 |
Схемы использования воды на предприятиях
|
|
|
|
По характеру использования воды системы производственного водоснабжения подразделяются на прямоточные, в которых воду после однократного использования очищают и сбрасывают в водоемы; обо- ротные, когда загрязненную воду очищают и охлаждают, а затем мно- гократно потребляют на том же объекте; с последовательным (повтор- ным) использованием воды, в которых воду, отработавшую в одном технологическом процессе, направляют для вторичного использования в другом производстве, после чего спускают в водоем. Схемы могут быть также комбинированными (смешанными), включающими выше- перечисленные.
При прямоточном и последовательном водоснабжении количест- во сточных вод, отводимых в водоем, определяется объемом воды, по- даваемым предприятию Q п, за исключением безвозвратного расхода и потерь ее в одном или нескольких производствах Q пп и при очистке Q оч:
Q cт= Q п - (Q пп+ Q оч).
Наиболее перспективны системы оборотного водоснабжения. Они исключают сброс сточных вод в водоем и являются в настоящее время обязательными для промышленности. Это диктуется дефицитом природных водоисточников и требованиями охраны окружающей сре- ды.
Оборотное водоснабжение можно осуществлять в виде единой схемы для всего промышленного предприятия (централизованная схе- ма) либо в виде отдельных циклов для одного цеха или группы цехов (децентрализованные схемы). В замкнутых схемах водоснабжения на предприятиях вместо свежей воды используют охлажденную незагряз-
ненную либо очищенную сточную воду. Свежая вода или вода других систем используется в них только для восполнения потерь.
На промышленных предприятиях применяют три основные схе- мы оборотного водоснабжения (рис.11.2).
|
|
|
В схеме с охлаждением воды она является теплоносителем и в процессе не загрязняется, а только нагревается; перед повторным ис- пользованием ее охлаждают. В качестве охлаждающих устройств сис- тем оборотного водоснабжения применяют пруды-охладители, брыз- гальные бассейны, башенные и вентиляторные градирни. Во всех уст- ройствах предусматривают большую площадь охлаждения воды, за счет чего возрастает эффект охлаждения. В прудах это достигается распределением потока теплой воды по зеркалу большого водоема, в брызгальных установках - созданием мелких капель, в градирнях - с помощью оросительных устройств. Пруды-охладители и брызгальные бассейны применяются при невысоких требованиях к эффекту охлаж- дения воды.
Добавочная вода
Рис.11.2. Схемы оборотного водоснабжения: а - с охлаждением воды; б - с очи- сткой воды; в - с очисткой и охлаждением воды
П - производство; НС - насосная станция; ОХ - охлаждение воды; ОС - очистка сточ- ной воды
Градирни используются при необходимости получения устойчи- вого и глубокого охлаждения воды. Башенные градирни выполняются в виде прямого усеченного или гиперболической формы конуса, от- крытого вверху и оборудованного внутри оросительными устройства- ми. Конус играет роль вытяжной башни, создающей естественную тягу за счет разности плотностей холодного наружного воздуха, поступаю- щего в градирню, и нагретого увлажненного воздуха на выходе из гра- дирни.
Потери воды от испарения Q исп среднем составляют 2,5 %, от ка- пельного уноса на градирнях Q ун 0,3-0,5 % от объема оборотной воды
Q об. В схеме с очисткой вода в производстве не нагревается, но загряз- няется, потери воды Q оч при этом колеблются в больших пределах в зависимости от способа очистки. В третьей схеме воду очищают и ох- лаждают. Для предотвращения накопления солей в оборотной воде часть ее сбрасывается в водоем (продувка или сброс Q сбр). Во всех слу- чаях свежая вода добавляется лишь на восполнение потерь. Количест- во воды, сбрасываемой в водоем, составляет 5-10 %.
|
|
|
При создании замкнутых систем водного хозяйства на про- мышленных предприятиях резко уменьшается потребление свежей во- ды и расходы на строительство объектов водоснабжения и водоочист- ки, появляется возможность получения дополнительной товарной про- дукции, сокращения расходов сырья и вспомогательных материалов. Применение оборотного водоснабжения позволяет в 10-50 раз умень- шить потребление природной воды.
Эффективность использования воды в производстве оценивается рядом показателей.
Техническое совершенство системы водообеспечения определя- ется коэффициентом использованной оборотной воды К об, %:
K об
= Q об Q об + Q ист
×100.
Рациональность использования воды, забираемой из источника
Q ист, оценивается коэффициентом использования свежей воды К св:
K св =
Q ист
- Q сбр
£ 1.
Q ист
Безвозвратное потребление воды и ее потери в производстве
К п, %:
K п =
Q ист Q об
- Q сбр
+ Q ист
×100.
Кратность использования воды, n:
n = Q сбр
+ Q ист
> 1.
Q ист
В приведенных выражениях, Q об, Q ист, Q сбр - количество воды ис- пользуемой соответственно в обороте, забираемой из источника и сбрасываемой в водоем.
Иногда с оборотной учитывают воду, поступившую с исходным сырьем, а также используемую в производстве последовательно.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ
Нормальная эксплуатация водопроводно-канализационных со- оружений невозможна без контроля качественных параметров природ- ных и сточных вод на разных этапах их очистки, подачи потребителям или выпуска в водоем. Для этой цели широко применяется аналитиче- ская техника и автоматические приборы в виде сигнализации предель- ных значений измеряемых величин или путем их регистрации (непре- рывно или дискретно).
Большое число качественных параметров природных и сточных вод определяется в современных условиях только путем лабораторных анализов. К таким параметрам относятся: органолептические - цвет, вкус, запах, прозрачность, мутность; физико-химические - температу- ра, электропроводность, оптическая плотность, значение рН, жест- кость, общее содержание солей и др.; общее содержание органических веществ; общее содержание растворенных веществ, в частности, ки- слорода; химическое (ХПК) и биологическое (БПК) потребление ки- слорода; содержание отдельных веществ (углерода, азота, серы). Кроме того проводят индивидуальные анализы для определения содержания наиболее вредных примесей, например, фенола, ртути, кадмия и др.
|
|
|
Для проведения анализа воды необходимо произвести отбор проб. Правильный и представительный отбор пробы воды имеет большое значение для оценки протекания технологических процессов и работы очистных сооружений, для разработки новых методов очистки. Место отбора проб выбирается с учетом поставленных задач, местных усло- вий, технологии производства, расположения цехов, системы очистных сооружений.
Для подробного анализа сточной воды обычно достаточно ото- брать пробу объемом 2 л. При выборе приборов для отбора проб и по- суды для их хранения следует учесть возможность взаимодействия примесей воды с материалом посуды или улетучивания веществ, имеющих высокое давление паров, биологическое или химическое окисление примесей, агрегацию частиц и т.д. В случае необходимости предусматривают возможность консервации пробы.
Существуют два вида проб: простая (разовая) и смешанная. Про- стая проба получается путем однократного отбора требуемого количе- ства воды, смешанная - путем сливания простых проб, отобранных в одном месте через определенные промежутки времени или в разных местах одновременно. Эта проба характеризует средний состав сточ- ной воды объекта или средний состав воды за определенный промежу- ток времени. Средняя пропорциональная проба готовится из разовых, объем и число которых соответствует (пропорционально) расходу сточных вод.
Для отбора и хранения проб чаще всего использует стеклянные бутыли из прозрачного бесцветного химически стойкого стекла, снаб- женного резиновыми или притертыми стеклянными пробками.
Для отбора проб с глубины емкостей, прудов, каналов пользуются батометром. Батометр (бутыль Майера), снабженный грузом и закры- тый пробкой, опускают на подвесном тросе в воду, на требуемой глу- бине рывком вытягивают пробку и наполнившуюся водой бутыль под- нимают на поверхность. Если воду отбирают с помощью специальных пробоотборных сосудов, ее переливают в бутыль с помощью резиново- го шланга, опускаемого до дна бутыли. Бутыль закрывают, когда по- ступающая из сифонного шланга вода начинает выливаться из бутыли и в ней не остается пузырьков воздуха.
|
|
|
Из аппаратов и трубопроводов пробы отбирают с помощью про- боотборных кранов, стационарно смонтированных в нужных точках. Отбор средних и средних пропорциональных проб целесообразно про- изводить автоматическими пробоотборниками различных конструк- ций.
Лабораторные анализы длительны по времени, трудоемки и за- частую недостаточно точны. Их результаты используют для оценки прошедших технологических процессов и ввиду большого запаздыва- ния не могут быть использованы для оперативного и особенно автома- тического управления процессами.
В системах водоснабжения наиболее важное значение имеет ав- томатический контроль мутности, прозрачности, цветности воды, ее солесодержания, рН, количества остаточного хлора. В сооружениях очистки сточных вод к числу наиболее важных качественных парамет- ров, измеряемых с помощью приборов, относятся рН и окислительно- восстановительный потенциал, мутность и цветность воды, содержа- ние растворенного кислорода в воде, влажность осадков.
Особенно велико значение применения автоматических анализа- торов качества воды цехового типа, так как они не только автоматиче- ски измеряют и дистанционно регистрируют основные качественные
параметры очищаемой воды в потоке, но и дают возможность при по- следующем развитии объема автоматизации перейти к автоматическо- му управлению процессами водоочистки по качественным показателям воды и тем самым наиболее совершенно решать проблему автоматиза- ции водоочистных сооружений в целом.
В основе работы приборов контроля качества воды используются физико-химческие методы анализа. К ним относятся нефелометриче- ский, турбодиметрический, колориметрический, рефрактометрический, полярометрический, полярографический, кулонометрический, хрома- тографический и масспектроскопический методы анализа.
На основе указанных методов ведутся работы по созданию авто- матических приборов - датчиков непрерывного и дискретного контро- ля качества воды в специфических условиях систем водоснабжения и канализации.
Для контроля качественных параметров воды используют ряд приборов общепромышленного назначения. К их числу относятся раз- личные конструкции плотномеров, солемеров, рН-метров, фотоколо- риметров, концентратомеров, титрометров и полярографов. Кроме того начинают внедрятся пробы контроля отдельных параметров воды, предназначенных специально для водопроводно-канализационных со- оружений, таких как ХПК, БПК, растворенного кислорода и др.
|
|
|
|
|
|
