Потребление воды
Основными категориями потребителей вода расходуется:
на хозяйственно-питьевые нужды населения, 2) в сельском хо- зяйстве, 3) для промышленности. Кроме того, вода используется для целей гидроэнергетики, здравоохранения, транспорта, рекреации, лес- ного хозяйства, пожарной безопасности и иных целей.
Классификация
вод по основному целевому назначению
приведе- на на рисунке 11.1.
Рис. 11.1. Классификация вод по целевому назначению
Хозяйственно-питьевая вода должна быть безвредна для здоровья человека, иметь хорошие органолептические показатели и быть при- годной для использования в быту. Качество такой воды регламентиро- вано ГОСТ 2874-82 “Вода питьевая”, в котором приводится целый ряд показателей. Среди них мутность, цветность, запахи, привкусы, рН, общая жесткость, содержание различных элементов (железо, марганец, медь, цинк, алюминий, мышьяк, молибден и др.), анионов (нитраты, фтор, сульфаты, хлориды, полифосфаты).
Требования к воде для сельскохозяйственных нужд обусловлены целями, для которых она предназначена. Например, для нужд живот- новодства требуется вода с минерализацией до 3 г/л, на орошение ка- чество воды не нормируется, но она не должна вызывать засоление почвы.
В промышленности (техническая) вода служит для технологиче- ских и энергетических целей, а также для охлаждения.
Технологическую воду подразделяют на средообразующую, про- мывающую и реакционную. Вода может служить в качестве химиче- ского реагента или промышленного сырья; среды, в которой протекают те или иные химические реакции. Средообразующую воду используют для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорте продуктов и отходов производства. Промываю- щая вода применяется для промывки газообразных, жидких и твердых продуктов и изделий в таких процессах, как, например, абсорбция, экс- тракция. В этом случае требования к воде определяются технологией производства.
Технологическая вода непосредственно контактирует с продук- тами и изделиями и поэтому загрязняется в большей степени по срав- нению с другими видами вод.
Энергетическая вода потребляется для получения пара и нагрева оборудования, помещений, продуктов, она обязательно подвергается специальной обработке. Эта вода не должна содержать примесей, вы- зывающих образование накипи, вспенивания котловой воды, унос со- лей с паром и коррозию металла. Основные требования к ней: предель- но малые значения общей жесткости, растворенного кислорода, мини- мальное солесодержание, отсутствие взвешенных веществ и соедине- ний кремния.
Наибольшее количество воды в промышленности (65-80 %) ис- пользуется для охлаждения жидких и газообразных продуктов в тепло- обменных аппаратах. Эта вода должна быть стабильной, иметь малую карбонатную жесткость, предельно малые концентрации ионов железа и сероводорода, иметь минимальное количество биологических загряз- нений и не содержать грубых взвешенных частиц. Охлаждающая вода не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь нагревается.
В соответствии с назначением воду в системах производственно- го водообеспечения можно подразделить также на четыре категории:
вода I категории используется для охлаждения жидких и кон- денсации газообразных продуктов в теплообменных аппаратах без соприкосновения с продуктом, вода нагревается и практически не загрязняется;
вода II категории служит в качестве среды, поглощающей и транспортирующей растворимые и нерастворимые примеси без на- грева, вода загрязняется, но не нагревается (гидротранспорт, обо- гащение полезных ископаемых);
вода III категории используется также как среда, поглощающая и транспортирующая механические и растворенные примеси, но подвергается нагреву (улавливание и очистка газа, гашение кокса и т.п.);
вода IV категории служит в качестве экстрагента и растворите- ля реагента, например, при флотационном обогащении полезных ископаемых.
Для получения исходной воды с заданными потребителями свой- ствами необходима предварительная очистка или обработка воды.
Обработка воды с целью сделать ее пригодной для питья, хозяй- ственных или производственных целей представляет собой комплекс физических, химических и биологических методов изменения ее пер- воначального состава. Под обработкой воды понимают не только ее очистку от ряда нежелательных и вредных примесей, но и улучшение природных свойств путем обогащения ее недостающими ингредиента- ми.
Все многообразие методов обработки воды можно подразделить на следующие основные группы:
улучшение органолептических свойств воды (осветление,
обесцвечивание, дезодорация и др.);
обеспечение эпидемиологической безопасности (хлорирование,
озонирование, обработка ультрафиолетовыми лучами и т.п.);
кондиционирование минерального состава (фторирование и обесфторивание, обезжелезивание и деманганация, умягчение и обес- соливание и др.).
Метод обработки воды выбирают на основе предварительного изучения состава и свойств воды источника и их сопоставления с тре- бованиями потребителя. Выбор метода производят по данным технико- экономического анализа, руководствуясь минимальными затратами и высоким технологическим эффектом.
Количество воды, подаваемой на производственные нужды, должно соответствовать технологическим требованиям с учетом его влияния на выпускаемую продукцию и обеспечения надлежащих сани- тарно-гигиенических условий для обслуживающего персонала.
Определение количества воды, необходимой потребителю, осу- ществляется по удельным нормам водопотребления.
Нормой водопотребления считается целесообразное количество воды, необходимое для производственного процесса, установленное (или рекомендуемое) на основании передового опыта или научно- обоснованного расчета.
В укрупненную норму водопотребления входят все расходы воды на предприятии: производственные, хозяйственно-питьевые, бытовые и т.п.
Средние удельные расходы воды на производство некоторых ви- дов продукции (нормы водопотребления) приведены в табл.11.1.
Таблица 11.1
Удельные расходы воды на производство различных видов продукции
-
Вид продукции или технологический процесс
Расход воды, м3/т продукта
Переработка нефти
15-25
Производство: стали
220-245
чугуна
250-300
никеля
4000
Получение: серной кислоты
77
каустической соды
95-115
синтетического волок-
2500-5000
на
500-1000
пластмассы
400-800
бумаги и картона
2-13
цемента
Промышленные предприятия потребляют воду исходя из харак- тера и объема производства, состава исходного сырья и получаемого продукта, роли воды в технологических процессах, условий использо- вания воды и ее физико-химических показателей, схемы водоснабже- ния.
Наиболее крупными производственными потребителями воды яв- ляются металлургические и нефтеперерабатывающие заводы, тепло- электростанции, предприятия химической и целлюлозно-бумажной промышленности.