5.3. Схеми водопостачання промислових підприємств та їх ефективність

Найпростішою є прямоточна схема. Воду подають із джерела водопостачання до промислового підприємства, і після використання вона надходить до очисних споруд, звідки її скидають у водні об'єкти.

Рис. 5.1. Схема системи оборотного водопостачання з очищенням води

1 – виробництво; 2 – очисні споруди; 3 – резервуар; 4 – додаткова вода; 5 – насосна станція

Рис. 5.2. Схема системи оборотною водопостачання з очищенням і охолодженням води

1 – виробництво; 2 – очисні споруди; 3 – резервуар; 4 – додаткова вода; 5 – насосна станція; 6 – градирня

За оборотного водоспоживання відпрацьовану після технологічного процесу воду подають на охолодження й очищення, звідки вона знову подається на підприємство для технологічних потреб. Вода, витрачена для виготовлення продукції й інших безповоротних втрат, подається з джерела води. Зазвичай величина втрат не перевищує 3-5 %.

Повторна (послідовна) схема водопостачання передбачає використання відпрацьованої води без додаткового очищення чи обробки в інших процесах цього ж виробництва або на інших підприємствах і після відповідного очищення скидання її у водоприймач. Іноді кратність використання води досягає 10-14 (у деяких країнах Західної Європи).

Найбільш раціональною є комбінована схема водопостачання, за якої вода після повторного використання та очищення знову надходить на підприємство.

Ефективність використання води в промисловому виробництві, технічна досконалість систем водопостачання, а також технічне оснащення споруд і технології очищення стічних вод оцінюються такими показниками:

І) коефіцієнтом використання оборотної води в загальному об'ємі водоспоживання, який визначається за формулою:

,

де – витрати води, які використовують в оборотній схемі, забираються з джерела та надходять із сировиною;

2) коефіцієнтом використання води, яка забирається з водного об'єкта:

,

де – витрата води, яку скидають у водойму;

3) коефіцієнтом безповоротного водоспоживання і втрат свіжої води (%):

,

де – витрата води, яку використовують повторно;

4) коефіцієнтом водовідведення:

,

де – витрата води, що надходить від інших водоспоживачів.

5.4. Екологічні вимоги до водозабезпечення промислових підприємств

До води споживачі висувають різноманітні вимоги, згідно з якими її можна класифікувати:

- для господарсько-питних цілей, комунальних підприємств, а також для потреб харчової і деяких інших галузей промисловості;

- охолодження (технологічного обладнання, охолодження пари, рідких і газоподібних продуктів, доменних і мартенівських печей; конденсаторів турбін і парових машин; вагранок, ковальських молотів та ін.);

- потреб паросилового господарства (живлення парових котлів АЕС, ГРЕС і ТЕЦ);

- технологічних потреб промисловості, де вода може входити до складу продукції або контактувати з нею;

- заводнення нафтових пластів.

В Україні технічні й гігієнічні вимоги до якості води, яку подають централізованими водопроводами для господарсько-питних цілей, встановлені ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. Згідно з вимогами цього стандарту вода має бути безпечною в епідеміологічному відношенні, нешкідливою за хімічним складом і мати високі органолептичні властивості. Якість води визначають за її складом і властивостями під час надходження у водопровідну мережу, в місцях водозабору зовнішньої та внутрішньої водопровідної мережі.

Воду для охолодження використовують для безперервно працюючих агрегатів або для відведення теплоти від виробничих продуктів. Воду при охолодженні зазвичай використовують багаторазово, піддаючи охолодженню. Якість води, що охолоджує, нормується умовами застосування. Охолоджуюча вода не повинна давати відкладень у трубах і апаратах, якими вона подається, так як відкладення ускладнюють теплопередачу і скорочують їх живий переріз. Вода, що використовується для охолодження, не повинна містити великих мінеральних зважених частинок, великої кількості заліза та органічних речовин, щоб уникнути засмічування або біообростання трубок холодильних апаратів і конденсаторів. У оборотних системах при нагріванні води втрачається вуглекислота й зростає ймовірність накипоутворення. Цей процес посилюється з підвищенням вмісту у вихідній воді бікарбонату кальцію, з інтенсивністю випаровування води в системі, зі збільшенням втрати вуглекислоти, зі зменшенням вмісту в охолоджуючій воді органічних речовин, які перешкоджають випаданню в осад карбонату кальцію, з підвищенням температури нагрівання охолоджуючої води та ін.

Вода для технологічних потреб промисловості в залежності від її цільового використання повинна відповідати самим різноманітним вимогам. Так, у воді, що використовується в гірничодобувній промисловості при видобутку, відмиванні, сортуванні, гідротранспорті та збагаченні корисних копалин, повинні бути відсутніми грубі зважені частинки. Специфічні вимоги пред'являються до води, яка використовується для обробки готової продукції, а також води, що входить до складу продукту.

Таблиця 5.2

Вимоги до якості води технічного призначення

Показник якості	Галузь використання
	Целюлозно-паперова промисловість			Вироб-ництво хімічних волокон	Промисловість
	Отримання				хімічна	текстильна
	дере-винної маси	Сирови-ни невід- біленої	целюлози невідбі- леної
Загальна твердість, моль/м^3	-	5	5	0,035	0,012-0,05	< 1,6
Лужність, моль/м^3	-	-	-	5,5	-	-
Вміст, г/м^3 оксиду силіцію (VI)	-	50	50	-	50	-
мангану	-	-	-	0,03	0,1	0,1
заліза	0,3	1	0,1	0,05	0,1	0,1
рН	6-10	6-10	6-10	7-8	6,2-8,3	6,5-8,5
Кольоровість, град	-	-	-	< 5	< 20	< 25
Окиснюваність, г О2/м^3	-	-	-	< 4	-	-

Ряд підприємств пред’являють до води вимоги, які значно перевищують ліміти вимог ГОСТ 2874-82. Наприклад, у воді, що використовується для виготовлення кінофотоплівки, фотопаперу, не повинні бути присутніми марганець, залізо, кремнекислота і повинні бути обмежені окислюваність води та вміст хлоридів. У воді, що використовується для приготування розчинів кислот і лугів, барвників, мила, жорсткість повинна бути до 0,35 мг-екв/л.

На промислових підприємствах вода використовується в основному для допоміжних технологічних операцій і до складу продукції входить в невеликих кількостях і лише в деяких технологічних процесах.

У безстічних системах водного господарства технологічні лінії розміщують з умови послідовного та багаторазового використання в них вод. Це дає можливість скоротити споживання свіжої води і зменшити забруднення стічних вод. При цьому необхідно враховувати вимоги до якості вод.