Схемы систем водоснабжения промпредприятий

На предприятиях может быть несколько систем водоснабжения одновременно. Например, отдельно системы производственно-технического, хозяйственно-питьевого назначения. Систему противопожарного водоснабжения обычно объединяют с хозяйственно-питьевой в силу ее разветвленности.

Системы водоснабжения промпредприятий и электростанций разделяются на прямоточные и оборотные. Прямоточные характеризуются однократным использованием воды из водоемов (озер, рек и др.) с последующим сбросом нагретой использованной воды в очистные сооружения сточных вод и далее в водоем. Прямоточное водоснабжениеобеспечивает минимальную температуру охлаждающей воды в данных климатических условиях и принимается во всех случаях, когда оно не противоречит требованиям по охране природы в отношении нагрева воды в источнике водоснабжения, а в самом источнике воды достаточно для покрытия потребности предприятия.

Оборотные системы водоснабжения применяются в случае ограниченных ресурсов природной воды. При использовании таких систем нагретая и загрязненная вода, сбрасываемая отдельным цехом или предприятием в целом, очищается, охлаждается и вновь подается для использования на те же объекты. В этом случае из природного источника забирается только 3…5% общего количества воды, используемой предприятием, для восполнения потерь при ее обороте.

Прямоточная система водоснабжения

Прямоточная система применяется для хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения. В некоторых случаях применяется и для производственно-технического водоснабжения.

Рис. 4.3. Схема прямоточной системы водоснабжения:

1 – водозабор; 2.1 – насосная станция 1-го подъема; 2.2 – насосная станция 2-го подъема; 3.1 – очистные сооружения природной воды; 3.2 – очистные устройства для загрязненных стоков; 4.1 – резервуар чистой воды; 5 – водоводы; 6 – водонапорная башня (резервуар); 7.1-7.6 – потребители воды (цеха, здания); 8 – водопроводная сеть; 9 – сеть трубопроводов для сбора отработавшей воды; 10 – водоохлаждающее устройство.

По такой схеме осуществляется водоснабжение городов, поселков и других населенных пунктов.

При работе этой системы вода забирается из источника с помощью водозаборного устройства 1 и подается насосами насосной станции 1-го подъема (НС 1) на очистные сооружения 3.1. Здесь обычно вода идет самотеком. Очищенная до необходимого качества она собирается в резервуаре очищенной воды 4.1. Отсюда насосами насосной станции 2-го подъема (НС 2) вода по водоводам 5 подается на территорию предприятия. Из водоводов вода попадает в водопроводную сеть 8 и подается потребителям 7.1-7.6.

Вся отработавшая вода сбрасывается в источник ниже (по течению) места забора воды. При необходимости эта вода очищается и охлаждается перед сбросом. В этом случае в системе предусматриваются устройства 3.2 и 10.

Недостатки:

а) производительность всех элементов приходится выбирать из условия покрытия максимума суточного расхода. Это увеличивает размеры сооружений и мощности всех элементов системы, что удорожает ее. Возрастает и удельный расход энергии из-за работы насосных агрегатов бóльшую часть времени в нерасчетном режиме;

б) необходим источник с достаточным дебитом воды. Часто он удален от предприятия и приходится сооружать длинные водоводы. Это тоже ведет к удорожанию и снижению надежности системы;

в) в прямоточной системе вся отработавшая вода сбрасывается в природные водоемы. Эти водоемы должны обладать способностью поглощать эти сбросы без нарушения экологического равновесия.

Достоинства:

Система обеспечивает подачу наиболее качественной воды, поэтому используется в хозяйственно-питьевом водоснабжении.

В техническом водоснабжении часто можно обходиться без очистных сооружений, что удешевляет систему и увеличивает ее надежность.

Оборотная система водоснабжения

Рис. 4.4. Схема оборотного производственно-технического водоснабжения:

2.3 – насосная станция оборотной воды 2 группы насосов; 2.4 - циркуляционная станция; 4.2 – резервуар очищенной теплой воды; 4.3 – сборный резервуар очищенной и охлажденной воды. Остальные обозначения элементов такие же как и на рис. 4.3.

В этой системе можно использовать и ту техническую воду, которая загрязняется легко удаляемыми примесями. Для этого систему необходимо оснастить очистными устройствами для загрязненных стоков 3.2. Прошедшая очистку вода насосами оборотной воды 2.3 подается в водоохлаждающее устройство 10, после чего самотеком она попадает в сборный резервуар 4.3. Отсюда вода насосами станции 2-го подъема снова подается через водопроводную сеть потребителям.

Часто насосные станции 2-го подъема и оборотной воды объединяют. Такую объединенную станцию называют циркуляционной станцией.

В техническом водоснабжении основная группа – потребители 1-ой группы, где вода не загрязняется. Кроме того, такая оборотная система может быть бесполезна в случае использования воды с легкоудаляемыми примесями.

При работе системы часть воды теряется с уносом – Q _ун, испарением – Q _исп, утечкой – Q _ут, продувкой – Q _пр и за счет сброса в канализацию части воды, которая не может быть использована повторно – Q _сбр. Для компенсации этих потерь из природного источника забирается соответствующее количество свежей воды – Q _ист. Это количество оценивается с помощью материального баланса системы:

. (4.1)

Величина продувки Q _пр находится из солевого баланса оборотной воды.

Продувка – это удаление части воды с повышенным солесодержанием из системы и замена ее добавочной (свежей) с пониженным солесодержанием.

Преимущества оборотной системы:

а) снижаются затраты на сооружение водозаборных устройств, насосной станции 1-го подъема, водоводов, очистных сооружений природной воды;

б) снижаются сбросы загрязненной воды в водоемы.

Дополнительные затраты на водоохлаждающие устройства, очистные сооружения стоков, насосной станции оборотной воды быстро окупаются даже без учета экологических преимуществ.

Все оборотные системы подразделяют на: локальные, централизованные и смешанные.

В локальных системах вода после восстановления потребительских качеств используется в обороте одного (или последовательно в нескольких) технологических процессах.

В централизованных оборотных системах отработавшая вода собирается со всех производств, проходит обработку (очистку, охлаждение) единым потоком и опять возвращается на производство.

При смешанном водоснабжении воды одной оборотной системы используются в другой оборотной системе.

Если оборотная система работает без какого-либо сброса воды в источник, то она является замкнутой. Замкнутые системы – наиболее экологически чистые.

Кроме указанных, на предприятиях также могут применяться системы водоснабжения с повторным использованием воды и бессточная.

Системы с повторным использованием воды применяется в том случае, если есть потребитель с большим расходом, сбросная вода которого по количеству и по качеству может удовлетворять всех остальных потребителей. По существу это тоже прямоточная система, но, в данном случае, из источника забирается только то количество воды, которое необходимо потребителю 7.1. Остальные используют его сбросную воду.

Переход к бессточным системам водоснабжения осуществляется при замене технологических процессов с потреблением воды на безводные технологии.