Масштабы и режимы водопотребления

1.3.1. Производственно-техническое водопотребление

Вид выпускаемой продукции и объемы ее производства во многом определяют суммарное водопотребление на промышленном предприятии. В значительной степени влияют на это тип используемого оборудования и схема технологического процесса.

Существуют полученные статистикой удельные нормы расхода воды. Это расходы воды на единицу продукции по данным передовых предприятий в отдельных отраслях промышленности. Эти нормы приблизительные, они не учитывают специфику конкретного предприятия, и могут быть использованы лишь для прикидочных расчетов.

Например, для получения 1тонны [3]:

угля, необходимо затратить 3-5 м³ воды;

нефти (только переработка) – 30-50;

стали – 50-150;

чугуна – 150-200;

бумаги – 200-400;

хим. удобрений – 300-600;

х/б тканей – 300-1000;

синтетического волокна – 2500-5000 м³ воды и т.д.

Количество потребляемой воды во многом определяется ее температурой и качеством.

Большой расход воды, а следовательно и ее сброс – это показатель несовершенства технологий и схем водного хозяйства предприятия.

Этот вид водопотребления поддается расчету.

Режим (график) потребления технической воды определяется режимом работы предприятия. Чаще всего это равномерный суточный график. Но могут наблюдаться пики и провалы. Необходимо учитывать сезонное изменение водопотребления (при более холодной воде зимой, меньше и ее потребление).

1.3.2. Хозяйственно-питьевое потребление воды

Процесс этого потребления носит больше случайный характер. Оно сильно зависит от климатических условий и степени санитарно-технического благоустройства. Графики потребления очень неравномерны и практически не прогнозируемы. Можно оценить лишь максимумы потребления. При определении расчетных расходов воды в городах и населенных пунктах следует пользоваться документом [6].

Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды и пользование душами на промышленных предприятиях должны определяться в соответствии с требованиями строительных норм и правил СНиП 2.04.01-85 и СНиП 2.09.02-85. В них даются нормы расхода воды на каждого рабочего и служащего, в зависимости от условий их работы.

Так, например, общий расчетный часовой расход воды на хозяйственно-питьевые нужды , м³/ч, на промышленном предприятии могут быть определен как сумма:

, (1.1)

где

расход воды на утоление жажды и мытье рук;

расход воды в душевых предприятия;

расход на полив территории;

расход воды в столовых предприятия.

Считается нормой, при обычных условиях работы, расход воды на одного работника (рабочего или служащего) - q_ум=25 лит. воды в смену.

Для горячих цехов (с тепловыделением более 84 кДж на каждый 1м³ объема цеха) эта норма =45 лит. в смену. Есть в СНиПе более точная методика оценки этих расходов.

Расход воды в душевых оценивается из расчета q_д=500 л/ч на одну душевую сетку. Количество сеток определяется по нормативу в соответствии с численностью работников. Длительность работы душевых принимается 0,75 часа после каждой смены.

Расход воды на полив территории оценивается из расчета 0,3 л/м² – для машинного полива дорог до 6 л/м² для ручного полива газонов и цветников.

Расход воды в столовых определяется из средней нормы расхода воды на одно блюдо q_с=12 л/блюдо.

1.3.3. Расход воды на тушение пожаров

На пожаротушение расход воды согласно [6] назначают в зависимости от пожарной опасности объекта и его значимости. Норма расхода воды на тушение одного пожара принимается в пределах от 10 до 40 л/с в зависимости от степени огнестойкости зданий (I-V), категории производства по пожарной опасности (А, Б, В, Г, Д) и объема зданий (от 3 до 400 и более тыс. м³).

Продолжительность тушения пожара в большинстве случаев принимается равной 3 ч. Для особо ответственных предприятий нормы устанавливаются органами Государственного пожарного надзора.

Источники водоснабжения

Потребности предприятий в воде всех категорий потребителей удовлетворяются из природных источников. Эти источники должны отвечать следующим требованиям:

а) обеспечивать бесперебойное получение требуемого количества воды с учетом перспективы развития предприятия;

б) подавать воду требуемого качества или позволять достигнуть его за счет простой и дешевой обработки исходной воды;

в) обеспечить возможность подачи воды с наименьшими затратами;

г) обладать такой мощностью, чтобы расчетный отбор не нарушал экологическую систему.

Для водоснабжения промышленных предприятий используются поверхностные (реки, озера, моря) и подземные (родники, грунтовые воды) источники.

Воды рек обладают значительной мутностью (содержание взвешенных частиц может достигать 12000 мг/л), высоким содержанием органических веществ и бактерий. Но, как правило, обладают небольшой жесткостью.

Воды озер маломутны, но спектр минерализации очень широк.

Качество воды в реках и озерах сильно зависят от атмосферных осадков и таяния снегов. В паводок растет мутность, загрязненность, но солесодержание снижается.

Подземные воды прозрачны, имеют низкие температуру и бактериальную загрязненность, но сильно минерализованы.

Рекомендуется для систем технического водоснабжения использовать воду поверхностных источников с простейшей очисткой или даже без нее. В некоторых случаях можно использовать морскую воду или даже очищенные стоки городов.

Подземные воды на промышленных предприятиях предпочтительно использовать для хозяйственно-питьевых нужд. Часто для этих целей используется вода городского водопровода. Использовать водопроводную воду для технических нужд не рекомендуется. Это отрицательно сказывается на водоснабжении жилых районов города.

Водоснабжение из поверхностных источников пока самое распространенное и наиболее простое. Как правило, даже для нужд хозяйственно-питьевого водоснабжения требуется только осветление и обеззараживание.

Осветление – это освобождение от взвешенных частиц. Достигается фильтрацией воды.

Обеззараживание – это хлорирование или озонирование воды, при котором гибнут содержащиеся в ней бактерии.

Однако с ростом потребления воды наземные и подземные источники пресной воды уже не могут удовлетворить все растущие потребности народного хозяйства. Все чаще приходится обращаться к запасам высокоминерализованных морских или озерных соленых вод. В мире уже эксплуатируется более 800 опреснительных установок, которые вырабатывают 1,7 млн м³ пресной воды в сутки. Около 90% ее идет на питьевые нужды. Для доведения воды до питьевого качества дистиллят смешивают с артезианской соленой водой.

Княжество Кувейт в Персидском заливе богато нефтью, но нет воды. Раньше воду возили из Ирана и нефть была дешевле воды. Сейчас Кувейт – крупнейший производитель пресной воды (более 212 тыс. м³/сутки). Опреснение ведется термическим способом с использованием попутного газа при нефтедобыче.

Имеют опреснительные установки Австралия, страны Ближнего Востока, северной Африки, Латинской Америки, районов Карибского моря, многие острова Тихого и Атлантического океанов. Большие успехи в Японии, где промышленные 50-ступенчатые установки производят 100 тыс. м³ пресной воды в сутки.

Опреснять соленую воду можно и путем ее замораживания. При медленном охлаждении сначала образуются кристаллы пресного льда. Если их отделить и растопить, то получим воду питьевого качества.

Перспективно опреснение методом электродиализа, где ионы солей удаляются из раствора воздействием поля постоянного тока. Такие установки работают на ряде железнодорожных станций и ТЭЦ Казахстана.

Перспективен также метод обратного осмоса. Действующие установки имеются в США.