Проблема назначения критериев удовлетворения требований потребителей

Активная реакция (рН): в воде питьевых водопроводов значение рН должно находиться в пределах 6,5 - 9,5; малые значения рН обычно вызывают коррозию труб, что может ухудшить вкус воды; совместно с другими показателями качества воды (температура, общая кислотность, содержание кальция и растворенный остаток) позволяет судить о способности воды отлагать в водопроводных трубах и охлаждаемой аппаратуре карбонат кальция или вызывать коррозию омываемых металлических поверхностей с образованием на них бугристых железистых наростов. 

Железо: повышенное содержание железа в воде хозяйственно-питьевого водопровода влияет на вкус воды, может вызвать порчу белья и появление ржавых пятен на санитарно-техничексих приборах; содержание железа в питьевой воде не должно превышать 0,3 мг/л; препятствует использованию воды для некоторых производств (крашение тканей, производство кинопленки и т. д.); в некоторых случаях является причиной образования в водопроводных трубах железистых отложений. 

Сульфаты и хлориды: обусловливают агрессивность воды по отношению к бетону на силикатном цементе. 

Фториды: повышение их содержания обуславливает повышенную минерализацию воды, что препятствует ее использованию для питания паровых котлов и для некоторых производств (гидрометаллургическая переработка цветных металлов, синтетический каучук, капрон и др.); недостаток фтора в питьевой воде - менее 0,5 мг/л,- а также избыток его - более 1,5 мг/л - при длительном употреблении такой воды вызывают заболевание зубов. 

Аммиак, нитраты, нитриты: наличие их служит сигналом о возможном загрязнении источника бытовыми сточными водами. 

Кремнекислота: ее наличие препятствует использованию воды для питания котлов высокого давления (из-за отложения силикатной накипи на стенках котлов и лопатках турбин). 

Свободная углекислота: может вызвать коррозию бетонных сооружений и водопроводных труб. 

Растворенный кислород: усиливает коррозию металла котлов, теплообменной аппаратуры, теплосетей и водопроводных труб. 

Сероводород: придает воде неприятный запах; вызывает коррозию труб и их зарастание в результате развития серобактерий. 

Общее число бактерий: является общим показателем развития микрофлоры и микрофауны в воде; для воды питьевого качества допускается наличие не более 100 бактерий в 1 мл воды. 

Кишечная палочка: является показателем загрязнения воды выделениями человека и животных; в воде питьевого качества допускается наличие не более 3 кишечных палочек в 1 литре воды.

3.Виды потребителей воды

На территории города, поселка, промышленного  предприятия расположены водопотребители различных категорий, предъявляющие неодинаковые требования к качеству и количеству потребляемой воды.

Водопотребители делятся на три основные категории:

- хозяйственно-питьевые;

- производственные (для удовлетворения  технических целей на предприятиях  промышленности, транспорта, энергетики);

- пожарные для создания пожаро-взрывобезопасных условий жилого и производственного сектора города.

 

4.Требования потребителей к качеству воды

Использование технической воды в промышленности

Существует три основных вида потребления  технической воды на промышленных предприятиях:

1. От 70 до 90% воды используется на промышленных предприятиях в качестве хладоагента, охлаждающего продукцию в теплообменных аппаратах, или для защиты отдельных элементов установок и машин от чрезмерного нагрева. Эта вода нагревается, но не загрязняется охлаждающей продукцией.

2. От 5 до 13% технической воды используется для очищения продукции или сырья от примесей, а также в качестве транспортирующей среды. Эта вода загрязняется и нагревается, если материалы, с которыми она контактирует, имеют повышенную температуру.

3. От 10 до 20% технической воды теряется за счет испарения или входят в состав произведенной продукции.

Требования к  качеству технической воды

По экономическим соображениям, требованиям экологии, а также  ограниченным запасам воды в природных  источниках на промышленных предприятиях рекомендуется сооружать оборотные  системы технического водоснабжения. В оборотных системах технического водоснабжения вода используется многократно. 

В зависимости от изменения качества воды в процессе ее использования  оборотное водоснабжение подразделяется на:

1. «чистые циклы» - для воды, которая  при использовании только нагревается;

2. «грязные циклы»- для воды, которая  только загрязняется;

3. «смешанные циклы»- для воды, которая  при использовании одновременно  и нагревается, и загрязняется.

Для промышленных предприятий 1-й группы техническая вода регламентируется предельной температурой используемой воды. Её оптимальное значение около 150º С.

В системах оборотного водоснабжения  карбонатная жесткость воды, используемой как хладоноситель Ca и Mg, не должна превышать Жк 2,8…3,0 мг-экв/л, а допустимая концентрация взвеси принимается в зависимости от скорости движения воды в охлаждающих аппаратах. Эти потребители не допускают повышения содержания механических примесей выше 50…100; сульфатов выше 40; сероводорода выше 0,5; масла выше 1…2; кислорода выше 4…6; сухого остатка выше 1000 (мг/кг) мг/л.

Вода, используемая как среда для  отмывания и гидротранспортировки материалов, освобождается только от грубодисперсной смеси. Это относится к потребителям 2-й группы.

Для потребителей 3-й группы вода должна быть химически очищенной и общее  содержание солей в ней не должно превышать 100…2000 мг/кг в зависимости  от давления вырабатываемого пара.

Практически все потребители технической  воды не предъявляют особых требований к ее цвету, запаху, привкусу и содержанию бактерий.

Для тушения пожаров и внутренних возгораний используется вода практически  любого качества.

 

Использование хозяйственно-питьевой воды

Хозяйственно-питьевое водоснабжение  предназначено:

1.для утоления жажды рабочих и служащих предприятия, приготовления пищи и мытья посуды;

2.для помывки работающих на предприятиях в душевых и умывальных установках;

3.на стирку в прачечных, на уборку помещений цехов, служб и отделов;

4.на полив зеленых насаждений, тротуаров и проездов.

Для хозяйственно-питьевого  водоснабжения вода должна соответствовать  ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», то есть должна быть прозрачной, не иметь запахов, дурных привкусов и не должна содержать  болезнетворных бактерий. Содержание же солей в этой воде может доходить до 7 мг-экв/л.

 

 

5. Классификация и основные элементы систем водоснабжения. График подачи воды. 

 

Системы водоснабжения очень разнообразны, и их можно классифицировать по множеству  признаков.

По назначению различают хозяйственно-питьевые водопроводы городов и поселков, подающие воду питьевого качества населению; производственные водопроводы, подающие воду на промышленные предприятия для использования в технологических процессах, качество воды определяется технологическими требованиями; противопожарные водопроводы; объединенные системы водоснабжения, удовлетворяющие нужды всех потребителей.

В городах обычно имеется  единый хозяйственно-противопожарный  водопровод, вода из которого используется для удовлетворения хозяйственно-питьевых нужд и населения и промышленных предприятий, а также на технологические  нужды предприятий с небольшими потребностями в воде. На крупных  предприятиях нередко устраивается раздельная схема водоснабжения  – наряду с хозяйственно-питьевым водопроводом имеется производственный водопровод, подающий техническую воду (обычно неочищенную) к технологическим  установкам.

Противопожарные функции  обычно выполняет объединенная система  водоснабжения, на территории промпредприятий  – также производственный водопровод. Может устраиваться и отдельная  система противопожарного водопровода.

По виду источника  водоснабжения различают водопроводы с водозабором из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища) и с использованием подземных грунтовых вод (скважины, колодцы). Выбор источника осуществляется на основе гидрогеологических и санитарных исследований.

По характеру  использования воды различают прямоточные системы, в которых вода после использования сбрасывается в канализацию, и оборотные – вода после очистки многократно используется на том же объекте.

Система водоснабжения города или предприятия включает в себя следующие основные элементы:

– водозаборные сооружения для получения воды из природных источников;

– насосную станцию первого подъема (НС-1) для подачи воды из источника на очистные сооружения;

– очистные сооружения, которые могут включать в себя разнообразные фильтры, осветлители, отстойники и другие устройства для получения необходимого качества воды;

– резервуар чистой воды (РЧВ), в котором аккумулируется необходимый запас очищенной воды;

– насосную станцию второго подъема (НС-2), которая подает воду из РЧВ в водопроводную сеть на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. В объединенных системах здесь же могут размещаться специальные пожарные насосы для подачи в сеть дополнительно пожарного расхода воды;

– водовод и водопроводную сеть, служащие для транспортировки и подачи воды к местам ее потребления;

– водонапорные башни и резервуары, которые играют роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения. 

 

 

Рис. 1. Принципиальная схема водоснабжения:

 

 1 – водозаборный (береговой) колодец; 2 – насосная станция 1-го подъема (НС-1); 3 – очистные сооружения; 4 – резервуар чистой воды (РЧВ); 5 – насосная станция 2-го подъема (НС-2); 

6 – водонапорная башня (ВБ); 7 – водовод и водопроводная сеть; 

8 – потребители воды

 

 

Потребление воды из системы  водоснабжения в течение суток  неравномерное, что обусловлено  цикличностью жизнедеятельности людей  и работы промышленных предприятий. Соответственно в переменном режиме работают и большинство элементов  системы водоснабжения. На основе графика  работы и потребления воды промышленных предприятий и экспериментально определенного режима разбора воды населением определяется график водопотребления  всей системы водоснабжения. При  этом учитывается влияние степени  благоустройства зданий, количества жителей, режим работы предприятий  и другие местные условия. Величина колебаний разбора воды характеризуется  коэффициентом часовой неравномерности К_{час.макс.}, который показывает отношение наибольшего часового расхода к среднему за сутки, он обычно имеет значения от 1,2 до 1,8. 

 По графику водопотребления  назначается график подачи воды  в водопроводную сеть (график  работы НС-2).

 

Время, ч 

 

Рис. 2. График водопотребления и подачи воды: 1 – график водопотребления; 2 – график подачи воды НС-1;  3 – график подачи воды НС-2; 4 – период аккумуляции воды в РЧВ; 5– период разбора воды из РЧВ; 6 – период аккумуляции воды в ВБ; 7 – период разбора воды из ВБ;   – производительность НС-1;   – производительность 1-й ступени НС-2;   – производительность 2-й ступени НС-2  

 

При относительно равномерном  водопотреблении принимается равномерный  график работы НС-2 с постоянной работой  одного или группы насосов. При значительных колебаниях водоразбора может предусматриваться ступенчатый график, при котором в разные часы суток работают различные насосы (или изменяется число работающих насосов). При любом графике подачи воды в отдельные часы подача будет больше потребления воды. Этот излишек аккумулируется в баке водонапорной башни. В остальные часы суток подача меньше потребления – аккумулированный излишек расходуется. Водоводы и магистральная (кольцевая) водопроводная сеть рассчитываются на работу в час максимального и в час минимального водопотребления. Диаметры трубопроводов назначаются из условия работы в час максимального водопотребления.

По способу тушения  пожара водопроводы подразделяются на водопроводы высокого и низкого  давления.

В системах высокого давления при пожаротушении водопровод должен обеспечить подачу к очагу  пожара установленного нормами расхода  воды и напор, достаточный для  создания пожарных струй непосредственно  от пожарного гидранта на водопроводной  сети. В таких системах высокое  давление обеспечивается высоким расположением  пожарного запаса воды (например, в  водонапорной башне) и работой пожарных насосов.

В системах низкого давления напор, необходимый для тушения  пожара, создается пожарными насосами, установленными на пожарных автомобилях, водопровод обеспечивает подачу необходимого расхода и напор, достаточный  для запуска и работы насосов.

В городах и  поселках, как правило, применяют  системы пожаротушения низкого  давления. Системы пожаротушения  высокого давления используют иногда в водопроводах промышленных предприятий.  
При этом хозяйственно-питьевые нужды предприятия обеспечиваются через внутриплощадочные сети от городской водопроводной сети, противопожарный водопровод высокого давления при отсутствии пожара не используется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Рассмотрев все стандарты и показатели качества воды, всех потребителей и какие требования они предъявляют к качеству, мы можем сделать вывод, что на основе всего этого не составит труда правильно назначить критерии удовлетворения требований потребителей.  Если учитывать все это, то будет рациональное и комплексное использование водных ресурсов.