70

ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И

АРХИТЕКТУРЫ

КАФЕДРА ВОДОСНАБЖЕНИЯ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

ВОДОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

Составили: профессор ГРАБОВСКИЙ П.А.,

доцент Ларкина г. м.

ОДЕССА, 2006

оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

1. Системы водоснабжения промышленных предприятий 4

1.1. Нормы, режимы водопотребления. 4

1.2. Требования к качеству воды. 5

1.3. Системы водного хозяйства предприятий 5

2. ВОДНЫЙ БАЛАНС ПРЕДПРИЯТИЯ. 9

2.1. Потери воды в системе. 9

2.2. Примеры составления балансовых схем 10

2.3. Показатели эффективности оборотных систем 11

3. ОХЛАЖДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ ПРОМЫШЛЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ. 12

3.1. Классификация методов охлаждения. 12

3.2. Механизм охлаждения. 12

3.3. Конструкции охладителей. 13

3.3.1. Водохранилища, пруды – охладители. 13

3.3.2. Брызгальные бассейны. 14

3.3.3.Градирни. 15

3. 4. Принципы расчета охладителей. 19

4. Обработка охлаждаемой воды 20

4.1. Предотвращение механических отложений. 20

4.2 Биообрастания и цветение воды. 20

4.3. Предотвращение отложений. 20

4.3.1. Подкисление. 21

4.3.2. Рекарбонизация. 22

4.3.3. Фосфатирование. 22

4.4. Защита от коррозии. 22

4.5. Хранение и дозирование реагентов. 22

5. Стабилизация воды. 23

5.1. определение стабильности воды. 23

5.2. Технология стабилизационной обработки воды. 24

5.2.1. положительный индекс стабильности. 24

5.2.2. отрицательный индекс стабильности. 24

6. умягчение воды. 25

6.1. определение жесткости воды. 25

6.2. Методы умягчения. 25

6.2.1. известкование воды. 26

6.2.2. Известково-содовый метод. 26

6.2.3. Фосфатный метод. 28

6.2.4. Бариевый метод. 28

6.2.5. Термохимическое умягчение. 28

7. УМЯГЧЕНИЕ воды катионированием. 28

7.1. Физические свойства катионитов. 29

7.2. Технологические схемы катионирования. 30

7.3. Регенерация катионита. 33

7.4. Конструкции катионитовых фильтров. 34

7.5. Принципы расчета сооружений умягчения воды. 35

7.6. Дегазаторы. 37

8. РЕАГЕНТНОЕ хозяйство станций умягчения воды. 37

8.1. Реагентное умягчение. 37

8.2. Катионитовое умягчение. 39

9. ОБЕССОЛИВАНИЕ и опреснение воды. 40

9.1. Методы обессоливания воды. 41

9.3. Обессоливание дистилляцией. 41

9.4. Солнечное опреснение. 43

9.4. Опреснение замораживанием. 44

9.5. Ионитовое обессоливание воды. 45

9.5.1. Основные технологические схемы обессоливания. 45

9.5.2. Принципы расчета ионообменных фильтров для обессоливания воды. 47

9.6. Обессоливание обратным осмосом. 48

9.7. Электродиализ. 50

10.Обескремнивание воды. 52

11. Дегазация воды 55

11.1. Физические методы. 56

11.2. Химические методы дегазации. 57

12. Обезжелезивание и деманганация воды. 59

12.1. Технологии обезжелезивания воды. 60

12.2. упрощенная аэрация. 61

12.3. Глубокая аэрация. 62

12.4. “сухое фильтрование”. 63

12.5. Обезжелезивание воды в водоносном слое. 63

12.6. Деманганация воды. 63

13. Фторирование и обесфторивание воды. 64

13.1. технологии фторирования. 64

13.2. Обесфторивание воды. 66

14. Особенности водоснабжения предприятий различных отраслей. 67

14.1. Предприятия черной металлургии. 67

14.2. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность. 69

14.3. Химическая промышленность. 71

14.4. Тепловые станции. 71

15. Повторное использование воды и обработка осадка. 73

15.1. Технологические схемы и сооружения для повторного использования воды. 74

15.2. Обработка осадка. 76

16. Основные проблемы промышленного водоснабжения. 81

литература 83

Введение

Курс «водоснабжение промышленных предприятий» базируется на дисциплинах: водоснабжение, химия воды, насосы и насосные станции, гидравлика и др.

1. Вода в промышленном предприятии расходуется на следующие нужды:

• хозяйственно-бытовые,

• противопожарные,

• технологические.

2. Водоснабжение промышленных предприятий тесно связано с экологией, поскольку здесь большие количества воды отбираются из источников и сбрасываются в них. Водопотребление в промышленности в СССР составляло около 30% общего водопотребления (в 1985г.). Сейчас в Одессе промышленность потребляет 12-15% общего расхода города.

3. Вода на предприятиях используется для следующих основных технологических нужд:

• как теплоноситель для охлаждения оборудования - этот расход в среднем составляет 70-80 % общего водопотребления;

• входит в состав продукции - производство напитков, пищевая промышленность и т.п.;

• для получения пара- 15-20 %;

• в качестве среды для гидротранспорта;

• для мойки сырья, оборудования, готовой продукции.

4. Объемы водопотребления очень велики - это связано с несовершенством основной технологии. Нормы водопотребления очень высокие (м³/т):

• нефть –10,

• сталь – 20,

• бумага – 200,

• шерсть – 600,

• шелк – 2700,

• лавсан - 4200,

• капрон – 5600,

• теплоэлектростанции на 1 млн. кВт - 1,2-1,6 км3 в год, атомные электростанции – в 1,5-1,6 раз больше.

Для сравнения водопользование в сельском хозяйстве – на 1 т пшеницы потребляется 750 м³ воды; рис и хлопок –3000-4000 м³.

1. Системы водоснабжения промышленных предприятий

1. Нормы, режимы водопотребления.

Методика определения расчетных расходов на хоз-бытовые и противопожарные нужды рассматривалась в курсе водоснабжения.

Нормы на технологические нужды зависят от факторов:

• вида выпускаемой продукции,

• применяемой технологии,

• вида и качества сырья,

• климатических условий.

При реальном проектировании нормы определяют путем обследования предприятий, нормы согласовываются с технологами предприятия. Для грубых оценок используют нормы СЭВ - ВОДГЕО. При определении расчетных расходов следует учитывать изменения объемов выпускаемой продукции в течение года, а также сезонные колебания нормы водопотребления.

Среднесуточный расход предприятия вычисляется по формуле:

Q_c=W_c p,

где W_c- средний объем выпускаемой продукции;

р - норма расхода воды на единицу продукции,

а если предприятие выпускает несколько (m) видов продукции, то расход воды составит

Q=ΣW_i P_i (i=1,2....m).

Расход в сутки максимального потребления равен

Q_max= ΣW_i P_iK_maxK_л,

а для суток минимального водопотребления-

Q_min= ΣW_i P_iK_minK _з,

• где K_max, K_min-коэффициенты изменения объема выпуска продукции;

• K_л, K _з - коэффициенты изменения нормы водопотребления летом и зимой.

Расчетные часовые расходы определяются по графикам водопотребления, либо вычисляются с помощью коэффициентов часовой неравномерности:

q=Q k_час /24.

1.2. Требования к качеству воды.

1. Безвредность для здоровья работников предприятия (в том числе обычно предъявляются и требования по органолептическим параметрам – отсутствие сильного запаха).

2. Вода не должна ухудшать качество продукции.

3. Не вызывать коррозию труб и оборудования.

4. Не должны образовываться трудно удаляемые отложения на внутренней поверхности труб и оборудования.

5. Не должно быть биообрастания сооружений.

Требования к качеству технологической воды в предприятиях могут быть и выше и ниже, чем в хоз-питьевом водоснабжении. Так, очень высокие требования к качеству предъявляются в электронной промышленности, к воде для подпитки котлов высокого давления. И совершенно ни к чему очень чистой водой осуществлять гидротранспорт золы. Требования к качеству воды на предприятиях должны быть согласованы с технологами.

Воду на предприятиях по качеству условно делят на группы:

1. Для охлаждения оборудования – вода только нагревается, но не загрязняется.

2. Среда для транспортировки или поглощающая (обогащение, гидротранспорт и т.п.) – вода только загрязняется, но не нагревается.

3. Охлаждение и транспорт (улавливание и очистка нагретых газов, гашение кокса и т. п.)- вода и нагревается и загрязняется.

4. Специально подготовленная вода (умягченная, обессоленная, захоложенная и т. п.).

Иногда воду на предприятиях классифицируют так:

• техническая,

• питьевая,

• оборотная.