Лекція №8

ПРОМИСЛОВІСТЬ ЯК ВОДОСПОЖИВАЧ

В Україні за об’ємом повного споживання і використання свіжої води одним із найбільшим водоспоживачів є промисловість. У промисловості найбільшими водоспоживачами є енергетика (споживає 60% всієї свіжої води і 53% зворотної), чорна металургія (17 і 22%), хімічна і нафтохімічна (6 і 10 %), харчова промисловість (5 і 3%). Ці найбільш водоємні галузі використовують біля 83% всієї забраної води для промисловості.

Вода в промисловості використовується для технічних, побутових потреб та створення резервів для гасіння пожеж:

(4.1)

де - витрата води на технологічні потреби, знаходиться в залежності від об’єму продукції і середньорічної укрупненої норми витрати води на одиницю продукції, м³/с;

- витрата води на задоволення господарсько-побутових потреб робітників, м³/с. Згідно норм, на одного робітника в звичайному цеху потрібно мати - 25, а в гарячих цехах - 35 л/зміну. Крім того, повинна бути передбачена витрата води на миття і гігієнічні цілі із розрахунку 40...60 л на одного робітника. Додатково враховується необхідність миття приміщень і поливу зелених насаджень;

- витрата води на гасіння пожеж, яка встановлюється згідно відповідних норм в залежності від ступеня вогнестійкості будівель і категорії виробництва і може дорівнювати 5...30 л/с. Тривалість пожежі приймається 3 години. Якщо протягом цього часу запроектований водовід не забезпечує необхідну величину витрат води, тоді повинні бути передбачені резервуари для створення резервів води для гасіння пожеж.

Витрата води в промисловості на технологічні потреби знаходиться за формулою:

(4.2)

де - кількість продукції; - середньорічна норма витрати води на одиницю продукції, л.

Крім цього, потрібно врахувати, що витрата води в промисловості визначається характером використання води, об'ємом і видом продукції, прийнятою технологією виробництва, схемою промислового водопостачання.

Характер використання води відзначається великою різноманітністю. Її можна використовувати як сировину, розчинник, теплоносій і середовище, яке поглинає і транспортує механічно розчинні домішки. Найбільшу кількість води, яка використовується в промисловості, витрачають для охолодження, зокрема, в теплоенергетиці ця величина складає 85% всіх витрат води.

Витрата води на одиницю продукції змінюється в залежності від виду продукції, що випускається.

У залежності від технологічної досконалості виробництва питоме водоспоживання дуже різниться. Так, застаріле технологічне обладнання та технології, що використовуються в Україні потребують в 3-5, а подекуди у 8-10 разів більше води на випуск одиниці продукції, ніж у розвинутих країнах світу.

Таблиця 4.1

Середні питомі витрати води на виробництво деяких видів продукції, м³/т

Вид продукції	Витрата води, м^3/т
Вугілля	1
Нафта	6
Цемент	17
Труби стальні	60
Азотні добрива	61,7
М’ясо (готова продукція)	83
Алюміній	122
Тканини трикотажні	313,7
Картон	315
Папір	350
Сталь	360
Чавун	401
Газ	944
Целюлоза	1240
Синтетичні волокна	2590

Великий вплив на водоспоживання в промисловості має схема водоспоживання (прямотічна, зворотна, повторна (послідовна) або комбінована) (рис.4.1).

Найбільш проста - прямотічна схема (рис. 4.1,а). Воду подають із джерела водопостачання до промислового підприємства і після використання вона поступає на очисні споруди, звідки її скидають у водні об'єкти. На рис.4.2, показана схема прямоточної системи технічного водоспоживання теплової (атомної) електростанції.

При зворотному водоспоживанні (рис.4.1,б) відпрацьовану після технологічного процесу воду подають на охолодження і очистку, звідки вона знову подається на підприємство для технологічних потреб. Вода, витрачена для виготовлення продукції та інших безповоротніх втрат, подається з джерела води. Звичайно величина втрат не перевищує 3-5%.

Повторна (послідовна) схема водопостачання передбачає використання відпрацьованої води без додаткової очистки чи обробки в інших процесах цього ж виробництва, або на інших підприємствах і після відповідної очистки, скидання її у водоприймач. Іноді кратність використання води досягає 10...14, як, наприклад, у деяких країнах Західної Європи.

Найбільш раціональною є комбінована схема водопостачання, за якою вода після повторного використання і очистки поступає знову на підприємство (рис.3.1,в).

Ефективність використання води в промисловості оцінюється такими показниками:

1) Технічна досконалість систем водопостачання оцінюється кількістю зворотної води, яка використовується (%):

(4.3)

Рис. 4.1. Схеми водопостачання в промисловості: а) прямотічна; 6) зворотна;

в) комбінована.

1 - річка (джерело свіжої води); 2 - насосна станція (водозабір}; 3 - споруди водопідготовки; 4 - трубопровід; 5 цехи підприємства: 6 - каналізація; 7 - споруди охолодження і очистки; 8 - скид стічних вод; g напрямок руху води.

Рис.4.2. Схема прямоточної системи технічного водоспоживання теплової (атомної) електростанції

1 - річка; 2 - насосна станція; 3 - водовід; 4 - будівля електростанції; 5 - конденсатор; б - канал для відводу теплої води; 7 - скид стічних вод.

2) Ефективність використання води, яка забирається з водного об’єкту:

(4.4)

3) Величина безповоротного водоспоживання і втрат води (%):

(4.5)

4) Кратність використання води:

(4.6)

де - витрата води, що забирається з водного об’єкту, м³/с; - витрата води, що поступає з сировиною, м³/с; - витрата води, що використовується зворотно і послідовно, м³/с; - витрата води, яка скидається у водний об’єкт, м³/с.

Необхідно зменшувати об’єми водоспоживання в промисловості шляхом:

1) застосування зворотної і повторної схем водопостачання, що сприяє не тільки зменшенню водозабору свіжої води із водних об’єктів, а й істотно зменшує або навіть зовсім виключає скид у водні об’єкти забруднених стічних вод;

2) впровадження у виробництво безводних технологій, які не вимагають води або використовують її в значно менших кількостях. Наприклад, заміна водяного охолодження повітряним, або газовим, чи конденсованими парами натрію і т. п.;

3) розробки нових технологій (або суміщення їх) чи виробництв, у яких в одному із них тепло виділяється, а в інших - поглинається (наприклад, при хімічних реакціях);

4) використання відпрацьованих вод виробництв після відповідної водо-підготовки для технічного водопостачання окремих підприємств, що не вимагають особливої якості води;

5) розробки науково обґрунтованих норм водоспоживання і водовідведення на одиницю продукції;

6) суворого контролю за дотриманням на підприємствах технологічної дисципліни, тобто недопущення невиробничих втрат води (пошкоджень трубопроводів, виходу із ладу запірної апаратури і інше);

7) обліку водоспоживання на підприємстві, застосування штрафів за перевитрату води та налагодження системи плати за водоспоживання.

Запитання для контролю

1.                Потреба промислових підприємств у водних ресурсах.

2.                Шляхи витрат води у промисловості

3.                Поняття про питоме водоспоживання.

4.                Схеми водоспоживання промислових підприємств.

5.                Ефективність використання води в промисловості.

6.                Економія води у промисловості.