Механизация животноводства (стр. 14 )

Межпластовые подземные воды ( напорные и безнапорные) отличаются высоким качеством. Они расположены в водоносных слоях, имеющих одно или несколько водоупорных перекрытий. Обычно эти воды залегают на значительных глубинах и, фильтруясь через почву, освобождаются от бактериальных загрязнений, а также от взвешенных веществ. Межпластовые воды, как правило, подают на ферму без очистки, поэтому облегчается эксплуатация такой системы водоснабжения и существенно снижается ее стоимость.

Если межпластовых вод недостаточно или они по качественному составу не могут использоваться для хозяйственно-питьевого водоснабжения, устраивают водопроводы из открытых водоемов(рек, озер, водохранилищ). В южных районах страны источниками централизованного водоснабжения могут служить оросительно-обводнительные каналы. Место водозабора необходимо располагать выше населенного пункта по течению реки или канала. Водопой скота устраивают на водоемах, не используемых для водоснабжения населения. Если таких водоемов нет, делают лотки, отводящие воду из водоема к местам водопоя. При выборе источника водоснабжения необходимо учитывать технико-экономические показатели: стоимость сооружений и оборудования для подъема, обработки и транспортировки воды, затраты на эксплуатацию и ремонт и др. Например, стоимость 1 м воды из поверхностных источников с устройством очистки примерно в 3…5 раз выше, чем стоимость воды из межпластовых источников, которую можно использовать без очистки.

Иногда в качестве источника водоснабжения используют атмосферные осадки(дождь или снег).

Источник водоснабжения выбирают в соответствии с требованиями ГОСТа и согласовывают с органами Государственного санитарного надзора. Выбрав источник водоснабжения, определяют его подачу.

Подачей (дебитом) источника называют объем жидкости, поступающей из него в единицу времени.

Водозаборные сооружения служат для забора воды из источника. Для забора воды из поверхностных(открытых) источников устраивают береговые колодцы или простейшие водозаборы, а для забора воды из подземных (закрытых) источников - шахтные, буровые(трубчатые) и мелкотрубчатые колодцы. Подземные воды, выходящие на поверхность, собирают в каптажные колодцы.

Шахтные колодцы (рис.76,а) служат для забора подземных грунтовых вод, залегающих на глубине до 30…40 м при толще водоносного слоя 5…8 м. Шахтный колодец состоит из оголовка 4, шахты 2 и водоприемной части 1.

Оголовок(верхняя, надземная часть колодца) защищает колодец от попадания загрязненных поверхностных вод. Вокруг оголовка устраивают глиняный замок 5 шириной 1м и глубиной не менее 1,5 м, а в радиусе 2…2,5 м делают булыжную отмостку по песчаному основанию с уклоном от оголовка 0,05…0,10.

Водоприемная (нижняя) часть заглубляется в водоносный слой не менее чем на 2 …2,5 м. В зависимости от глубины погружения водоприемной части шахтные колодцы разделяют на полные(совершенные) и неполные(несовершенные).

Водоприемная часть полного шахтного колодца опущена на всю глубину водоносного слоя и опирается на водонепроницаемый пласт. Водоприемная часть неполного шахтного колодца только частично погружена в водоносный слой и не достигает водонепроницаемого пласта.

Если один шахтный колодец не обеспечивает потребность в воде, то устраивают групповой шахтный колодец. При этом воду забирают из центрального колодца, соединенного с остальными самотечными или другими трубами. Расстояние между колодцами колеблется в пределах 10…60 м в зависимости от толщины водоносного слоя и его фильтрующей способности.

Буровые (трубчатые) колодцы устраивают для забора воды из обильных водоносных пластов, залегающих на большой глубине(50…150 м ). Скважина состоит из устья 1(рис.76,б), эксплутационной колонны 2, фильтра 3 и отстойника 4.

Стенки скважины предохраняют от обрушения, укрепляя их обсадными трубами, соединяемыми муфтами. Такие трубы изолируют водоносные горизонты, непригодные для водоснабжения.

Тип фильтра выбирают в зависимости от гранулометрического состава водоносных пород. Фильтры должны обладать хорошей пропускной способностью.

Подача шахтных и буровых(трубчатых) колодцев не должна превышать дебита источника. Для определения подачи колодцев проводят пробную откачку, во время которой контролируют изменение уровня воды в колодце при помощи приборов.

Зона санитарной охраны вокруг места водозабора включает в себя территорию, на которой расположены водозаборные сооружения, и водопроводную станцию. В неё входит также участок водоёма на расстоянии 200 м выше и ниже места водозабора. Этот участок задерживает поступление загрязнений с берега непосредственно к водозабору.

На территории зоны санитарной охраны разрешается строительство тех сооружений, которые непосредственно связаны с нуждами водопровода.

Подземные источники водоснабжения окружают зонами санитарной охраны. В такую зону входит территория, на которой расположен водозабор, и все головные водопроводные сооружения (скважины и каптажи, насосные станции, установки для обработки воды, резервуары). Например, зона санитарной охраны артезианских скважин составляет около 0,25 га, причем радиус территории должен быть не менее 30 м вокруг скважины. При использовании грунтовых вод размеры зоны санитарной охраны увеличиваются до 1 га при радиусе 50 м.

На территории зоны санитарной охраны размещается строительство только тех сооружений, которые непосредственно связаны с нуждами водопровода. Вся территория зоны планируется так, чтобы поверхностный сток отводился за границы этой территории и поступал в водоём за пределами её нижней границы.

На участке водоёма, входящем в зону санитарной охраны, запрещается спуск сточных вод (даже в очищенном виде), а также бытовое использование водоёма.

Санитарный режим на территории зоны санитарной охраны подземных источников должен быть таким же, как и на территории зоны санитарной охраны открытых источников водоснабжения.

Насосы и водоподъемные машины.

Для подачи воды из водозаборных сооружений их оборудуют насосами и водоподъемниками.

Насосы создают свободный напор, достаточный для подъема воды на некоторую высоту над поверхностью земли.

По принципу действия насосы подразделяют на лопастные, объемные, струйные и инерционные.

Лопастные насосы могут быть центробежными, вихревыми и пропеллерными.

Центробежный насос работает так. При вращении рабочего колеса 2 (рис.77) вода, залитая в насос перед пуском, захватывается лопастями 3 и под действием центробежной силы устремляется по межлопастным каналам от центра к его периферии. Выброшенная из колеса с большой скоростью в расширяющееся русло спирали вода постепенно теряет скорость, создавая при этом возрастающее по мере приближения к нагнетательной полости насоса давление (напор), и далее под этим напором поступает через нагнетательный (напорный) трубопровод 1 водопроводную сеть. При вытеснении воды из рабочего колеса в центре его создается разрежение. Вследствие этого вода из источника под действием атмосферного давления атмосферного давления через приемный клапан 4 и всасывающую трубку 5 поступает в насос, в котором устанавливается равномерное и непрерывное движение воды от источника слив воды и защищает насос от гидравлического удара при внезапной остановке.

Особенность центробежных насосов – тесная взаимосвязь между подачей и напором. С увеличением подачи напор насоса уменьшается, а с уменьшением подачи возрастает.

Центробежные насосы – быстроходные машины. Непосредственное соединение их с быстроходными электродвигателями позволяет создать компактные электронасосные агрегаты, не требующие для монтажа больших площадей.

Вихревые насосы засасывают жидкость без предварительного заполнения всасывающего трубопровода перекачиваемой жидкостью. Это достигается за счет установки на вихревых насосах типа В колпака с воздухоотводом. Марка насоса ВС означает: вихревой самовсасывающий насос.

Пропеллерные (осевые) насосы имеют лопасти рабочего колеса, расположенные наклонно по отношению к оси вала, которые перемещают жидкость вдоль оси насоса.

Объемные насосы, или насосы вытеснения, разделяют на поршневые, плунжерные, ротационные (винтовые, шестеренчатые и пластинчатые), диафрагмальные и насосы замещения. Работа этих насосов основана на попеременном изменении объема рабочей камеры. В первой половине процесса объем рабочей камеры увеличивается, в камере создается разрежение, и жидкость из источника вследствие разностей давлений засасывается в камеру. В течение второй половины процесса объем рабочей камеры уменьшается, и жидкость вытесняется из нее.

Объемные насосы отличаются от центробежных тем, что их подача не зависит от напора, развиваемого насосом. Напор объемных насосов практически ограничивается лишь механической прочностью деталей насоса и мощностью приводного двигателя. Кроме того, они способны работать как самовсасывающие, т. е. без предварительного залива перекачиваемой жидкости.

Инерционные (вибрационные) насосы могут быть с поверхностным и погружным вибратором. Работа инерционных насосов основана на использовании силы инерции, возникающей в столбе жидкости при изменении давления в трубопроводе насоса.

Особенность эксплуатации таких насосов - возможность их использования в виде агрегатов, в которых несколько насосов установлены параллельно (для увеличения подачи) или последовательно ( для увеличения напора ). В первом случае насосы монтируют на общем понтоне, а во втором подвешивают на раме, элементы которой также используют при последовательном соединении. Все это позволяет широко применять инерционные насосы в пастбищных установках с автономным бензоэлектрическим и ветроэлектрическими агрегатами или солнечным генератором. При питании от трехфазной сети целесообразно число насосов с однофазными электродвигателями выбирать кратным трем.

Водоструйные установки подают воду из шахтных колодцев и буровых скважин.

Любой насос может перекачивать воду лишь при условии, если высота всасывания не превышает определенного значения, теоретически равного 10 м, а практически - 6-7 м. В сочетании со струйным аппаратом насос может поднимать воду с глубины больше 10 м.