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

1.1 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:

W₁ = 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 (W_1втр, м³/рік) розраховуються за формулою:

W_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 (W_1відв, м³/рік) розраховується за формулою:

W_1відв = W₁ - W_1втр, (1.3)

Річна витрата води на миття в душових (W₂, м³/рік) розраховується за формулою:

W₂ = 10^-3 К₅ N_д.с. m Т, (1.4)

де К₅ - норма витрати води на одну душову сітку у годину, л/год.;

N_д.с - кількість душових сіток, шт.;

m - кількість змін на підприємстві;

- тривалість користування душем, год. Приймається = 0,75 годин після закінчення зміни на одну душову сітку.

Безповоротні втрати води в душової (W_2втр, м³/рік) дорівнюють нулю.

Водовідведення для душових (W_2відв, 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 (W_3втр, м³/рік) розраховуються за формулою:

W_3втр = К₇ W₃, (1.6)

де К₇ - коефіцієнт безповоротних втрат їдальні. К₇ приймається від 0,1 до 0,15.

Водовідведення для їдальні (W_3відв, м³/рік) розраховується за формулою:

W_3відв = W₃ - W_3втр, (1.7)

Річна витрата води на обслуговування пацієнтів у медпункті (W4, м³/рік) визначається за формулою:

W₄ = 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 (W_4втр, м³/рік) визначається за формулою:

W_4втр = К₉ W₄, (1.9)

де К₉ - коефіцієнт безповоротних втрат у медпункті. К₉ = 0,1.

Водовідведення для медпункту (W_4відв, м³/рік) розраховується за формулою:

W_4відв = W₄ - W_4втр, (1.10)

Річна витрата води на прання робочого одягу і білизни (W₅, м³/рік) розраховується за формулою:

W₅ = 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 (W_5втр, м³/рік) розраховуються за формулою:

W_5втр = К₁₁ W₅, (1.12)

де К₁₁ - коефіцієнт безповоротних втрат у пральні. К₁₁ = 0,1.

Водовідведення для пральні (W_5відв, м³/рік) розраховується за формулою:

W_5відв = W₅ - W_5втр, (1.13)

Величина витрати на полив зелених насаджень (W₆, м³/рік) визначається за формулою:

W₆ = 10^-3 К₁₂ F₁ n_n, (1.14)

де К₁₂ - норма витрати води на один полив зелених насаджень, л/м²;

F₁ - площа зелених насаджень, м²;

n_n - кількість поливів за рік.

Безповоротні втрати води при поливі зелених насаджень (W_6втр, м³/рік) розраховуються за формулою:

W_6втр = К₁₃ W₆, (1.15)

де К₁₃ - коефіцієнт безповоротних втрат при поливі зелених насаджень. К₁₃ = 0,95.

Водовідведення при поливі зелених насаджень (W_6відв, м³/рік) розраховується за формулою:

W_6відв = W₆ - W_6втр, (1.16)

Річна витрата води на полив удосконалених покрить тротуарів і проїздів (W₇, м³/рік) розраховується за формулою:

W₇ = 10^-3 К₁₄ F₂ n_n, (1.17)

де К₁₄ - норма витрати води на один полив удосконаленого покриття, л/м²;

F₂ - площа удосконалених покрить тротуарів і проїздів, м².

Безповоротні втрати води при поливі удосконалених покрить тротуарів і проїздів (W_7втр, м³/рік) розраховуються за формулою:

W_7втр = К₁₅ W_7, (1.18)

де К₁₅ - коефіцієнт безповоротних втрат при поливі тротуарів і проїздів. К₁₅ = 0,5.

Водовідведення при поливі удосконалених покрить тротуарів і проїздів (W_7відв, м³/рік) розраховується за формулою:

W_7відв = W₇ - W_7втр, (1.19)

Річна витрата води на миття підлоги невиробничих приміщень (W₈, м³/рік) розраховується за формулою:

W₈ = 10^-3 К₁₆ F₃ Т, (1.20)

де К₁₆ - норма витрати води на миття підлоги, л/м²;

F₃ - площа підлоги невиробничих приміщень, м²;

Т - річна кількість робочих днів на підприємстві.

Безповоротні втрати води при митті підлоги (W_8втр, м³/рік) розраховуються за формулою:

W_8втр = К₁₇ W₈, (1.21)

де К₁₇ - коефіцієнт безповоротних втрат при митті підлоги. К₁₇ = 0,1.

Водовідведення при митті підлоги (W8_відв, м³/рік) розраховується за формулою:

W_8відв = W₈ - W_8втр, (1.22)

Річна витрата води сторонньої організації, яка використовує воду у межах ліміту підприємства, розраховується за формулою:

= 10^-3 К_i R_i Т, (1.23)

де - річне водоспоживання сторонньої організації, м³/рік;

К_і - норма витрати води на одного споживача і-тої організації, л/споживача;

R_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:

= К_вi , (1.24)

де К_вi - коефіцієнт безповоротних втрат води стороннього споживання. К_ві = 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 (W_2об, м³/рік) яка визначається за формулою [4]:

W_2об = q_охол Т + W_2св, (1.26)

де q_охол - потужність насосу, м³/год;

- 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 (W_2св, м³/рік), необхідної для компенсації втрат води відкритої системи охолодження, до складу якої входить градирня, розраховується за формулою:

W_2св = q_вип + q_вин, (1.27)

де q_вип - втрата води за рахунок випарування, м³/рік;

q_вин - втрата води за рахунок виносу вітром, м³/рік.

Втрати води за рахунок випарування розраховуються за формулою:

q_вип = К_вип q_охол ?t Т, (1.28)

де К_вип - коефіцієнт, що враховує частку тепловіддачі за рахунок випарування у загальній тепловіддачі, К_вип = 0,0013;

q_охол - потужність насосу, м³/год;

?t - різниця температури води до і після градирні;

- тривалість роботи системи охолодження протягом доби, годин;

Т - кількість робочих днів підприємства.

Втрати води, пов'язані з виносом крапель вітром, розраховуються за формулою:

q_вин = К_вин q_охол Т, (1.29)

де К_вин - коефіцієнт, що характеризує віднесення крапель води вітром. Визначається у залежності від типу градирні: для бризкальної градирні К_вин = 0,015; для вентиляторної градирні К_вин = 0,025.

При охолодженні устаткування за допомогою градирні об'єм водовідведення (W_2відв, м³/рік) дорівнює нулю, а безповоротні втрати (W_2втр, м³/рік) дорівнюють об'єму свіжої води (W_2св).

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 (W_3об, м³/рік) яка визначається за формулою:

W_3об = q_охол Т + W_3св, (1.30)

Витрата свіжої води (W_3св, м³/рік) необхідної для роботи відкритої системи охолодження розраховується за формулою:

W_3св = n V + q_вин Т, (1.31)

де n - частота заміни води в баці;

V - об'єм бака, м³;

q_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 (W_3відв, м³/рік) залежить від об'єму бака та частоти зміни води у баці і розраховується за формулою:

W_3відв = n V, (1.32)

Безповоротні втрати (W_3втр, м³/рік) складають:

W_3втр = q_вин 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 (W^р, м³/рік) розраховується за формулою [4]:

W^р = 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;

V - коефіцієнт, що враховує число ступенів промивання з рівнобіжним рухом води;

q - питомий винос розчину з ванни на поверхні деталей, визначений розрахунковим шляхом, л/м². Значення коефіцієнта наведені в табл. 4.1;

F - площа покриття, м²;

- коефіцієнт, що враховує наявність ванн уловлювання: при одній ванні = 0,7, при двох = 0,15, при трьох = 0,06;

N - загальне число ступенів промивання;

k^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;

k^о = , (1.35)

де С_о - концентрація основного компонента в електроліті (розчині), застосовуваному для операції, після якої виконується промивання, г/л;

С_n - 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 С_о 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 (W_відв, м³/рік) визначаються за формулою:

W_відв = W - W_втр (1.36)

де W - водоспоживання по цеху нанесення гальванічних покрить, м³/рік;

W_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]:

А_і = к_о А_ф, (1.37)

де А_і - кількість умовних автомобілів і-ої групи, умов. авт.;

к_о - коефіцієнт перерахування в умовні автомобілі;

А_ф - 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) (W_1об, м³/рік):

W_1об = 1,4 А₁ (n_{с с} + n_{г г} + n_{з з}), (1.38)

Для автомобілів другої групи - оборотна вода (W_2об, м³/рік):

W_2об = 0,9 А₂ (n_{с с} + n_{г г} + n_{з з}), (1.39)

Для автомобілів другої групи свіжа вода (W_2св, м³/рік):

W_2св = 0,25 А₂ n_с (1+_с) + n_г (1+_г) + n_з (1+_з) (1.40)

де 1,4 - норма витрати оборотної води на мийку автомобілів першої групи, м³;

0,9 - норма витрати оборотної води на мийки автомобілів другої групи, м³;

0,25 - 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;

- коефіцієнт який характеризує частоту використання автотранспорту;

n_с, n_г, n_з - середня кількість днів у році відповідно з сухою погодою, опадами і відлигами, з температурою нижче 0^оС (за даними Гідрометцентру);

_с, _г, _з - коефіцієнт який характеризує періодичність мийки рухомого складу:

для першої групи _с = 0,14; _г = 1,0; _з = 0,1;

для другої групи _с = 0,28; _г = 1,0; _з = 0,1.

Для автомобілів третьої групи (свіжа вода) (W_3св, м³/рік) знаходиться за формулою:

W_3св = 1,4 А₃ n_р, (1.41)

де 1,4 - норма витрати свіжої води для автомобіля третьої групи, м³;

А₃ - кількість умовних автомобілів третьої групи;

- коефіцієнт використання автопарку;

n_р - кількість мийок за рік автомобілів третьої групи.

Для механізмів (оборотна вода) (W_4об, м³/рік) знаходиться за формулою:

W_4об = 0,4 N n, (1.42)

де 0,4 - норма витрати оборотної води на мийку механізму, м³;

N - кількість механізмів;

n - кількість мийок механізмів у році.

Загальна потреба в оборотній воді (W_об, м³/рік) визначається за формулою:

W_об = W_1об + W_2об + W_4об, (1.43)

Підживлення оборотної системи свіжою водою (W_n, м³/рік) розраховуються за формулою:

W_n = 0,1 W_об + m V, (1.44)

де 0,1 - коефіцієнт, що характеризує безповоротні втрати води в системі оборотного водопостачання;

m - кількість разів заміни води у баці за рік;

V - об'єм бака оборотної води.

Потужність оборотної системи (W₅, м³/рік) визначається за формулою:

W₅ =W_об + W_n, (1.45)

Річний об'єм стічних вод (W_6ст, м³/рік), що утворюються при мийці рухомого складу, в залежності від схеми водопостачання розраховується за формулами:

- за оборотною схемою:

W_6ст = W_2св + W_3св - 0,1 (W_2св + W_3св) + 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:

W_6ст = W_1св + W_2св + W_3св + W₄ - 0,1(W_1св + W_2св + W_3св + W₄), (1.47)

Безповоротні втрати води (W_7втр, м³/рік) визначаються за формулами:

- за оборотною схемою:

W_7втр = 0,1 W_об + 0,1 (W_2св + W_3св), (1.48)

- за прямоструминною схемою:

W_7втр = 0,1 (W_1св + W_2св + W_3св + W₄), (1.49)

Якщо транспорт зберігається на відкритому майданчику, то при температурі повітря нижче 0^оС 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 = n_з , (1.50)

де N - кількість марок автомобілів, які зберігаються на відкритому майданчику;

А_і - кількість автомашин, механізмів і-тої марки;

V_i - об'єм системи охолодження двигуна і-тої марки;

n_з - середня кількість днів у році з температурою нижче 0^оС (за даними Гідрометцентру).

Безповоротні втрати води при заправленні системи охолодження двигунів (W_9втр, м³/рік) складають:

W_9втр = 0,1 W₈, (1.51)

Річний об'єм стічних вод, що утворюються при зливанні води із систем охолодження двигунів (W_9ст, м³/рік), розраховується за формулою:

W_9ст = W₈ - W_9втр, (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]:

W₁₀ = n_n (W_в А_в + W_а А_а + W_л А_л), (1.53)

де W_в, W_а, W_л - норма витрати свіжої води на ремонтні роботи умовного автомобіля, м³.

А_в, А_а, А_л - кількість умовних автомобілів відповідно вантажних, автобусів та легкових.

n_n - кількість днів технічного обслуговування автомобілів за рік.

Річна витрата свіжої води на ремонт механізмів (W₁₁, м³/рік) розраховується за формулою:

W₁₁ = k₂ N n_n (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:

W₁₂ = W₁₀ + W₁₁ (1.55)

Безповоротні втрати при ремонті автомобілів та механізмів (W_12втр, м³/рік) складають:

W_12втр = 0,1 W₁₂ (1.56)

Річний об'єм стічних вод, що утворюються при ремонті і технічному обслуговуванні автотранспорту (W_12відв, м³/рік), розраховується за формулою:

W_12відв = W₁₂ - W_12втр (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 (Р_зв) розраховується за формулою:

Р_зв = (2.1)

де W_зв - об'єм зворотної води, м³/рік;

W_св - об'єм свіжої води, яка забирається з системи водопостачання підприємства, м³/рік.

Коефіцієнт раціональності використання свіжої води (К_р) розраховується за формулою:

К_р = (2.2)

де W_відв - об'єм стічних вод, м³/рік.

Свіжа вода використовується раціонально якщо К_р > 60%. У випадку коли К_р < 60% необхідно впроваджувати заходи щодо оптимізації параметрів водного господарства підприємства.

Коефіцієнт безповоротних втрат (Р_втр) розраховується за формулою:

Р_втр = (2.3)

де W_бп - об'єм безповоротних втрат, м³/рік.

Норма коефіцієнту безповоротних втрат має бути менше за 40%.

3. Розрахунок норм водоспоживання і водовідведення для підприємства

3.1 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 - 7^оС. 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:

W_1втр = 10^-3*1*256*(54+127+40) = 56,58 м³/рік

Водовідведення від санітарно-побутових потреб:

W_1відв = 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

W_2втр = 0,00 м³/рік

Водовідведення від миття в душових

W_2відв = 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:

W_3втр = 0,125*151,55 = 18,94 м³/рік

Водовідведення від готування їжі у їдальні:

W_3відв = 151,55-18,94 = 132,61 м³/рік

Річна витрата води на обслуговування хворих у медпункті:

W₄ = 10^-3*13*27*256 = 89,86 м³/рік

Безповоротні втрати води на обслуговування хворих у медпункті:

W_4втр = 0,1*89,86 = 8,99 м³/рік

Водовідведення від обслуговування хворих у медпункті:

W_4відв = 89,86-8,99 = 80,87 м³/рік

Річна витрата води на прання білизни:

W₅ = 10^-3*75*43*256 = 825.60 м³/рік

Безповоротні втрати води на прання білизни:

W_5втр = 0,1*825,60 = 82,56 м³/рік

Водовідведення від прання білизни:

W_5відв = 825,60-82,56 = 743,04 м³/рік

Річна величина витрати води на полив зелених насаджень:

W₆ = 10^-3*4,5*350*120 = 189,00 м³/рік

Безповоротні втрати води на полив зелених насаджень:

W_6втр = 0,95*189,00 = 179,55 м³/рік

Водовідведення від поливу зелених насаджень:

W_6відв = 189-179,55 = 9,45 м³/рік

Річна витрата води на помив вдосконалених покриттів:

W₇ = 10^-3*0,45*1200*120 = 64,80 м³/рік

Безповоротні втрати води на помив вдосконалених покриттів:

W_7втр = 0,5*64,80 = 32,4 м³/рік

Водовідведення від помиву вдосконалених покриттів:

W_7відв = 64,80-32,4 = 32,4 м³/рік

Визначаємо річну витрату води на сторонні підприємства:

W_апт = 10^-3*12*2*256 = 6,14 м³/рік

W_пром = 10^-3*12*1*256 = 3,07 м³/рік

W_прод = 10^-3*250*1*256 = 64,00 м³/рік

Безповоротні втрати води на сторонні підприємства:

W_втр^апт = 0,1*6,14 = 0,61 м³/рік

W_втр^пром.= 0,1*3,07 = 0,31 м³/рік

W_втр^прод = 0,1*64,00 = 6,40 м³/рік

Водовідведення води від сторонніх підприємств:

W_відв^апт = 6,14-0,61 = 5,53 м³/рік

W_відв^пром.= 3,07-0,31 = 2,76 м³/рік

W_відв^прод = 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:

q_вин = 0.025*60*18*256 = 6912

Розраховуємо втрати води за рахунок випарування:

q_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:

W_2св = 6912+2515,97 = 9427,97 м³/рік

Розраховуємо кількість оборотної води:

W_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.

Перша група:

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):

W_{1 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):

W_{2 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):

W_{2 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):

W_{3 св} = 1,4*3,5*0,4*36 = 68,6 м³/рік

- Для механізмів (оборотна вода):

W_{4 об} = 0,4*8*35 = 112 м³/рік

Визначаємо загальну потребу в оборотній воді:

W_об = 1646,4+926,1+112 = 2684,5 м³/рік

Розраховуємо підживлення оборотної системи свіжою водою:

W_підж = 0,1*2684,5+12*5 = 328,45 м³/рік

Визначаємо потужність оборотної системи:

W₅= 328,45+2684,5 = 3012,95 м³/рік

Розраховуємо річний об'єм стічних вод, що утворюються при мийці рухомого складу, за оборотною схемою:

W_{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:

W_{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:

W₈ = 50*((3*30)+(7*60)+(3*30)+(2*50))*10^-3 = 35 м³/рік

Безповоротні втрати води при заправленні системи охолодження двигунів складають:

W_{9 втр} = 0,1*35 = 3,5 м³/рік

Розраховуємо річний об'єм стічних вод, що утворюються при зливанні води із систем охолодження двигунів:

W_{9 ст} = 35-3,5 = 31,5 м³/рік

Розраховуємо річну потребу у свіжій воді на ремонтні роботи і технічне обслуговування автомобілів:

W₁₀ = 15*(0.133*16+0.193*7.25+0.132*5) = 62.85 м³/рік

Розраховуємо річна витрата свіжої води на ремонт механізмів:

W₁₁ = 1*8*15 =120 м³/рік

Загальна річна витрата свіжої води на ремонт по автотранспортному цеху складає:

W₁₂ = 62.85+120 = 185.85 м³/рік

Безповоротні втрати при ремонті автомобілів та механізмів складають:

W_{12 втр} = 0,1*182,85 = 18,29 м³/рік

Розраховуємо річний об'єм стічних вод, що утворюються при ремонті і технічному обслуговуванні автотранспорту:

W_{12 відв} = 182,85-18,29 = 164,56 м³/рік

3.5 Розрахунок водоспоживання і водовідведення гальванічного виробництва

Розрахунок води на процес знежирення:

W _розч = 400*6*10^-3 = 2,4 м³/рік

W _підж = 400*24*0,09*10^-3 = 0,864 м³/рік

Na₃PO₄*12H₂O > Na₃PO₄

х=(50*164)/380 = 21,58

Na₃PO₄ > NaOH

х = (21,58*120)/164 = 15,79

Визначаємо загальну щільність розчину:

С_о = 15,79+80 = 95,79 г./л.

Розраховуємо витрату свіжої води:

W^p = 1,5*1*2*0,2*75000**10^-3 = 1392,75 м³/рік

Розраховуємо витрати води на процес знежирення:

W _св. = 2,4+1392,75+0,864 = 1396,01 м³/рік

W_втр = 0,864 м³/рік

W _відв = 2,4+1392,75 = 1395,15 м³/рік

Розрахунок води на процес травлення:

W _розч = 400*6*10^-3 = 2,4 м³/рік

W _підж = 400*12*0,04*10^-3 = 0,192 м³/рік

HCl > H⁺

х = 210/36,5 = 5,75

HCl > H₂SO₄

х = (210*98)/(2*36,5) = 281,92

Розраховуємо витрату свіжої води:

W^p = 1,5*1*1*0,2*75000*1*(281,92/0,1)*10^-3 = 63432 м³/рік

Розраховуємо витрату води на процес травлення:

W _св. = 2,4+63432+0,192 = 63434,59 м³/рік

W_втр = 0,192 м³/рік

W _відв = 2,4+63432 = 63434,4 м³/рік

Розрахунок води на процес нанесення захисного покриття:

W _розч = 400*12*10^-3 = 4,8 м³/рік

W _підж = 400*9*0,05*10^-3 = 0,18 м³/рік

CuSO₄*5H₂O > CuSO₄

х = (260*160)/250 = 166,4

CuSO₄ > Cu

у = (166,4*63,5)/160 = 66,04

С_о = у = 66,04 г./л.

Розраховуємо витрату свіжої води:

W^p = 1,5*1*2*0,2*75000**10^-3 = 3059,6 м³/рік

Розраховуємо витрати води на процес нанесення захисного покриття:

W _св. = 4,8+3059,6+0,18 = 3064,58 м³/рік

W_втр = 0,18 м³/рік

W _відв = 4,8+3059,6 = 3064,4 м³/рік

Розраховуємо втрати води на процес уловлювання:

W_{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

Таблиця 3.2 - Показники водокористування основного і допоміжного виробництва

Таблиця 3.3 - Водний баланс підприємства

Таблиця 3.4 - Поточні індивідуальні норми водокористування

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 (К_р) 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.

2. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. - М.: Стройиздат, 1978.

3. 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.