпусков представлен в таблице 9.9.

Диаметр выпуска должен быть не менее диаметра наиболь-
шего из стояков, присоединяемых к данному выпуску, при этом
скорость движения жидкости должна быть не менее 0,7 м/с,
а наполнение трубопроводов - не менее 0,3.

Если условие гл— > 0,5 не выполняется из-за недостаточной
величины расхода бытовых сточных вод, однако принять мень-
ший диаметр выпуска невозможно, так как диаметры стояков,
присоединяемых к данному выпуску, 100 мм, а диаметр выпуска
должен быть не менее диаметра наибольшего из стояков, присо-
единяемых к данному выпуску.

Таблица 9,9

Расчет канализационных выпусков

Наименование показателя	№ канализационных выпусков	
	Выпуск 1	Выпуск 2, 3, 4
Число жителей, обслуживаемых расчетным стояком 1!	30	25
Число приборов на расчетном стояке /V	50	50
Вероятность Р	0,00564	000564
№	0,282	0,282
Коэффициент а (согласно [27])	0,52	0,52
Общий максимальный расход сточных вод с/"", л/с	0,78	0,78
Расход стоков от прибора с максимальным водоотведением д’, л/с	1,6	1,6
Окончание таблицы 9.9

Наименование показателя	№ канализационных выпусков	
	Выпуск 1	Выпуск 2, 3, 4
Максимальный секундный расход сточных вод д’1, л/с	2,38	2,38
Диаметр выпуска, мм	100	100
Уклон выпуска	0,02	0,02
Скорость движения сточных вод V, м/с	0,88	0,88
Наполнение Ш	0,37	0,37
< V о ЦП	0,54	0.54
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.	Водный кодекс Российской Федерации от 03 июня 2006
№ 74-ФЗ.

2.	Конституция Российской Федерации 12 декабря 1993 г.

3.	Федеральный закон Российской Федерации от 10 января
2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды».

4.	Федеральный закон от 07 декабря 2011 г. № 416-ФЗ
«О водоснабжении и водоотведении».

5.	Гончарук В. В. Наука о воде. - Киев: Наукова думка,
2010.

6.	Гудков А. Г. Биологическая очистка городских сточных
вод: учебн. пособие - Вологда: ВоГТУ, 2002.

7.	Журба М. Г., Соколов Л. И., Говорова Ж. Г. Водоснаб-
жение. Проектирование систем и сооружений: в 3 томах. Изд. 3-е,
перераб. и доп.: учебн. пособие - М.: Издательство Ассоциации
строительных вузов, 2010.

8.	Инженерное оборудование высотных зданий / Под общ.
ред. М. М. Бродач. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2007.

9.	Инженерные сети, оборудование зданий и сооружений:
учебник / Е. Н. Бухаркин, В М. Овсянников, К. С. Орлов и др.;
под ред. Ю. П. Соснина. - М.: Высшая школа, 2001.

10.	Калицун В. И., Кедров В. С., Ласков Ю. М. Гидрав-
лика, водоснабжение и канализация: учебн. пособие для вузов -
М.: Стройиздат, 2000.

11.	Карюхина Т. А., Чурбанова И. И. Химия воды и микро-
биология. -М.; Стройиздат, 1983.

12.	Кедров В С., Ловцов Е. Н. Санитарно-тезническое обо-
рудование зданий. - М.: Сгроиздат, 1989.

13.	Кедров В. С., Пальгунов П. П., Сомов М. А. Водо-
снабжение и водоотведение: учебник для вузов - М.: Строиздат,
1984.

"При использовании нормативного (СанПиН, СП) источника необходимо
проверять статус документа на официальном сайте национального органа
Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно
издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты».
14.	Когановский А. М., Кульский Л. А., Сотникова Е. В.,
Шмарук В. Л. Очистка промышленных сточных вод. - Киев:
Технпса, 1974.

15.	Кириленко В. И. Водоснабжение: учебник. - СПб.:
ВИ(ИТ) ВАМТО, 2018.

16.	Кириленко В. И., Руднев И. М.. Шипилов А. А. Внут-
ренний водопровод и канализация зданий: учебн. пособие для ву-
зов - СПб.: Политехника, 2023.

17.	Кириленко В. И. Основы водоснабжения и водоотве-
дения: учебник - СПб.: Первый издательско-полиграфический
холдинг, 2022.

18.	Лукиных А. А., Лукиных Н. А. Таблицы для гидрав-
лического расчета канализационных сетей и дюкеров по форму-
ле акад. Н. Н. Павловского: справ, пособие - М.. Стройиздат,
1987.

19.	Лямаев Б, Ф.. Кириленко В. И., Нелюбов В. А. Си-
стемы водоснабжения и водоотведения зданий: учебн. пособие
для вузов - СПб.: Политехника, 2012.

20.	Павлипова Н. И., Баженов В. И., Губий И. Г. Водо-
снабжение и водоотведение: учебник - М.: Издательство Юрайт,
2024.

21.	Первов А. Г. Технологии очистки природных вод: учеб-
ник - М.: Издательство Ассоциа-ции строительных вузов, 2016.

22.	СанПиН 2.1.3684-21 «Санитарно-эпидемиологические
требования к содержанию территорий городских и сельских по-
селений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водо-
снабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям,
эксплуатации производственных, общественных помещений, ор-
ганизации и проведению санитарно-противоэпидемических (про-
филактических) мероприятий».

23.	СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и тре-
бования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для
человека факторов среды обитания».

24.	СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны ис-
точников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения».
25.	СП 8.13130.2020 «Системы противопожарной защиты.
Наружное противопожарное водоснабжение. Требования пожар-
ной безопасности».

26.	СП 10.13130.2020 «Системы противопожарной защи-
ты. Внутренний противопожарный водопровод. Нормы и прави-
ла проектирования».

27.	СП 30,13330.2020 «СНиП 2.04.01-85* Внутренний во-
допровод и канализация зданий».

28.	СП 31.13330.2021 «СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение.
Наружные сети и сооружения».

29.	СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. На-
ружные сети и сооружения» (с изменениями № 2).

30.	СП 485.1311500.2020 «Системы противопожарной за-
щиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и пра-
вила проектирования».

31.	Справочник. Водоснабжение и водоотведение. Наруж-
ные сети и сооружения. Под ред. проф., д. т. н. Б. Н. Репина М.,
«Высшая школа», 1995 г.

32.	Стахов Е. А. Водоотведение общевойсковых объектов/
ЛВВИСКУ. Л., 1990.

33.	Фрог Б. Н., Первов А. Г. Водоподготовка: учебник -
М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2014.

34.	Чурбанова И. И. Микробиология: учебник для вузов. -
М„ 1987.

35.	Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидрав-
лического расчета водопроводных труб: справ, пособие. 10-е изд.,
доп. - М.: Бастет, 2014.

36.	Яковлев С. В., Воронов Ю. В. Водоотведение и очистка
сточных вод: учебник для вузов. - М.: АСВ, 2006.
ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие..............................................3

Введение.................................................7

Раздел 1. ВОДОСНАБЖЕНИЕ.................................13

Глава 1. СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ................13

1.1.	Основные элементы систем водоснабжения
и их классификация..................................13

1.2.	Схемы водоснабжения............................19

1.3.	Нормы водопотребления. Расчетные расходы воды..23

1.3.1.	Определение суточных расходов воды.........24

1.3.2.	Режимы водопотребления. Определение
расчетных расходов воды...........................31

1.4.	Требуемые напоры...............................38

Глава 2. ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
И ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ.............................45

2.1.	Коаткая характеристика и выбор источников
водоснабжения.......................................45

2.2.	Сооружения для забооа подземных вод............50

2.3.	Сооружения для забооа поверхностных вод........59

2.4.	Зоны санитарной охраны.........................66

Глава 3. ТРАНСПОРТИРОВКА,

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ ВОДЫ
В СИСТЕМАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ..............................71

3.1.	Типы водопроводных сетей.......................71

3.1.1.	Основные положения и общие требования......71

3.1.2.	Трассировка магистральных
и распределительных линий.........................74

3.1.3.	Глубина заложения труб.....................77

3.2.	Устройство и оборудование водопроводной сети...78

3.2.1.	Трубы, применяемые для устройства сетей
водоснабжения.....................................79

3.2.2.	Арматура на водопроводной сети и водоводах.88

3.2.3.	Сооружения на водопроводной сети
и водоводах.......................................97

3.3.	Основы гидравлического расчета
водопроводных сетей................................102

3.3.1.	Основные задачи расчета сети..............102
3.3.2.	Режимы отбора воды из сети. Подготовка сети
к расчету........................................105

3.3.3.	Формулы для гидравлического расчета
водопроводных труб...............................112

3.3.4.	Расчет разветвленной (тупиковой) сети.....115

3.3.5.	Расчет кольцевой сети.....................118

3.3.5.1.	Подготовка сети к расчету..............119

3.3.5.2.	Предварительное потокораспределение....122

3.3.5.3.	Гидравлическая увязка Колычевой
водопроводной сети..............................124

3.3.5.4.	Определение пьезометрических отметок...126

3.4.	Регулирующие устройства и запасные емкости....128

3.4.1.	Назначение и классификация резервуаров
и регулирующих устройств.........................128

3.4.2.	Резервуары................................129

3.4.3.	Водонапорные башни........................138

3.4.4.	Гидропневматические установки.............143

3.5.	Водопроводные насосные станции................145

3.5.1.	Классификация насосных станций водоснабжения..145

3.5.2.	Водоподъемные устройства насосных станций
водоснабжения ...................................147

3.5.3.	Основные рабочие характеристики
насосного оборудования...........................158

3.5.4.	Оборудование насосных станций водоснабжения...166

3.5.5.	Подготовка насосной станции к сдаче
в эксплуатацию...................................172

Глава 4. СООРУЖЕНИЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД............174

4.1.	Свойства воды и требования к ее качеству......174

4.2.	Основные методы и технологические схемы
очистки воды.......................................187

Раздел II. ВОДООТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА
СТОЧНЫХ ВОД............................................202

Глава 5. СХЕМА ВОДООТВЕДЕНИЯ И БЫТОВАЯ
ВОДООТВОДЯЩАЯ СЕТЬ...................................202

5.1.	Виды сточных вод и источники их образования...202

5.2.	Классификация систем водоотведения............203

5.2.1.	Общая схема водоотведения и основные элементы.205

5.3.	Нормы водоотведения, коэффициенты
неравномерности, расчетные расходы сточных вод.....208

5.4.	Устройство водоотводящей сети.................211
5.4.1.	Трубы, применяемые для устройства сетей
водоотведения.......................................211

5.4.2.	Сооружения на водоотводящей сети............219

5.5.	Основные сведения по расчету
наружной водоотводящей сети......................... 226

5.5.1.	Выбор места расположения площадки
очистных сооружений и трассировка сети.............226

5.5.2.	Определение расчетных расходов сточных вод.229

5.5.3.	Особенности и режимы течения сточных вод
в водоотводящих сетях..............................231

5.5.4.	Формулы для гидравлического расчета
водоогводящих сетей................................232

5.5.5.	Правила производства гидравлического расчета
и конструирования сети.............................236

5.6.	Канализационные насосные станции................249

5.6.1.	Классификация и конструктивные особенности
канализационных насосных станций....................249

5.6.2.	Оборудование насосных станций
водоотведения.......................................253

Глава 6. СООРУЖЕНИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
И ОБРАБОТКИ ОСАДКА.....................................263

6.1.	Характеристика загрязнений бытовых сточных вод..263

6.1.1.	Биохимическая и химическая потребность
в кислороде........................................266

6.1.2.	Концентрация загрязнений в сточных водах....267

6.1.3.	Условия выпуска очищенных сточных вод
в водоемы..........................................270

6.2.	Классификация методов очистки сточных вод.......274

6.3.	Схема очистки сточных вод.......................279

6.4.	Сооружения для механической очистки сточных вод..281

6 4.1. Решетки.....................................281

6.4.2.	Предварительная механическая очистка
сточных вод в песколовках..........................284

6.4.3.	Сооружения для отстаивания сточных вод.....287

6.5.	Биологическая очистка сточных вод...............296

6.5.1.	Микробиологические основы биологической очистки
сточных вод........................................298

6.5.2.	Микробиологическая и микроскопическая
характеристика биологической пленки и активного ила.302

6.6.	Сооружения биологической очистки сточных вод
в искусственно созданных условиях....................307
6.6.1.	Очистка сточных вод
на биологических фильтрах.........................307

6.6.2.	Биофильтры с объемной загрузкой............312

6.6.2.1.	Капельные биофильтры....................312

6.6.2.2.	Высоконагружаемые биофильтры............314

6.6.2.3.	Башенные биофильтры.....................315

6.6.3.	Биофильтры с плоскостной загрузкой.........316

6.6.3.1.	Погружные биофильтры....................318

6.6.3.2.	Барабанные погружные биофильтры.........320

6.7.	Очистка сточных вод в аэротенках...............321

6.7.1.	Технологические особенности работы
аэротенков и их классификация.....................321

6.7.2.	Аэраторы и мешалки.........................327

6.8.	Технологические схемы с глубоким удалением
азота и фосфора.....................................331

6.9.	Обработка осадков..............................337

6.9.1.	Состав и свойства осадков сточных вод......337

6.9.2.	Минерализация осадков......................338

6.9.3.	Обезвоживание осадка.......................343

Раздел III. ВНУТРЕННИЙ ВОДОПРОВОД
И КАНАЛИЗАЦИЯ ЗДАНИЙ....................................353

Глава 7. ВНУТРЕННИЙ ВОДОПРОВОД ЗДАНИЙ.................353

7.1.	Внутренний холодный водопровод.
Противопожарный водопровод..........................353

7.1.1.	Схемы холодного водопровода зданий
и сооружений......................................353

7.1.2.	Основные элементы холодного водопровода
зданий............................................357

7	1.3. Устройство холодного водопровода зданий.360

7.1.4.	Вводы и узлы учета расхода воды............375

7.1.5.	Выбор схемы и конструирование
внутренней водопроводной сети.....................381

7.1.6.	Противопожарные водопроводы и установки....388

7.2.	Проектирование системы холодного водопровода...393

7.2.1.	Выбор системы и схемы внутреннего водопровода.394

7.2.2.	Режим и нормы водопотребления.
Расчетные расходы воды............................406

7.2.3.	Гидравлический расчет системы холодного
водопровода здания................................413
7.3.	Устройство, основные элементы и схемы
горячего водопровода.................................421

7.3.1.	Режим и нормы потребления горячей воды.
Расчетные расходы горячей воды......................432

7.3.2.	Гидравлический расчет двухтрубной системы
горячего водопровода с П-образными стояками.........4.34

7.3.2.1.	Гидравлический расчет системы горячего
водопровода на режим максимального водоразбора.....435

7.3.2.2.	Гидравлический расчет системы
горячего водопровода на режим циркуляции..........442

7.3.3.	Балансировка систем горячего водопровода
зданий.............................................444

Глава 8. ВНУТРЕННЯЯ КАНАЛИЗАЦИЯ ЗДАНИЙ.................446

8.1.	Системы внутренней канализации зданий...........446

8.1.1.	Назначение и классификация систем
внутренней канализации зданий......................446

8.1.2.	Общая схема и основные элементы системы
канализации зданий.................................448

8.1.3.	Устройство внутренней канализации зданий....450

8.1.4.	Местные установки для перекачки сточных вод.468

8.2.	Проектирование системы внутренней канализации...475

8.2.1.	Гидравлический расчет трубопроводов
канализации зданий.................................475

8.2.2.	Конструирование и гидравлический расчет
дворовой канализационной сети......................480

8.3.	Схемы и элементы систем отведения дождевых
и талых вод с кровель зданий и сооружений............485

Раздел IV. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО
ВОДООПРОВОДА И КАНАЛИЗАЦИИ ЗДАНИЙ........................492

Глава 9. ПРИМЕР РАСЧЕТА ВНУТРЕННЕГО

ВОДОПРОВОДА И КАНАЛИЗАЦИИ ЖИЛОГО ДОМА..................492

9.1.	Общие исходные данные для проектирования........492

9.2.	Расчетные расходы...............................493

9.2.1.	Расходы холодной воды.......................496

9.2.2.	Расходы горячей воды........................498

9.2.3.	Расходы бытовых сточных вод.................500

9.2.4.	Расходы дождевых и талых вод с кровли зданий.501

9.3.	Характеристика проектных решений
хозяйственно-питьевого водопровода...................502
9.3.1.	Схемное решение сети
хозяйственно-питьевого водопровода..................502

9.3.2.	Расчет ввода холодного водопровода..........503

9.3.3.	Обоснование подбора калибра водосчетчика....509

9.3.4.	Гидравлический расчет сети
хозяйственно-питьевого водопровода..................510

9.3.5.	Требуемый напор на вводе в здание...........516

9.4.	Характеристика проектных решений
горячего водопровода..................................517

9.4.1.	Схемное решение сети горячего	водопровода....517

9.4.2.	Гидравлический расчет горячего водопровода
на режим максимального водоотбора...................518

9.4.3.	Гидравлический расчет горячего водопровода
на режим циркуляции.................................518

9.5.	Хозяйственно-бытовая канализация.................523

Список литературы.........................................530
Инфра-Инженерия

\г / Издательство технической литературы

Издательство предлагает учебную литературу
последующим направлениям:

•	1Т. Информатика

•	Авиационная и ракетно-космическая техника

•	Автоматизация

•	Автомобильная техника

•	Арматура. Трубопроводы

•	Бетоны

•	Бурение нефтяных и газовых скважин

•	Вооружение. Радиоэлектронные системы.

•	Газовое хозяйство

•	Геодезия, картография и маркшейдерское дело

•	Геология. Геофизика. Геохимия

•	Горное дело

•	Железнодорожный транспорт

•	Лесная промышленность

•	Логистика

•	Машиностроение

•	Медицина и биоинженерия

•	Металлургия

•	Нефтегазовая промышленность

•	Педагогика. Психология

•	Пищевая промышленность

•	Промышленная безопасность. Охрана труда

•	Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

•	Сварочное дело

•	Словари

•	Сети и коммуникации. Волоконно-оптическая техника

•	Строительство

•	Судостроение

•	Транспортное строительство. Дороги. Мосты. Тоннели

•	Физико-математические науки

•	Химия. Химические технологии

•	Экология. Безопасность жизнедеятельности

•	Экономика. Управление. Электронная коммерция

•	Электроника

•	Электро- и теплоэнергетика

Интернет-магазин
ш^га-е.ги

У7Ьа1зАрр

Телефон

8 800-250-66 01

8-911-512-48-48

Более 2000 выпущенных книг
по 30 темам и направлениям

Доставляем наши книги по
всей России от Калининграда
до Камчатки, а также в
страны СНГ

Нам доверяют более 90
учебных заведений в России
и за рубежом
Учебное издание

Кириленко Виктор Иванович
Руднев Игорь Михайлович
Шипилов Андрей Александрович

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ

Учебник

Под общей редакцией
доктора технических наук,
профессора Л. Н. Фесенко

15ВЦ 978-5-9729-2447 9

9^785972 924479

Подписано в печать 30.01.2025
Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 31,39. Печать по требованию.
Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс».

Издательство «Инфра-Инженерия»
160011, г. Вологда, ул. Козленская, д. 63
Тел.: 8 (800)250-66-01

Е-шаП: Ьоокт§@т1га-е.ги
ййрзУ/тГга-е.гп

Издательство приглашает
к сотрудничеству авторов
научно-технической литературы