Сообщение на тему использование воды в промышленности

Обновлено: 15.05.2024

Огромные объемы воды расходуются промышленностью, сельским хозяйством, а в последнее время увеличилась потребность человека в воде на коммунально-бытовые нужды.

Одним из основных потребителей воды является промышленность, которая использует в настоящее время более 53 % общего объема потребления.

Файлы: 1 файл

Вода в промышленности.doc

Международный гуманитарно-экономический институт

Реферат на тему:

Артюшевский Алексей Александрович

В промышленности вода используется:

· Для охлаждения и нагревания жидкостей, газов и газовых смесей;

· Для приготовления и очистки растворов;

· Для транспортировки материалов и сырья по трубам;

· Для теплоэнергетических целей, в качестве пара для преобразования тепла или давления;

· Для удаления отходов и т. д.

В условиях ограниченности водных ресурсов в республике важное значение приобретает вопрос сокращения расходования воды на промышленные нужды. Это, прежде всего, широкое внедрение в производство оборотных и повторных систем использования воды. Такие системы наряду с экономным использованием чистой воды из источников будут способствовать уменьшению их загрязнения, дадут возможность дополнительно использовать вещества, которые находятся в загрязненных сточных водах, для нужд народного хозяйства, получая при этом дополнительный экономический эффект. Например, тепловые электростанции, используя оборотные системы, подают тепло в сельскохозяйственные теплицы на протяжении всего года. Второй источник экономии воды в промышленности — переход на более прогрессивные технологии производства, применение газовоздушных систем охлаждения. И, наконец, внедрение безводных систем производства, которое касается в первую очередь химической промышленности, где уже много технологических линий работает без использования воды.

Применение в практике указанных источников экономии позволит уже в ближайшее время сократить расходование воды на 15—20 % .

Если в производстве необходима чистая вода, ее берут из водопроводной системы. В тех случаях, когда вода может быть не особенно чистой, фабрики и заводы пользуются речную воду. Такие возможности используются на большинстве бумажных комбинатов. Потребление воды промышленностью в настоящее время достигло огромных размеров. По оценкам специалистов, безвозвратное водопотребление составляло около 150 куб. км в год, то есть 1% устойчивого стока пресных вод. По расчетам, потребность в воде на Земле до 2015 года будет возрастать в среднем на 3,1% в год. В настоящее время люди ежегодно расходуют 3000 км пресной воды.

На долю сельского хозяйства приходиться более 2/3 мирового потребления воды, примерно 17% посевных площадей во всем мире являются орошаемыми. Сейчас в мире под посевные площади занято около 15млн. квад. км.

В настоящее время положение усугубляется тем, что после приватизации основного числа предприятий, в том числе и экологически грязных предприятий, новым хозяевам не хватает денег для постройки или модернизации очистных сооружений.

Изучение качества воды природного источника позволяет установить характер необходимых операций по ее обработке. В некоторых случаях на очистные сооружения возлагается задача устранения какого-либо определенного недостатка природной воды или целого комплекса недостатков, а иногда — задача искусственного придания воде новых свойств, требуемых потребителем.

Все разнообразные задачи, возлагаемые на очистные сооружения, могут быть сведены к следующим основным группам:

1) удаление из воды содержащихся в ней взвешенных веществ (нестворимых примесей), что обусловливает снижение ее мутности; этот процесс носит название осветления воды;

2) устранение веществ, обусловливающих цветность воды, — обесцвечивание воды;

3) уничтожение содержащихся в воде бактерий (в том числе болезнетворных) — обеззараживание воды;

4) удаление из воды катионов кальция и магния — умягчение воды; снижение общего солесодержания в воде — обессоливание воды; частичное обессоливание воды до остаточной концентрации солей не более 1000 мг/л носит название опреснения воды.

В некоторых случаях может производиться удаление отдельных видов солей (обескремнивание, обезжелезивание и т. п.).

Степень необходимой глубины осветления, обесцвечивания, обессоливания воды зависит от характера ее использования. На очистные сооружения могут быть возложены также отдельные специальные задачи — удаление растворенных в воде газов (дегазация), устранение запахов и привкусов природной воды и др.

ОБОРОТНАЯ ВОДА (а. circulating water; н. Rucklaufwasser, Umlaufwasser; ф. eau de circulation, eau de restitution, eau recyclee; и. agua circulante) — техническая вода, многократно используемая в технологических операциях обогащения полезных ископаемых, при пылеулавливании и охлаждении в теплообменных аппаратах на обогатительной, окомковательной и агломерационной фабриках, а также при гидромеханизации горных работ. Обогатительную воду получают из технологических стоков (всего предприятия или отдельных технологических операций) путём их осветления и химической очистки (кондиционирования). Степень осветления зависит от влияния содержания твёрдой взвеси в обогатительной воде на те операции и процессы, где она применяется. Химическая очистка осуществляется только в крайне необходимых случаях, например при флотации.

Оборотная вода, как правило, потребляется раздельно в технологических операциях и в системах охлаждения. Оборотную воду стремятся использовать в максимальном количестве, добиваясь минимального расхода свежей производственной воды, добавляемой для компенсации потерь с технологическими продуктами и на испарение.

Оборотная вода должна обеспечивать высокие технико-экономические показатели производственного процесса; обладать минимальным коррозийным действием на аппаратуру, трубопроводы и сооружения; быть безвредной для обслуживающего персонала. Специфические требования к оборотной воде весьма разнообразны и во многом зависят от её предназначения и технических особенностей применения. Например, при использовании в технологии обогащения эти требования зависят от вида обогащаемого сырья, его физических свойств, способа и схемы обогащения. При обогащении угля и железистых кварцитов по гравитационным и магнитным схемам специфическим требованием к оборотной воде является соблюдение установленной для определённого вида операции оптимальной концентрации в ней твёрдой взвеси. Верхний предел концентрации устанавливается на основе технологических требований. В некоторых операциях этот предел достигает значительной величины и вода, уже использованная в технологическом процессе, возвращается без какой-либо очистки. Например, на углеобогатительных фабриках воду, получаемую от обезвоживания крупных концентратов на грохотах, направляют в оборот для транспортирования угля в отсадочные машины; слив дешламаторов железорудных обогатительных фабрик с содержанием 0,3-0,5% твёрдого компонента используют в процессах измельчения и классификации. На углеобогатительных фабриках часть оборотной воды используется после неглубокого осветления и только незначительную часть обогатительной воды подвергают глубокому осветлению с применением флокулянтов.

Предельным значением концентрации твёрдого компонента в оборотной воде для гравитационных процессов является концентрация, при которой практически не повышается вязкость среды, не нарушается классификация по крупности и разделение по плотности обогащаемого материала. Кроме ограничений по содержанию взвеси, к оборотной воде предъявляются требования по солевому составу, который формируется за счёт солей, присутствующих в природных водах, растворения рудных и нерудных минералов, входящих в состав данной руды, введения реагентов, а также продуктов очистки вод. Общая минерализация увеличивается за счёт ионов Ca2+, Mg2+, Na+, SO42-. Содержание ионов тяжёлых металлов в основном зависит от величины pH: при pH>7 они выпадают в осадок в виде гидроксидов и карбонатов. Приведение солевого состава к требуемым концентрациям является необходимым, а иногда и решающим для получения высоких технологических показателей, в частности в процессах флотации и флокуляции. Для создания оптимальных условий флотации необходимо постоянно учитывать солевой состав применяемых вод. Перед подачей в технологический процесс оборотная вода в большинстве случаев должна пройти специфическую обработку — кондиционирование.

В системах охлаждения оборотная вода должна иметь определённую температуру для создания оптимальных условий охлаждения агрегатов, обладать стабильностью свойств, препятствующих выпадению солей карбонатной жёсткости и "зарастанию" труб. Использование оборотной воды на промышленных предприятиях даёт не только экономию свежей воды, но и снижает количество сбрасываемых вод, а при полном водообороте гарантирует охрану окружающей среды от загрязнения её сточными водами.

Вода нужна для получения пара, а также для многих процессов: для охлаждения, промывки, поддержания концентрации химических веществ в растворах и т. п. Вода используется как промышленное сырье, так как в соленых подземных, озерных и морских водах содержится вся таблица Менделеева.

Для обеспечения всех потребностей промышленности ежегодно забирается из рек, подземных вод, озер и морей 1000 км3 воды.

Примерно половина этой воды затрачивается на теплоэлектростанциях для получения пара и охлаждения, а остальная — в других отраслях промышленности.

На самом деле промышленность использует гораздо больше воды, чем забирает ее из водоисточников, поскольку со второй половины XX в. началось применение так называемого оборотного водоснабжения, что означает многократное использование одной и той же воды, однажды забранной из водоисточника после ее очередной очистки. Конечно, часть воды при этом теряется на испарение и фильтрацию, и эти потери приходится восполнять, но они количественно значительно уступают объемам воды, которые пришлось бы забирать из рек

Но в отдельных районах мира изъятие воды серьезно влияет на окружающую среду. Так, в Центральной Азии реки Амударья и Сырдарья почти полностью отдают свои воды на орошение и водоснабжение, и потому исчезает Аральское море. В США по этой же самой причине пересохла в низовье почти полностью река Колорадо. Чтобы использовать воду, необходимы гидротехнические сооружения. Самые распространенные из них - плотины, с помощью которых создаются искусственные проточные озера - водохранилища.

Другое наиболее известное сооружение - каналы, которые отводят воду из реки или водохранилища. XX век можно назвать веком строительства плотин, создания водохранилищ и каналов, в том числе самых крупных, которые построены в основном во второй половине XX в. Они необходимы для получения энергии, орошения, водоснабжения, защиты от наводнении и рыболовства. Крупные многоцелевые водохранилища, и особенно каскады водохранилищ на реке или в одном бассейне, заметно изменяют состояние окружающей среды, нарушая устойчивость водных экосистем.

2.Использование воды в промышленности.

Для охлаждения и нагревания жидкостей, газов и газовых смесей;
Как растворитель;
Для приготовления и очистки растворов;
Для транспортировки материалов и сырья по трубам;
Для теплоэнергетических целей, в качестве пара для преобразования тепла или давления;
Для удаления отходов и т. д.

3.Использование воды в промышленности, быту и сельском хозяйстве

В структуре водоотведения 35% приходится на все отрасли промышленности, кроме теплоэнергетики, 33% - на теплоэнергетику, 18% составляют сбросы стоков с мелиорированных полей и 14%- сбросы коммунально-бытового хозяйства городов и сельских населенных пунктов.

Одним из главных потребителей воды является орошаемое земледелие - 190 м3/год. Чтобы вырастить 1 т. хлопка, требуется 4-5 тыс.м3 пресной воды, 1 т. риса - 8 тыс.м3 . При орошении большая часть воды расходуется безвозвратно. Водопотребление на орошение зависит от трех факторов: площадей полива, состава культур и техники полива.

Главным способом полива является дождевание. Коэффициент полезного действия оросительных систем не превышает 0,6. Много воды просачивается в оросительных каналах, поднимая уровень грунтовых вод и вызывая засоление почвы. Значительно сокращаются потери воды при применении прогреccивных способов полива: капельного орошения, предпочвенного и мелко дисперсионного полива. Совершенствование оросительных систем, бетонирование дна, применение закрытых дренажей способствуют повышению КПД этих систем, но эти методы еще не полностью используются.

Коммунально-бытовое потребление воды.

Коммунально-бытовое потребление воды превышает 20 км3/год. Уровень развития коммунального водоснабжения определяется двумя показателями: обеспеченностью населения централизированным водоснабжением и велечиной удельного водопотреблнения. Важной задачей является сокращение потребления водопроводной воды на технические нужды.

Примеры объемов воды для получения:

В крупнейшей отрасли - металлургии, чистая вода используется в огромных количествах, особенно, в производстве чугуна и стали. Когда эти металлы раскалены, их охлаждают. И важно, чтобы вода была мягкой, так как соли жесткости проникая в поры, влияют на прочность и качество продукции.
Водоснабжение, также, одна из важнейших областей, ведь в системе постоянно образуются ил и накипь. С этим и связанны, так любимые нами, сезонные отключения. В эти дни проводится промышленная очистка и подготовка систем водоснабжения к отоплению. После горячей воды остается больше налета и накипи, чем после холодной и постоянно чистить трубы, естественно, никто не будет. Да и объемы воды поражают масштабом.
В сфере производства соков, напитков, пива и алкоголя, тоже необходима специальная мягкая вода, только высокого качества очистки и обеззараживания.
Для потребностей микробиологии, химии, фармацевтики и медицины получают продукт сверхочистки. Это не просто чистая жидкость, у нее заданы определенные параметры качества – точное количества примесей, температура, рН.

4. Как происходит очистка

Как же выбрать правильный метод?

Вода должна пройти несколько этапов, которые изменяются, исходя от нужд производства.

Предварительная фильтрация-д ля устранения твердых примесей, песка, мутности, используют два вида фильтров: сорбционный (основа - активированный уголь) и механический (гравийная основа или сетка). Если в составе преобладает определенный загрязнитель, используют соответствующие устранители. К примеру, при большом количестве железа, применяют фильтр-обезжелезиватель.

Электромагнитный, с помощью прибора, который отвечает за удаление накипи и солевых отложений в технических аппаратах.
Ионообменный, с помощью гелеподобной смолы, которая задерживает соли жесткости.

Безреагентный – ультрафиолетовые лампы или более современное обеззараживание озоном. Последний, эффективен на 99,9% и абсолютно безопасен.
Реагентный – более дешевый способ, заключается в введении химического реагента в воду. Такого как хлор, натрий хлор или фосфор.

Качественная подготовка воды в промышленности является обязательным условием для осуществления многих технологических и производственных процессов. Жидкость с заданным составом может использоваться в качества сырья, растворителя, очистителя, хладоагента или сопутствующего продукта. В целом выделяют такие основные варианты использовании воды на производственных предприятиях:

Сырье

Водоподготовка в промышленности позволяет очистить исходный материал до установленных отраслевых нормативов и стандартов.

В результате полученный продукт выступает в качестве основы или важного ингредиента косметических средств, лакокрасочных материалов, фармацевтических препаратов, химпрепаратов, пищевых продуктов и других вариантов продукции. Требования к составу воды зависят от производственных задач и стандартов отрасли. Качество очистки воды определяет конкурентные преимущества готовой продукции предприятия.

Часть техпроцесса

На производственных линиях вода находит свое применение в приготовлении реагентов и полупродуктов, используется для мойки оборудования и деталей, для решения многих других задач. Требования к составу воды для каждой отрасли отражены в соответствующих нормативных документах ГОСТах, отраслевых стандартах. От качества водоподготовки зависит долговечность промышленного оборудования и величина затрат на техническое обслуживание и ремонт установок, станков, агрегатов.

Нагрев и охлаждение

Благодаря высокой теплоемкости и другим физическим параметрам вода является самым дешевым и эффективным средством для построения систем кондиционирования, теплоотведения или подогрева. Умягчение воды и другие методы ее подготовки успешно применяют для повышения стабильности работы систем, продления срока службы коммуникаций, для улучшения энергоэффективности техпроцессов и за счет снижения теплопотерь.

Хозяйственно-бытовые цели

Подготовка воды общего пользования может включать устранение крупных механических взвесей, биологических загрязнений, корректировку солесодержания и другие варианты подготовки воды. В любом случае главная задача состоит в том, чтобы улучшить ее органолептические показатели и сделать ее безопасной для людей.

В структуре водоотведения 35% приходится на все отрасли промышленности, кроме теплоэнергетики, 33% - на теплоэнергетику, 18% состовляют сбросы стоков с мелиорированных полей и 14%сбросы коммунально-бытового хозяйства городов и сельских населенных пунктов.

Одним из главных потребителей воды являетсяорошаемое земледелие - 190 м3/год. Чтобы вырастить 1 т. хлопка, требуется 4-5 тыс.м3 пресной воды, 1 т. риса - 8 тыс.м3 . При орошении большая часть воды расходуется безвозвратно. Водопотребление на орошение зависит от трех факторов: площадей полива, состава культур и техники полива.

Главным способом полива является дождевание. Коэффициент полезного действия оросительных систем не превышает 0,6. Много воды просачивается в оросительных каналах, поднимая уровень грунтовых вод и вызывая засоление почвы. Значительно сокращаются потери воды при применении прогреccивных способов полива:капельного орошения, предпочвенного и мелкодисперсионного полива. Совершенствование оросительных систем, бетонирование дна,применение закрытых дренажей способствуют повышению КПД этих систем, но эти методы еще не полностью используются.

Коммунально-бытовое потреление воды превышает 20 км3/год.Уровень развития коммунального водоснабжения определяется двумя показателями: обеспеченностью населения централизированным водоснабжением и велечиной удельного водопотреблнения. Важной задачей является сокращение потребления водопроводной воды на технические нужды. В Москве, например, на долю промышленности приходится 25% подаваемой в столицу водопроводной воды. Однако нет никакой необходимости использовать питьевую воду на технические нужды. Для этого необходимо расширить сеть технических водопроводов, что существенно снизит себестоимость потребляемой воды.

В конспекте лекций изложены основы водного хозяйства на промышленных предприятиях, приведены требования к качеству воды на промышленных предприятиях и состав сточных вод. Рассмотрены особенности проектирования систем водоснабжения и водоотведения для различных отраслей строительства.

Составители И.Б. Синежук, к.т.н., доц.

Н.И. Григоренко, к.т.н., доц.

Ответственный В.И.Нездойминов, д.т.н., проф.

1. Применение воды в промышленности. Схемы водоснабжения промышленных предприятий.. 7

2. Требования к качеству воды, применяемой в промышленности. 14

3. Оценка эффективности использования воды на предприятии.. 20

4. Водоснабжение предприятий строительной индустрии.. 22

5 Водоснабжение предприятий черной металлургии.. 27

6. Водоснабжение нефтеперерабатывающих заводов, предприятий нефтехимической и химической промышленности.. 45

7 Водоснабжение электростанций.. 50

8 Особенности водоснабжения сельского хозяйства. 54

9 Устройство и эксплуатация промышленных водоводов. 57

10 Особенности промышленных насосных станций.. 65

11. Удаление из воды кремния. 66

11.1.Обескремнивание воды реагентами. 67

11.2. Фильтрационное обескремнивание воды.. 69

11.3. Обескремнивание воды анионитами. 70

12. Удаление из воды растворенных газов. 71

12.1. Растворимость газов в воде. Физические методы удаления из воды растворенных газов. Условия равновесия в системе жидкость-газ. 71

12.2. Удаление из воды растворенной углекислоты.. 76

12.3. Обескислороживание воды.. 82

12.4 Удаление из воды сероводорода. 86

13. Доочистка и использование сточных вод в. 91

промышленном водоснабжении.. 91

14. Основные направления в сокращении сброса в водоемы загрязнений с производственными сточными водами.. 96

15. Состав сточных вод промышленных предприятий. 97

16. Количество сточных вод и режим водоотведения. 97

17. Схемы водоотведения промышленных предприятий. 99

19. Системы водоотведения промышленных предприятий. 102

20. Особенности устройства канализационных сетей на промышленных предприятиях.. 104

21. Условия выпуска производственных сточных вод в. 108

городскую канализацию. 108

22. Классификация методов очистки производственных сточных вод. 108

23. Механические методы очистки сточных вод. 109

23.1. Усреднение. 109

23.2. Процеживание. 116

23.3. Отстаивание. 119

23.3.1. Нефтеловушки. 120

23.3.2. Смоломаслоуловители. 123

23.3.3. Жироловки. 124

23.4. Осаждение взвешенных веществ в гидроциклонах. 126

23.5. Фильтрование. 130

23.6. Микрофильтрование. 132

Список рекомендуемой литературы.. 135

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение водой промышленных предприятий является одной из важнейших народнохозяйственных задач. Это обусловлено тем, что расходы воды, потребляемые в промышленности, огромны. Они в десятки раз превосходят количество воды, которое потребляет население. Вода в промышленности расходуется на самые разнообразные цели.

Вода может быть теплоносителем при охлаждении продуктов производства или при защите конструкций производственных агрегатов от разрушения (прогара). В этом случае вода только нагревается. Вода может быть растворителем реагентов, поглощающей и транспортирующей механические или растворенные примеси (при обогащении, мойке и очистке сырья или продукции). В процессе использования вода только загрязняется. Вода может быть растворителем реагентов, использующихся при приготовлении сред для флотационного обогащения угля руды, угля или нерудных ископаемых.

Кроме перечисленных направлений применения воды на промышленных предприятий вода может быть использована:

· на хоз-бытовые нужды рабочих предприятий;

· для полива зеленых насаждений и дорог на территории промышленной площадки;

· для противопожарных нужд;

· вода может входить в состав выпускаемой продукции, например, в плодоовощной промышленности;

· для получения пара;

· для кондиционирования воздуха и т.д.

Выше перечисленный список применения воды в промышленности является далеко не полным.

На том или другом предприятии определенной отрасли промышленности тот или другой вид потребления воды является преобладающим. Например, на тепловых электростанциях 85% общего расхода воды используется для охлаждения, 12% на транспортировку золы (на станциях, где уголь используется как топливо), 3% на приготовление пара. В каждой отрасли промышленности разработаны научно обоснованные нормы водопотребления. В целом по всем видам промышленности 70-75% воды расходуется на охлаждение.

Вопрос охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов, в том числе санитарное состояние водоемов – это один из наиболее важных аспектов социально-экономического развития любой страны. Развитие промышленности требует повышенного внимания к вопросам очистки отходов производства.

Основными направлениями в решении проблем охраны водоемов является максимальное снижение сброса сточных вод, утечек сырья и готовой продукции, которые попадают в сточные воды.

Потери сырья могут быть уменьшены за счет:

- усовершенствования технологических процессов производства;

- регенерации ценных веществ из сточных вод и повышение степени их очистки.

Количество сбрасываемых сточных вод можно снизить путем внедрения следующих мероприятий:

· повторного использования отработанной воды в технологических процессах;

· оборотного водоснабжения и бессточных систем;

· заменой многоводных технологических операций на маловодные и безводные.

Сточные воды промышленных предприятий очень разнообразны по составу, свойствам и расходам, поэтому требуют специфического и индивидуального подхода при выборе сооружений по их транспортировке и очистке.

Применение воды в промышленности. Схемы водоснабжения промышленных предприятий

Вода на промышленных предприятиях расходуется на хозяйственно-питьевые нужды работников предприятий, поливку территорий, пожаротушение и технические (производственные) нужды.

Чаще всего хозяйственно-питьевое водоснабжение предприятий обеспечивается из водопровода населенного пункта, где проживают работающие на предприятиях. Если городской водопровод обеспечивает подачу расчетного (секундного) расхода воды, то на предприятии устраивается разводящая водопроводная сеть, из которой вода подается в цеха и другие здания. Если городской водопровод не обеспечивает подачу расчетных (секундных) расходов на предприятие, а удовлетворяет только суточное водопотребление, то на предприятии устанавливаются накопительные емкости, насосная станция и разводящая водопроводная сеть.

Расходы воды на поливку территорий предприятий определяются исходя из норм расходования воды и площади поливаемых территорий. На поливку может использоваться вода из хозяйственно-питьевых водопроводов или из систем производственного водоснабжения, транспортирующих незагрязненную воду.

Расходы воды для пожаротушения на промышленных предприятиях определяются в зависимости от категории производства по пожарной опасности, степени огнестойкости и объема зданий. Подача воды на пожаротушение может осуществляться из хозяйственно-питьевых водопроводов, из систем производственного водоснабжения, транспортирующих незагрязненную воду и охватывающих всю территорию промышленного предприятия, либо из специально создаваемых систем противопожарного водоснабжения.

Технологическое (производственное) водопотребление на большинстве промышленных предприятий является основным как по количеству потребляемой воды, так и по роли воды в обеспечении основных технологических процессов. Вода используется в производстве для разнообразных целей, таких, как охлаждение оборудования и продукта, промывка продукции, получение технологических растворов, газоочистка, гидротранспорт, парообразование и др.

В процессе потребления вода может нагреваться и насыщаться разнообразными примесями.

Исходя из отмеченной ранее целесообразности и даже необходимости создания оборотных и бессточных систем производственного водоснабжения при анализе технологического водопотребления следует одновременно производить анализ водоотведения.

Все многообразие использования воды на технологические нужды можно систематизировать в ряд категорий, имеющих общие признаки и общие подходы к разработке систем водоснабжения.

Вода первой категории использования применяется в качестве теплоносителя для охлаждения оборудования и продукта в тепло-обменных аппаратах (без контакта с продуктом). В процессе потребления вода нагревается и практически не загрязняется. К этой категории использования воды относится охлаждение конденсаторов турбин в теплоэнергетике, металлургических печей в металлургии, компрессоров, холодильных машин и др.

Вода второй категории использования осуществляет поглощение и транспортирование примесей в производственных процессах без тепловыделения. При потреблении вода насыщается разнообразными примесями, но не нагревается. К этой категории использования воды относится промывка продукта и продукции, например, в текстильной промышленности, гальваническом производстве, электронике и др.

Вода третьей категории использования участвует одновременно в поглощении и транспортировании примесей и в охлаждении продукта и оборудования. В процессе потребления вода насыщается примесями и нагревается. К этой категории использования воды относится мокрая газоочистка, охлаждение прокатных станов и машин разливки стали и чугуна в металлургии и др.

Вода четвертой категории использования применяется для растворения реагентов в химической технологии, красителей в текстильной промышленности, электролитов и др. При этом образуются технологические растворы, которые в сток сливаться не должны.

Вода пятой категории использования входит в состав готовой продукции, например, в пищевой промышленности (консервы, алкогольные и безалкогольные напитки и др.). Вода этой категории непосредственно в сток не поступает.

Вода шестой категории использования применяется в качестве теплоносителя в теплоэнергетике и теплоснабжении в виде пара и перегретой воды. Такая вода после нагрева в теплогенераторах поступает в теплотехнический контур и в сток не сбрасывается.

Для разработки систем водоснабжения в качестве исходных параметров, характеризующих водопотребление, по каждому водопотребителю должны быть приведены следующие сведения:

- требования к качеству воды;

- требуемые количества воды и режим водопотребления;

- степень надежности подачи воды.

Соответственно для характеристики водоотведения должны быть известны:

- качество отработанной воды (стока);

- количество отводимой воды и режим водоотведения;

- напорные характеристики на отводе стока.

Требования к качеству воды определяются характером технологического процесса и ролью воды в его осуществлении. Даже внутри каждой категории водопотребления эти требования могут быть очень разнообразны.

Требуемая степень надежности подачи воды определяется оценкой последствий к которым могут привести нарушения в подаче воды (прекращение подачи, снижение расхода) к технологическому оборудованию. Самая высокая надежность должна быть в том случае, когда нарушения в подаче воды могут привести к катастрофическим явлениям и человеческим жертвам (например, охлаждение ядерных реакторов, доменных печей и др.).

Далее требуемая степень надежности определяется материальным ущербом, к которому может привести нарушение в подаче воды потребителям. Совершенно очевидно, что повышение надежности системы водоснабжения ведет к ее удорожанию. Сопоставление стоимости системы водоснабжения различной степени надежности с вероятным материальным ущербом при возникновении нарушения в подаче воды позволяет найти оптимальное решение в каждом конкретном случае.

По характеру использования воды в системе водоснабжения промышленного предприятия системы производственного водоснабжения подразделяются:

1. С прямоточным использованием воды (рис. 1.). При такой схеме водоснабжения вся использованная вода сбрасывается в водоем. Она может быть применена лишь в том случае, когда имеется мощный источник водоснабжения, использованная вода не требует больших затрат на очистку. Прямоточная схема водоснабжения наибольшее распространение получила в пищевой промышленности. Во вновь проектируемых промышленных предприятиях такая схема используется только при соответствующем экологическом и технико-экономическом обосновании.

Рисунок 1. Схема производственного водоснабжения с прямоточным использованием воды.

Wпр – потери воды в производстве; Wос – объем воды, теряемый при очистке

2. С последовательным использованием воды (рис. 2).

Рисунок 2. Схема производственного водоснабжения с последовательным использованием воды.

1. Источник водоснабжения (водоем); 2. Насосная станция первого подъема; 3. Подача технической воды; 4. Предприятие №1; 5. Предприятие №2; 6. Очистные сооружения; 7. Отвод использованной воды от предприятия №1 на предприятие №2; 8 .Отвод воды на очистные сооружения; 9. Сброс очищенной воды в водоем;

Wпр1 – объем воды, который теряется на предприятии №1; Wпр2 - объем воды, который теряется на предприятии №2; Wос - объем воды, который теряется на очистных сооружениях.

При последовательном водоснабжении использованная вода в каком либо агрегате или процессе, передается для повторного использования в других производственных процессах или агрегатах без какой либо подготовки. После повторного использования вода после очистки сбрасывается в водоем или передается для повторного использования.

3.Оборотное водоснабжение (рис.3).

Рисунок 3. Схемы оборотного цикла водоснабжения: а) схема оборотного цикла водоснабжения в котором вода только нагревается; б) схема оборотного цикла водоснабжения в котором вода только загрязняется; в) схема оборотного цикла водоснабжения в котором вода нагревается и загрязняется.

1. Источник водоснабжения (водоем); 2. Насосная станция первого подъема; 3. Смесь оборотной и подпиточной воды; 4. Промышленное предприятие (цех); 5. Охладитель воды; 6. Циркуляционная насосная станция; 7. Подача воды на охладитель воды; 8. Подача воды на циркуляционную насосную станцию; 9.Подача оборотной воды; 10.Сброс продувочной воды; 11. Подача подпиточной воды; 12. Подача загрязненной воды на очистные сооружения; 13. Сброс очищенной воды в водоем; 14. Очистные сооружения; 15. Насосная станция подачи очищенной воды в охладитель; 16. Насосная станция подачи очищенной воды в оборотный цикл; Wохл – объем воды, который теряется на охладителе; Wпр - объем воды, который теряется на предприятии; Wос - объем воды, который теряется на очистных сооружениях.

Если в оборотном цикле вода только нагревается (рис. 3а), то воду только охлаждают в охладителе (пруд-охладитель, брызгальный бассейн, градирня и т.д.). Если в оборотном цикле вода только загрязняется (рис. 3б), то воду только очищают от полученных загрязнений в прудах-осветлителях, отстойниках, фильтрах и т. д.Если в оборотном цикле вода загрязняется и нагревается (рис. 3в), то воду сначала очищают от загрязнений, а далее очищают.

В реальных условиях при наличии различных требований к качеству используемой воды и различного качества стоков, зависящих от составов цехов промышленного предприятия, системы оборотного водоснабжения модифицируются и усложняются. Так, на рис. 4а показана схема оборотного водоснабжения при различном качестве сбросной воды в двух группах цехов, т.е. когда цехи одной группы не допускают использования воды, которую сбрасывают цехи другой группы. В этих условиях устраивают изолированные отсеки охлаждающих устройств A и Б, отдельные группы насосов на циркуляционной насосной станции и отдельные подающие водоводы для воды разного качества. На рис. 4б показана схема оборотного водоснабжения, при которой цехи одной группы сбрасывают воду, требующую дополнительного осветления в отстойниках. После охлаждения вода подается в обе группы цехов единой системой труб.

Рисунок 4. Варианты схем оборотного водоснабжения

П – производство; НС – насосная станция; ОС – сооружения по очистке сточных вод;

На крупных предприятиях, занимающих большую территорию, иногда оказывается рентабельным разделение системы оборотного водоснабжения по группам цехов с устройством нескольких блоков охлаждающих сооружений и насосных станций (рис. 5). Это позволяет снизить затраты на сооружение водоводов и магистралей в пределах площадки, сократить расходы энергии на подачу воды и повысить надежность водоснабжения.

Рисунок 5. Схема разделения системы оборотного водоснабжения на отдельные системы по группам цехов

Выбор той или иной схемы водоснабжения определяется ролью воды в технологии предприятия, характером производства, видом используемого оборудования, местными условиями (наличием мощного водоема, культурой и традициями данного производства, технологической и экологической политикой как руководства предприятия так и местных властей) и т.д.

Читайте также: