5.2 Водоёмкость производства и разновидности систем водоснабжения
Для оценки промышленного водопотребления используется термин водоёмкость производства.
Под водоёмкостью понимают количество воды, необходимое для производства 1 т готовой продукции.
Водоёмкость разных видов продукции различна: добыча и обогащение руды - 2 – 4, производство стали – 150, производство бумаги – 200, меди – 500. производство капронового волокна – 5600.
По виду водопотребления системы водоснабжения могут быть хозяйственно-питьевыми, техническими, противопожарными.
По способу использования системы делятся на:
- прямоточные – вся забираемая вода используется один раз, после чего сбрасывается в канализационные системы или водоёмы.
- оборотные – в этом случае предусматривается многократное использование воды без сброса её в природные водные объекты; кондиционирование использованной воды; подпитка систем водоснабжения при необходимости. В соответствии с современными требованиями системы водоснабжения промышленных предприятий должны быть, как правило, с оборотом воды для всего предприятия или в виде замкнутых циклов для отдельных цехов или участков. Это позволяет экономить чистую свежую воду, предотвращает загрязнение гидросферы.
- с поворотным использованием – использование воды в нескольких последовательных процессах.
На современных хорошо оборудованных предприятиях показатель степени использования последних двух систем составляет 30 – 90 %. При этом необходимо учитывать, что сооружение водооборотных систем в среднем в 10 раз дешевле, чем строительство очистных установок соответствующей мощности.
5.3. Виды загрянений водных ресурсов.
С развитием промышленности, урбанизацией все составляющие гидросферы испытывают антропогенную нагрузку.
Воды, отводимые после использования в бытовой и промышленной деятельности человека, называют сточными. Эти воды подвержены различным видам загрязнения.
Под загрязнением водных ресурсов понимается любое изменение физических, химических, биологических свойств воды, которое делает воду опасной для здоровья населения.
Обычно водные ресурсы подвергаются комплексному загрязнению, из которого можно выделить в разных сочетаниях:
Механическое загрязнение – при этом виде загрязнения наблюдается повышенное содержание различных механических (нерастворимых) примесей, суспензий. Изменяются, в основном, физические свойства воды – прозрачность, плотность. Твёрдые частицы резко ухудшают качество воды, снижают прозрачность, удручая процессы фотосинтеза водных растений, забивают жабры рыб и других водных животных. Особую опасность представляет присутствие в воде радиоактивных веществ.
Химическое загрязнение – происходит в результате поступления в водоёмы со сточными водами разных примесей органической и неорганической природы. Большинство из них является токсичными для обитателей водоёмов (это соединения мышьяка, свинца, ртути, меди, кадмия, хлора, и т. д.). Эти вещества поглощаются фитопланктоном, передаются дальше по пищевым цепочкам более высокоорганизованным организмам, что сопровождается кумулятивным эффектом.
Кумулятивный эффект состоит в прогрессирующем увеличении содержания вредных соединений в каждом последующем звене пищевой цепочки. Например, в фитопланктоне содержание вредных соединений будет в десятеро больше, чем в воде, в зоопланктоне – повысится ещё в десять раз, в рыбе, которая питается зоопланктоном концентрация вредных веществ так же повысится в десять раз по сравнению с предыдущим звеном пищевой цепочки. А у хищной рыбы содержание вредных веществ в тканях (щука, судак) концентрация яда может в тысячи раз превышать его концентрацию в воде.
К группе химических загрязнений относятся стоки нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов, содержащих различные нефтепродукты. Нефтепродукты на сегодняшний день – распространённые загрязнители водной среды, которые наносят особо большой вред. Они образовывают на поверхности воды плёнку, препятствующую газообмену между водой и атмосферой, снижая тем самым содержание кислорода в воде (12 г. нефти делают непригодной к использованию 1 т воды).
Бактериальное и биологическое загрязнение. Этот вид загрязнений характеризуется наличием в воде различных патогенных микробов, грибов, водорослей, болезнетворных бактерий и гельминтов.
В сточных водах мясоперерабатывающих, кожевенных, сахарных предприятий содержатся большие объёмы биологических загрязнителей.
Однако первое место по масштабам биологического и бактериального загрязнения занимают коммунально-бытовые стоки, особенно, если они поступают в водоёмы без очищения. Тем не менее, даже при наличии очистительных сооружений, некоторое количество вирусов, бактерий и т. д. не задерживается фильтрами и попадает в водоёмы. Кроме того, синтетические моющие средства, попадая со стоками в водоёмы, парализуют деятельность бактерий, минерализующих органические соединения. Вода не подвергается естественной самоочистке. Это объясняется тем, что в подогретой воде меньше кислорода, что создает биохимическую потребность в нем. Чем выше эта потребность, тем меньше остаётся кислорода в воде для живых организмов, а недостаток кислорода приводит к гибели всего живого. Вода становится биологически мёртвой – в ней остаются анаэробные бактерии. Они процветают без кислорода и в процессе своей жизнедеятельности выделяют сероводород – ядовитый газ со специфическим запахом.
Остро стоит вопрос бактериального и биологического загрязнения в местах массового отдыха людей (рекреационные и курортные зоны побережий рек, озёр, морей).
Тепловое загрязнение наблюдается при бытовых стоках в водоёмы, выпуске подогретых вод атомных и тепловых электростанций. Этот тип загрязнения часто сопровождается бактериальным загрязнением. Происходят качественные изменения гидросферных объектов, меняется гидрологический режим и химический состав воды (как известно, при повышении температуры воды в ней уменьшается содержанрие кислорода). Эти процессы влекут за собой угнетение естественных водных биогеоценозов, провоцируют их антропогенную сукцессию, а значит обеднение и изменение видового состава.