Прямоточные системы водоснабжения и их характеристики

Состав систем технического водоснабжения промышленного предприятия.

Гигиенические критерии качества восстановленной воды при ее использовании в системах технического водоснабжения

Загрязнение технологической воды.

При эксплуатации технологических систем, а в отдельных случаях и транспортирующих, оборотная вода загрязняется специфическими производственными продуктами. Технологическая вода, загрязненная химическими соединениями, может представлять опасность для человека при отведении в поверхностные водоемы (в виде концентрированных продувочных вод) и последующем повторном использовании.

В охлаждающих системах циркулирующая в них вода, как правило, не загрязняется технологическими продуктами, но многократно нагревается и охлаждается, аэрируется и частично испаряется. Оборотная вода, нагретая в теплообменных аппаратах, охлаждается в градирнях, в водоемах-охладителях, брызгальных бассейнах или других устройствах и циркуляционными насосами снова подается в цикл. В процессе циркуляции происходит повышение минерализации и коррозионной активности воды, концентрирование химических и увеличение микробиологических загрязнений. В этой связи необходима стабилизационная обработка оборотной воды различными реагентами, которые нередко являются высоко опасными соединениями.

С гигиенических позиций классификация систем технического водоснабжения промышленных предприятий должна основываться на степени контакта человека с восстановленной водой. По этому признаку выделяются:

- закрытые система технического водоснабжения - системы, обеспечивающие водой технологические процессы, исключающие непосредственный контакт работающих и/или населения с технической водой;

- открытые системы технического водоснабжения - системы, обеспечивающие водой технологические процессы, предполагающие непосредственный контакт работающих и/или населения с технической водой.

Эпидемиологические и токсикологические факторы загрязненности воды обусловливают приоритет гигиенических критериев при ее использовании для технического водоснабжения. Основополагающим принципом при этом является безусловное обеспечение безопасности для здоровья работающих и населения, подвергающихся прямому или косвенному воздействию сточных и восстановленных вод.

Вода из поверхностных источников, подаваемая в системы технического водоснабжения, должна отвечать соответствующим требованиям. В том случае, если она не отвечает этим требованиям, необходима ее предварительная очистка.

Для доочистки и обеззараживания технической воды могут быть использованы любые методы, устройства и реагенты, разрешенные в установленном порядке к применению органами Госсанэпиднадзора России и позволяющие получить восстановленную воду, соответствующую нижеприведенным критериям.

При использовании для обеззараживания сточных вод хлорсодержащих препаратов остаточный уровень хлора в технической воде должен быть не менее 1,0 мг/л при времени контакта не менее 30 мин. При озонировании гарантией достаточности обеззараживания является концентрация остаточного озона в воде на уровне 0,3 мг/л. Обеззараживание сточных вод ультрафиолетовым излучением осуществляется в соответствии с МУ 2.1.5.732-99 «Санитарно-эпидемиологический надзор за обеззараживанием сточных вод ультрафиолетовым излучением», при этом доза ультрафиолетового облучения должна быть не менее 30 мДж/см².

Критерии для закрытых систем технического водоснабжения.

В закрытых системах технического водоснабжения непосредственный контакт работающих с восстановленной водой, как правило, отсутствует. Для таких систем лимитирующим показателем опасности воды является ее микробиологический состав. Присутствие в восстановленной воде патогенных микроорганизмов может послужить причиной вспышек инфекционных заболеваний среди контингентов рабочих, занятых в обслуживании оборотных систем, при авариях в распределительной сети технического водопровода и случайных протечках воды.

Основным условием использования воды в закрытых системах является предотвращение случайных инфекционных заболеваний. Необходимая степень обеззараживания достигается при соответствии качества восстановленной воды требованиям, представленным в табл. 3:

Таблица 3.

№ п.п.	Показатели	Единицы измерения	Допустимые уровни
	Взвешенные вещества	мг/л	10,0
	БПК5	мг О2/л	10,0
	ХПК	мг О2/л	70,0
	Общие колиформные бактерии	Число бактерий в 100 мл
	Термотолерантные колиформные бактерии	Число бактерий в 100 мл
	Колифаги	Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл

Критерии для открытых систем технического водоснабжения.

При использовании восстановленной воды в открытых системах технического водоснабжения эпидемическая безопасность является важнейшим критерием ее качества и, следовательно, степени ее очистки. Вместе с тем, вода должна иметь благоприятные органолептические свойства и быть безопасной по химическому составу.

Для получения воды с высокими органолептическими показателями, с приемлемым уровнем риска по химическому и микробиологическому составу необходимо применение комплекса методов доочистки и обеззараживания (фильтрация, физико-химическая очистка, озонирование, УФ-облучение, сорбция и др.).

При любом сочетании методов очистки, доочистки и обеззараживания главным требованием является соответствие качества воды следующим гигиеническим критериям (табл. 4):

Таблица 4.

№ п.п.	Показатели	Единицы измерения	Допустимые уровни
	Запах	баллы
	Окраска	в столбике воды, см
	Взвешенные вещества	мг/л	3,0
	БПК5	мг О2/л	3,0
	ХПК	мг О2/л	30,0
	Общие колиформные бактерии	Число бактерий в 100 мл
	Термотолерантные колиформные бактерии	Число бактерий в 100 мл
	Колифаги	Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл

Приведенные выше критерии взаимосвязаны и только в комплексе обеспечивают безопасное использование восстановленной воды в открытых системах технического водоснабжения.

При использовании в системах технического водоснабжения промышленных предприятий ингибиторов коррозии, стабилизаторов, биоцидных препаратов и других реагентов для стабилизационной обработки воды, контроль их содержания проводится не менее 1 раза в месяц, в зависимости от класса опасности вещества.

В связи с возможностью резкого ухудшения экологической обстановки в регионе, вызванной развитием и модернизацией промышленных предприятий их очистные сооружения должны развиваться вместе с ростом и развитием предприятий. На первом этапе модернизации системы технического водоснабжения промышленных предприятий дополняются несколькими станциями очистки СО (Рис. 19):

Рис. 19.

Следующим этапом модернизации системы технического водоснабжения промышленных предприятий является организация ее работы по замкнутой схеме.

Рис. 20. Замкнутая схема водоснабжения предприятия.

Системы технического водоснабжения – это комплекс сооружений, предназначенный для забора воды из природных источников, повышение ее качества до необходимого уровня, транспортировки потребителю, обеспечение у потребителей необходимого давления, а также для очистки сточных и сбрасываемых вод.

Рис. 21. Состав схемы водоснабжения промышленного предприятия.

В состав схемы водоснабжения могут входить следующие элементы:

1. Водозаборное сооружение (предназначено для отбора воды из природного источника;

2. Насосная станция первого подъема (предназначена для подачи воды в пруд-отстойник или непосредственно в систему водоснабжения);

3. Пруд-отстойник (служит для предварительной очистки воды; в случае необходимости дополняется установками для осветления воды и т.д.);

4. Резервуар чистой воды (предназначен для хранения определенного количества воды и создания напора у ряда потребителей в случае отключения системы);

5. Пруд-накопитель (предназначен для накопления и хранения воды);

6. Насосная станция второго подъема (предназначена для создания дополнительного напора);

7. Насосная станция третьего подъема (предназначена для подъема воды в бак-накопитель водонапорной башни);

8. Водонапорная башня (назначение – обеспечение необходимого напора у потребителей);

9. Установка ХВО (химводоочистки);

10. Водоводы промышленного предприятия.

Кроме того, в состав системы водоснабжения могут входить:

- водопроводы и транспортные сети, предназначенные для передачи воды на большие расстояния;

- запорная и регулирующая аппаратура, предназначенная для обеспечения переключений в сети, регулирования давлений и проведения измерений параметров;

- аккумулирующие сооружения (резервуары, емкости, аккумулирующие баки и пруды-накопители).

Расположение элементов системы водоснабжения на схеме, варианты их конструктивного исполнения, а также мощность зависят от характеристик предприятия и природного источника. Идеальным вариантом организации водоснабжения промышленного предприятия является внедрение бессточных схем (работа по замкнутому циклу) с минимальным потреблением внешних ресурсов и максимальным использованием ВЭРов и отходов производства.

Последовательная или прямоточная система подачи воды на производственные нужды со сбросом очищенных сточных вод в водоем допускается только при невозможности или нецелесообразности применения системы оборотного водоснабжения. При прямоточном водоснабжении вся забираемая из водоема вода после участия в технологическом процессе (в виде отработавшей) возвращается в водоем, за исключением того количества воды, которое безвозвратно расходуется в производстве. Поэтому, производительность водозаборных устройств, очистных сооружений и насосов первого подъема приходится выбирать из условий покрытия полной потребности предприятия в воде за сутки максимального водопотребления. Это увеличивает размеры и мощности этих элементов, а, следовательно, удорожает их. Возрастает и потребление электроэнергии. Кроме того, требуется выбрать источник с достаточным дебитом воды. Сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросом в водоем должны проходить через очистные сооружения. В этом случае количество сбрасываемых в водоем сточных вод уменьшается на величину потерь воды с шламом.

Прямоточные системы предполагают однократное использование воды с последующей очисткой загрязненных сточных вод перед сбросом в городскую канализацию или поверхностные водоемы. Такая технология использования воды, нередко высококачественной питьевой, является не только расточительной, но и потенциально опасной для больших контингентов населения. Прямоточное использование воды для технического водоснабжения можно допускать только при обосновании нецелесообразности систем оборотного водоснабжения или невозможности их оборудования.

Прямоточная схема применяется для хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения, т.к. повторное использование воды этими потребителями исключается. Данная схема водоснабжения реализуется в пищевой и фармацевтической промышленностях как технологическая.

Прямоточные схемы СТВСПП могут быть выполнены по схеме, изображенной на рис. 22:

Рис. 22. Прямоточная система водоснабжения.

1 – источник; 2 - водозаборное сооружение; 3.1 - насосная станция первого подъема; 3.2 - насосная станция второго подъема; 4.1 - очистные сооружения природной воды; 4.2 - очистные сооружения сточных вод ПП; 5 - резервуар чистой воды; 6 – водоводы; 7 - напорная регулирующая емкость (водонапорная башня); 8 - водонапорная сеть ПП; 9.1-9.4 - потребители воды на предприятии; 10 - сеть для продувок и сброса отработанной воды; 11 - транспортная сеть к устройствам охлаждения и очистки; 12 - устройства охлаждения технической воды; 13 - линия сбросных вод ПП; 14 - ливневая канализация.

Вода из источника 1 через водозаборное сооружение 2 и насосную станцию 3.1 поступает в очистные сооружения 4.1, где осуществляется предварительная очистка воды до уровня, соответствующего технологическому процессу. Далее вода собирается в резервуаре чистой воды 5, конструкция и размеры которого определяются суммарной мощностью водопотребления предприятия (бак, башня, пруд и т.д.). Другое назначение РЧВ заключается в том, что с его помощью сглаживаются пиковые нагрузки в период наибольшего водопотребления. Далее по водоводам 6 с помощью насосной станции второго подъема 3.2 вода поступает в водопроводную сеть предприятия 8. Направление перетоков воды в схеме и коммутационные возможности сети зависят от технологии производства и могут быть различны для различных предприятий. По напорной сети предприятия вода направляется потребителям 9.1-9.4. Для поддержания необходимого напора и давления в сети служит водонапорная башня 7. Отработанная вода и ливневые воды, проходя через очистные сооружения 4.2 по сбросной линии 13 сбрасываются в источник.

СТВС реального предприятия малой и средней мощности, выполненная по прямоточной схеме может быть дополнена другими элементами, исходя из условий технологического процесса (установки ХВО, напорные, насосные станции, пруды-отстойники т.д.).

При построении СТВС ПП по прямоточной схеме учитываются следующие соображения:

1. Мощность природного источника. Она должна быть достаточной для сохранения экологической обстановки в регионе.

2. Удаленность предприятия от источника воды. С увеличением расстояния растут дополнительные расходы на транспортировку.

3. Степень предварительной очистки воды и затраты на содержание очистных установок определяется условиями технологического процесса. С точки зрения экологической безопасности прямоточные схемы являются наиболее “грязными”.

Дата добавления: 2014-01-07