14. Системы производственного водоснабжения

В течение длительного времени для систем производств. водоснабжения использовалась свежая вода из источника, при необходимости подвергаемая очистке на очистных сооружениях. эти воды. пройдя технологический цикл образуют сточные воды. Производственные сточные воды очищаются или совместно с городскими сточными водами на очистных сооружениях города, или отдельно на внеплощадочных очистных сооружениях предприятий. При такой схеме водного хозяйства сточные воды перед сбросом в водоем разбавляются водой. Кратность их разбавления составляет: для нефтеперерабатывающей промышленности до 60 раз, для целлюлозно-бум. от 20 до 40 раз, для производства синтетического волокна от 10 до 15 раз, синтетического каучука до 2000 раз, минеральных удобрений 10 раз, азотной промышленности 10 раз, кожевенной промышленности 20 раз. При недостаточной глубине очистки сточных вод, сбрасываемых в водоемы, наблюдается загрязнение поверхностных вод. Вид загрязнений зависит от функции воды, используемой в промышленности. При использовании в качестве теплоносителя происходит механическое и термическое загрязнение. загрязнение отрицательно сказывается на качестве воды: ухудшается санитарно-гигиенические параметры, происходит цветение воды. загрязнение оказывает негативное влияние на рыбное хозяйство. в крупных промышленных районах мира реки в значительной степени представляют собой смесь возвратных вод различной степени очистки, а некоторые из них непригодны для дальнейшего использования.

15. Схема прямоточной системы ВСН

1-река, 2-водозаборное устройство,3- очистные водопроводные сооружения, 4- насосная станция 2го подъема, 5- водоводы, 6- пром. предприятие, 7- сброс отработанной воды, 8- станция очистки сточных вод, 9- сброс воды в реку.

Прямоточная система предусматривает забор все возрастающих объемов воды по мере роста производства. Получить необходимое количество воды зачастую не представляется возможным или для этого требуется огромные капитальные вложения. для уменьшения воздействия сточных вод необходимо применение водоочистки (фильтрации, сорбции, ионообменной корректировки ионного состава), что тоже исключительно дорого. Поэтому более перспективным является путь уменьшения количества сбрасываемых сточных вод в водоем. в большинстве случаев для технологических операций не требуется вода питьевого качества, а необходимо только определить компоненты, оказывающие отрицательное влияние на качество получаемого продукта и их допустимую концентрацию в используемой воде. это позволяет осуществить повторное использование воды.

16. Схема с повторным использованием воды

1-река, 2-водозаборное устройство,3- очистные водопроводные сооружения, 4- насосная станция 2го подъема, 5- водоводы, 6- пром. предприятие, 7- сброс отработанной воды, 8- станция очистки сточных вод, 9- сброс воды в реку.

Система с повторным использованием воды представляет собой систему водного хозяйства. в которой свежая вода, пройдя технологический цикл на 1 из производств, участвует в технологическом процессе другого производства. Для осуществления такой системы необходимо, чтобы качество воды после использования на 1 производстве удовлетворяло требованиям технологического процесса второго производства. В противном случае необходима ее предварительная обработка на очистных сооружениях или охладителях. Применение этой системы позволяет сократить расходы свежей воды, создатюся лучшие условия охраны водоема от загрязнения, чем при прямоточной системе.

17. Схема оборотной системы ВСН

1-река, 2-водозаборное устройство,3- очистные водопроводные сооружения, 4- насосная станция 2го подъема, 5- водоводы, 6- пром. предприятие, 10-водоохлаждающая установка,11-сборный резервуар,12-насосная станция оборотной воды.

С целью сокращения забора свежей воды из источников и защиты их от загрязнений, широкое применение находит оборотная система ВСН, которая необходима в случае малой мощности природного источника или при больших затратах на подачу из него воды. Все системы, использующие воду в обороте делятся на: локальные, централизованные и смешанные.

В локальных системах вода после восстановления потребительских качеств используется в обороте одного или последовательно в нескольких процессах. В централизованных оборотных системах вода после различных операций проходит обработку единым потоком. после чего возвращается в производство. При смешанном ВСН воды одной оборотной системы используются в другой оборотной системе. например, из охлаждающей системы вода поступает в экстрагенную, из экстрагенной в транспортирующую.

Если оборотная система работает без какого-либо сброса оборотной воды в источник, то она является замкнутой. Вода из источника или другой системы поступает в нее только для восполнения потерь. Замкнутые – наиболее экологически-чистые системы. Создание замкнутых систем возможно при соблюдении следующих принципов ВСН. канализации и очистки вод:

1. ВСН и канализация должны рассматриваться в едином комплексе, когда на предприятии создается система водного хозяйства, включающая ВСН. канализацию и очистку вод.

2. В ВСН вместо свежей воды в основном используется очищенные производственные и городские сточные воды, а так же поверхностные стоки. Свежая вода из источников используется для особых целей и возмещения потерь

3. Очистка должна сводиться к регенерации отработанных технологических ресурсов с целью их повторного использования в производстве.

4. Методы, применяемые для восстановления потребительских качеств воды и технологических ресурсов должны обеспечивать одновременное извлечение ценных компонентов при минимальных затратах.

Эффективность использования воды промышленными предприятиями можно оценить несколькими методами, однако все они исходят из условия уменьшения потребления свежей воды, как для всего промышленного предприятия. так и для отдельных производств, цехов, установок.

18. Баланс воды в системах оборотного ВСН пром. предприятий

В схемах оборотного ВСН циркулирующая вода выполняет роль охлаждающего агента, отводя избыточную теплоту с поверхности нагрева теплообменного аппарата, машин, аппаратов и др. оборудования, установленного в цехах пром. предприятий. Также ее можно использовать на технологич. нужды различных производств.

В результате физико-химических и биологических процессов., происходящих в схеме, качественно и количественно изменяется состав воды, находящейся в обороте.

Оборотная вода многократно нагревается, остужается, частично теряется при испарении, капильно уносится в атмосферу и становится более минерализованной и обогащенной взвешенными веществами. При этом может возникнуть нарушение ее стабильности и вода приобретет коррозионные свойства или способность к отложению соли.

В связи с этим для компенсации потерь и восстановления качеств воды оборотные системы подпитывают добавочной водой.

Применяются различные методы обработки обратной и добавочной воды (осветление, стабилизация, умягчение ), на ряду с которыми осуществляется продувка системы(сброс части оборотной воды) с одновременным пополнением циркуяционного контура подпитываемой водой.

При составлении водного баланса оборотного ВСН нужно учитывать потери, сбросы и добавление воды в систему для сохранения качества воды.

Баланс воды в проектируемыхз системах следует делать отдельно на лето и зиму.

Убыль воды складывается из потерь:

1. Потери воды на производстве(Q_пп) – при использовании ее на технологические нужды. Определяются технологическим расчетом и = разности подаваемой и отведенной от производства воды(Q_пп = Q_п-Q_o)

2. Потери в результате испарения (Q_исп) в охладителях открытого тепла . Определяется из теплового расчета охладителей или по формуле( ), коэффициент потери воды на испарение, принимается в завис. от t воздуха; - расход оборотной воды, отведенной от производства на отопление( ); - перепад температуры воды до и после охлаждения.

При охлаждении продукта в теплообменнике оросительного типа потери воды на испарение вычисл. по формуле: ( )

3. Потери из системы в результате уноса: ( ), зависят от типа конструкции и размеров охладителя. - коэффициент потерь воды на унос.

4. Потери воды на фильтрацию через основания и ограждающие дамбы водохранилищ и прудов-охладителей. Расчет на основании данных гидрогеологических изысканий. Для брызгальных бассейнов и водосборных резервуаров градирен не учитываются.(Q_ф)

5. Потерт и на собственные нужды очистных сооружений, связанные с необходимостью частичной обработки оборотной воды от загрязнений взвешенными веществами, поступающими в систему с добавочной водой. ( ) Устанавливается в зависимости от принятой схемы и допустимого содержания взвешенных веществ в оборотном контуре.

6. Потери воды, вызванные продувкой системы с целью снижения солесодержания оборотной воды.(Q_сбр) Количество воды, подлежащее сбросу, для поддержания в неизменном виде заданной концентрации какого-либо растворенного вещества не выше опред. по формуле: ; концентрация растворенного вещества в воде, добавляемого в оборотную систему(г/м³); концентрация того-же вещества в воде, допускаемого в оборотной воде(г/м³). В реальных схемах ВСН Q_сбр устанавливается технико-экономическим расчетом.

Добавочная вода для компенсации потерь :

19. Основные элементы систем ВСН

Схемы ВСН состоят из взаимосвязанных сооружений, предназначенных для обеспечения водой какого-либо объекта (город, предприятие и.т.д).

Системы ВСН, обеспечивающие водой отдельные районы страны или группы различных населенных пунктов и других объектов, называются районными или групповыми системами ВСН.

Задачи ВСН : получение воды из природного источника, улучшение ее качества в соответствии с требованиями потребителей, транспортировка на территорию объекта и подача по всем заданным точкам отбора, при этом в точках отбора должны быть обеспечены заданные давления в трубах.

В соответствии с требованиями в состав ВСН входят:

1. Водозаборное сооружение, осуществляющее забор воды из природных источников.

2. Насосные станции (водоподъемные сооружения), создающие требуемое давление в водопроводных трубах для подачи заданных расходов воды на заданную высоту.

3. Сооружения для очистки и обработки воды, осуществляющие улучшение качества воды в соответствии с требованиями потребителя.

4. Водоводы и водопроводные сети, транспортирующие воду к местам потребления.

5. Регулирующие и запасные ёмкости(резервуары различных типов для хранения и аккамулирования воды )

Водоводы + насосы + регулирующие ёмкости = система подачи распределенной воды.

20. Схема расположения основных сооружений системы ВСН города при использовании природного источника воды

1. водозаборное сооружение

2. насосная ст.1 подъема

3. очистные сооружения

4. сборный резервуар

5. насосная ст.1 подъема

6. водоводы

7. напорная регулирующая емкость

8. развод.сеть

Когда очистные сооружения и резервуар чистой воды располагаются на достаточно высоких отметках местности, очищенная вода может подаваться объекту по водоводам самотеком, и таким образом отпадает необходимость в насосной станции 2 подъема, в отдельных случаях оказывается целесообразным располагать очистные сооружения и связанный с ними резервуар чистой воды и насосная ст.2 подъема вблизи снабжения водой объекта, если качество воды природного источника позволяет исп. его воду без очистки потреб. в очистные сооружения отпадают и система упрощается, это относится к случаям использования некоторых видов подземных вод (ключей, артезианских вод), для снабжения в насел. пунктах, а так же использование без очистки воды поверх. водоемов для снабжения предприятий ряда отраслей пром. производства не предъявляет высоких требований к качеству воды, напорная регулирующая емкость(водонапорная башня или резервуар) располож. на выс. отметках местности и может располагаться в различных точках территории объекта в зависимости от сочетания планировки объекта и рельефа местности.

Хозяйственно-питьевой водопровод пром. пред: полученную воду от общего городского или районного водопровода, при их отсутствии орг. самостоятельные источники всн (водоснабжение),подачу воды из городской сети хоз. питьевой водопровод пред-я осущ. по двум или нескольким вводам различных магистральных линий город. сети, если требуется свободный напор водопровода сети пред-я превышающий свободный напор водопровода сети города, то строят повысит. насос станции, а иногда уст-т регулир. емкости, позволяющие забирать равномерно воду из город. водопровод ав теч. суток, в этом случае на пред. возводят напорно-рег. сооружения (пневмат.уст) или водонапорные башни для поддержания треб.напора.

21. Хозяйственно-питьевой водопровод. Схемы подключения внутризаводской водопроводной сети к городскому водопроводу

1 схема через насосы повыс.напора

1-магистраль городской водопроводной сети

2- насос с насосами повыс. напора воды

3-внутризаводская водопроводная сеть

4-водонапорная башня

2 схема через насосы повыс. напора и регул. емкость

1-магистраль городской водопроводной сети

2- насос с насосами повыс. напора воды

3-внутризаводская водопроводная сеть

5-регулир. емкость

3 схема через насосы повыс. напора и запас. емкость

1-магистраль городской водопроводной сети

2- насос с насосами повыс. напора воды

3-внутризаводская водопроводная сеть

6-запас. емкость

Хозяйственно-питьевой водопровод может быть объединен с производственным, если требования к качеству воды для цели производства те же, что и для хозяйственно-питьевого водоснабжения, объединяют эти водопроводы и на мелких предприятиях, где эконом. целесообразно устраивать сам. водопровод.

22. Схемы противопожарного ВСН

Схема противопожарного водопровода высокого давления, объединенного с хозяйственно-питьевым водопроводом.

1 – резервуар

2 – насосная станция

3 – хозяйственно- питьевые насосы

4 – пожарные насосы

5 - сеть

6 - водонапорная башня

Противопожарный водопровод высокого давления объединенный с производственным водопроводом организуют в редких случаях, когда при пожаре приходиться подавать под высоким давлением все количество воды, предназначенной для производственных нужд.

Противопожарный водопровод низкого давления объединенный с производственным строят на производствах, где пожарный расход по сравнению с производственным не велик и не влияет на напор производственного водопровода.

Однако, если для пожарных нужд необходим пуск добавочного насоса возможно понижение напора в сети, что не всегда допускается требованиями технологии.

Отбор воды на наружное пожаротушение производиться от сети объединяющего производственного и противопожарного водопровода низкого давления, а на внутреннее пожаротушение от внутренних хозяйственно производственных водопроводов.

Такая схема рациональна, потому что внутренняя сеть в этом случае подает воду как на хозяйственно питьевые нужды, так и на нужды пожаротушения.

Противопожарный водопровод низкого давления, объединенный с хозяйственно-питьевым водопроводом рассчитывают таким образом, чтобы во время пожара увеличивалось только количество подаваемой воды, напор сети поддерживается не ниже 10 м.

Противопожарный водопровод объединяют иногда одновременно с хозяйственно питьевым и производственным водопроводами.

Сеть получается единой, и водопроводы могут быть высокого и низкого давления.

Выбор той или иной системы зависит от характера производства занимаемой им территории, характеристики пожарной огнеопасности производства, дебита источников всн и технико-экономических показателей, а также местных условий рассматриваемого объекта.

При больших производственных расходах воды более рациональной в ряде случав оказывается схема противопожарного водопровода высокого давления объединенного с хозяйственно-питьевым водопроводом. Если на объекте существует пожарный водопровод низкого давления, то он может быть объединен с производственным при условии достаточного обхвата водопроводной сетью зданий и сооружений на территории объекта.

На выбор схемы водопровода оказывает влияние характеристики внутреннего противопожарного водопровода сплинкерно-дренчерного оборудования, а также стационарных установок пожаротушения.

Внутренний противопожарный водопровод.

Бывает простой, оборудованный пожарными кранами, полуавтоматический и автоматический. Простой противопожарный водопровод имеет сеть общую с производственным водопроводом.

В этом случае к разводящим магистральным линиям присоединяют стояки, оборудованные пожарными кранами. Стояки предназначены для тушения пожара внутри здания. Полуавтоматический, противопожарный водопровод (дренчерная установка) предназначен для создания водяных завес, а также для одновременного тушения пожара по всей расчетной площади помещения.

Он состоит из сети труб со специальными насадками дренчерами, для разбрызгивания воды. С помощью дренчерных установок в случае пожара в первом цехе можно изолировать другие цехи. Для приведения в действие дренчерной установки необходимо открыть вентиль на водопроводной магистрали.

Автоматический противопожарный водопровод сплинкерное устройство устанавливают в соответствии с инструкций по проектированию установок автоматического пожаротушения на промышленных предприятиях, где быстрое распространение огня может привести к тяжелым последствиям.

Сплинкерное устройство состоит из сети постоянно наполненных водой разводящих труб с закрытыми водоразбрызгивающими насадками сплинкерами, водопитательного бака воздушной трубы и насосной установки. При возникновении пожара повышается температура воздуха, плавиться легкоплавкий припой замка при температуре < 72 C°., закрывающего отверстие диафрагмы и открывающее отверстие разбрызгивателя при температуре > 72 C°. Струя воды ударяется о розетку расположенную ниже отверстия и разбрызгивается во все стороны. Одновременно контрольно-сигнальный клапан автоматически пропускает воду разводящую сеть и дает сигнал пожарной тревоги.

Насосы включаются автоматически и подают воду в сеть для тушения пожара. Разбрызгиватели устанавливают из расчета 1 насадка на 9 м² пола. Используют также автоматические противопожарные водопроводы с открывающимися разбрызгивателями. В виде таких же насадок как закрытые сплинкерные отверстия в них диаметром 6-13 мм не закрыты. Устройство внутренних противопожарных водопроводов обязательно в административных зданиях промышленных предприятий высотой 6 этажей и более, в зданиях общественного питания и бытового обслуживания при объеме здания 5 м² и более.