Обеспечение водой промышленных предприятий

Введение.

Обеспечение водой промышленных предприятий является одной из важных народнохозяйственных задач. В подавляющем  большинстве отраслей промышленности вода используется в технологических  процессах производства. Требования к количеству и качеству подаваемой воды определяются характером технологического процесса. Выполнение этих требований системой водоснабжения обеспечивает нормальную работу предприятия и  надлежащее качество выпускаемой продукции. Неудовлетворительное выполнение системой водоснабжения поставленных задач  может привести не только к ухудшению  качества продукции или удорожанию производства, но и в ряде случаев  к порче оборудования и даже к  опасным авариям.

Кроме воды для технологических  нужд, на каждом предприятии требуется  вода для хозяйственно-питьевых нужд рабочих и служащих, а также  для целей пожаротушения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)Система водоснабжения: основные понятия и определения.

 

Система водоснабжения промышленного  предприятия представляет собой  комплекс сооружений, оборудования и  трубопроводов, обеспечивающих забор  воды из природного источника, очистку  и ее обработку, транспортирование  и подачу воды потребителям требуемых  расходов и качества.

В системах технического водоснабжения  предусматриваются также сооружения и оборудование, необходимое для  приема отработавшей воды и подготовки ее для повторного использования, а  также станции очистки сточных  вод.

Требования к качеству воды хозяйственно-питьевого назначения и воды, идущей на технические цели (технической воды) различны. Поэтому  на большинстве промышленных предприятий  сооружают отдельную объединенную систему хозяйственно-питьевого  и противопожарного водоснабжения  и отдельную систему технического водоснабжения.

В некоторых случаях, например, на предприятиях пищевой промышленности, где значительная доля воды должна соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» создают  единую систему водоснабжения.

А на предприятиях с высокой  пожароопасностью вынуждены создавать отдельные системы противопожарного водоснабжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)Классификация  систем водоснабжения.

 

Системы водоснабжения классифицируются по следующим признакам:

по виду водоисточника – с использованием поверхностных вод; с использованием подземных вод; смешанные;

по способу подъема воды – нагнетательный, в которых вода к потребителям подается насосами; самотечные (гравитационные); комбинированные;

по назначению – технологические, хозяйственно-питьевые, противопожарные, объединенные;

по видам обслуживаемых объектов – городские, промышленные, сельские;

по территориальному охвату водопотребителей – местные (локальные), предусматривающие водоснабжение отдельных объектов (предприятия, фермы, группы зданий), централизованные, обепечивающие водой всех потребителей, расположенных в данном городе, поселке;

по характеру использования  воды – прямоточные, в которых воду после однократного использования выпускают в канализацию, прямоточные с повторным использованием воды, оборотные, в которых воду после использования для технических целей очищают и охлаждают, затем многократно используют на том же объекте;

по надежности – одной из 3^х категорий в зависимости от вида промышленного предприятия и требований бесперебойности подачи воды. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)Схемы и системы водоснабжения промышленных предприятий.

Система водоснабжения включает целый комплекс сооружений и устройств для забора воды из источника водоснабжения, её очистки, хранения, подачи и распределения между потребителями.

 Первая система (рис. 1.1) применяется при наличии мощного  источника, расположенного вблизи  промышленного предприятии (до 4-5 км). Геодезическая (геометрическая) высота подачи при этом не  должна превышать 20-25 м. Отработавшая  вода после очистки сбрасывается  в водоем.

Рис.1.1. Схема прямоточного водоснабжения.

1 – водозабор и насосная  станция; 2 – водопровод; 3 – промышленное  предприятие; 4 – очистные сооружения; 5 – канализация.

 Последовательное водоснабжение  (рис.1.2) предусматривает повторное  использование отработавшей вода  и применяется в целях снижения  количества воды, забираемой из  источника. Так как при последовательном  водоснабжении не предусматривается  очистка отработавшей воды, его  применяют в тех случаях, когда  сточные воды не содержат вредных  химических или механических  примесей, а только нагреваются  в процессе использования. 

 При проектировании  оборотной системы водоснабжения  оборотные циклы группируют по  качеству воды с учетом расположения  её потребителей. В оборотных  циклах водоснабжения обооборотная вода подвергается очистке от взвешенных в ней веществ и охлаждается. Схема системы оборотного водоснабжения показана на рис.1.3.

 Как видно из рисунка,  отработавшая вода подается насосной  станцией на очистные сооружения. Оттуда очищенную воду насосами  направляют к охладителям. После  охлаждения насосная станция  возвращает воду к агрегату, где  она используется на технологические  нужды. 

Рис.1.2. Схема последовательного  водоснабжения.

1 – водозабор и насосная  станция; 2 – водопровод; 3 – производство; 4 – очистные сооружения; 5 – канализация.

Оборотные системы открывают большие  возможности в удешевлении системы  водоснабжения, сокращении потребления  свежей воды и сбросов загрязненных стоков.

Для создания оборотной СПВ используется то обстоятельство, что 70…85% технической  воды в технологических аппаратах  только нагреваются и после охлаждения могут использоваться повторно. В  данных системах можно использовать и ту часть технической воды, которая  загрязняется сравнительно легко удаляемыми примесями. После очистки вода ("15%) повторно используется.

В системе оборотного водоснабжения (рисунок 1.3) насосы НС2 подают воду через водопроводную сеть потребителям. Нагревшаяся и загрязнившаяся у потребителей вода по системе трубопроводов направляется на станцию очистки загрязненных вод (ОЗВ). Прошедшая очистку, но еще теплая вода собирается в резервуаре (РОВ), а из него насосами станции оборотной воды (НОВ) подается на охлаждающие устройства (Гр). Охлажденная в нем вода опять подается потребителям насосами НС2.

1 –    водозаборное сооружение;

2 –    насосная станция 1-го подъема;

3 –    станция очистки природной воды;

4 –    охлаждающая установка;

5 –    насосная станция 2 подъема;

6 –    станция очистки загрязненных вод;

7 –    резервуар очищенной воды;

8 –    насосная станция оборотной воды.

При работе оборотной системы часть  воды теряется: с уносом, испарением и продувкой из охлаждающих устройств; с утечками через неплотности и за счет сброса в канализацию воды загрязняющейся у потребителя примесями, не разрешающими ее повторное использование. Для компенсации этих потерь из природного источника забирается соответствующее количество воды и насосами НС1 направляется на станцию ХВО. Очищенная вода сливается в бассейн охлаждающих устройств. Для поддержания солевого баланса из бассейна ведется непрерывная продувка части воды в канализацию.

Оборотные системы сооружаются как по техническим условиям, экологическим требованиям и экономическим соображениям.

По техническим условиям применения данной системы может оказаться  просто необходимо потому, что дебет  имеющегося природного водоисточника недостаточен для осуществления прямоточного водоснабжения.

Необходимость оборотных систем обуславливается  и экологическими требованиями. Применение оборотных систем позволяет снизить  количество сбросов загрязненной воды в водоемы. Наиболее ценны с экологической  точки зрения оборотные системы  без сброса продувки – бессточные системы. В бессточных (замкнутых) системах водоснабжения на предприятиях вместо свежей воды используется доочищенная до норм качества технической воды смесь промышленных и бытовых сточных вод, предварительно прошедшая биологическую очистку. Биологически очищенные сточные воды, используемые в техническом водоснабжении, должны отвечать техническим, экономическим и санитарно-гигиеническим требованиям. Но и при соблюдении соответствующих норм такая вода не может использоваться в пищевой, мясомолочной и фармацевтической промышленностях.

Из экономических соображений  использование оборотных систем водоснабжения позволяет снизить  затраты на сооружение водозаборных устройств, насосных станций первого  подъема, водоводов, очистных сооружений природной воды и канализационных  линий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) Использование  технической воды в промышленности  

 

Техническая вода на промышленных предприятиях используется по трем направлениям:

1. От 70 до 89% воды, поступающей на технические цели, используется на промышленных предприятиях в качестве хладоагента, охлаждающего продукцию в теплообменных аппаратах, или для защиты отдельных элементов установок и машин от чрезмерного нагрева. Эта вода нагревается, но не загрязняется охлаждающей продукцией.

2. От 5 до 12% технической воды используется  для очищения продукции или  сырья от примесей, а также  в качестве транспортирующей  среды. Эта вода загрязняется  и нагревается, если материалы,  с которыми она контактирует, имеют повышенную температуру.

3. От 10 до 20% технической воды теряется  за счет испарения или входят  в состав произведенной продукции  (пар, сахар, хлеб и т.п.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)Требования  к качеству технической воды.

По экономическим соображениям, требованиям экологии, а также  ограниченным запасам воды в природных  источниках на промышленных предприятиях рекомендуется сооружать оборотные  системы технического водоснабжения. В оборотных системах технического водоснабжения вода используется многократно.

В зависимости от изменения качества воды в процессе ее использования  оборотное водоснабжение подразделяется на:

1. «чистые циклы» - для воды, которая  при использовании только нагревается;

2. «грязные циклы»- для воды, которая  только загрязняется;

3. «смешанные циклы»- для воды, которая  при использовании одновременно  и нагревается, и загрязняется.

Для промышленных предприятий 1-й группы техническая вода регламентируется предельной температурой используемой воды. Она должна быть 30⁰С, а ее оптимальное значение 15⁰С.

В системах оборотного водоснабжения  карбонатная жесткость воды, используемой как хладоноситель Ca и Mg, не должна превышать Ж_к 2,8…3,0 мг-экв/л, а допустимая концентрация взвеси принимается в зависимости от скорости движения воды в охлаждающих аппаратах. Эти потребители не допускают повышения содержания механических примесей выше 50…100; сульфатов выше 40; сероводорода выше 0,5; масла выше 1…2; кислорода выше 4…6; сухого остатка выше 1000 (мг/кг) мг/л.

Вода, используемая как среда для  отмывания и гидротранспортировки материалов, освобождается только от грубодисперсной смеси. Это относится к потребителям 2-й группы.

Для потребителей 3-й группы вода должна быть химически очищенной и общее  содержание солей в ней не должно превышать 100…2000 мг/кг в зависимости от давления вырабатываемого пара.

Практически все потребители технической  воды не предъявляют особых требований к ее цвету, запаху, привкусу и содержанию бактерий.

Для тушения пожаров и внутренних возгораний используется вода практически  любого качества.

 

 

 

 

 

 

 

6. Источники водоснабжения.  

 

Требования  к источникам воды 

 

Потребность предприятия в воде всех категорий удовлетворяется  из природных источников, которые  должны соответствовать следующим  основным требованиям:

а) обеспечивать бесперебойное получение  необходимого предприятию количества воды с учетом перспективы его  развития;

б) подавать воду такого качества, которое  в наибольшей степени отвечает требованиям  потребителей или позволяет достичь  его за счет простой и экологичной обработки исходной воды;

в) обеспечивать возможность подачи воды потребителям с наименьшей затратой средств;

г) обладать такой мощностью, чтобы  расчетный отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую  систему.

Правильное решение вопроса  о выборе источника водоснабжения  для конкретного потребителя  требует тщательного изучения и  анализа водных ресурсов района, в  котором расположен потребитель.

Для водоснабжения промпредприятий  используются поверхностные и подземные  воды. Поверхностные источники –  это реки, озера, реже моря; подземные  источники – грунтовые и артезианские воды, и родники. 

 

Качество  воды в источниках 

 

Вода в большинстве рек обладает значительной мутностью, высоким содержанием  органических веществ и бактерий, а часто и значительной цветностью. Наряду с этим речная вода характеризуется  относительно небольшой жесткостью.

Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ (т.е. малой мутностью). Качество всех поверхностных вод сильно зависит  от атмосферных осадков и таяния снегов, в период паводков их мутность и бактериальная загрязненность возрастает, а жесткость снижается.

Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (т.е. весьма прозрачны), обладают низкой бактериальной загрязненностью, но наряду с этими положительными качествами во многих случаях сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них  солей, они могут обладать теми или  иными отрицательными свойствами: повышенной жесткостью, наличием неприятного привкуса и некоторыми другими.