Экономика должна быть экономной. Так нас учили. На предприятиях, где экономика пронизывает все направления деятельности предприятия, экономия должна быть на первом месте. Но это не всегда так. Как мы экономим, например, водные ресурсы на предприятии? Экономит тот, кому больше всего нужно.

Частенько мы никак не реагируем на любые ситуации с повышенным расходом воды. Неожиданный звонок в уборной может привести к тому, что 20-ти минутная беседа переключит внимание ответившего от проблемы расходующейся струйки «живительной влаги» в умывальнике. Кто владеет математическими навыками сможет без труда подсчитать сколько воды и денег улетело в «трубу». Хорошо если своих. А представьте ситуацию, когда расходы на «водную стихию» расписываются на всех арендаторов в здании пропорционально. Почему кто-то должен платить за расхлябанность другого?

Радует еще тот факт, что человечество придумало устанавливать счетчики воды. Так появилась реальная возможность оплачивать только свои затраты и не думать о том, что ты за кого-то платишь. Но некоторые и тут умудряются схитрить, перекинуть ответственно «по расходам» воды на соседей-арендаторов. Интернет пестрит различными способами «обмана» счетчиков воды. Но и производители не дремлют, придумывают анти-методы противостояния «водным мошенникам». А получив консультацию профессионалов (или ознакомившись на сайте с информацией, на пример тут: Мосводо плюс) можно и вычислить нечестных «похитителей» влаги.

Мы легко относимся к тому, что вода из наших кранов может расходоваться бесконтрольно. В мире более 700 миллионов человек имеют ограниченный доступ к чистой и качественной пресной воде. Ежедневно все больше водоемов загрязняется недобросовестными предприятиями. Водные ресурсы становятся предметом мировых экологов, а мы можем стоять и разговаривать по телефону, а голубая струйка бежит в черную «трубу», унося человеческое благополучие будущего.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Краснощёковская средняя общеобразовательная школа № 1»

« Экономия воды как способ рационального

её использования в быту»

Исследовательская работа

Выполнила: ученица 10 «б» класса

Шипилова Екатерина,

Руководитель: учитель физики

Григоренко Л. П.,

Краснощёково

2015

Содержание:

Введение …………………………………………………………………………..3

Глава I . Основные сведения о воде……………………………………….………5

1.1. Откуда берётся вода на Земле?.......................................................................5

1.2. Как вода попадает в водопроводные краны?…..……………………….….6

1.3. Каким образом экономится вода в быту?…………………………………..7

1.4. Использование водных ресурсов……………………………………………9

Глава II . Некоторые способы экономии воды…………………………………..

2.1. Как сберечь чистую воду? ……………………………………….…………10

2.2. Экономия воды в быту - эффективный метод сокращения энергопотребления…………. ……………………………………………………11

2.3. Интересные факты о воде……………………………………………...…….13

Глава II . Собственные исследования………………………………………..……14

Заключение……………………………………………………………………........19

Литература………………………………………………………………………….20

Приложение……………………………………………………………………........21

1.2. Как вода попадает в водопроводные краны?

Вода для использования в быту отбирается на специальных водозаборах из подземных или поверхностных источников. Эту воду обеззараживают для уничтожения в ней патогенных микроорганизмов, чаще всего хлорированием либо озонированием. При этом вода в водоисточнике не всегда бывает достаточно чистой, а обеззараживание может быть неэффективным.

Далее вода по трубопроводам поступает в водонапорную башню, а оттуда по сети каналов - в наши дома и квартиры. Горячую воду получают на ТЭЦ или в котельных, где после дополнительной очистки ее нагревают в специальных котлах. К слову, котельные и ТЭЦ - основные источники выбросов диоксида углерода в атмосферу. Сейчас многие из них работают на газовом топливе, которое более экологично, но все же часть предприятий до сих пор использует твердое (уголь, торф) и жидкое (мазут) топливо. При его сжигании образуются большие количества оксидов углерода, азота, серы, другие загрязняющие вещества.
В процессе использования в быту, на предприятиях и в учреждениях вода сильно загрязняется различными по составу и опасности химическими соединениями. *

__________________________________________________________

1.3. Каким образом экономится вода в быту?

Наверное, все знают, что наша Земля состоит из воды на 2/3. Сюда входит, как пресная вода (озера, реки) так и соленая вода (моря, океаны). Также многим известно и о том, что сам человек в большей части своей состоит из воды и в зависимости от возраста составляющая воды может достигать 80 %. Мы используем воду повсеместно от умывания до употребления в пищу. Каждый человек знает, что без воды он не проживет и недели, в то время как без еды может обходиться достаточно длительное время.

Вроде бы большая часть нашей планеты состоит из воды, но в последнее время все чаще поднимается вопрос об экономии этого необходимого для жизни ресурса. Следовательно, экономия воды в быту имеет в наше время не последнее значение. Конечно, идеально было бы всю воду, которую мы потребляем, очищать и повторно ее использовать. Но, к сожалению пока этого не происходит, хотя уже и существуют реальные примеры подобного потребления. В частности некоторые современные мойки машин 85%-90% воды очищают и используют повторно.

Но это происходит в сфере услуг, а нас сейчас интересует экономия воды в быту, так как при этом мы можем сэкономить значительную часть нашего бюджета. С чего же стоит начать? Первый шаг в целях экономии воды – это установка прибора учета или по - простому счетчика воды . Так как только на этом можно экономить до 30% денежных средств при сравнении с платой по нормам потребления. Да и после установки счетчика, люди обычно начинают намного бережнее относиться к потреблению воды, так как здесь уже есть финансовое стимулирование.

Наше общество не особо отличается экологической сознательностью или задается вопросом о рациональном использовании ресурсов, поэтому потребители не интересуются тем, сколько же затрат энергии было понесено, для того чтобы получить конечный продукт в виде чистой воды. Что воду необходимо очистить, дезинфицировать, охладить, нагреть, подвести к жилью. А между тем один жилой дом тратит 15% энергии на нагревание воды. Представьте себе, что среднестатистический город тратит 20-30% энергии на очистку воды из водопровода, а так же на работу канализационной и очистительной систем. И это в экономически развитых странах, таких как Канада, США и страны Европы. В США, к слову, водопроводные системы потребляют в год до 56 млрд. кВт ч электроэнергии, этого бы хватило для пятимиллионного города на целый год.

Хотя ключевым потребителем воды считают промышленный сектор, на бытовое и жилищное хозяйство приходится до 10 и более процентов потребления воды. И если в условиях производства экономии можно достичь лишь введением новых энерго и ресурсосберегающих технологий, то для экономии воды в быту необходимо просто об этом помнить и разумнее пользоваться водой. При этом сокращение потребления самой воды влечет за собой сокращение и энергоресурсов, которые тратятся на доставку и обработку этой воды.

Представьте себе, что нормы расходы воды на душу населения составляют 450 литров в сутки, такие нормы были установлены Всемирной организацией здравоохранения. В этот объем входит не только вода, потребляемая в быту, но и необходимая для работы школ, больниц, коммерческих предприятий и так далее. В странах Европы, где люди более сознательно относятся к вопросу экономии и рационального использования на одного человека, там используется 130-140 литров воды, в США – 200, в России, Украине этот показатель варьируется от 350 до 400 литров в зависимости от региона. *

2.3. Интересные факты о воде.

Если семья сэкономит хотя бы 20% водопроводной воды от того объема, который она использует, то за год такое количество может образовать озеро диаметров 200 метров, а глубиной – 2 метра.

Для экономии пресной воды в Гонконге в сливных системах туалетов домов используется морская вода.
Экипаж Международной космической станции отпраздновал введение в эксплуацию новой системы очистки воды, чокнувшись пакетами с водой из переработанной мочи. Отведав полученную жидкость, космонавты заверили, что вода "просто изумительная"…

Новая телевизионная реклама в Бразилии призывает жителей страны дома мочиться в душе, чтобы экономить воду. В том же ролике говорится, что если хотя бы раз в день не спускать воду в туалете, то экономия воды за год составит 4380 литров.

Японцы создали новый, как всегда замечательный продукт - дезинфектор воды в ванне. По форме он напоминает лампочку, принцип использования прост. Он помещается в воду и как только процесс дезинфекции заканчивается, в нем загорается светодиод. Прибор предназначен для дезинфекции уже использованной воды, т.е. если до вас кто-то принимал ванну, вы с успехом можете воспользоваться этой же водой, продезинфицировав ее с помощью уникального прибора. Причем, сам процесс дезинфекции занимает не более двух минут.

Глава II . Собственные исследования.

После того, как я изучила теорию, я принялась экспериментально определить возможность экономичного использования воды в быту.

2.1 . Экономия воды в результате выключение воды во время чистки зубов.

Первый опыт : будем экономить воду в результате выключение воды во время чистки зубов. Выясним, какое количество воды можно сэкономить, если выключать воду во время чистки зубов (2 раза в день по 1.5 минуты) и не выключать воду. Чистим зубы 1,5 минуты, не выключая воду. Количество холодной воды и горячей в сумме составили 8 литров. Тот же опыт проделала с выключением воды во время чистки зубов. Количество тёплой воды и холодной составило 3 литра. Вывод: если бы мы выключили воду во время чистки зубов, то могли бы сэкономить 13 литров воды в день только при чистке зубов.

За один день человек расходует впустую 13 литров воды. Если подсчитать расход использованной впустую воды семьей из четырёх человек, то получится: 13 * 4 = 52 литра. Посчитаем, сколько воды могут сэкономить ученики одного класса (20 человек): 13 * 20 = 260 литров. А теперь посмотрим, сколько воды могут сэкономить ученики одной школы (500 человек): 13 * 500 = 6500 литров. Это за один день. За месяц 1 человек экономит: 13 * 30 = 390 литров, семья из четырёх человек: 390 * 4 = 1560 литров, ученики одного класса: 390 * 20 = 7800 литров, ученики одной школы: 390 * 500 = 195000 литров. За год один человек сэкономит: 13 * 365 = 4745 литров, семья из четырёх человек: 4745 * 4= 18980 литров, ученики одного класса сэкономят: 4745 * 20= 94900 литров, ученики одной школы: 4745 * 500 = 2372500 литров. Результаты исследования поместим в таблицу:

2.2. Расход воды при мытье посуды.

Второй опыт: Часто хозяйки спорят о пользе посудомойки, считая ее довольно дорогой игрушкой избалованных бездельниц. Главным аргументом против посудомойки приводятся высокая стоимость электроэнергии и специального чистящего средства. К плюсам все без исключения относят только один факт – экономия времени. Так ли это?

Экономичный расход воды является неочевидным преимуществом, так как кажется, что помыть несколько тарелок быстрее и экономичнее руками, нежели включая посудомойку. Чтобы развенчать этот миф, рассмотрим эксперимент, проведенный с объемом посуды за один день. После выявления расхода воды за один день будут приведены грубые подсчеты расхода воды и электроэнергии в год и возможная экономия от использования посудомойки.

В эксперименте посуда моется в посудомойке и руками. Для ручной мойки выбран объем посуды, который в среднем используется за один день при завтраках и ужинах. Этот объем посуды меньше полной вместимости посудомойки, поэтому в посудомойку можно добавить посуду от еще одного приема пищи.

Экономные хозяйки рекомендуют использовать посудомойку один раз в день или даже реже по мере заполнения посудомойки полностью. Грязная посуда копится в посудомойке, а при полной загрузке включается одной кнопкой. Грязная же посуда в раковине только одним своим видом раздражает большинство хозяек, поэтому они вынуждены ее мыть чаще, чем один раз в день.

1 способ – в посудомойке

В посудомойке 2 больших отделения и 1 полка высотой 5 см специально для столовых приборов. Режим мытья – слабозагрязненная посуда. Продолжительность программы – 29 минут. Температура воды – 45 градусов, Вместительность – примерно двойной объем ручной мойки из эксперимента. Потребление электроэнергии – 0,8 кВт в час. Общий расход воды – 14 литров.

2 способ – ручная мойка

Режим мытья – максимально экономный, при намыливании выключала воду. Продолжительность мойки – 21 минута. Температура воды – комфортная теплая, ближе к горячей, Количество – около 2/3 от вместимости посудомойки, грязная посуда после ужина и завтрака. Перечень посуды (34 единицы) – 9 тарелок, 7 чашек, 1 кастрюля, 2 салатницы, 1 разделочная доска, 1 заварочный чайник, 13 столовых приборов. Общий расход воды – 43 литра.

Можно предположить, что при мытье посуды один раз в день в течение года мы получаем следующие показатели:

Посудомойка: 14 литров х 360 дней = 5 040 литров, в том числе 5 040 литров холодной воды, а ручная мойка: 43 литра х 360 дней = 15 480 литров, в том числе 7 200 литров холодной воды и 8 280 литров горячей воды.

В больших семьях, особенно в которых дети или подростки моют посуду по часу и не приучены экономить воду, расход воды может быть в десятки раз больше, чем приведенный в этом эксперименте. В эксперименте ручная мойка занимает всего 21 минуту в день, что является большой редкостью.

Если хозяйка моет посуду руками несколько раз в день и не выключает воду в процессе мойки, то расход воды в день составляет минимум 100 литров. В этом случае расчеты будут следующими:

Временные затраты:

Посудомойка при режиме в 29 минут в год работает 10 440 минут или 174 часа. При ручной мойке в течение 21 минуты ежедневно хозяйка проводит у раковины 7 560 минут или 126 часов в год. Если на мойку посуды уходит около часа времени, то хозяйка проводит у раковины 360 часов своей жизни. А это 15 суток в год, выброшенные в никуда.

Пользоваться ли посудомойкой? Ответ очевиден. Однозначно да.

2.3. Анкетирование учащихся

Изучив теорию, я провела анкетирование у 100 учащихся среди 8-11 классов. Им были заданы 5 различных вопросов. Результаты анкетирования предлагаю просмотреть в виде диаграмм.

1. Как ты считаешь, надо ли экономить воду в быту?

А. Да

Б. Нет

Вывод: 53 % учеников нашей школы считают, что экономия воды в быту нужна для людей.

2.Можно ли сократить потребление воды?

А. Да

Б. Нет

Вывод: многие учащиеся нашей школы считают, что потреблены воды сократить можно.

Экономно относятся к использованию воды в быту в твоей семье?

А. Да

Б. Нет

Вывод: Мнение учащихся разделилось практически пополам: часть семей относятся к воде экономно, а другая часть нет.

Имеется ли у вас счётчик потребления воды?

А. Да

Б. Нет

Вывод: Большинство семей в наше время счётчики потребления воды не используют.

Заключение

Хотя основным потребителем воды является сельское хозяйство и промышленность, на бытовое и жилищное хозяйство приходится тоже не такая уж малая часть – около 10%. И если в условиях производства экономии можно достичь лишь введением новых энерго - и ресурсосберегающих технологий, то для экономии воды в быту нужно просто об этом помнить и разумнее пользоваться водой. При этом сокращение потребления самой воды влечет за собой сокращение и энергоресурсов, которые тратятся на доставку и обработку этой воды.

Воду надо экономить! Прежде всего это отразится на снижении оплаты за воду каждой семье. В масштабах всей страны экономия позволит получить миллиарды рублей. В мире большое количество людей испытывают недостаток питьевой воды, а тем более недостаток в воде для хозяйственных нужд.

Таким образом, в результате исследований подтверждена гипотеза, что каждый человек в быту может сэкономить значительное количество воды, практически не затрачивая на это никаких усилий.

Материалы данной работы можно использовать на родительских собраниях, классных часах и внеклассной работе.

Литература:

1. «Азбука природы», издательский дом «Ридерз Дайджест» В. 500 литров

Г.1000 литров

Вывод: Большинство учащихся нашей школы используют в день около 10 литров воды.(см. прил. Диаграмма 1)

Засуха становится проблемой многих территорий, планета под угрозой, поэтому экономия воды приобретает особенную актуальность. Даже если вы не живете в регионе, где воды не хватает, ваши действия тоже могут помочь. К тому же так вы укрепите семейный бюджет. Существует целый список способов, позволяющих ограничить потребление воды. Не беспокойтесь, если у вас не выходит применять все методы из списка. Выберите хотя бы несколько. Даже маленькие шаги имеют значение. Вода - ценнейший ресурс, и все, что вы делаете для ее экономии, будет полезно. Итак, вот двадцать способов сэкономить.

Ведро в душе

Вместо того чтобы просто сливать воду в ожидании того, пока она разогреется, поставьте рядом ведро и направляйте прохладную воду в него. Потом эту воду можно будет использовать для смыва туалета или полива домашних растений.

Выключение воды во время чистки зубов

Вода льется из крана с впечатляющей скоростью - не позволяйте ей просто пропадать зря, пока вы чистите зубы. Закрывайте кран после того, как намочите зубную щетку, и включайте только тогда, когда будете полоскать зубы.

Выключение воды во время мытья рук

Разве вам нужна вода, пока вы натираете руки мылом? Сэкономьте десяток литров, выключая кран, пока вы моете руки, и пользуясь водой лишь тогда, когда вы ополаскиваете их.

Пользование туалетом

Расходы на туалет являются наиболее значительными, поэтому попробуйте смывать только в случае особой необходимости. Этот способ подходит не для всех, тем не менее можно попытаться. Смывать каждый раз совсем ни к чему.

Исправление протечек

Вы можете сделать это самостоятельно или нанять сантехника. Так или иначе, важно исправить краны, которые протекают, если вы хотите сэкономить воду.

Использование воды после макарон

Вместо того, чтобы просто выливать воду после варки макарон, оставляйте ее в отдельной кастрюле. Когда вода остынет, ее можно будет использовать для полива растений. Обязательно дождитесь остывания, потому что горячая вода может убить ваши растения.

Мойка машины

Отправляйтесь на автоматическую мойку, а не мойте свой автомобиль дома с помощью шланга.

Посещение душа

Некоторые насадки для душа расходуют десятки литров воды. Постарайтесь принимать душ как можно быстрее, чтобы сэкономить воду.

Правильная сантехника

Выбирайте экономичные краны, туалет с небольшим бачком, эффективные насадки для душа и посудомоечную машину высокого класса экономичности. То же касается и стиральной машины. Все это помогает сберечь воду.

Уход за лужайкой

Если вы живете в частном доме, не стоит поливать лужайку. Попробуйте иначе оформить двор, используя растения, которым не требуется дополнительный полив.

Использование посудомоечной или стиральной машины

Не запускайте полупустую машину. Такой подход только растрачивает воду зря.

Контроль счетов

Следите за счетами на воду, чтобы заметить протечки. Если вы вдруг видите, что расход сильно увеличился, вполне вероятно, что где-то появилась протечка. Вам нужно позвонить сантехнику и проверить все трубы, чтобы сэкономить.

Установка бочки для дождевой воды

Если вы живете в частном доме, вы можете установить бочку для дождевой воды и использовать ее содержимое для экономного полива растений.

Уменьшение объема бачка

Если у вас старый унитаз, он может использовать слишком большое количество воды для смыва. Разместите в бачке бутылку с водой! Не кладите в бачок кирпич, потому что он разрушится и его крошки могут навредить вашему унитазу.

Полив растений

Для утреннего полива требуется меньше воды, ведь прохлада гарантирует менее активный процесс испарения. Вечером поливать не стоит - может развестись плесень.

Мытье посуды

Если вы вручную моете большое количество посуды, попробуйте просто заполнить раковину водой, а не оставлять постоянно открытым кран, пока вы оттираете грязь.

Экономия электричества

Энергостанции используют тысячи литров воды для охлаждения. Если вы экономите электричество, вы экономите и воду!

Мытье домашних животных

Это еще один способ для живущих в частном доме. Если вы будете мыть домашних животных на улице, вы сможете одновременно полить растения во дворе! Просто не используйте вредное для них мыло.

Отказ от душа

Неужели вам действительно требуется принимать душ несколько раз в день? Пропуская мытье хотя бы раз в неделю, вы можете немало сэкономить.

Использование воды после стирки

Если вы вручную стираете одежду, попробуйте использовать остающуюся в процессе воду для смывания в туалете.

Промышленные предприятия являются крупными потребителями воды. Вода используется на производственные, хозяйственно-питьевые и противопожарные цели. Наиболее крупными производственными потребителями являются металлургические и нефтеперерабатывающие заводы, теплоэлектростанции станции (ТЭС), использующие воду для охлаждения, предприятия целлюлозно-бумажной и горнодобывающей промышленности, где значительное количество воды используется для промывки сырья и получения продукции. Эти расходы доходят до 80…90% общего водопотребления предприятия.

Вода также используется для получения пара и его конденсации, гидротранспорта (удаления золы и шлака из печей), пылеулавливания и для других целей промышленности.

В зависимости от назначения воды в производстве к качеству воды предъявляются различные требования. Например, вода, используемая в теплоэнергетике (ТЭС), должна иметь минимальное солесодержание, вода для текстильной промышленности не должна содержать железа и марганца, для предприятий пищевой промышленности и хозяйственно-питьевых нужд рабочих вода должна отвечать требованиям ГОСТ «Питьевая вода» и СанПиН. Для пожаротушения пригодна вода практически любого качества.

Огромные объемы потребления воды в промышленности требуют особого внимания к вопросам её экономии и рационального использования. Одним из важнейших факторов для снижения водопотребления является введение платы за водные ресурсы и лимитированный отпуск воды промышленным предприятиям.

Для оборотных систем водоснабжения промышленных предприятий

необходимо максимально использовать расходы оборотной воды, а расходы свежей воды, забираемой из источника свести к минимуму.

Определение расходов воды на производственные нужды

Расход воды на производственные нужды предприятий определяется исходя из нормам водопотребления или удельного расхода воды на единицу выпускаемой продукции.

Суточный расход водыьопределяется, м 3 /сут:

где N – количество выпускаемой продукции в сутки;

q уд – норма расхода воды на единицу продукции, м 3 .

Нормы водопотребления или расход воды на единицу выпускаемой продукции определяются:

● характером производства, составом сырья и получаемого продукта;

● ролью воды в процессе производства;

● системой водоснабжения;

● качеством применяемой воды;

● условиями использования воды (температура нагрева, степень загрязнения).

Для различных предприятий расходы воды на единицу продукции изменяются в широких пределах, q уд ,м 3 /т:

● предприятия угольной промышленности – 3…5;

● металлургические заводы - 150…200;

● предприятия цветной металлургии – 30…40;

● нефтеперерабатывающие заводы – 100…120;

● производство пластмасс – 200…250;

● заводы синтетического каучука – 600…1000;

● предприятия легкой промышленности – 40…80;

● предприятия целлюлозно-бумажной промышленности – 500..800;

● предприятия пищевой промышленности – 10…20.

Значительные расходы воды характерны и для тепловых электростанций (ТЭС), вырабатывающих около 80% всей потребляемой электроэнергии в РФ.

Мощность, тыс. кВт
Расход воды, м 3 /ч

При таких больших расходах воды на ТЭС, как правило, применяется система оборотного водоснабжения с подпиткой свежей воды из источника в пределах 3…5% от общего суточного расхода воды.

Кроме указанных норм расхода воды для отдельных предприятий имеются свои ведомственные нормы по отдельным производственным циклам, операциям и типам применяемого оборудования, которые приводятся в соответствующей литературе. так, например, на предприятиях железнодорожного транспорта введены «Нормы водопотребления и водоотведения в технологических процессах отрасли» ОН 016-01124328-2000, определяющие как удельные расходы, так и требования к качеству воды.

Режим водопотребления . Режим расходования воды на промышленных предприятиях в основном зависит от особенностейтехнологического процесса и может быть: равномерным в течение суток, неравномерным или эпизодическим.

Во многих случаях неравномерность водопотребления вызвана сезонными изменениями потребления воды. Сезонные изменения водопотребления рекомендуется учитывать с коэффициентами K лет и K зим.

При использовании большого количества воды на охлаждение расход воды летом будет больше, зимой - меньше, т.к. зимой температура охлаждающей воды ниже. Напрмер, для металлургических заводов K лет = 1,15; K зим = 0,9.

Неравномерность водопотребления также характеризуется коэффициентами суточной K сут и часовой K ч неравномерности. На коэффициенты суточной неравномерности влияют сезонность производства и качество воды, K сут = 1,1…1,3, коэффициенты часовойнеравномерности являются результатом сменности производства и неравномерности выпуска продукции по сменам, K ч = 2,0…3,5.

Определение расходов воды при водяном и

Испарительном охлаждении

Расходы воды на охлаждение являются значительной, а для многих предприятий определяющей частью расхода воды на производственные нужды, достигая 90-95% от него.

При охлаждении агрегата, имеющего тепловую нагрузку A, (ккал/ч), расход воды Q в, (м 3 /ч), необходимый для отведения выделяющегося тепла при температуре выходящей нагретой воды t 1 и поступающей холодной t 2 определяется по зависимости:

, (12)

где с - теплоемкость воды, ккал/град кг.

Расход воды возрастает с увеличением тепловой нагрузки A и уменьшением температурного перепада Δt .

Для увеличения Δt надо увеличивать t 1 или уменьшать t 2 . Значение t 2 зависит от температуры воды в источнике или на охладителе (бассейн, градирня). Летом условия охлаждения хуже, значит воды надо больше. Значение t 1 зависит от конструкции системы охлаждения и условий технологического процесса. Для систем водяного охлаждения температура выходящей нагретой воды обычно находится в пределах t 1 ≤ 40…50 0 С.

При значительном содержании солей жесткости и нагреве до 40…50 о С и более происходит обильное выпадение накипи. Это ограничивает предел нагрева воды. Учитывая взаимосвязь Δt и Q в для различных объектов, можно определить экономически наивыгоднейшие температуры t 1 и t 2 . Учитывая вышеизложенное, при оптимальном проектировании и эксплуатации систем охлаждения, можно обеспечить повышение эффективности водного хозяйства промпредприятия.

3.3. Определение расходов воды на хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды промышленных предприятий

Расходы хозяйственно-питьевой воды . Общие расходы хозяйственно-питьевой воды на промышленных предприятиях могут быть определены по укрупненным нормам расхода воды и количества сточных вод на единицу продукции для различных отраслей промышленности. Для расчета системы хозяйственно-питьевого водоснабжения предприятия необходимо знать расходы воды по отдельным административным, хозяйственно-бытовым и производственным зданиям. В этом случае расходы определяются в соответствии со СНиП.

Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих для цехов со значительным тепловыделением (более 80 кДж на 1 м 3 /ч) принимают 45 л , для остальных цехов – 25 л на каждого рабочего в смену, при этом коэффициент часовой неравномерности принимают соответственно К час = 2,5 и 3.

Расход воды в душевых определяют из расчета 500 л/ч на одну душевую сетку в течение 45 минут после окончания смены. Количество душевых сеток в цехах предприятия зависит от характера производства.

В цехах, в которых не происходит загрязнения одежды и рук рабочих 1 душевая сетка (1 д.с.) предусматривается на 15 человек , если производственные процессы приводят к загрязнению одежды и рук – 1 д.с. на 7 человек, для сильно запыленных цехов, где применяется вода – 1 д.с. на 5 человек и для цехов с выделением особо загрязняющих веществ – 1 д.с. на 3 человека .

В основное время смены расход незначителен, но по окончании смены он возрастает. Поэтому для уменьшения диаметров подводящих трубопроводов и снижения расходов, отбираемых из городской сети на территории предприятия устраиваются запасные емкости, которые постепенно пополняются в течение смены и опорожняются в часы максимального водоразбора.

Расходы воды на благоустройство территории промышленных предприятий составляют: на поливку усовершенствованных покрытий площадей 1,2…1,5 л/м 2 , проездов - 0,3…0,4 л/м 2 ; поливку цветников и газонов – 4…6 л/м 2 . Причем для этих целей разрешается использовать воду из сетей производственного водоснабжения, если качество ее соответствует санитарным и агротехническим требованиям.

Расход воды на противопожарные нужды . На промышленных предприятиях противопожарный водопровод, как правило проектируется объединенным с производственным или хозяйственно-питьевым.

Число одновременных пожаров и расход воды принимается согласно СНиП. Расчетное время пожара на предприятии принимается 3 часа . Расходы воды на поливку улиц, души мытье полов и мойку оборудования при этом не должны учитываться.

В среднем противопожарные расходы воды на промышленном предприятии составляют 3…7 % от общего расхода воды. В том числе учитывается профилактическая поливка древесины на складах, смачивание торфа, орошение резервуаров для хранения легковоспламеняющихся жидкостей (нефти, керосина, дизельного топлива и т.п.).

Однако лимитирующим фактором является, как правило, не расходы воды, а напоры воды , т.к. большинство противопожарных водопроводов на предприятиях проектируются высокого давления . Это одна из причин объединения противопожарного водопровода с хозяйственно-питьевым, а не производственным, так как для производственных целей обычно напор составляет 20…40 м.

Для сохранения необходимого противопожарного запаса воды на предприятиях устраиваются специальные емкости (резервуары).

3.4. Водный баланс промышленного предприятия

При проектировании систем водоснабжения промышленного предприятия составляется водный баланс, в котором указываются расходы воды для всех категорий потребителей, а также потери воды. Потребители воды, как правило, группируются по месту их расположения, напорам и качеству воды. Затем составляется схема использования воды, т.е. расходов, поступающих к потребителям, потерь воды потребителями и расходов, отводимых от них, (обозначаются цифрами).

Водный баланс промышленного предприятия необходим при проектировании и расчете сооружений водоснабжения (насосных станций, водоводов, очистных сооружений, охлаждающих устройств и т. п.).

В процессе эксплуатации промышленного предприятия водный баланс оказывает влияние на экономику предприятия и реальную себестоимость продукции.

Основные принципы составления водного баланса промышленного предприятия:

1. Количество воды в системе промышленного водоснабжения поддерживается постоянным, при этом потери воды в системе возмещаются добавляемой водой из источника.

2. Устанавливаются источники поступления воды в систему.

3. Определяются количественные характеристики каждого источника.

4. Определяются группы потребителей, требующих воду одного

качества.

5. Для уменьшения количества свежей воды, забираемой из источника, выявляется возможность последовательного использования отработанной воды одной группы потребителей для водоснабжения другой группы.

В общем виде источники поступления и убыли воды из системы водоснабжения предприятия показаны в табл. 3.1.

Для соблюдения водного баланса необходимо условие:

ΣQ пост = ΣQ уб , (13)

где ΣQ пост – сумма расходов воды, поступивших в систему водоснабжения,

ΣQ уб – сумма расходов воды, убывающих из системы водоснабжения.

Кроме водного баланса систем водоснабжения важное значение имеет поддержание баланса воды по качеству, термостабильности, биогенности оборотных вод и т.п.

21 22

Способы экономии воды в промышленности

1) Водооберегающие технологии являются основой рационального использования вод. Многообразие промышленного производства обуславливает и разнообразие водосберегающих мероприятий. Их общая задача – сократить удельный расход воды (на единицу выпускаемой продукции) и расход свежей воды.
Общая структура водосберегающих мероприятий представлена на схеме
Водосберегающие мероприятия

А) Первоначальным этапом разработки рациональных систем водообеспечения промышленных предприятий – совершенствование маловодных технологий. Они разрабатываются в соответствии с функциями воды в производстве. Обратим внимание на то, что в промышленных технологиях 70% воды используется в качестве хладоагента (т.е. отводящего тепло), 15-20% - в качестве экстрагента, 10-15 % - транспортирующего агента.
Замена водяного охлаждения воздушным, сухая очистка газов и воздуха, каскадные системы промывки, пневмосистемы транспортирования и др. технического решения позволяют сократить удельное водопотребление на 20-30%.
Б) Сокращение потребления свежей воды в результате ее
- многократного использования и привлечения сточных вод. Этот способ связан с определенными трудностями. Он требует научных исследований, в частности выявления закономерностей формирования их состава в результате смежных физико-химических процессов, протекающих в этих системах. Это позволит прогнозировать их состав, определять условия использования и способы очистки, а в конечном итоге – разработать комплекс управления системой.
- необходимо интенсифицировать режим работы оборотных систем водоснабжения. Это может снизить потребление свежей воды и сброс отработанных вод на 5-6 км3/год. Но оборотные системы не являются экологически чистыми, поэтому при их создании необходимо учитывать не только техническую и экономическую стороны, но и экологическую. Технический аспект – в предотвращении солевых и механических отложений, коррозии и биологических обрастаний до допустимых пределов – 0,1 мм/год. Среди экологических аспектов важно учитывать вынос кательной влаги (из градирни) и сброс части оборотной воды из системы, а также утечки из систем. Количество загрязнений, выносимых из оборотной системы зависит от режима ее работы. В экстремальных случаях происходит рассредоточенный вынос загрязнений в атмосферу с капельной влагой. Поэтому вынос капельной влаги и количества загрязнений регулируются соответствующими нормативами в зависимости от принятой схемы водоотведения.
- дает экономию воды замена водяного охлаждения воздушным. Для охлаждения ядерных реакторов применяют и другие газы, а также конденсированные пары Nа.
- совмещение технологий, при которых в одних процессах тепло выделяется, а другими поглощается.
- рационально использовать дополнительные источники водных ресурсов, а именно городские очищенные стоки, шахтные и карьерные воды (для охлаждения в приморских районах – морские воды).
- большое значение имеет разработка научно обоснованных норм водопотребления и водоотведения, соблюдение технологической дисциплины.
- экономический стимул – плата за воду
Кардинальное решение экологической проблемы – создание беспродувочного режима работы оборотных систем и применение высокоэффективных водоуловителей на градирнях. Рассмотренная система водосбережения представляет собой теоретическую разработку, существенно отличающуюся от реальных условий. Фактическое водопользование все еще очень часто имеет экстенсивный характер. В каждую пятилетку потребление воды в промышленности возрастало на 15%. Безотходные и водосберегающие технологии имеются, но внедряются недостаточно. Но в конце ХХ столетия эти технологии стали символом рационального использования водных ресурсов и бережного отношения к природе.

Положительные примеры

В 1976 году группа металлургов награждена Ленинской премией за создание промышленного комплекса переработки ванадиевых шлаков с технологией, исключающей загрязнение воды и воздуха.
Использование сточных вод на Николаевском гидролизно-дрожжевом заводе. Зимой очищение сточных вод используется в оборотном водоснабжении завода, а летом после биологической очистки часть стоков используется для орошения. Осадки сточных вод из первичных отстойников передают на цементный завод, а активный ил из вторичных отстойников – для производства белково-витаминного корма. Здесь используются отходы и достигается значительная экономия воды. На Первомайском химическом заводе (Харьковская область) при внедрении безотходной технологии забор свежей воды сократился до 2% от полного водопотребления.