Визначення параметрів водовідведення виробничої ділянки
Вступ
водоспоживання
гальванічний водовідведення
Протягом тривалого
періоду людина використовувала водні ресурси і не відчувала нестачу води.
Проте, у зв'язку із швидким зростанням населення Землі та його виробничої
діяльності, потреби людини у воді значно зросли. Сьогодні в багатьох місцях
земної кулі відчувається нестача прісної води для життєвих потреб, потреб
промисловості та сільського господарства. Із року в рік, кількість води, що
використовується одним жителем планети зростає, причому основним джерелом
водокористування і водоспоживання є річки.
Отже, те що необхідність
води як ресурсу у житті людського суспільства - є незаперечним фактом. Але,
нажаль, однобічне, споживче відношення людини до водних ресурсів призвело до їх
виснаження, що у свою чергу спричинило ряд екологічних і соціально-економічних
проблем. Вирішення такого роду проблем може полягати у розробці й впровадженні
системи раціонального, комплексного використання, охорони водних ресурсів, а
також зміни характеру водозабезпечення в результаті цілеспрямованого впливу на
структуру глобального водообігу.
Необхідно зазначити, що водні ресурси є
національним капіталом, яким користується сучасне й буде користуватись майбутнє
покоління. Це вимагає й відповідного ставлення до їхнього використання, охорони
та відтворення. Аналіз водокористування в Україні дав можливість виділити низку
таких загроз, що умовно поділені на 3 групи: економічного, екологічного та
міжнародного характеру.
До загроз економічного та екологічного характеру
можна віднести: кризу неплатежів за спеціальне водокористування; дефіцит води у
промислових і сільськогосподарських районах, який покривається тільки шляхом її
інженерного відтворення; значні втрати води: 10-20% - при транспортуванні, 20%
- у житлово-комунальному господарстві, 20-30% - у промисловості; значне
техногенне навантаження на річкові системи.
Для поліпшення
економічних та екологічних умов водокористування в Україні доцільно: прискорити
створення правової бази водокористування, в першу чергу, Програми розвитку
водного господарства, законів «Про питну воду і безпечне водопостачання» та
«Про безпеку гідроспоруд», регіональних і галузевих програм використання та
охорони вод і відтворення водних ресурсів; змінити нормативи та збільшити
розміри збору за спеціальне водокористування та платежів за скид забруднюючих
речовин у водні об'єкти; забезпечити фінансування будівництва групових,
розвідних і локальних сільських водопроводів, водозабірних свердловин,
каналізаційних систем і споруд у сільській місцевості; припиняти дію права на
спеціальне водокористування у випадку систематичної несплати зборів
водокористувачами в необхідні строки; посилити контроль за обсягами
водокористування, вчасною сплатою зборів за спеціальне водокористування та
штрафів за забруднення водних об'єктів, а також розробити заходи, що дали б
змогу ліквідувати заборгованість водокористувачів за спеціальне
водокористування. При організації заходів по охороні природних вод в перше
чергу слід розрізняти два основних аспекти використання води: водокористування та
водоспоживання, які по-різному впливають на екологічний стан природних водойм.
Метою курсового проекту є визначення
розрахунковим методом норм водоспоживання і водовідведення підприємства, яке
спеціалізується на випуску металовиробів.
1. Методичні основи розрахунку водоспоживання і водовідведення
підприємства
.1 Розрахунок норм водоспоживання і
водовідведення господарсько-побутових споживачів
Вода, яка використовується підприємством на
господарсько-побутові потреби, витрачається на:
- санітарно-побутові потреби працюючих
(пиття і туалети) - W1;
- роботу душових - W2;
готування їжі в їдальні - W3;
обслуговування хворих у медпункті - W4;
прання робочого одягу і білизни - W5;
полив зелених насаджень - W6;
полив удосконалених покрить тротуарів і
проїздів - W7;
миття підлоги - W8;
На території підприємства можуть знаходитися
сторонні організації, водоспоживання яких входить у ліміт підприємства [1].
Річні витрати води, безповоротні втрати та
водовідведення за напрямами господарсько-побутового споживання визначаються
наступним чином [4]:
Річна витрата води на санітарно-побутові потреби
(W1, м3/рік) розраховується за формулою:
1 = 10-3 × Т × (К1 × ІС + К2
× Р + К3 × В), (1.1)
де Т - річна кількість робочих днів на
підприємстві;
К1, К2, К3 -
норма витрати води відповідного споживача, л/людину;
ІС - кількість службовців (інженерно-технічних
працівників);
Р - кількість робочих;
В - кількість водіїв.
Безповоротні втрати води для санітарно-побутових
потреб працюючих (W1втр, м3/рік) розраховуються за
формулою:
1втр = 10-3 × К4 × Т × N, (1.2)
де N - загальна кількість працюючих;
К4 - норма безповоротних втрат на
одного працюючого на підприємстві, л/людину. Приймається К4 = 1
л/людину.
Водовідведення від санітарно-побутових потреб (W1відв,
м3/рік) розраховується за формулою:
1відв = W1 - W1втр, (1.3)
Річна витрата води на миття в душових (W2,
м3/рік) розраховується за формулою:
2 = 10-3 × К5 × Nд.с.
× m × t × Т, (1.4)
де К5 - норма витрати води на одну
душову сітку у годину, л/год.;д.с - кількість душових сіток, шт.;-
кількість змін на підприємстві;
t - тривалість
користування душем, год. Приймається t = 0,75 годин після
закінчення зміни на одну душову сітку.
Безповоротні втрати води в душової (W2втр,
м3/рік) дорівнюють нулю.
Водовідведення для душових (W2відв, м3/рік)
дорівнює річній витраті води на миття в душових.
Річна витрата води на готування їжі у їдальні (W3,
м3/рік) розраховується за формулою:
W3 = 10-3 × К6 × М × Т, (1.5)
де К6 - норма витрати води на одне
умовне блюдо, л/блюдо;
М - кількість умовних блюд, які готуються в
їдальні протягом доби, шт.
Безповоротні втрати води в їдальні (W3втр,
м3/рік) розраховуються за формулою:
3втр = К7 × W3,
(1.6)
де К7 - коефіцієнт безповоротних втрат
їдальні. К7 приймається від 0,1 до 0,15.
Водовідведення для їдальні (W3відв, м3/рік)
розраховується за формулою:
3відв = W3 - W3втр, (1.7)
Річна витрата води на обслуговування пацієнтів у
медпункті (W4, м3/рік) визначається за формулою:
4 = 10-3 × К8 × А × Т, (1.8)
де К8 - норма витрати води на
обслуговування одного пацієнта, л/людину;
А - середня кількість пацієнтів, що відвідують
медпункт за день, чол.
Безповоротні втрати води медпункту (W4втр,
м3/рік) визначається за формулою:
4втр = К9 × W4,
(1.9)
де К9 - коефіцієнт безповоротних втрат
у медпункті. К9 = 0,1.
Водовідведення для медпункту (W4відв,
м3/рік) розраховується за формулою:
4відв = W4 - W4втр,
(1.10)
Річна витрата води на прання робочого одягу і
білизни (W5, м3/рік) розраховується за формулою:
5 = 10-3 × К10 × Р × Т, (1.11)
де К10 - норма витрати води на прання
одного кг робочого одягу і білизни, л/кг;
Р - середня кількість робочого одягу і білизни,
яка підлягає пранню впродовж доби, кг.
При роботі пральні безповоротні втрати води (W5втр,
м3/рік) розраховуються за формулою:
5втр = К11 × W5,
(1.12)
де К11 - коефіцієнт безповоротних
втрат у пральні. К11 = 0,1.
Водовідведення для пральні (W5відв, м3/рік)
розраховується за формулою:
5відв = W5 - W5втр,
(1.13)
Величина витрати на полив зелених насаджень (W6,
м3/рік) визначається за формулою:
W6 = 10-3 × К12 × F1 × nn,
(1.14)
де К12 - норма витрати води на один
полив зелених насаджень, л/м2;1 - площа зелених
насаджень, м2;n - кількість поливів за рік.
Безповоротні втрати води при поливі зелених
насаджень (W6втр, м3/рік) розраховуються за формулою:
6втр = К13 × W6,
(1.15)
де К13 - коефіцієнт безповоротних
втрат при поливі зелених насаджень. К13 = 0,95.
Водовідведення при поливі зелених насаджень (W6відв,
м3/рік) розраховується за формулою:
6відв = W6 - W6втр,
(1.16)
Річна витрата води на полив удосконалених покрить
тротуарів і проїздів (W7, м3/рік) розраховується за
формулою:
7 = 10-3 × К14 × F2 × nn,
(1.17)
де К14 - норма витрати води на один
полив удосконаленого покриття, л/м2;2 - площа
удосконалених покрить тротуарів і проїздів, м2.
Безповоротні втрати води при поливі удосконалених
покрить тротуарів і проїздів (W7втр, м3/рік)
розраховуються за формулою:
7втр = К15 × W7,
(1.18)
де К15 - коефіцієнт безповоротних
втрат при поливі тротуарів і проїздів. К15 = 0,5.
Водовідведення при поливі удосконалених покрить
тротуарів і проїздів (W7відв, м3/рік) розраховується за
формулою:
7відв = W7 - W7втр,
(1.19)
Річна витрата води на миття підлоги невиробничих
приміщень (W8, м3/рік) розраховується за формулою:
8 = 10-3 × К16 × F3 × Т, (1.20)
де К16 - норма витрати води на миття
підлоги, л/м2;3 - площа підлоги невиробничих приміщень, м2;
Т - річна кількість робочих днів на підприємстві.
Безповоротні втрати води при митті підлоги (W8втр,
м3/рік) розраховуються за формулою:
8втр = К17 × W8,
(1.21)
де К17 - коефіцієнт безповоротних
втрат при митті підлоги. К17 = 0,1.
Водовідведення при митті підлоги (W8відв,
м3/рік) розраховується за формулою:
8відв = W8 - W8втр,
(1.22)
Річна витрата води сторонньої організації, яка
використовує воду у межах ліміту підприємства, розраховується за формулою:
= 10-3 × Кi × Ri × Т, (1.23)
де - річне водоспоживання сторонньої
організації, м3/рік;
Кі - норма витрати води на одного споживача
і-тої організації, л/споживача;і - кількість споживачів, що працюють
у організації, чол.;
Т - річна кількість робочих днів на підприємстві.
Безповоротні втрати води для кожної сторонньої організації
(, м3/рік) розраховуються за
формулою:
= Квi × , (1.24)
де Квi - коефіцієнт безповоротних втрат води
стороннього споживання. Кві = 0,1.
Водовідведення для кожної сторонньої організації (, м3/рік) розраховується за
формулою:
= - , (1.25)
Розрахунок витрати води на санітарне прибирання приміщень
та прилеглої території кожної сторонньої організації визначається за формулами
(1.14 - 1.22).
1.2 Розрахунок водоспоживання і водовідведення на
охолодження устаткування за оборотною схемою водопостачання
Для охолодження устаткування виробничих об’єктів
використовуються оборотні системи водопостачання двох видів: замкнуті і
відкриті.
До складу замкнутої системи охолодження входять:
бак, насоси для відводу води від охолоджуваного устаткування і подачі її на
виробництво.
Відкриті системи охолодження бувають двох типів:
- перший тип - до складу входять бак,
насоси;
- другий тип - до складу входять градирня
і насоси.
Відкрита система відрізняється від замкнутої тим,
що в першій відбувається втрата теплоносія за рахунок випарування, віднесення
рідини вітром чи з іншої причини [2].
Відкрита оборотна система, до складу якої входить
градирня, застосовується на підприємстві в теплообмінних циклах. У цьому
випадку технологічна вода використається для відведення залишків тепла від
працюючих агрегатів, після чого подається на охолодження. Охолодження води
відбувається у градирнях. Потужність відкритої оборотної системи у цьому випадку
характеризується кількістю оборотної води (W2об, м3/рік)
яка визначається за формулою [4]:
2об = qохол
× t × Т + W2св,
(1.26)
де qохол - потужність насосу, м3/год;
t - тривалість роботи
системи охолодження протягом доби, годин;
Т - кількість робочих днів підприємства.
У відкритій оборотній системі охолодження вода
використовується для компенсації втрат за рахунок випарування і краплинного
віднесення.
Витрата свіжої води (W2св, м3/рік),
необхідної для компенсації втрат води відкритої системи охолодження, до складу
якої входить градирня, розраховується за формулою:
2св = qвип + qвин,
(1.27)
де qвип - втрата води за рахунок
випарування, м3/рік;вин - втрата води за рахунок виносу
вітром, м3/рік.
Втрати води за рахунок випарування розраховуються
за формулою:
вип = Квип × qохол × ∆t × t ×Т, (1.28)
де Квип - коефіцієнт, що враховує
частку тепловіддачі за рахунок випарування у загальній тепловіддачі, Квип
= 0,0013;охол - потужність насосу, м3/год;
∆t - різниця температури води до і після
градирні;
t - тривалість роботи
системи охолодження протягом доби, годин;
Т - кількість робочих днів підприємства.
Втрати води, пов’язані з виносом крапель вітром,
розраховуються за формулою:
вин = Квин × qохол × t ×Т, (1.29)
де Квин - коефіцієнт, що характеризує
віднесення крапель води вітром. Визначається у залежності від типу градирні:
для бризкальної градирні Квин = 0,015; для вентиляторної градирні Квин
= 0,025.
При охолодженні устаткування за допомогою
градирні об’єм водовідведення (W2відв, м3/рік) дорівнює
нулю, а безповоротні втрати (W2втр, м3/рік) дорівнюють
об’єму свіжої води (W2св).
Відкрита система охолодження до складу якої
входить бак використається для охолодження устаткування верстатів, мийки
автотранспорту та інш. Потужність відкритої оборотної системи у цьому випадку
характеризується кількістю оборотної води (W3об, м3/рік)
яка визначається за формулою:
W3об = qохол × t × Т + W3св,
(1.30)
Витрата свіжої води (W3св, м3/рік)
необхідної для роботи відкритої системи охолодження розраховується за формулою:
3св = n × V + qвин
× Т, (1.31)
де n - частота заміни води в баці;- об’єм бака, м3;вин
- втрати води за рахунок виносу крапель вітром, м3/добу;
Т - кількість робочих днів за рік.
При роботі відкритих систем охолодження у випадку
використання бака об’єм водовідведення (W3відв, м3/рік)
залежить від об’єму бака та частоти зміни води у баці і розраховується за
формулою:
3відв = n × V, (1.32)
Безповоротні втрати (W3втр, м3/рік)
складають:
3втр = qвин × Т, (1.33)
1.3 Розрахунок водоспоживання і водовідведення
гальванічного виробництва
Вода в гальванічному виробництві витрачається на:
- промивання виробів після різних
технологічних операцій;
- охолодження устаткування (технологічних
ванн);
- складання електролітів і технологічних
розчинів і заповнення їхніх утрат;
- промивання устаткування (ванн, баків,
фільтрів і т.д.) і змив підлог.
Найбільша кількість води витрачається безупинно
на промивні операції.
Витрата води на готування і заповнення
електролітів і розчинів, а також на промивання устаткування, є періодичною і
складає невелику частину від загальної витрати води.
У виробництві металопокриттів використовують три
методи промивання:
заглибний - зануренням деталей у ванни, заповнені
водою;
струминний - струменями води з душируючих
пристроїв;
комбінований - послідовним зануренням і
струменями води в одній і тій же ванні.
Промивання поверхонь деталей заглибним методом
проводять за двома основними схемами: одноступінчатій - в одній ванні з
проточною чи непроточною водою; багатоступінчастій - у декількох послідовно
установлених ваннах (ступенях) із проточною водою.
Багатоступінчасту схему підрозділяють на
прямоструминну і противоструминну. При прямострумнному способі промивання кожна
промивна ванна забезпечується самостійною системою подачі і стоку води.
Протиструминний спосіб передбачає подачу води у ванну кінцевого промивання, з
якої вона самопливом проходить через інші ступені промивання і приділяється в
стік з першої промивної ванни [3].
Для будь-якої схеми проточного промивання витрата
свіжої води (Wр, м3/рік) розраховується за формулою [4]:
Wр = n × V × q × F × (1.34)
де n - коефіцієнт, що враховує спосіб промивання: при
заглибленому способі n = 1,0; при струменому n = 0,7; при комбінованому n =
0,5; при можливому спаданні напору у водогінній мережі коефіцієнт збільшується
в 1,5 рази;- коефіцієнт, що враховує число ступенів промивання з рівнобіжним
рухом води;- питомий винос розчину з ванни на поверхні деталей, визначений
розрахунковим шляхом, л/м2. Значення коефіцієнта наведені в табл.
4.1;- площа покриття, м2;
g - коефіцієнт, що враховує наявність ванн уловлювання: при
одній ванні g = 0,7,
при двох g =
0,15, при трьох g =
0,06;- загальне число ступенів промивання;о - критерій остаточного
промивання, показує в скільки разів варто знизити концентрацію основного
компонента електроліту (розчину), що виноситься поверхнею деталей з
технологічної ванни, до його гранично припустимих значень у воді останньої
ванни промивання;
о = , (1.35)
де Со - концентрація основного компонента в
електроліті (розчині), застосовуваному для операції, після якої виконується
промивання, г/л;
Сn - гранично допустима концентрація основного
компонента у воді після операції промивання, г/л.
Основним компонентом (іоном) даного розчину (електроліту)
вважається той, для якого критерій промивання найбільший.
При обчисленні критерію промивання величину Со
беруть рівною фактичній концентрації основного компонента в електроліті
(розчині) чи відповідно до рецептури відповідного розчину.
У випадку, коли основним компонентом в електроліті
(розчині) є лужний агент, загальна лужність визначається в перерахуванні на
їдкий натр; якщо кислота - у перерахуванні на сірчану кислоту.
Водовідведення в цеху нанесення гальванічних покрить (Wвідв,
м3/рік) визначаються за формулою:
відв = W - Wвтр (1.36)
де W - водоспоживання по цеху нанесення гальванічних
покрить, м3/рік;втр - безповоротні втрати води по цеху
нанесення гальванічних покрить, м3/рік.
1.4 Розрахунок водоспоживання і водовідведення
автотранспортного цеху
В автотранспортному цеху свіжа вода витрачається
на мийку, заправлення систем охолодження, ремонт і технічне обслуговування
рухомого складу.
Весь автотранспорт, у залежності від призначення,
підрозділяється на три групи:
- перша група - вантажні машини загального
призначення, крани і навантажувачі на базі вантажних машин;
- друга група - автобуси, легкові
автомобілі, вантажні машини, які призначені для перевезення продовольчих
товарів;
третя група - автомобілі спеціального
призначення, які призначені для перевезення отрутохімікатів, фекальних рідин.
Для спрощення розрахунків водоспоживання
автотранспорт перераховують в умовні автомобілі за формулою [4]:
Аі = ко × Аф,
(1.37)
де Аі - кількість умовних автомобілів
і-ої групи, умов. авт.;
ко - коефіцієнт перерахування в умовні
автомобілі;
Аф - кількість автомобілів однієї
марки, шт.
Мийка рухомого складу в залежності від його
призначення здійснюється такими засобами [2]:
- перша група і механізми - оборотна вода;
- друга група - оборотна і свіжа вода;
третя група - свіжа вода.
Скидання стоків після мийки автомобілів третьої
групи в оборотну систему заборонено.
Свіжа вода використовується для мийки кузовів
(салонів), до миття зовнішньої поверхні автомобілів другої групи.
Річна потреба в оборотній і свіжій воді
розраховується наступним чином. Для автомобілів першої групи (оборотна вода) (W1об,
м3/рік):
1об = 1,4 × А1 × a × (nс × mс + nг × mг + nз × mз), (1.38)
Для автомобілів другої групи - оборотна вода (W2об,
м3/рік):
2об = 0,9 × А2 × a × (nс × mс + nг × mг + nз × mз), (1.39)
Для автомобілів другої групи свіжа вода (W2св,
м3/рік):
2св = 0,25 × А2 × a × [nс × (1+mс) + nг
× (1+mг) + nз
× (1+mз)] (1.40)
де 1,4 - норма витрати оборотної води на мийку
автомобілів першої групи, м3;
,9 - норма витрати оборотної води на мийки
автомобілів другої групи, м3;
,25 - норма витрати свіжої води на мийку
автомобіля другої групи у середині салону і до миття зовнішньої поверхні
рухомого складу, м3;
А1, А2 - кількість умовних
автомобілів відповідно першої і другої групи;
a - коефіцієнт який
характеризує частоту використання автотранспорту;с, nг, nз
- середня кількість днів у році відповідно з сухою погодою, опадами і
відлигами, з температурою нижче 0оС (за даними Гідрометцентру);
mс, mг, mз - коефіцієнт
який характеризує періодичність мийки рухомого складу:
для першої групи mс = 0,14; mг = 1,0; mз = 0,1;
для другої групи mс = 0,28; mг = 1,0; mз = 0,1.
Для автомобілів третьої групи (свіжа вода) (W3св,
м3/рік) знаходиться за формулою:
3св = 1,4 × А3 × a × nр,
(1.41)
де 1,4 - норма витрати свіжої води для автомобіля
третьої групи, м3;
А3 - кількість умовних автомобілів
третьої групи;
a - коефіцієнт
використання автопарку;р - кількість мийок за рік автомобілів
третьої групи.
Для механізмів (оборотна вода) (W4об,
м3/рік) знаходиться за формулою:
4об = 0,4 × N × n, (1.42)
де 0,4 - норма витрати оборотної води на мийку
механізму, м3;- кількість механізмів;- кількість мийок механізмів у
році.
Загальна потреба в оборотній воді (Wоб,
м3/рік) визначається за формулою:
об = W1об + W2об + W4об,
(1.43)
Підживлення оборотної системи свіжою водою (Wn,
м3/рік) розраховуються за формулою:
n = 0,1 × Wоб +
m × V, (1.44)
де 0,1 - коефіцієнт, що характеризує безповоротні
втрати води в системі оборотного водопостачання;- кількість разів заміни води у
баці за рік;- об’єм бака оборотної води.
Потужність оборотної системи (W5, м3/рік)
визначається за формулою:
5 =Wоб + Wn, (1.45)
Річний об’єм стічних вод (W6ст, м3/рік),
що утворюються при мийці рухомого складу, в залежності від схеми водопостачання
розраховується за формулами:
- за оборотною схемою:
6ст = W2св + W3св - 0,1
× (W2св + W3св) + m × V, (1.46)
де 0,1 - коефіцієнт, що характеризує величину
безповоротних втрат свіжої води, яка використається при мийці за
прямоструминною схемою автомобілів другої і третьої групи;
- за прямоструминною схемою:
W6ст = W1св + W2св
+ W3св + W4 - 0,1×(W1св +
W2св + W3св + W4), (1.47)
Безповоротні втрати води (W7втр, м3/рік)
визначаються за формулами:
- за оборотною схемою:
7втр = 0,1 × Wоб +
0,1 × (W2св + W3св), (1.48)
- за прямоструминною схемою:
7втр = 0,1 × (W1св
+ W2св + W3св + W4), (1.49)
Якщо транспорт зберігається на відкритому
майданчику, то при температурі повітря нижче 0оС щоденно
здійснюється заправка системи охолодження двигунів. У цьому випадку річна
потреба у свіжій воді (W8, м3/рік) для заправки системи
охолодження двигунів розраховується за формулою:
W8 = nз ×, (1.50)
де N - кількість марок автомобілів, які зберігаються на
відкритому майданчику;
Аі - кількість автомашин, механізмів і-тої
марки;i - об’єм системи охолодження двигуна і-тої марки;з
- середня кількість днів у році з температурою нижче 0оС (за даними
Гідрометцентру).
Безповоротні втрати води при заправленні системи
охолодження двигунів (W9втр, м3/рік) складають:
9втр = 0,1 × W8, (1.51)
Річний об’єм стічних вод, що утворюються при зливанні води
із систем охолодження двигунів (W9ст, м3/рік),
розраховується за формулою:
9ст = W8 - W9втр,
(1.52)
При виконанні ремонтних робіт в автотранспортному цеху
свіжа вода витрачається на: приготування дистильованої води, мийку деталей,
котрі ремонтуються, мийку двигунів та інш. Річна потреба у свіжій воді на
ремонтні роботи і технічне обслуговування автомобілів (W10, м3/рік)
розраховується за формулою [4]:
10 = nn × (Wв × Ав + Wа × Аа + Wл × Ал), (1.53)
де Wв, Wа, Wл - норма
витрати свіжої води на ремонтні роботи умовного автомобіля, м3.
Ав, Аа, Ал - кількість
умовних автомобілів відповідно вантажних, автобусів та легкових.n -
кількість днів технічного обслуговування автомобілів за рік.
Річна витрата свіжої води на ремонт механізмів (W11,
м3/рік) розраховується за формулою:
11 = k2 × N × nn (1.54)
де k2 - норма витрати води на ремонт механізму,
м3 (k2 = 1 м3/мех.).
Загальна річна витрата свіжої води на ремонт по
автотранспортному цеху (W12, м3/рік) складає:
12 = W10 + W11 (1.55)
Безповоротні втрати при ремонті автомобілів та механізмів
(W12втр, м3/рік) складають:
12втр = 0,1 × W12 (1.56)
Річний об’єм стічних вод, що утворюються при ремонті і
технічному обслуговуванні автотранспорту (W12відв, м3/рік),
розраховується за формулою:
12відв = W12 - W12втр
(1.57)
2. Методичні основи оцінки діяльності підприємства з урахуванням
раціонального використання водних ресурсів
Ефективність використання водних ресурсів у
виробництві визначається наступними показниками [4]:
Технічна досконалість системи водопостачання (Рзв)
розраховується за формулою:
Рзв = (2.1)
де Wзв - об’єм зворотної води, м3/рік;св
- об’єм свіжої води, яка забирається з системи водопостачання підприємства, м3/рік.
Коефіцієнт раціональності використання свіжої води (Кр)
розраховується за формулою:
Кр = (2.2)
де Wвідв - об’єм стічних вод, м3/рік.
Свіжа вода використовується раціонально якщо Кр
> 60%. У випадку коли Кр < 60% необхідно впроваджувати заходи
щодо оптимізації параметрів водного господарства підприємства.
Коефіцієнт безповоротних втрат (Рвтр)
розраховується за формулою:
Рвтр = (2.3)
де Wбп - об’єм безповоротних втрат, м3/рік.
Норма коефіцієнту безповоротних втрат має бути
менше за 40%.
3. Розрахунок норм водоспоживання і водовідведення для
підприємства
.1 Вихідні данні
Підприємство спеціалізується на випуску
металовиробів обсягом 50000 т/рік, працює 256 днів/рік у 2 зміни.
Кількість днів поливу зелених насаджень і доріг -
120.
Кількість днів ремонту автотранспорту - 15.
Кількість днів з температурою нижче 00С
- 50.
Кількість днів з сухою погодою - 250.
Кількість днів з опадами і відлигами - 65.
Господарсько-побутові споживачі
На підприємстві працює:
- Інженерно-технічні працівники - 54;
- Робочі - 127;
Водії - 40.
В цехах влаштовано 42 од. душових сіток.
На території підприємства працює:
- Їдальня, яка розрахована на приготування
37 умовних блюд на добу;
- Поліклініка, яка розрахована на 27
відвідувань на добу;
Пральня, яка розрахована на прання 43 кг
білизни на добу.
Площа поливу на території підприємства складає:
Зелених насаджень 350 м2;
- Вдосконаленого покриття 1200 м2.
Крім того, на території підприємства функціонують
сторонні організації:
Аптека - 2 чол.;
- Продовольчий магазин - 1 чол.;
Промтоварний магазин - 1 чол.
Ливарний цех
Для охолодження устаткування встановлена зворотна
система водопостачання з використанням вентиляторної градирні. Виробництво
насосу складає 60 м3/год. Необхідний перепад температур складає - 7оС.
Час роботи градирні - 18 год. Коефіцієнт, що характеризує вднесення води вітром
- 0,025.
Автотранспортний цех
В автотранспортному цеху є наступні автомобілі і
механізми:
- Автомобілі 1-ї групи:
КАМАЗ - 3 од.; коефіцієнт перерахунку - 1,25;
ємність системи охолодження - 30 л;
МАЗ - 7 од.; коефіцієнт перерахунку - 1,75;
ємність системи охолодження - 60 л;
Коефіцієнт використання автомобілів 1-ї групи
дорівнює 0,7.
- Автомобілі 2-ї групи:
Волга - 2 од.; коефіцієнт перерахунку - 0,5;
ємність системи охолодження - 12 л;
Москвич - 3 од.; коефіцієнт перерахунку - 0,5;
ємність системи охолодження - 11,5 л;
ВАЗ-2121 - 2 од.; коефіцієнт перерахунку - 0,5;
ємність системи охолодження - 11,0 л;
ГАЗ-69 - 2 од.; коефіцієнт перерахунку - 0,75;
ємність системи охолодження - 10,5 л;
Ікарус 280 - 3 од.; коефіцієнт перерахунку -
1,25; ємність системи охолодження - 30 л;
Ікарус 556 - 2 од.; коефіцієнт перерахунку -
1,75; ємність системи охолодження - 50 л;
Коефіцієнт використання автомобілів 2-ї групи
дорівнює 0,6.
- Автомобілі 3-ї групи:
АТЗ - 2 од.; коефіцієнт перерахунку - 1.75;
Коефіцієнт використання автомобілів 3-ї групи
дорівнює 0,4. Кількість робочих днів у році, у які здійснюється мийка
автомобілів 3-ї групи - 35 днів.
- Механізми:
Трактор МТЗ-80 - 5 од.;
Автонавантажувач-4045 - 3 од.;
Кількість робочих днів у році, у які здійснюється
мийка механізмів - 35 днів.
Для мийки автомобілів використовується оборотна
система водопостачання з використанням баку. Частота заповнення бака оборотною
водою впродовж року - 12 разів. Об’єм баку - 5 м3.
Автомобілі 1-ї групи та автобуси (Ікарус 280,
Ікарус 556) зберігаються на відкритому майданчику.
Гальванічний цех
Площа поверхні, яка обробляється в гальванічному
цеху складає 75000 м2/рік. В склад гальванічного виробництва входять
наступні процеси:
- процес знежирення:
Об’єм ванни знежирювання - 400 л. Частота зміни
розчину складає 6 разів на рік. Підживлення ванни складає 9% від об’єму ванни
24 рази на рік. Склад знежирюючого розчину - NaOH - 80 г./л, Na3PO4*12H2O
- 50 г./л. Для промивки деталей застосовується двоступінчата прямоструминна
промивка. Деталі кріпляться на підвісках. Спосіб промивання деталей - об’ємний.
- процес травлення:
Об’єм ванни травлення - 400 л. Частота зміни
розчину складає 6 разів на рік. Підживлення ванни складає 4% від об’єму ванни
12 раз на рік. Склад розчину - HCl - 210 г./л. Для промивки деталей
застосовується одноступінчата прямоструминна промивка. Деталі кріпляться на
підвісках. Спосіб промивання деталей - об’ємний.
- процес нанесення захисного покриття:
Об’єм ванни нанесення захисного покриття - 400 л.
Частота зміни розчину складає 12 разів на рік. Підживлення ванни складає 5% від
об’єму ванни 9 раз на рік. Склад розчину - CuSO4*5H2O -
260 г./л, H2SO4 - 60 г./л. Для промивки деталей
застосовується двоступінчата прямоструминна промивка. Деталі кріпляться на
підвісках. Спосіб промивання деталей - об’ємний. Після ванни нанесення
захисного покриття встановлена ванна уловлювання, об’єм якої 400 л. Частота
зміни розчину - 5 разів на рік.
3.2 Розрахунок водоспоживання і водовідведення
господарсько-побутових споживачів
Річна витрата води на санітарно-побутові потреби
працюючих:
W1 = 10-3 *256*(12*54+25*127+15*40)
= 1132.29 м3/рік
Безповоротні втрати води на санітарно-побутові
потреби:
W1втр = 10-3*1*256*(54+127+40)
= 56,58 м3/рік
Водовідведення від санітарно-побутових потреб:
W1відв = 1132,29-56,58 = 1075,71 м3/рік
Річна витрата води на миття в душових:
W2= 10-3*500*42*2*0,75*256
= 8064,00 м3/рік
Безповоротні втрати води на миття в душових
W2втр = 0,00 м3/рік
Водовідведення від миття в душових2відв =
8064,00 м3/рік
Річна витрата води на готування їжі у їдальні:
W3 = 10-3*16*37*256 =
151.55 м3/рік
Безповоротні втрати води на готування їжі у
їдальні:
W3втр = 0,125*151,55 = 18,94 м3/рік
Водовідведення від готування їжі у їдальні:3відв
= 151,55-18,94 = 132,61 м3/рік
Річна витрата води на обслуговування хворих у
медпункті:4 = 10-3*13*27*256 = 89,86 м3/рік
Безповоротні втрати води на обслуговування хворих
у медпункті:4втр = 0,1*89,86 = 8,99 м3/рік
Водовідведення від обслуговування хворих у
медпункті:4відв = 89,86-8,99 = 80,87 м3/рік
Річна витрата води на прання білизни:5 =
10-3*75*43*256 = 825.60 м3/рік
Безповоротні втрати води на прання білизни:5втр
= 0,1*825,60 = 82,56 м3/рік
Водовідведення від прання білизни:5відв =
825,60-82,56 = 743,04 м3/рік
Річна величина витрати води на полив зелених
насаджень:6 = 10-3*4,5*350*120 = 189,00 м3/рік
Безповоротні втрати води на полив зелених
насаджень:6втр = 0,95*189,00 = 179,55 м3/рік
Водовідведення від поливу зелених насаджень:6відв
= 189-179,55 = 9,45 м3/рік
Річна витрата води на помив вдосконалених
покриттів:7 = 10-3*0,45*1200*120 = 64,80 м3/рік
Безповоротні втрати води на помив вдосконалених
покриттів:7втр = 0,5*64,80 = 32,4 м3/рік
Водовідведення від помиву вдосконалених
покриттів:7відв = 64,80-32,4 = 32,4 м3/рік
Визначаємо річну витрату води на сторонні
підприємства:апт = 10-3*12*2*256 = 6,14 м3/рікпром
= 10-3*12*1*256 = 3,07 м3/рікпрод = 10-3*250*1*256
= 64,00 м3/рік
Безповоротні втрати води на сторонні
підприємства:втрапт = 0,1*6,14 = 0,61 м3/ріквтрпром.=
0,1*3,07 = 0,31 м3/ріквтрпрод = 0,1*64,00 =
6,40 м3/рік
Водовідведення води від сторонніх підприємств:відвапт
= 6,14-0,61 = 5,53 м3/ріквідвпром.=
3,07-0,31 = 2,76 м3/ріквідвпрод = 64,00-6,40 =
57,6 м3/рік
3.3 Розрахунок водоспоживання і водовідведення на
охолодження устаткування за оборотною схемою водопостачання
Розраховуємо втрати води, пов’язані з виносом
крапель вітром:вин = 0.025*60*18*256 = 6912
Розраховуємо втрати води за рахунок випарування:вип
= 0,0013*60*7*18*256 = 2515,97
Розраховуємо витрату свіжої води, необхідної для
компенсації втрат води відкритої системи охолодження, до складу якої входить
градирня:2св = 6912+2515,97 = 9427,97 м3/рік
Розраховуємо кількість оборотної води:2об =
60*18*256+9427,97 = 285907,97 м3/рік
3.4 Розрахунок водоспоживання і водовідведення
автотранспортного цеху
Для спрощення розрахунків водоспоживання
автотранспорт перераховують в умовні автомобілі.
А1 = (3*1,25)+(7*1,75) = 16
Друга група:
А2 =(7*0,5)+(2*0,75)+(1,75*2)+(1,25*3)
= 12,25
Третя група:
А3 = 1,75*2 = 3,5
Розраховуємо річну потребу в оборотній і свіжій
воді:
- Для автомобілів першої групи (оборотна
вода):
W1 об =
1,4*16*0,7*(250*0,14+65*1,0+50*0,1) = 1646,4 м3/рік
- Для автомобілів другої групи (оборотна
вода):
W2 об = 0,9*12,25*0,6*(250*0,28+65*1,0+50*0,1)
= 926,1 м3/рік
- Для автомобілів другої групи (свіжа
вода):
W2 св =
0,25*12,25*0,6*[(250*(1+0,28)+65*(1+1)+50*(1+0,1)] = 927,94 м3/рік
- Для автомобілів третьої групи (свіжа
вода):
W3 св = 1,4*3,5*0,4*36 = 68,6 м3/рік
- Для механізмів (оборотна вода):
W4 об = 0,4*8*35 = 112 м3/рік
Визначаємо загальну потребу в оборотній воді:об
= 1646,4+926,1+112 = 2684,5 м3/рік
Розраховуємо підживлення оборотної системи свіжою
водою:підж = 0,1*2684,5+12*5 = 328,45 м3/рік
Визначаємо потужність оборотної системи:5=
328,45+2684,5 = 3012,95 м3/рік
Розраховуємо річний об’єм стічних вод, що
утворюються при мийці рухомого складу, за оборотною схемою:6 ст =
927,94+68,6-0,1*(927,94+68,6)+12*5 = 956,89 м3/рік
Визначаємо безповоротні втрати води за оборотною
схемою:7 втр = 0,1*2684,5+0,1*(927,94+68,6) = 368,1 м3/рік
Розраховуємо річну потребу у свіжій воді для
заправки системи охолодження двигунів:8 =
50*((3*30)+(7*60)+(3*30)+(2*50))*10-3 = 35 м3/рік
Безповоротні втрати води при заправленні системи
охолодження двигунів складають:9 втр = 0,1*35 = 3,5 м3/рік
Розраховуємо річний об’єм стічних вод, що
утворюються при зливанні води із систем охолодження двигунів:9 ст =
35-3,5 = 31,5 м3/рік
Розраховуємо річну потребу у свіжій воді на
ремонтні роботи і технічне обслуговування автомобілів:10 =
15*(0.133*16+0.193*7.25+0.132*5) = 62.85 м3/рік
Розраховуємо річна витрата свіжої води на ремонт
механізмів:11 = 1*8*15 =120 м3/рік
Загальна річна витрата свіжої води на ремонт по
автотранспортному цеху складає:12 = 62.85+120 = 185.85 м3/рік
Безповоротні втрати при ремонті автомобілів та
механізмів складають:12 втр = 0,1*182,85 = 18,29 м3/рік
Розраховуємо річний об’єм стічних вод, що
утворюються при ремонті і технічному обслуговуванні автотранспорту:12 відв
= 182,85-18,29 = 164,56 м3/рік
3.5 Розрахунок водоспоживання і водовідведення
гальванічного виробництва
Розрахунок води на процес знежирення: розч
= 400*6*10-3 = 2,4 м3/рікпідж = 400*24*0,09*10-3
= 0,864 м3/рік3PO4*12H2O → Na3PO4
х=(50*164)/380 = 21,583PO4 →
NaOH
х = (21,58*120)/164 = 15,79
Визначаємо загальну щільність розчину:
Со = 15,79+80 = 95,79 г./л.
Розраховуємо витрату свіжої води:
Wp = 1,5*1*2*0,2*75000**10-3 = 1392,75 м3/рік
Розраховуємо витрати води на процес знежирення:
св. = 2,4+1392,75+0,864 = 1396,01 м3/ріквтр = 0,864
м3/рік відв = 2,4+1392,75 = 1395,15 м3/рік
Розрахунок води на процес травлення: розч
= 400*6*10-3 = 2,4 м3/рікпідж = 400*12*0,04*10-3
= 0,192 м3/рік→ H+
х = 210/36,5 = 5,75→ H2SO4
х = (210*98)/(2*36,5) = 281,92
Розраховуємо витрату свіжої води:p =
1,5*1*1*0,2*75000*1*(281,92/0,1)*10-3 = 63432 м3/рік
Розраховуємо витрату води на процес травлення:
св. = 2,4+63432+0,192 = 63434,59 м3/ріквтр = 0,192
м3/рік відв = 2,4+63432 = 63434,4 м3/рік
Розрахунок води на процес нанесення захисного
покриття: розч = 400*12*10-3 = 4,8 м3/рікпідж
= 400*9*0,05*10-3 = 0,18 м3/рік4*5H2O
→ CuSO4
х = (260*160)/250 = 166,44 → Cu
у = (166,4*63,5)/160 = 66,04
Со = у = 66,04 г./л.
Розраховуємо витрату свіжої води:
Wp = 1,5*1*2*0,2*75000**10-3 = 3059,6 м3/рік
Розраховуємо витрати води на процес нанесення
захисного покриття: св. = 4,8+3059,6+0,18 = 3064,58 м3/ріквтр
= 0,18 м3/рік відв = 4,8+3059,6 = 3064,4 м3/рік
Розраховуємо втрати води на процес уловлювання:улов.реч.
= 400*5*10-3 = 2 м3/рік
Водний баланс підприємства, поточні індивідуальні
норми водокористування, показники водокористування господарсько-побутових
споживачів, показники водокористування основного і допоміжного виробництва у
таблицях 3.1-3.4.
Таблиця 3.1 - Показники водокористування
господарсько-побутових споживачів
Найменування
споживача
|
Кількість
споживачів
|
Число
робочих днів у році
|
Норма
витрати на одного споживача
|
Водоспоживання
|
Безповоротні
втрати
|
Водовідведення
|
Санітарно-побутові
|
221
|
256
|
|
1132,29
|
56,58
|
1075,71
|
інженерний
склад
|
54
|
256
|
12
|
165,89
|
|
|
Робочі
|
127
|
256
|
25
|
812,8
|
|
|
Водії
|
40
|
256
|
15
|
153,6
|
|
|
Душеві
|
221
|
256
|
500
|
8064,00
|
0,00
|
8064,00
|
Приготування
їжі в їдальні
|
221
|
256
|
16
|
151,55
|
18,94
|
132,61
|
Медпункт
|
221
|
256
|
13
|
89,86
|
8,99
|
80,87
|
Пральня
|
221
|
256
|
75
|
825,6
|
82,56
|
743,04
|
Полив
зелених насаджень
|
350
|
120
|
4,5
|
189,00
|
179,55
|
9,45
|
Полив
покриттів
|
1200
|
256
|
0,5
|
64,80
|
32,4
|
32,4
|
Сторонні
організації
|
|
|
|
|
|
|
Аптека
|
221
|
256
|
12
|
6,14
|
0,61
|
5,53
|
продовольчий
магазин
|
221
|
256
|
250
|
64,00
|
6,40
|
57,6
|
промисловий
магазин
|
221
|
256
|
12
|
3,07
|
0,31
|
2,76
|
Всього
|
|
|
|
10590,31
|
386,34
|
10203,97
|
Таблиця 3.2 - Показники водокористування
основного і допоміжного виробництва
Найменування
цеху
|
Найменування
водоспоживаючого обладнання, технологічного процесу
|
Кількість
одиниць обладнання, об’єм продукції
|
Кількість
часів роботи за добу, годин
|
Кількість
робочих днів на рік
|
Водоспоживання,
м3/рік
|
Безповоротні
втрати, м3/рік
|
Водовідведення,
м3/рік
|
Потужність
зворотної системи, м3/рік
|
|
|
|
|
|
Свіжа
вода
|
Зворотна
вода
|
|
|
|
Господарсько-побутові
потреби
|
|
|
|
|
10590,31
|
|
386,34
|
10203,97
|
|
Цех
охолодження устаткування
|
Градирня
|
1
|
18
|
256
|
9427,97
|
285907,97
|
9427,97
|
0
|
276480
|
Авто-
транспортний цех
|
Мийка
|
34
|
8
|
35
|
1324,99
|
2684,5
|
368,1
|
956,89
|
3012,95
|
|
Заправка
систем охолодження
|
15
|
8
|
50
|
35
|
-
|
3,5
|
31,5
|
-
|
|
Ремонт
|
34
|
8
|
15
|
182,85
|
-
|
18,29
|
164,56
|
-
|
Гальванічний
цех
|
|
|
|
|
67895,18
|
|
1,23
|
67893,95
|
|
Таблиця 3.3 - Водний баланс підприємства
Напрям
використання води
|
Водоспоживання
|
Безповоротні
втрати
|
Водовідведення
|
Потужність
зворотної системи
|
|
Свіжа
Вода
|
Зворотна
вода
|
|
|
|
Господарсько-побутовий
|
10590,31
|
-
|
386,34
|
10203,97
|
-
|
Система
охолодження
|
9427,97
|
285907,97
|
9427,97
|
-
|
276480
|
Автотранспортний
цех
|
1542,84
|
2684,5
|
389,89
|
1152,95
|
3012,95
|
Гальванічний
цех
|
67895,18
|
-
|
1,23
|
67893,95
|
-
|
Всього:
|
78865,99
|
288592,47
|
9819,09
|
69046,9
|
279492,95
|
-
виробничі потреби
|
|
|
|
|
|
-
господарсько-побутові потреби
|
10590,31
|
-
|
386,34
|
10203,97
|
-
|
Всього:
|
89456,3
|
288592,47
|
10205,43
|
79250,87
|
279492,95
|
Таблиця 3.4 - Поточні індивідуальні норми
водокористування
Об'єм
випускаємої продукції
|
Напрямок
використання води
|
Норма
водоспоживання
|
Норма
безповоротних втрат
|
Норма
водовідведення
|
|
|
Свіжа
вода
|
Зворотна
вода
|
|
|
50000
|
Виробничі
нужди
|
1,58
|
5,77
|
0,20
|
1,38
|
|
Господарсько-побутові
|
0,21
|
-
|
0,01
|
0,20
|
|
Всього
|
1,79
|
5,77
|
0,21
|
1,58
|
4. Методичні основи оцінки діяльності підприємства з урахуванням
раціонального використання водних ресурсів
Технічна досконалість системи водопостачання (Р
зв) розраховується за формулою:
Р зв = 288592,47/(288592,47+89456,3) =
0,76
Коефіцієнт раціонального використання свіжої води
(Кр) розраховується за формулою:
К р =
((89456,3-79250,87)/89456,3)*100% = 11,41%
Коефіцієнт безповоротних втрат (Р втр.)
розраховується за формулою:
Р втр. =
((89456,3+10205,43-79250,87)/89456,3)*100% = 22,82%
Норма коефіцієнту раціонального використання
свіжої води повинна складати більше 0,6 (60%), та норма коефіцієнту
безповоротних втрат має бути менше за 0,4 (40%).
Розрахункові коефіцієнти не задовольняють вимоги
з раціонального водоспоживання для підприємства. Виходячи з цього необхідно
вжити заходи для раціонального водокористування.
Висновки
В ході даної роботи були проведені розрахунки
водоспоживання і водовідведення на господарсько-побутові потреби господарства,
на охолодження устаткування за оборотною схемою водопостачання, для
автотранспортного цеху та для гальванічного виробництва. Проведена оцінка
діяльності підприємства з раціонального використання водних ресурсів.
Так, на рік, підприємство використовує 89456,3 м3
свіжої води, з яких більша половина (78865.99 м3) використовується
на виробничі потреби, на господарсько-побутові потреби використовується
10590,31 м3 води.
Безповоротні втрати складають 10205,43 м3
води. На відміну від водоспоживання, значно більша частина води втрачається на
виробництві - 9819,09 м3 і лише 386,34 м3 втрат води
припадає на господарсько-побутові потреби.
В систему каналізації відводиться загалом
79250,87 м3 води. В виробничих цехах водовідведення дорівнює 69046,9
м3, в господарсько-побутовому направленні використання води
відводиться 10203,97 м3 води.
Коефіцієнт раціонального використання свіжої води
11,41% ˂ 60%. Тож можна зробити висновок що необхідно впроваджувати заходи
щодо оптимізації параметрів водного господарства підприємства. В даному випадку
замість прямоструменої системи промивання поверхонь деталей використовувати
противоструменну систему. Це дозволить більш ефективно використовувати воду і в
менших її кількостях.
Коефіцієнт безповоротних втрат 22,82% ˂ 40%,
це добрий показник, але якщо ввести замкнуту систему оборотного водопостачання
то його можна ще більше зменшити і таким чином зменшити енерго - та природо
ємність підприємства.
Перелік посилань
1. Левківський С.С., Падун М.М. Раціональне використання і охорона
водних ресурсів: Підручник. - К.: Либідь, 2006. - 280 с.
. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных
отраслей промышленности. - М.: Стройиздат, 1978.
. ГОСТ 9.314-90 ЕСЗКС. Вода для гальванического производства и
схемы промывок. Общие требования
4. Методичні вказівки до практичних робіт з дисципліни
«Раціональне водокористування» для студентів денної форми навчання / к.геогр.
н., доц. Сапко О.Ю., асист. Кур’янова С.О. - Одеса, ОДЕКУ,
2013 р., 62 с.