Глава 2. Основные схемы систем производственного водоснабжения

В практике производственного водоснабжения нашли применение следующие системы: прямоточные; прямоточные с повторным использованием воды; оборотные: комбинированные; замкнутые.

Простейшая прямоточная система производственного водоснабжения (рис. 2.1,а) включает в свой состав водозаборные сооружения2, водопроводные сети и выпуск3отработанной воды в водоисточник1. Такая схема может применяться при наличии мощного водоисточника. При этом качество воды в источнике водоснабжения должно соответствовать требованиям водопотребителя, а качество отработанной воды должно отвечать требованиям, предъявляемым к сбросу стоков в водоем. Наиболее часто по такой схеме обеспечиваются водой водопотребители первой категории.

Рис. 2.1. Схемы прямоточных, систем водоснабжения;а- простейшая;б- с очисткой природной и отработанной воды;1- поверхностный источник водоснабжения;2- водозабор с насосной станцией;3- выпуск отработанной воды;4- сооружения для улучшения качества воды водоисточника;5- сооружения для обработки отработанной воды;П- производственный водопотребитель

В схеме б(рис. 2.1) в отличие от предыдущей схемы имеются сооружения4для улучшения качества воды водоисточника перед подачей потребителю и сооружения5для обработки отработанной воды перед сбросом в водоем.

Такая схема применяется в случае, когда качество воды водоисточника не соответствует требованиям водопотребителя, а качество отработанной воды не отвечает требованиям, предъявляемым к сбросу стоков в водоем. Схема эта может применяться для водопотребителей второй и третьей категории.

14

Простейшие прямоточные системы имеют обычно небольшую стоимость и практически всегда дешевле оборотных. При этом ввиду того, что вода в водоисточнике всегда холодней, чем в оборотных системах, на охлаждение оборудования требуется ее меньшее количество. Схемы с очисткой природной и отработанной воды часто дороже оборотных и несут опасность загрязнения водоема при сбоях в работе очистных сооружений. Недостатком прямоточных систем водоснабжения является забор большого количества воды из водоисточников и сброс того же количества стоков в них, что при введении платы за использование водоисточников ставит под сомнение их экономическую целесообразность.

В прямоточных с повторным использованием воды системах водоснабжения (рис. 2.2) после использования воды первым водопотребителем П1предусматривается подача ее на повторное использование вторым водопотребителемП2и после этого сброс в водоем. В схеме рис. 2.2,авода из водоисточника1насосной станцией на водозаборе2без дополнительной подготовки подается первому водопотребителюП1и далее остаточным напором направляется второму водопотребителюП2. Отработанная вода после второго водопотребителя без всякой обработки сбрасывается в водоем. Такая схема применяется для водопотребителей первой категории водопотребления, когда в процессе использования вода только нагревается и не загрязняется.

Рис. 2.2. Схемы прямоточных с повторным использованием воды систем водоснабжения:а- простейшая;б- с обработкой природной и отработанной воды;1- поверхностный источник водоснабжения;2- водозабор с насосной станцией;3выпуск отработанной воды;4- сооружения для улучшения качества воды водоисточника;5- сооружения для обработки отработанной воды;6- сооружения для обработки отработанной после первого водопотребителя перед подачей второму;П1иП2- производственные водопотребители

15

В схеме системы водоснабжения рис. 2.2,бпредусматривается подготовка воды из источника на сооружениях4, переработка отработанной воды после первого водопотребителя на сооружениях6и очистка стока после второго водопотребителя перед сбросом в водоем на сооружениях5. Такая схема может применяться для водопотребителей второй и третьей категорий водопотребления. когда качество отработанной воды после первого водопотребителя не соответствует требованиям второго водопотребителя.

Достоинством схем с повторным использованием воды является уменьшение количества забираемой воды из водоисточника и величины сброса стока в водоем. По сравнению с прямоточными эти системы экономически наиболее целесообразны при значительном удалении водопотребителей от водоисточника.

Схемы и состав сооружений оборотных систем водоснабжения (рис. 2.3) зависят от того, как изменяются параметры воды в процессе ее использования.

Для водопотребителей первой категории водопотребления применяются схемы а,б(см. рис. 2.3). В схеме а отработанная нагретая вода собирается в резервуар PL 1 и насосной станциейНС1.1подается на охладительОхл. 1.1, где происходит ее охлаждение и обеспечивается баланс по количеству тепла в системе. Охлажденная вода собирается в резервуарP1.2и насосной станциейHC1.2подается опять водопотребителюП1. Потери воды в оборотной системе восполняются подачей подпиточной воды Q_подв резервуарР1.2, чем обеспечивается баланс в системе по количеству воды.

Схема ботличается от схемыатем, что отработанная нагретая вода после водопотребления имеющимся остаточным напором подается сразу на охладитель, что упрощает схему и уменьшает количество резервуаров и насосных станций.

Для водопотребителей второй категории водопотребления используется схема в(см. рис. 2.3). В этой схеме отработанная вода насосной станциейНСЗ.1подается на очистные сооруженияОСЗ.1, где из воды извлекаются все примеси, внесенные в процессе водопотребления, и обеспечивается баланс в системе по количеству веществ (примесей) в воде. Очищенная вода насосной станциейНСЗ. 2подается опять водопотребителюП3. Потери воды в оборотной системе (Q_пп+ Q_оч) компенсируются подачей подпиточной воды Q_под, чем обеспечивается баланс в системе по количеству воды. При этом возможны варианты подачи подпиточной воды. При подаче

16

Рис. 2.3. Схемы оборотных систем водоснабжения:а, б- для первой категории водопотребления,в- для второй категории водопотребления;г- для третьей категории водопотребления;П1иП2- производственные водопотребители;P1.1, P1.2- резервуары в системе водоснабжения первого водопотребителя соответственно номер1и номер2;НС1.1, НС 1.2- насосные станции в системе первого водопотребителя соответственно номер1и номер2;Охл.1.1- охладитель в системе водоснабжения первого водопотребителя номер1;OC3.1- очистные сооружения в системе водоснабжения третьего водопотребителя номер1; Q_пп- производственные потери воды; Q_охл- потери воды на охладителе; Q_оч- потери воды на очистных сооружениях; Q_под- подача подпитачной воды;1В4- трубопровод оборотной воды подающий в системе потребителяП1; 1В5- трубопровод оборотной воды обратный в системе потребителяП1

17

подпиточной воды вР3.2качество ее должно соответствовать требованиям, предъявляемым водопотребителем. Если качество воды водоисточника не соответствует требованиям водопотребителя, то подпиточная вода перед подачей вР3.2должна быть очищена до соответствующих параметров на специально предусмотренных для этого водопроводных очистных сооружениях. Этого можно избежать, если подпиточную воду подавать в резервуарРЗ. 1и очистку подпиточной воды осуществлять совместно с очисткой отработанной воды на очистных сооружениях оборотной системыОС3.1.При этом несколько увеличится производительность очистных сооружений оборотной системы, однако не потребуется строительства дополнительных сооружений очистки воды из источника.

Для водопотребителей третьей категории водопотребления создаются оборотные системы по схеме, представленной на рис. 2.3, г. В этой схеме предусматривается сначала очистка воды наОСЗ. 1для обеспечения баланса в системе по количеству веществ (примесей воды). Затем очищенная вода подается насосной станциейНС4.2на охладительОхл. 4.1для снижения температуры воды и отвода тепла в атмосферу, чем обеспечивается баланс в системе по количеству тепла. Очищенная и охлажденная вода насосной станциейНС4.3подается опять водопотребителю. Все потери воды в системе (Q_пп+ Q_оч+ Q_охл) компенсируются подачей подпиточной воды (аналогично схеме рис. 2.3,в) либо в резервуарР4.3, либо вР4.1. Этим обеспечивается баланс по количеству воды в системе.

Обычно на промышленных предприятиях имеется много производственных водопотребителей различных категорий водопотребления. Для водоснабжения таких предприятий создаются комбинированные системы водоснабжения, включающие в свой состав несколько различных систем водоснабжения групп или отдельных водопотребителей с обеспечением их свежей водой требуемого качества (рис. 2.4).

В этой схеме созданы две системы водоснабжения водопотребителей первой категории (П1, П2, ПЗ), причем для первых двух водопотребителей создана объединенная система водоснабжения с подпиткой системы осветленной водой, соответствующей требованиям водопотребителей. Третий водопотребитель предъявляет более низкие требования к качеству воды, поэтому для него создана отдельная (локальная) система водоснабжения с подпиткой водой из источника без очистки. Для обеспечения водой четвертого

18

Рис. 2.4. Схема комбинированной системы водоснабжения промпредприятия:П1, П2,...- производственные водопотребитель;P1.1- резервуар в системе водоснабжения первого водопотребителя номер1; P12.1-резервуар в объединенной системе водоснабжения первого и второго водопотребителя номер1; НС1.1, HCI.2- насосные станции в системе первого водопотребителя соответственно номер1и номер2;Охл.12.1- охладитель в объединенной системе водоснабжения первого и второго водопотребителя номер1;ОС4.1- очистные сооружения в системе четвертого водопотребителя номер 1; Qпп - производственные потери воды; Q_охл- потери воды на охладителе; Q_оч- потери воды на очистных сооружениях; Q_под- подача подпиточной воды;1В4- трубопровод оборотной воды подающий в системеП1; 1В5- трубопровод оборотной воды обратный в системеП1; В6- водопровод умягченной воды;В7- водопровод речной неосветленной воды;В8- водопровод речной осветленной воды;ВОС1- водопроводные очистные сооружения для улучшения качества воды источника водоснабжения;ВОС2- установка умягчения воды

19

водопотребителя второй категории и пятого водопотребителя третьей категории созданы соответствующие локальные системы оборотного водоснабжения с подпиткой водой из источника без очистки. Шестой водопотребитель (например, котельная) требует для парообразования подачи умягченной воды (шестая категория водопотребления). Для обеспечения его умягченной водой предусмотрены соответствующие сооруженияВОС2.

Подача воды потребителям и на подпитку оборотных систем осуществляется из поверхностного источника водоснабжения, для чего на нем предусматривается водозабор с насосными станциями. В соответствии с требованиями водопотребителей и принятой схемой проектируются две системы технического водоснабжения: система неосветленной речной воды В7и осветленной -В8. Первая система обеспечивает подпитку оборотных систем водоснабжения третьего, четвертого и пятого водопотребителей и включает в свой состав насосную станцию и водопроводную сеть. В системе осветленной речной воды предусматриваются водопроводные очистные сооруженияВОС1, после которых осветленная вода поступает в водопроводную сеть и далее на подпитку оборотной системы первого и второго водопотребителей и на установку умягчения водыВОС2.

Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий (рис. 2.5) предусматривают комплексную переработку отработанной (сточной) воды, осуществляющую не только извлечение из воды внесенных примесей, но и их утилизацию в виде товарного продукта или вторичного сырья. Такие системы не имеют сбросов стоков, экологически наиболее предпочтительны и перспективны.

На каждом предприятии могут создаваться локальные системы оборотного водоснабжения для каждого отдельного водопотребителя либо централизованные, обеспечивающие водой нескольких водопотребителей. Объединение (централизация) систем водоснабжения нескольких водопотребителей технически возможно только при одинаковых требованиях к качеству воды и одинаковом воздействии на воду в процессе ее потребления. Кроме того, должна быть рассмотрена экономическая целесообразность централизации оборотных систем водоснабжения.

20

Рис. 2.5. Схема замкнутой системы водного хозяйства

21