Система подачи воды потребителям из природного водоема

Предложение относится к наиболее значимой области человеческой деятельности, а именно, к технологии использования водных запасов с объемами экологически чистой природной воды. К таким экологическим водным бассейнам относятся Ладожское и Онежское озера, содержащие более 50% пресной воды Европы.

Система подачи воды включает водозаборные фильтры 1, расположенные на определенной высоте от донного грунта и от линии раздела вода-воздух, и имеющие защитное сетчатое ограждение в массиве воды 2; фильтры соединены с подводным участком магистрали 3, подающей воду на узел 5, от которого воду подают на станцию водоподготовки 6 и береговому водопотребителю, который представляет собой сервисный и спортивно-развлекательный водный комплекс 7; от узла 5 воду подают по подводному участку 8 магистрали к водоводу 9 на станцию водоподготовки 14 и на ветки 15 потребителей. Магистральный водовод 9 целесообразно предложить по дну водоема: озера и дну реки Невы, как наиболее технологически, экологически и экономически выгодный вариант прокладки водовода, при необходимости магистраль 10 прокладывают под землей в траншеях 12, на опорах 13 - при пересечении крупных транспортных и других коммуникаций. Подачу воды потребителям, в каждом из вариантов, осуществляют или по существующим водопроводам 16, или, для сохранения чистоты воды, ее подают по внутренним упругоподатливым трубопроводам 17; на станциях водоподготовки: 6 и 14, при необходимости, ведут обработку воды с помощью: УФО, УЗВ, ПОВ; в исключительных случаях может быть использован гипохлорит натрия.

Ил. - 4; Форм. - 3 п.

Предложение относится к области водоснабжения, касается технологии комплексного водоиспользования запаса экологического водного комплекса на территории Ладожско-Онежского водного бассейна и прилегающих населенных пунктов.

В настоящее время известны принципиальные технические решения по использованию водных запасов природных водоемов, содержащих пресную воду, из которых наиболее представительным и наиболее близким по технической сущности к предложению является система подачи воды потребителям, содержащая станцию водозабора с фильтрами и защитным ограждением фильтров, расположенными в акватории водоема, в его водном объеме, пункт экспресс-контроля и лабораторного анализа биохимического состава воды водоема, магистральный водопровод, станцию водоподготовки (с процессами очистки и обеззараживания) и систему трубопроводов для подачи воды потребителям, [1].

Обладая определенными положительными характеристиками, эта система водоподачи имеет также и недостатки, из которых существенными и очевидными являются следующие: система не содержит подводных узлов для развода магистралей, что значительно снижает его надежность, т.к. при выходе из строя подводного участка магистрали, возникает автоматическая необходимость в перекрытии водозабора и отключению всего водного комплекса; кроме того, ее техническое исполнение не позволяет использовать водный массив для нескольких технологических целей в условиях одного водозабора, а это сужает целевое использование экологически чистого водоема, понижая его географическое и

геополитическое значения и эффективность использования водных запасов. Технической задачей и технологическим результатом данного предложения является повышение эффективности использования водных запасов природного водоема за счет оригинальной конструкции водного комплекса, как многоцелевого технического решения программы экологически чистого водоснабжения потребителей.

Это в системе подачи воды потребителям достигается за счет того, что она содержит станцию водозабора с фильтрами и защитным ограждением, расположенными в акватории водоема, пункт экспресс-контроля и анализа биохимсостава воды, магистральный водовод, станции водоподготовки и систему трубопроводов для подачи воды потребителям, при этом система подачи воды снабжена дополнительно подводным узлом подачи воды, соединенным посредством участка подводного водовода с водозаборными фильтрами, с этим подводным узлом соединена и магистраль подачи воды потребителям посредством его станции водоподготовки, с подводным узлом также соединена магистраль подачи воды потребителям, проложенная по грунту дна водоема до станции водоподготовки, от которой отходит система водоподающих трубопроводов потребителям, часть из этих трубопроводов выполнена в виде коаксиальных труб, где в полости трубы большего диаметра продолжена труба меньшего диаметра, выполненная из упругоподатливого материала. При этом береговой водный комплекс содержит спортивные и развлекательные отделения и помещения, предусмотренные нормативом.

Причем, станции водоподготовки целесообразно оснастить узлами экспресс-анализа воды, а также узлами для обработки воды, при необходимости, с помощью ультрафиолетового облучения (УФО), или -ультразвукового воздействия (УЗВ), или плазменной обработки воды (ПОВ), а также узел обработки воды с помощью гипохлорита натрия.

Описываемая система подачи воды раскрывается далее на прилагаемом графическом материале, где:

На фиг.1 показан общий вид этой системы;

На фиг.2 - конструкция водозаборных фильтров на платформе;

На фиг.3а, 3б, 3в, 3г показаны конструкции трубопроводов. Система подачи воды содержит станцию водозабора (фиг.1, фиг.2) с фильтрами I и защитным сетчатым ограждением 2 этих фильтров; фильтры соединены подводным участком водовода 3 с пунктом 4 экспресс-контроля качества воды и с подводным узлом 5 подачи воды, где от водовода 3 через регулируемые задвижки (вентили) отходит несколько трубопроводов. Все указанные агрегаты: 1...5 расположены в водной акватории природного водоема (озера, водохранилища, реки и т.п.), содержащего пресную воду (например, в водном массиве озера Ладожское или Онежское, содержащих в сумме более 50% пресной воды Европы). С узлом 5 подачи воды соединены магистрали подачи на станцию 6 водоподготовки и подачи воды потребителю на береговой водный комплекс 7, который может содержать спортивные, развлекательные оздоровительные сектора. С этим же узлом 5 соединены магистрали 8, продолженные под водой, по грунту водоема (фиг.1, 2, 3в, 3г), причем часть водовода 9 продолжена по дну водоема (фиг.1, 3в, 3г), другая часть - 10 может быть продолжена по суше (если требуется отвод на сушу и подачу воды потребителям). Водовод 9 проложен по дну до береговой черты 11 водоема, а участок водовода 10 проложен в траншеях 12 и в виде акведука 13 в местах пересечения с транспортными и охраняемыми коммуникациями.

Конечные участки водовода 11 и 13 соединены со станцией водоподготовки 14, оснащенной пунктом 4 экспресс-анализа воды, а также имеющей узлы обработки воды с помощью или ультрафиолетового облучения (УФО), или с помощью ультразвукового воздействия (УЗВ), или озонированием, или - плазменной обработки воды (ЛОВ), кроме того, для особых случаев станция 14 оснащена узлом обработки воды с помощью гипохлорита натрия (или другого экологически допустимого реагента). Подача воды от станции 14 осуществляется потребителям по системе водоподающих трубопроводов 15, часть из которых выполнена в виде коаксиальных труб 16-17 (фиг.1), где в полости трубы 16 большего диаметра,

предназначенной для подачи технической воды, проложена труба 17 меньшего диаметра, предназначенная для подачи экологически чистой питьевой воды; такой водовод целесообразно использовать при наличии старой водопроводной системы.

Станция водозабора может быть выполнена в виде водозаборной платформы 18 (фиг.2), или размещена на естественном острове (если остров имеется в акватории водозабора).

Система подачи воды потребителям работает следующим образом. С помощью насосных агрегатов водозаборной станции 18 и фильтров 1 ведут водозабор из водного массива природного водоема (фиг.1, фиг.2) и подают воду по участку 3 водовода на подводный узел 5, одновременно проверяют качество воды на пункте 4, подавая, при необходимости, на станции водоподготовки 6 и 14 команду для включения узлов очистки и обеззараживания воды; воду от станции 6 подают потребителям берегового водного комплекса 7, а более массовому потребителю (населенному пункту, мегаполису) воду подают по подводным водоводам 8 и 9, делая, при необходимости, подачу воды по суше: 10, 12, 13, до станции 14 водоподготовки, где, как указано ранее, осуществляют контроль качества и соответствия воды ГОСТу-82 «Питьевая вода» с помощью пункта 4 такого контроля, подают потребителям по системе водопроводов 15, 16, 17 для различных нужд.

Прокладка участков водовода: 3, 8, 9, а также узла водоразвода 5 по дну водоема позволяет повысить надежность работы всего водного комплекса за счет того, что стенки водовода испытывают меньшее внутреннее напряжение, уравновешиваемое давлением воды снаружи на стенки водовода; подводный водовод не подвергается замораживанию в зимний период года; подводная прокладка водовода не требует осуществления землеотвода, т.е. не отчуждает полезные земельные территории; кроме того, если трубопровод со временем изнашивается, то его протечки под слоем воды не вызывают никаких разливов и заливанием водой территорий, т.е.

вода истекает в воду, т.к. давление в водоводе всегда выше, чем давление окружающей его воды в массиве природного водоема.

(56) Источники информации, принятые во внимание:

1. пат. РФ №2076920, 26.10.1993., (прототип).

2. Федоров Н.Ф., Шифрин С.М., Водоснабжение и канализация, М., Стройиздат, 1973.

3. пат. РФ №2151243, Е 03 В 1/00, 1998.

4. Клячко, Апельпина, Очистка природных вод., М., СИ, 1971.

5. Геотермальная энергетика, М., "МИР", 1975.

6. Грановский М.Г. и др. Электрообработка жидкостей, Лд, "Химия", 1976.

Источники: /2/, /3/, /4/ содержат сведения и конструкции станций водоподготовки: очистка через гравийно-песчаные фильтры, использование тонковолокнистых фильтров, обеззараживание воды; контроль качества воды /2/, /4/, /6/.

Все указанные источники информации исследованы на соответствие заявленной полезной модели критериям "полезная модель", в т.ч. на "новизну", "существенность отличительных признаков", "промышленная применимость" и эффективность-положительный результат. В результате исследований все критерии полезной модели установлены, что дает основание заявителю взять патент на ПМ.

1. Система подачи воды потребителям из природного водоема, содержащая станцию водозабора о фильтрами и защитным ограждением, расположенными в акватории водоема, пункт экспресс-контроля и анализа биохимсостава воды, магистральный водовод, станции водоподготовки и систему трубопроводов для подачи воды потребителям, отличающаяся тем, что она снабжена подводным узлом подачи воды, соединенным посредством участка подводного водовода о водозаборными фильтрами, с этим подводным узлом соединена магистраль подачи воды потребителям посредством станции водоподготовки, с подводным узлом также соединена магистраль подачи воды, проложенная по грунту дна водоема до станции водоподготовки, от которой отходит система водоподающих трубопроводов потребителям, часть из этих трубопроводов выполнена в виде коаксиальных труб, где в полости трубы большего диаметра проложена труба меньшего диаметра, выполненная из упругоподатливого материала.

2. Система подачи воды по п.1, отличающаяся тем, что станции водоподготовки оснащены узлами экспресс-анализа воды, а также имеют узлы для обработки воды с помощью ультрафиолетового облучения, или ультразвукового воздействия, или плазменной обработки воды.