9. Схемы использования воды на предприятиях

По характеру использования воды системы производственного водоснабжения подразделяются на прямоточные, в которых воду после однократного использования очищают и сбрасывают в водоемы; обо- ротные, когда загрязненную воду очищают и охлаждают, а затем мно- гократно потребляют на том же объекте; с последовательным (повтор- ным) использованием воды, в которых воду, отработавшую в одном технологическом процессе, направляют для вторичного использования в другом производстве, после чего спускают в водоем. Схемы могут быть также комбинированными (смешанными), включающими выше- перечисленные.

При прямоточном и последовательном водоснабжении количест- во сточных вод, отводимых в водоем, определяется объемом воды, по- даваемым предприятию Q_п, за исключением безвозвратного расхода и потерь ее в одном или нескольких производствах Q_пп и при очистке Q_оч:

Q_cт=Q_п - (Q_пп+Q_оч).

Наиболее перспективны системы оборотного водоснабжения. Они исключают сброс сточных вод в водоем и являются в настоящее время обязательными для промышленности. Это диктуется дефицитом природных водоисточников и требованиями охраны окружающей сре- ды.

Оборотное водоснабжение можно осуществлять в виде единой схемы для всего промышленного предприятия (централизованная схе- ма) либо в виде отдельных циклов для одного цеха или группы цехов (децентрализованные схемы). В замкнутых схемах водоснабжения на предприятиях вместо свежей воды используют охлажденную незагряз-

ненную либо очищенную сточную воду. Свежая вода или вода других систем используется в них только для восполнения потерь.

На промышленных предприятиях применяют три основные схе- мы оборотного водоснабжения (рис.11.2).

В схеме с охлаждением воды она является теплоносителем и в процессе не загрязняется, а только нагревается; перед повторным ис- пользованием ее охлаждают. В качестве охлаждающих устройств сис- тем оборотного водоснабжения применяют пруды-охладители, брыз- гальные бассейны, башенные и вентиляторные градирни. Во всех уст- ройствах предусматривают большую площадь охлаждения воды, за счет чего возрастает эффект охлаждения. В прудах это достигается распределением потока теплой воды по зеркалу большого водоема, в брызгальных установках - созданием мелких капель, в градирнях - с помощью оросительных устройств. Пруды-охладители и брызгальные бассейны применяются при невысоких требованиях к эффекту охлаж- дения воды.

Добавочная вода

Рис.11.2. Схемы оборотного водоснабжения: а - с охлаждением воды; б - с очи- сткой воды; в - с очисткой и охлаждением воды

П - производство; НС - насосная станция; ОХ - охлаждение воды; ОС - очистка сточ- ной воды

Градирни используются при необходимости получения устойчи- вого и глубокого охлаждения воды. Башенные градирни выполняются в виде прямого усеченного или гиперболической формы конуса, от- крытого вверху и оборудованного внутри оросительными устройства- ми. Конус играет роль вытяжной башни, создающей естественную тягу за счет разности плотностей холодного наружного воздуха, поступаю- щего в градирню, и нагретого увлажненного воздуха на выходе из гра- дирни.

Потери воды от испарения Q_исп среднем составляют 2,5 %, от ка- пельного уноса на градирнях Q_ун 0,3-0,5 % от объема оборотной воды

Q_об. В схеме с очисткой вода в производстве не нагревается, но загряз- няется, потери воды Q_оч при этом колеблются в больших пределах в зависимости от способа очистки. В третьей схеме воду очищают и ох- лаждают. Для предотвращения накопления солей в оборотной воде часть ее сбрасывается в водоем (продувка или сброс Q_сбр). Во всех слу- чаях свежая вода добавляется лишь на восполнение потерь. Количест- во воды, сбрасываемой в водоем, составляет 5-10 %.

При создании замкнутых систем водного хозяйства на про- мышленных предприятиях резко уменьшается потребление свежей во- ды и расходы на строительство объектов водоснабжения и водоочист- ки, появляется возможность получения дополнительной товарной про- дукции, сокращения расходов сырья и вспомогательных материалов. Применение оборотного водоснабжения позволяет в 10-50 раз умень- шить потребление природной воды.

Эффективность использования воды в производстве оценивается рядом показателей.

Техническое совершенство системы водообеспечения определя- ется коэффициентом использованной оборотной воды К_об, %:

^Kоб

_ ^Qоб ^Qоб ^{ Q}ист

100.

Рациональность использования воды, забираемой из источника

Q_ист, оценивается коэффициентом использования свежей воды К_св:

K_св 

^Qист

• ^Qсбр

 1.

^Qист

Безвозвратное потребление воды и ее потери в производстве

К_п, %:

K_п 

^Qист ^Qоб

• ^Qсбр

• ^Qист

100.

Кратность использования воды, n:

_{n } ^Qсбр

• ^Qист

 1.

^Qист

В приведенных выражениях, Q_об, Q_ист, Q_сбр - количество воды ис- пользуемой соответственно в обороте, забираемой из источника и сбрасываемой в водоем.

Иногда с оборотной учитывают воду, поступившую с исходным сырьем, а также используемую в производстве последовательно.