ГИДРОСФЕРА

Системы водоснабжения предприятий

 

Существует более 15 видов водопользования, из которых наиболее важными можно назвать следующие виды: питьевое, хозяйственно-бытовое, промышленное, энергетическое, сельскохозяйственное и рекреационное. Для каждого из названных видов водопользования имеются свои представления о необходимом составе и свойствах воды, свои критерии ее пригодности. Свойства и состав воды, отвечающие гигиеническим требованиям, обеспечивают безвредность и безопасность ее потребления для питьевых и бытовых нужд человека и нужд пищевой промышленности, в соответствии с требованиями санитарных правил и норм СанПиН 2.1.4.559–96 от 01.01.1998 г.

Оценку воды, используемой в пищевой промышленности для технологических целей, следует давать по технологическим, а не гигиеническим критериям.

Согласно требованиям «Основ водного законодательства» система водоснабжения промышленных предприятий должна быть спроектирована с оборотом воды для всего предприятия или в виде системы замкнутых циклов для отдельных цехов или участков.

Системный анализ водооборотных циклов предусматривает в масштабах отдельных производств, цехов, предприятий и целых промышленных комплексов режим строгой экономии воды на основе ее многократного использования. В этом случае исключается сброс загрязненных стоков, а расходование свежей воды связано только с необходимыми технологическими операциями и естественными потерями.

Основу разрабатываемых замкнутых водооборотных циклов составляют:

1)      принципиально новые технологические процессы, которые характеризуются значительным сокращением потребления свежей воды и количества образующихся загрязненных стоков;

2)      локальные (местные) системы обезвреживания стоков от отдельных производств с утилизацией ценных компонентов и подготовкой очищенной воды к повторному использованию;

3)      организация замкнутых водооборотных систем, включая сбор и использование паводковых вод и атмосферных осадков с территории предприятий для их включения в производственное водоснабжение и восполнение безвозвратных потерь воды.

Системы водоснабжения для каждого предприятия разрабатываются с учетом не только технологических процессов и характера сточных вод и жидких отходов, но и в зависимости от имеющихся источников свежей воды и ее качества, наличия различных загрязняющих факторов, наличия возможных потребителей отходов, в том числе образующихся при очистке стоков (например, осадков сточных вод), а также особенностей климата, рельефа, растительности и других характеристик промышленного региона.

В соответствии с требованиями строительных норм и правил водоснабжение предприятий может быть прямоточным, последовательным и оборотным.

Объем сбрасываемых сточных вод меньше исходного на величину безвозвратных потерь воды на всех стадиях производства: технологического процесса, охлаждения и очистки сточных вод.

Расход сбрасываемых в водоем отработанных очищенных сточных вод (Q_сбр, м³/ч) рассчитывается в зависимости от принятой на предприятии системы водоснабжения.

Для прямоточного водоснабжения:

 

 

Для схемы с двух- и трехкратным использованием воды:

Q_сбр = Q _исх – (Q_{пот .1} + Q_{пот .2} + Q_{пот .3})

Кроме потерь воды на производственные нужды, часть воды отводится вместе с осадком (шламом), Q_шл., образующимся при очистке сточных вод:

 

 

При оборотной замкнутой системе водоснабжения сточные воды после очистки не сбрасываются в водоем (Q_сбр = 0), а вновь используются в технологическом процессе.

Тогда так:

 

Рис. 1. Схемы водоснабжения:

а – прямоточная; б – последовательная; в – оборотная;
ПП – пищевое производство; ОС – очистные сооружения; УО – установка охлаждения;

Q_исх – исходная вода из водоема; Q_пот – потребленная на производственные нужды вода;

Q_шл – вода удаляемая с осадком (шламом);
Q_исп – испарившаяся при охлаждении вода; Q_об – оборотная вода;
Q_сбр – сбрасываемая в водоем отработанная вода

 

Потери воды, неизбежно возникающие в процессе водоснабжения предприятий даже при замкнутой водооборотной системе, должны компенсироваться свежей подпиточной водой из водоема (Q_под). Расход подпиточной воды составляет 5–10 % от общего количества необходимой в производстве воды.

 

Q_под = Q_сбр + Q _шл + Q _исп

 

Если вода используется только как теплоноситель, то очистные сооружения не нужны, а в качестве установки охлаждения можно использовать пруды, брызгальни, градирни.

На рисунке 2 изображена система производственного водоснабжения пищевого предприятия. В соответствии с требованиями СНиП 2.04.02.–84 водоснабжение предприятий может быть прямоточным (а), последовательным (б), оборотным (в), замкнутым (г).

1. Относительным количеством использованной оборотной воды, Э_об, %

 

 

2. Коэффициентом рационального использования, K:

 

K = (Q_исх + Q_с – Q_сбр)/ (Q_исх+ Q_с)

 

3. Относительным количеством потерь воды, Р, %

 

.

4. Коэффициентом использования оборотной воды, K _об:

 

 

5. Коэффициентом использования свежей подпиточной воды, K _св:

 

K_св = (Q_под – Q_св)/Q_под  (10)

 

 

Рис 1.5.2. Схемы производственного водоснабжения:

а – прямоточная схема; б – прямоточная с повторным использованием;
в – оборотная; г – замкнутая;
1 – водозабор; 2 – водоочистные сооружения; 3 – насосная станция; 4 – подача воды;

5 – производственные цеха; 6 – сброс отработанной воды; 7 – сооружения очистки; 8 – сброс воды в водоем; 9 – градирня (устройство для охлаждения воды); 10 – сборная система;

11 – насосная станция оборотной воды