5. Расчет водопотребления и водоотведения

УГЦ «Укрспецвагон»

Годовой объем водопотребления для предприятия определяется по формуле:

W_общ = W_тех + W_всп + W_хп

где:	Wтех	годовой объем свежей воды на технологические цели предприятия, м³/год;
	Wвсп	годовой объем свежей воды на вспомогательное производство, м³/год;
	Wхп	годовой объем свежей воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия, м³/год.

5.1. Расчет норм водопотребления и водоотведения

(технологические нужды основного производства).

Расчет годового объема потребления воды на технологические нужды предприятия УГЦ «Укрспецвагон» определяется по формуле:

W_тех = W_тех1 + W_тех2 + W_тех3 + W_тех4 + W_тех5 + W_тех6 + W_тех7, м³/год

где:	Wтех1	годовой объем воды, необходимый на нужды вагонно-ремонтного цеха, м³/год;
	Wтех2	годовой объем воды, необходимый на нужды колесо-тележечного цеха, м³/год;
	Wтех3	годовой объем воды, необходимый на нужды кузнечно-механического цеха, м³/год;
	Wтех4	годовой объем воды, необходимый на нужды ремонтно-механического цеха, м³/год;
	Wтех5	годовой объем воды, необходимый на нужды заготовительного цеха, м³/год;
	Wтех6	годовой объем воды, необходимый на нужды ремонтно-строительного цеха, м³/год;
	Wтех7	годовой объем воды, необходимый на испытание цистерн, м³/год;

Вагоно-ремонтный цех

В вагоно-ремонтном цехе проводится наружная и внутренняя обмывка вагонов и цистерн, которая проводится перед и после ремонта вагонов. Обмывка осуществляется горячей водой по оборотному циклу.

Годовой объем оборотной воды на наружную и внутреннюю обмывку подвижного состава определяется по формуле:

W^об = ∑N_і • q_і , м³/год

где:	Nі	количество крытых и открытых вагонов, и цистерн соответственно, N1 = 2633 шт, N2 = 3106 шт, N3 = 861 шт;
	qі	норма расхода воды на обмывку одного крытого, открытого вагонов и цистерн, q1 = 2,8 м³/вагон, q2 = 4,2 м³/вагон, q3 = 2,5 м³/цистерну [1]

Наружная обмывка вагонов и цистерн

W^об = 2633 • 2,8 + 3106 • 4,2 + 861 • 2,5 = 22570,1 м³/год

Норматив потребления свежей воды для восполнения потерь на испарение, унос и продувку системы составляет: q₁ = 0,35 м³, q₂ = 0,5 м³, q₃ = 0,35 м³ на один вагон [1], тогда годовой объем свежей воды составит:

W_тех1 = 2633 • 0,35 + 3106 • 0,5 + 861 • 0,35 = 2775,9 м³/год

Объем потерь на один вагон составит q₁ = 0,2 м³, q₂ = 0,29 м³, q₃ = 0,2 м³ [1], тогда годовой объем свежей воды составит:

W^бп_тех1 = 2633 • 0,2 + 3106 • 0,29 + 861 • 0,2 = 1599,5 м³/год

Водоотведение составит:

W^во_тех1 = 2775,9 – 1599,5 = 1177,4 м³/год

Вода циркулирует в моечных машинах до состояния грязи, которая затем выводится в специально отведенные для этих целей места свалки.

Внутренняя обмывка цистерн

Принимаем: N₄ = 368 шт – цистерн для перевозки нефтепродуктов;

N₅ = 493 шт – остальные цистерны;

q₁ – норма расхода воды на промывку цистерн для перевозки нефтепродуктов q₄ = 10 м³/цистерну, q₅ = 3,5 м³/цистерну остальных цистерн(технологический регламент).

W^об = 368 • 10 + 493 • 3,5 = 5405,5 м³/год

Годовой объем свежей воды, необходимый на подпитку оборотной системы составит:

W^св _тех1 = ∑N_і • q_і , м³/год

Принимаем q_i – норма расхода свежей воды на подпитку оборотной системы q₄ = 0,35 м³, q₅ = 0,11 м³.

W^св _тех1 = 368 • 0,35 + 493 • 0,11 = 183,0 м³/год

Годовой объем потерь составит:

W^бп _тех1 = 368 • 0,06 + 493 • 0,2 = 120,7 м³/год

где: q₁ = 0,06 м³/вагон, q₂ = 0,2 м³/вагон – норма расхода объема потерь [1]

Годовой объем водоотведения составит:

W^во _тех1 = 183,0 – 120,7 = 62,3 м³/год

Пропарка цистерн

Годовой объем воды (пара) необходимый на пропарку цистерн определяется по формуле:

W_п = q • t • N •T + W^п_тр, м³/год

Где:	q	– норма расхода пара на пропарку цистерн q = 0,26 м³/час;
	t	– время пропарки: t = 2 часа.
	N	– количество цистерн, которые подвергаются пропарке N = 368 шт.
	T	– количество робочих дней в году T = 252 дня;
	Wптр	- расход пара при транспортировании (составляют 4% от количества полученного пара на технологические нужды по техрегламенту котельной)

W^п_тр = 50385,6 · 0,04 = 2015,4 м³/год

W_п = 0,26 • 2 • 252 • 368 + 2015,4 = 50385,6 м³/год

Безвозвратное водопотребление составляет 100 % т.е,

W^бв_п = 50385,6 м³/год

Таким образом, годовой объем оборотной воды составит:

W^об _тех1 = 22570,1 + 5405,5 = 27975,6 м³/год

Годовой объем свежей воды по вагонно-ремонтному цеху составит:

W _тех1 = 2275,9 + 183,0 + 50385,6 = 53344,5 м³/год

Годовой объем потерь составит:

W^бп _тех1 = 1599,5 + 120,7 = 1720,2 м³/год

Годовой объем безвозвратного водопотребления составит:

W^бв _тех1 = 50385,6 м³/ год

Годовой объем водоотведения составит:

W^во _тех1 = 53344,5 – 1720,2 – 50385,6 = 1238,7 м³/год

Колесо-тележечный цех

Здесь проводится обмывка рам, тележек и колесных пар подвижного состава горячей свежей водой в моечных машинах ММД.

Годовой объем, потребляемой оборотной воды, определяется по формуле:

W^об_тех2 = ∑N_i • q_i, м³/год

где:	Ni	количество ремонтируемых в год тележек и колесных пар, N1=13200 шт, N2=29834 шт;
	qi	норма расхода оборотной воды, q1 = 2,8 м³/шт, q2 = 1,6 м³/шт. соответственно.

W^об_тех2 = 13200 • 2,8 + 29834 • 1,6 = 84694,4, м³/год

Объем свежей воды для восполнения потерь и продувки оборотной системы равен:

W_тех2 = 13200 • 0,2 + 29834 • 0,09 = 5325,1 м³/год

где:	0,2 м³/шт	- норматив для рам и тележек; [1]
	0,09 м³/шт	- норматив для колесных пар. [1]

Годовой объем безвозвратных потерь составляет:

W^бп_тех2 = 13200 • 0,06 + 29834 • 0,01 = 1090,3 м³/год

где:	0,06 м³/шт	- норматив потерь для рам и тележек; [1]
	0,01 м³/шт	- норматив потерь для колесных пар. [1]

Объем водоотведения сточных вод составит:

W^во_тех2 = 5325,1 – 1090,3 = 4234,8 м³/год

Вода циркулирует в моечных машинах до состояния грязи, которая затем вывозится в места свалки, определенные санэпидемстанцией.

Кузнечно-механический цех

В цехе вода используется для охлаждения кузнечного горна, охлаждения матрицы и пуансона.

Охлаждение горна, матрицы и пуансона проводится водой питьевого качества по прямоточной системе.

Годовой объем свежей воды определяется по формуле:

W_тех3 = q • Т, м³/год

где:	q	суточный расход воды на охлаждение (данные предприятия) q = 7,8 м³/сут.
	Т	количество рабочих дней, Т = 252дн.

W_тех3 = 7,8 • 252 = 1965,6, м³/год

Объем безвозвратных потерь составит 15 %:

W^бп_тех3 = 1965,6 • 0,15 = 294,8 м³/год

Объем водоотведения составит:

W^во_тех3 = 1965,6 – 294,8 = 1670,8 м³/год

Ремонтно-механический цех

В цехе вода используется при закалке деталей. Средние размеры обрабатываемых деталей составляют 1,0 х 0,6 х 0,35 м, а их средний объем 0,21 м³.

По техрегламенту объем бака для закалки деталей составляет не менее 3-х кратного объема деталей и равен 0,63 м³.

Расход свежей воды по данным предприятия составляет 0,25 л/сек. или 0,9 м³/ч. При работе 6 часов в смену и 2-х сменной работе годовой объем водопотребления составит:

W_{. тех4.} = 0,9 • 6 • 2 • 252 = 2721,6 м³/год

Объем потерь на испарение составит 10%:

W^бп_{. тех4} = 2721,6 • 0,1 = 271,2 м³/год

Объем водоотведения будет равен:

W^во_тех4 = 2721,6 – 272,2 = 2449,4 м³/год

Приготовление эмульсии

Годовой объем свежей воды на приготовление эмульсии при норме расхода воды 0,755 м³/час и работе 12 часов в сутки, составит:

W_тех4 = 0,755 • 12 • 252 = 2283,1 м³/год

Расход свежей воды на приготовление эмульсии классифицируется, как безвозвратное водопотребление:

W^бв _тех4 = W_тех4 = 2283,1 м³/год

Всего водопотребление на нужды цеха составит:

W_тех4 = 2721,6 + 2283,1 = 5004,7 м³/год

Объем безвозвратных потерь составит:

W^бп_тех4 = 271,2 м³/год

Объем безвозвратного водопотребления составит:

W^бв_тех4 = 2283,1 м³/год

Объем водоотведения составит:

W^во_тех4 = 5004,7 – 271,2 – 2283,1 = 2450,4 м³/год

Аккумуляторное отделение

Здесь проводится промывка, заправка и доливка кислотно-щелочных аккумуляторов. Промывка проводится питьевой водой, а для заправки и доливки используется дистиллированная вода. Ежедневно обрабатывается 5 аккумуляторных батарей.

Годовой объем водопотребления равен:

W_{тех 5} = q • n • Т, м³/год

где:	q	норматив на промывку аккумуляторной батареи, м³/шт, q= 0,05 м³/шт; [1]
	n	количество батарей n = 5шт;
	Т	количество рабочих дней, Т = 252дн.

W_тех5 = 0,05 • 5 •252 = 63,0 м³/год

Объем потерь составит 10% т.е.

W^бп_{. тех5} = 0,1 • 63,0 = 6,3 м³/год

Объем водоотведения будет равен:

W^во _тех5 = 63 – 6,3 = 56,7 м³/год

Ремонтно-строительный цех

В ремонтно-строительном цехе изготовляют арболит-шлакоблоки и цементные кольца. При производстве шлакоблоков и цементных колец оптимальное количество свежей воды в бетонной смеси (водосодержание л/м³) должно обеспечить необходимую подвижность или жесткость бетонной смеси.

Годовой объем свежей воды на приготовление бетонной смеси при жесткости 60-80 сек определяется по формуле:

W_техб = q • n • z • T

где:	q	технологическая норма расхода воды на изготовление 1 м³ бетона, q = 0,145 м³/м³ бетона (согласно техрегламента);
	n	объем изготовления железобетона в смену, n = 200 м³/смену;
	z	количество смен, z = 1;
	T	количество рабочих дней в году, T = 252 дня.

W_техб = 0,145 • 200 • 1 • 252 = 7308,0 м³/год.

Безвозвратное водопотребление составляет 100%, т.е.

W^бв_техб = 7308,0 м³/год, а водоотведение W^во_б = 0 м³/год

Орошение исходных материалов, подаваемых в дозатор для приготовления бетонной смеси.

Потребление воды на орошение исходных материалов определяется эксплуатационным расходом воды через диаметр орошаемой трубы. Согласно СНиП 2.04.01.-85 расход воды через диаметр трубы равной ¾ дюйма составляет 2 м³/час.

Тогда, годовой объем свежей воды на орошение исходных материалов определяется по формуле:

W_о.м = q • t • z • T

где:	q	норма расхода воды на орошение исходных материалов, q = 2 м³/час;
	t	количество часов орошения в смену, t = 4 часа;
	z	количество смен, z = 1;
	T	количество рабочих дней в году, T = 252 дней.

W_о.м = 2 • 4 • 1 • 252 = 2016,0 м³/год.

Безвозвратное водопотребление составляет 100%, т.е.

W^бв_о.м = 2016,0 м³/год, а водоотведение W^во_о.м = 0 м³/год

Изготовление масляной эмульсии для смазки форм.

Для изготовления эмульсии для смазки форм расходуется 0,4 л воды на 1 м³ железобетона.

Тогда, годовой объем свежей воды на изготовление масляной эмульсии определяется по формуле:

W_м.э = q • Q • 0.001, м³/год

где:	q	норма расхода воды на приготовление эмульсии на 1 м³ железобетона, q = 0,4 л/м³;
	Q	годовой объем производства железобетона, Q = 200 .м³.

W_м.э = 0,4 • 200 • 0.001 = 80,0 м³/год.

Безвозвратное водопотребление составляет 100%, т.е.

W^бв_м.э = 80,0 м³/год, а водоотведение W^во_м.э = 0 м³/год

Всего водопотребление на нужды ремонтно-строительного цеха составит:

W^вп_тех6 = 7308,0 + 2016,0 + 80,0 = 9404,0 м³/год

Тогда, безвозвратное водопотребление составит:

W^бв_{тех 6} = W^вп_рсц = 9404,0 м³/год

Испытание цистерн на герметичность

На предприятии согласно техрегламента осуществляется испытание цистерн на герметичность. В сутки испытаниям подвергаются 5-12 цистерн V = 60 м³ каждая. На эстакаде устанавливается до семи цистерн. Процесс испытаний происходит при повторно-последовательном использовании воды по следующей схеме: заполняется первая цистерна, затем вторая и т.д. и по завершению цикла вода сбрасывается в канализацию. Определяется дефект цистерн, устраняется и вновь проводится испытание цистерн на герметичность по той же схеме.

Годовой объем свежей воды на испытание железнодорожных цистерн определяется по формуле:

W_{тех 7} = q • n • T • К, м³/год

где:	q	объем цистерны, q = 60 м³;
	n	количество цистерн подвергающихся проверки на герметичность в сутки, принимаем n = 7 шт;
	T	количество рабочих дней в году, T = 252 дней.
	К	коэффициент заполнения цистерн К = 0,95

W_{тех 7} = 60 • 0,95 • 7 • 252 = 100814,4 м³/год.

Объем безвозвратных потерь составит 1,5 %, т.е

W^бп_тех7 = 0,015 • 100814,4 = 1512,2м³/год

Годовой объем водоотведения составит:

W^во_{тех 7} = 100814,4 – 1512,2= 99302,2м ³/год

Таким образом, объем водопотребления в технологическом процессе основного производства составит:

W_тех = W_тех1 + W_тех2 + W_тех3 + W_тех4 + W_тех5 + W_тех6 + W_тех7

W_тех = 53344,5 + 5325,1 + 1965,6 + 5004,7 + 63,0 + 9404,0 + 100814,4 =

= 175921,3 м³/год.

Объем безвозвратного водопотребления составит:

W^бв_тех = W^бв_{т ех1} + W^бв_{т ех4} + W^бв_тех7

W^бв_тех = 50385,6 + 2283,1 + 9404,0 = 62072,7 м³/год.

При этом объем безвозвратных потерь воды составит:

W^бп_тех = W^бп_тех1 + W^бп_тех2 + W^бп_тех3 + W^бп_тех4 + W^бп_тех5 + W^бп_тех7

W^бп_тех = 1720,2 + 1090,3 + 294,8 + 271,2 + 6,3 + 1512,2 = 4895,0 м³/год.

Отсюда объем водоотведения составит:

W^во_тех = W^во_тех1 + W^во_тех2 + W^во_тех3 + W^во_тех4 + W^во_тех5 + W^во_тех7

W^во_тех = 1238,7 + 4234,8 + 1670,8 + 2450,4 + 56,7 + 99302,2 = 108953,6 м³/год.

Объем оборотной системы составит:

W^об_тех = 27975,6 + 84694,4 = 112670,0 м³/год