Водоснабжение и водоотведение цеха

Крупное предприятие нередко потребляет и сбрасывает для нужд производства больше воды, чем целый город. Сточные воды, которые образуются в результате промышленной деятельности, содержат множество вредных примесей, и требуют многоступенчатой тщательной очистки. Если канализация завода или конкретного цеха не оборудована качественной системой фильтрации стоков, деятельность предприятия нарушает целостность экосистемы и наносит вред окружающей среде.

Проектное решение для системы водообеспечения следует заказывать у специалистов с соответствующим опытом работы в сфере создания инженерных коммуникаций под ключ, чтобы при приемке и эксплуатации оборудования не столкнуться с несоответствием системы требованиям ГОСТов, СанПин и СП.

Принципы создания производственных систем

Основные задачи, которые решает каждая система инженерных коммуникаций на предприятии — это обеспечение производства необходимым объемом коммунальных услуг, а также снижение вредного воздействия образующихся выбросов до нормативного минимума. Водоснабжение производственных цехов обладает сложной инженерно-технической структурой и проектируется вместе с канализационной системой.

В организации водоснабжения

Система водоснабжения выполняет три главные функции:

• Подача воды на объект в достаточном объеме.
• Отвод загрязненной воды, использованной для нужд предприятия.
• Многоуровневая очистка перед сбросом стоков в канализацию.

Один из методов оптимизации использования воды в производственных процессах — замкнутая система с очисткой и повторным использованием сточных вод для нужд предприятия. Система оборотного водоснабжения позволяет экономить средства за счет снижения водопотребления в цехе.

Когда сточные воды в полном объеме или частично отправляются в многократное повторное использование, на оплату водоснабжения уходит меньше средств.

Принципы организации оборотного водоснабжения в цехе и на производстве:

• При организации замкнутого цикла водопотребления исключено попадание сточных вод в окружающую среду.
• Применение для производственных нужд очищенных сточных вод из городской канализации. Этот принцип подходит не для всех технологических процессов: фармацевтические, косметические, пищевые производства не могут использовать очищенные стоки канализации в работе по санитарно-гигиеническим причинам.
• В цехах, где реализовано использование очищенных стоков с производства, вода из централизованного водопровода или открытого источника применяется в объеме, достаточном для компенсации невосполнимых потерь.
• Для каждого производства существуют требования к качеству воды, которая применяется в технологических процессах. Сточные воды для повторного применения проходят очистку до такой степени, чтобы соответствовать этим нормативам.
• Расходы по очистке и повторному использованию технических стоков сводятся к минимуму с целью оптимизации бюджета.

Значительную сложность в оборотной системе водоснабжения представляет утилизация жидких и твердых отходов, которые образуются в результате очистки сточных вод. Даже в «чистых» производствах образуется некоторое количество отходов, не используемых в производственных циклах. Например, на предприятиях металлодобывающей и нефтехимической отраслей постоянно образуются значительные объемы стоков, содержащих нефтепродукты, ионы тяжелых металлов, мелкодисперсную взвесь.

Чтобы получить воду, пригодную для повторного применения в цеху, предварительно очищенные технические стоки проводят через глубокую фильтрацию, подвергают выпариванию и электрофлотации в специальных резервуарах. При этом установки для фильтрации сточных вод должны соответствовать отраслевым нормативам.

В конечном итоге часть отходов вывозят для утилизации на специальные перерабатывающие предприятия. Недопустимо организовывать захоронения неутилизированных отходов производства в местах, не предназначенных для этих целей! Результатом таких действий может стать экологическая катастрофа.

В проектировании

Оборотное водоснабжение цеха представляет собой сложную инженерно-техническую систему с множеством подсистем и отдельных элементов. Каждая подсистема имеет свое предназначение и проектируется в соответствии с предварительно составленным техническим заданием.

Система водоснабжения цеха состоит из совокупности следующих компонентов:

• Водозаборные гидротехнические сооружения (водозаборный узел, каптаж) — предназначены для забора воды из открытого источника (реки, озера, котлована). Принята классификация водозаборных узлов по типу источника, по методу организации водозабора (глубинные, низконапорные, ирригационные, для захвата подземных вод).
• Насосные станции — комплекс гидротехнического оборудования для подачи воды в емкость-отстойник или непосредственно в трубопровод. Бесперебойная работа насосной станции гарантирует безаварийную перекачку воды в автоматическом режиме.
• Пруды-отстойники — искусственные водоемы (бассейны с дамбами), где происходит осветление, предварительная очистка и аэрация стоков. В зависимости от организации утилизации отходов пруды-отстойники бывают многолетними и временными, что отражается на их структуре.
• Резервуары для временного хранения предварительно очищенной воды.
• Пруды для накопления технически чистой воды.
• Трубопровод различного диаметра, крепежные элементы, запорное оборудование.
• Водонапорная башня — регулирует напор и расход воды, обеспечивает стабильную работу насосных станций. Емкость башни зависит от потребностей производства и рассчитывается при разработке проекта водоснабжения.
• Комплекс очистных сооружений.

При разработке проекта учитывается многие факторы, такие как:

• Расчетный расход воды и особенности очистки стоков на объекте.
• Расположение источника воды, потребность в бурении артезианских скважин и другие методы решения вопроса водопотребления.
• Нормативы СНиП и ГОСТ в области разработки проектов промышленного водоснабжения.
• Архитектура строений промышленного назначения.

Каждая отрасль имеет свою расчетную норму расходов в области водопотребления. Традиционно наиболее затратной в плане использования воды считается целлюлозно-бумажная промышленность.

Для сравнения, нефтеперерабатывающие заводы потребляют в два раза меньше воды.

Системы водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий

Оборот воды в системе водообеспечения производственных предприятий обязателен. Сброс очищенных сточных вод в открытые водоемы допускается при качественной фильтрации и соответствии стоков санитарно-гигиеническим требованиям.

Впрочем, в некоторых случаях организация оборотной системы невозможна по техническим причинам. Тогда обустраивают систему прямоточного водоснабжения, при которой вода проходит через производственный цикл, подвергается многоуровневой очистке и снова поступает в водоем. В прямоточных системах водоснабжения часть воды, которую предприятие берет из водоема, используется полностью и не возвращается.

Безвозвратное потребление воды организуют в соответствии со спецификой производства. Процессы, при которых вода используется без возврата на доочистку и повторное применение:

• Изготовление продукции (вода может испаряться в процессе производства или быть часть производимого продукта).
• Коммунальные нужды, питание сотрудников.
• Сброс воды из водопровода при нарушении санитарно-гигиенических нормативов и снижения качества.
• Расходы транспортного цеха.
• Испарение и потери в водопроводе, охладительных и климатических установках.
• Клининг (мытье полов и поверхностей).

В системе водоснабжения цеха вода может проходить два и более цикла использования. При расчете водооборота на заводе составляется баланс, где учитываются расходы производственных мощностей, закладываются безвозвратные потери и включается резервный запас для нештатных ситуаций.

Для поддержания баланса необходимо периодически добавлять компенсирующий объем воды в водопровод. При расчете общего баланса требуется собрать статистическую информацию по водопотреблению:

• Составляют балансовые схемы водопотребления по каждому цеху в отдельности.
• Просчитывают расходы всех потребителей, подключенных к системе.
• Составляют график притока воды из источника обеспечения водопотребления.

Далее, для правильного расчета общей схемы водооборота, учитывают следующие технические показатели:

• Качественные характеристики воды, которую предстоит перекачивать по водопроводу и сбрасывать в канализацию.
• Точки расположения резервуаров, холодильного оборудования, очистных сооружений и прочих фундаментальных частей системы водоснабжения.
• Направление потока воды на разных участках трубопровода.

В совокупности эти данные позволяют разработать схему водоснабжения и водоотведения с оптимизацией процессов потребления и утилизации. Основополагающее значение имеет тип производства, расположенного на территории цеха.

Водоснабжение и канализация сталеплавильных и доменных цехов

Для исключения аварийных ситуаций и обеспечения стабильного водоснабжения цехов металлургической промышленности проектируют независимые контуры водопровода для нужд производства и для пожарно-питьевых потребностей.

Производственная система водопотребления является оборотной и бессточной, для снижения потерь и оптимизации расходов. Обеспечение пожарно-питьевого водопровода производится по прямоточному принципу.

Основные задачи, которые требуется решить при очистке технической воды, прошедшей производственный цикл: фильтрация взвесей, осаждение растворенных примесей и охлаждение. Для удаления взвесей из сточных вод металлургических цехов строят радиальные отстойники со шламовыми (плавучими) насосными станциями. Каждая насосная станция имеет основной и резервный насосный агрегат для бесперебойного обеспечения процесса очистки. Для снижения температуры технической воды применяют холодильные установки и бассейны-отстойники. В целях рационализации затрачиваемых ресурсов теплую очищенную техническую воду могут использовать для обогрева помещений.

Водоснабжение и канализация на предприятиях мясной промышленности

Санэпиднадзор и другие контролирующие органы регулярно проверяют санитарно-эпидемиологическое состояние мясных цехов и предприятий пищевой промышленности. Источником воды для мясного цеха служит централизованный водопровод либо собственная артезианская скважина. При водоснабжении от местного водоканала пробы воды для бактериологического анализа берут ежеквартально. При водоснабжении от артезианского колодца анализ проводят ежемесячно. Если мясной цех расположен в районе, где нет централизованного водоснабжения и отсутствует возможность выкопать артезианский колодец, источником водоснабжения становится ближайший открытый водоем.

Система водоснабжения мясоперерабатывающего цеха должна соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82. Общие требования к водопроводному вводу:

• Расположение в закрытом помещении, где поддерживается чистота и соблюдаются санитарно-гигиенические нормы.
• Наличие манометров и кранов для забора анализов воды.
• Запорная арматура — обратные клапаны для стока воды в одном направлении.

На предприятии должно быть как минимум два компенсационных резервуара для обеспечения цеха водой при отключении проточного водоснабжения или аварии. Воду в резервуарах обрабатывают хлором, избыточный хлор со дна емкостей удаляют. Срок замены воды в резервуарах не должен превышать 48 часов.

В производственных цехах должны быть краны для мытья рук, питьевые фонтанчики, трапы для стекания жидкостей. Расположение и количество перечисленных элементов системы водоснабжения регулируют стандарты СП.

Фекальная канализация проектируется и монтируется отдельно от канализации производства и подключается к городским коммуникациям. Для обеззараживания и очистки технологических стоков строят систему фильтрации и отдельную систему утилизации стоков.