vvs314, 1. Схема производственного водоснабжения
По характеру использования воды системы производственного водоснабжения подразделяют на системы с прямоточным, последовательным, оборотным и смешанным использованием воды. По-следние включают прямоточное и последовательное или оборотное использование воды .
При прямоточном водоснабжении (рис.1.1,а) вся забираемая из водоема вода QИСТ после уча-стия в технологическом процессе возвращается в водоем, за исключением того количества, которое безвозвратно расходуется в производствеQпот. Количество отводимых в водоем сточных вод Qcбр составляет при этом
Qcбр=Qист -Qпот. (I.I)
Сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросом в водоем должны проходить через очистные сооружения. В этом случае количество сточных вод, сбрасывае-мых в водоем, уменьшается, поскольку часть воды отводится со шламом, на величину Qшл.
При последовательном водоснабжении (рис.1.1,б) вода, отработавшая в одном каком-либо производственном процессе или агрегате, передается для повторного использования в других произ-водственных процессах и агрегатах без промежуточной обработки или охлаждения. После второго производства или агрегата отработавшая вода либо удаляется в водоем, либо передается для даль-нейшего использования. Количество сбрасываемых сточных вод уменьшается в соответствий с по-тер5ши на всех производствах и на очистных сооружениях, т.е.
Qсбр = Qист –( Qпот1+ Qпот2+ Qшл ). (1.2)
Повторное использование сточных вод после соответствующей их очистки получило в на-стоящее время широкое распространение.
В ряде отраслей промышленности (черной металлургии, нефтепере-рабатывающей) 90-95% сточных вод используются в системах оборотного водоснабжения и лишь 5-10% сбрасывается в во-доем.
Если в системе оборотного водоснабжения промышленного предприятия вода является тепло-носителем и в процессе использования только нагревается, то перед повторным применением ее предварительно охлаждают в пруду, брызгальном бассейне, градирне (рис.1.2,а); если вода служит средой, поглощающей и транспортирующей механические и растворимые примеси, и в процессе ис-пользования загрязняется ими, то перед повторным применением сточная вода проходит обработку на очистных сооружениях (рис.1.2,б); при комплексном использовании сточные воды перед повтор-ным применением подвергаются очистке и охлаждению (рис.1.2,в).
Рис.1.1.Схемы водообеспечения промышленных предприятий
I - вола свежая, чистая, ненагретая; 2 - сточная вода, нагретая; 3 - то же .нагретая и загрязнен-ная; 4 - то же, очищенная; ПП,ПП-1 и ПП-2 - промышленные предприятия; ОС - очистные со-оружения; Qист - вода, подаваемая из источника на производственные нужды;
Qпот1 и Qпот2 - вода безвозвратно потребляемая на промпредприях; Qшл - вода удаляемая со шламом; Qсбр - вода, сбрасываемая в водоем.
Риc.1.2 Схемы оборотного водоснабжения промышленных предприятий
а - с охлаждением сточных вод; б - с очисткой сточных вод; в - сочисткой и охлаждением сточннх вод; I - вола свежая, чистая, ненагрета;2 - сточная вода, нагретая; 3 -то же, ненагретая и загрязненная; 4 - то же, очищенная; 5 - сточная вода, загрязненная; 6 - оборотная вода; ОУ - охладительные установки; Q - вода, подаваемая на производственные нужды; Qоб - оборотная вода; Qун - вода, теряемая на испарение и унос из охладительных установок. Остальные обо-значения те же, что и на рис.1.1.
При таких системах оборотного водоснабжения для компенсации безвозвратных потерь воды в производстве на охладительных установках (испарение с поверхности, унос ветром, разбрызгива-ние), на очистных сооружениях, а также потерь воды, сбрасываемой в канализацию, осуществляется подпитка из водоемов и других источников водоснабжения. Количество подпиточной воды опреде-ляется по формуле
Qкпв = Qпот + Qун+ Qшл+ Qсбр . (1.3)
Подпитка систем оборотного водоснабжения может осуществляться постоянно и периодиче-ски. Общее количество добавляемой воды составляет 5-10% общего количества воды, циркулирую-щей в системе.
Следует отметить, что приведенные выше схемы прямоточного и оборотного водоснабжения промышленных предприятий (см.рис. I.I и 1.2) носят общий характер. В практике часто встречаются комбинированные системы водоснабжения и водоотведения с различными схемами, в зависимости от специфики производства, местных условий, напряженности водного баланса и др.
1.3. Баланс воды в системе оборотного водоснабжения
Количество воды в системе оборотного водоснабжения поддерживается постоянным. Убыль воды из системы возмещается подпиточной водой. Статьи прихода и расхода воды в системе оборот-ного водоснабжения в общем виде приведены в табл.1.1 (применительно к схемам на рс.1.2) /2/.
Безвозвратное потребление и потери воды в производстве в местах ее использования равны количеству воды, уносимой с про¬дуктами и с отходами, определяемыми технологическими расчета-ми.
То же, на полив полов, проездов и насаждений (по СНиП 2.04.03-85).
Потери воды на испарение при ее охлаждении, Qисп. охл когда вода в системе используется в качестве теплоносителя, могут быть определены из теплового расчета охладителя, а при отсутствии расчета - с достаточным приближением по формуле
Поступление и убыль воды в системе оборотного водоснабжения промышленного предприятия
Таблица. I.
Поступление воды в систему Убыль воды из системы
1. С исходным сырьем и полуфабрикатами
2. Со вспомогательными веществами (топли-ва, реагенты и т.п.)
3. С атмосферными осадками (дождь, таяние снега)
4. В виде шахтного или рудного водоотлива, почвенная (дренажная, инфильтрационная и пр.)
5. Из источника водоснабжения
Сточная вода, повторно используемая после очистки 1. Унос с продуктом и отходами.
2. Налив полов, насаждения.
3. На испарение в охладителе оборотной воды.
4. Унос с воздухом из охладителя оборотной воды.
5. Испарение естественное с водной поверхности
6. Поглощение растительностью водоема.
7. Эксфильтрация из системы водоснабжения в почву
8. Удаление с осадками из очистных сооружений
9. Сброс воды для освежения оборотной воды (про-дувка)
Сброс собственно сточных вод в водоем или накопи-тель
где С1 - коэффициент потери воды на испарение;
- разность температур отработавшей воды, поступающей в охладитель (пруд, брызгальный бас-сейн или градирню) и воды охлажденной, подаваемой потребителю, °С;
Qохл- количество воды, отводимой от производства на охлаждение, в м /ч (при охлаждении в за-крытых теплообменных аппаратах можно считать QОХЛ=QИСП).
Для градирен и брызгальных бассейнов значения коэффициента С1принимают в зависимости от тем-пературы воздуха:
Температура воз-духа по сухому термометру, С 0 10 20 30
Коэффициент С1 0.001 0.0012 0.0014 0.0015
Для прудов -охладителей, прудов-осветлителей оборотной воды и естественных водоемов в зависи-мости от естественной температуры волы в водоеме:
Естественная темпера-тура воды в водоеме, с
О 10 20 30
Коэффициент С1 0,0007 0,0009 0,0011 0,0013
Для открытых рекуперативных теплообменных аппаратов оросительного типа потери воды на испа-рение увеличиваются вдвое и формула (1.4) принимает вид
(1.5)
Потери воды в пруде-охладителе или пруде-осветлителе оборотной воды, а также в естественном во-доеме, принимающем нагретую воду, могут быть вычислены по формуле (1.5) с коэффициентом С1 , который принимается в зависимости от естественной температуры воды в этом водоеме.
Потери воды на унос ее из системы ветром в виде капель (если вода в системе используется в качест-ве теплоносителя). Эти потери зависят от типа, конструкции и размеров охладителя, а для открытых охладителей - и от скорости ветра и др.
Величина потерь на унос из охладителя оборотной воды может быть определена по формуле
, (1.6)
где С2 - коэффициент потерь воды на унос, равный для брызгальных бассейнов 0,015-0,002; для брызгальных градирен и открытых градирен с простыми жалюзями - 0,01-0,015; для открытых ка-пельных градирен с решетками и для башенных градирен без водоуловителей -0,005-0,01 и с водо-уловителями - 0,003-0,005; для вентиляторных градирен с однорядными водоуловителями 0,003-0,005 и с двухрядными водоуловителями - 0,0015-0,003 (меньшее значение - для охладителей боль-шей производительности).
При наличии в производстве открытых рекуперативных теплообменных аппаратов оросительного типа (оросительных холодильников) добавляются потери на унос воды ветром с этих теплообменных аппаратов. Величина потерь на унос воды из оросительных холодильников может быть вычислена как
, (1.7)
где С3 - коэффициент потерь воды на унос из оросительных холодильников, может быть принят рав-ным 0,005-0,0.1; Qоб - количество оборотной воды, м /ч.
Потери воды на водоочистных сооружениях (если вода используется как среда, поглощающая и транспортирующая механические примеси) с удаляемым осадком Qшл определяется замером объема удаляемого осадка V за время с учетом его влажности. Эти потери невелики и в большинстве слу-чаев ими можно пренебречь.
Указанные выше безвозвратное потребление и потери воды из системы оборотного водоснабжения могут быть названы производственными Qпр.тот .
Для соблюдения водного баланса в системе оборотного водоснабжения указанные потери покрываются таким же количеством воды, добавляемой в систему
Qист =Qпр.пот. (1.8)
Часть воды из данной системы оборотного водоснабжения может намеренно сбрасываться в количе-стве Qсбр , м /ч, с целью освежения оборотной воды с заменой её свежей водой из источника в том же количестве Qист =Qсбр. Тогда количество воды, добавляемой в систему из источника,
Qист =Qпр.пот+Qсбр . (1.9)
1.4. Требования к качеству и свойствам воды в системах оборотного водоснабжения
Требования к качеству и свойствам воды, подаваемой для производственных целей, устанав-ливают в каждом конкретном случае в зависимости от применяемых в технологии оборудования, сы-рья и материалов. Общими являются следующие требования к технической воде /4/:
1. В открытых системах вода должна быть безвредной для здоровья обслуживающего персо-нала и не обладать отрицательными органолептическими свойствами. Поэтому содержание в I л воды кишечных палочек не должно превышать 1000.
2. Техническая вода может использоваться только для охлажде¬ния машин и агрегатов или продукта через стенку по схеме, при¬данной на рис. 1.2,а. Температура воды не должна быть выше допу¬стимой; так, для среднеевропейской полосы она должна быть ниже 28-30°. Поэтому оборотную воду охлаждают в градирнях или других сооружениях.
3. Содержание взвешенных веществ крупностью до 0,05 мм в воде не должно превышать до-пустимых значений, зависящих от скорости воды в охлаждаемом оборудовании, приведенных в табл.1.2.
Допустимая концентрация взвеси (крупностью до 0,05 мм) в охлаждающей оборотной воде
Таблица 1.2
Скорость движе-ния воды в тепло-обменных аппара-тах, м/с Допустимая концентрация взвеси в охлаж-дающей воде мг/л
нормально кратковременно
До 0.01
0.01-0.2
0.2-0.5
0.5-1.0 5
10-20
30-50
50-80 20
50
100
200
4. Оборотная вода, используемая для охлаждения, должна быть термостабильной, т.е. из нее не должно выделяться более 0,2 г/ (м ч) карбоната кальция CaCO2, других солей и механических при¬месей (слой отложений не более 0,08 мм в месяц). В противном случае вода должка предвари-тельно обрабатываться.
5. Вода не должна вызывать точечной и язвенной коррозии, а также равномерной коррозии металла со скоростью, превышающей 0,09 г/(м ч) (слой до 0,1 мм в год) и разрушения бетона. Допу¬стима равномерная скорость коррозии углеродистой стали, не превышающая 0,45 г/(м ч), (слой до 0,5 мм в год) при отсутствии признаков точечной и язвенной коррозии. Следует выбирать стойкие материалы для оборудования, трубопроводов и сооружений, преду¬сматривать их защиту покрытиями или производить соответствующую обработку воды.
6. Вода не должна способствовать развитию биологических обрастаний теплообменных аппа-ратов и охладителей оборотной воды со скоростью, большей 0,07 г /(м ч) (слой до 0,05 в месяц) по сухому весу в воздухе. При необходимости воду периодически обра¬батывают хлором, а охладители воды - раствором медного купороса.
Вода, используемая для охлаждения оборудования и продукта в теплообменных аппаратах, относится к воде I категории. Вода П категории используется в качестве среды, поглощающей и тран¬спортирующей примеси по схеме рис.1.2,б при непосредственном контакте с продуктом (обога-щение полезных ископаемых, гидрозоло-удаление и др.). Она может содержать взвешенные вещества в концентрации не более допустимой и крупностью не выше установленного предела во избежании осаждения их по пути движения воды. Норма допустимой концентрации взвешенных веществ в воде, подаваемой потребителям, устанавливается отдельно для каждого производства. Перед каждым цик-лом использования воды в системе оборотного во¬доснабжения эта вода должна быть очищена и, при необходимости, охлаждена. Вода Ш категории используется как среда, поглощающая и транспорти-рующая механические примеси и одновременно служащая охладителем продукта по схеме рис.1.2,в. В ней могут иметь место процессы растворения (выщелачивания) солей, органических веществ и га-зов. Количество и технологические свойства воды в таком слу¬чае должны отвечать требованиям, указанным выше для воды I и П категории.
Следует отметить, что качество и технологические свойства (термостабильность и коррозион-ность) воды, используемой для ох¬лаждения или обогащения продукта при непосредственном контак-те с ним, формируется в основном этим продуктом, а также условиями использования воды и от ка-чества и свойств природной воды прак¬тически не зависят.
Особо чистая вода используется для приготовления технологических производственных рас-творов. Она не должна содержать осаждающихся взвешенных и других веществ, вредных для произ-водства или образующих с растворяемыми веществами вредные примеси.
Примерные общие требования к качеству пресных вод, используемых для охлаждения про-дукта и оборудования, очистки газов и обога¬щения полезных ископаемых, приведены в табл.1.3.
1.5. Критерии рациональности использования воды
Эффективность использования вода на промышленных предприятиях оценивается тремя по-казателями.
I. Техническое совершенство системы водоснабжения оценивается количеством использован-ной оборотной воды ,%,
(1.10)
где - количество вода, используемой соответствен¬но в обороте, забираемой из источника и поступающей в систему с сырьем.
2. Рациональность использования вода, забираемой из источника, оценивается коэффициен-том использования
(1.11)
3. Потери воды и безвозвратное потребление в системе оборотного водоснабжения, %, опре-деляются по формуле
где - количество вода, используемой в производстве последовательно.
.gif)
... с этой целью Вы можете "сбросить" Ваш файл НПП "..."... они нам его "перекинут" и мы с большим удовольствием Вам поможем.... это займет ... при наличии документа 5 мин. .... 