Расчет нормы водопотребления и водоотведения. Баланс водопотребления и водоотведения

21.09.2019Рубрика: Детские сады

Главная > Лекции

Классификация водопользований

Нормирование водопотребления

Водопользование – это потребление воды из водных объектов или систем водоснабжения (ГОСТ 17.1.1.01-77) Нормирование водопотребления – это установление плановой меры потребления воды с учетом ее качества, а также разработка и утверждение норм потребления воды на единицу планируемой продукции и контроль за их выполнением. Основная задача нормирования – обеспечение в производстве и планировании технически и экономически обоснованных норм водопотребления и водоотведения в целях наиболее эффективного использования водных ресурсов. В коммунальном хозяйстве нормирование осуществляется на основе СНиПов, в промышленности – на основе “Методических указаний по разработке норм и нормативов водопотребления и водоотведения с учетом качества потребляемой и отводимой воды, а также с учетом отраслевых методик для предприятий и объединений различных отраслей народного хозяйства”. Нормированию подлежат:

общего количества

сточных вод

Основой нормирования является удельная норма водопотребления или водоотведения. Это максимально допустимое плановое количество воды требуемого качества, необходимое для производства единицы продукции, установленного качества в определенных организационно-технических условиях производства (или для хозяйственно-питьевого потребления) Удельные нормы формируются через нормативы Нормативы водопотребления – это поэлементные составляющие нормы. Они характеризуют: - удельный расход воды на единицу продукции, площади или объема основного и вспомогательного производства или отдельных процессов, в том числе хозяйственно-питьевого назначения; - размеры безвозвратного водопотребления и потерь в процессе производства (унос, испарение, утечки, фильтрация и др.) Нормативы измеряются в натуральном выражении, т.е. в л, м 3 , км 3 или %. Нормативы удельного водопотребления, в т.ч. безвозвратного водопотребления и потерь по направлениям ее использования могут быть межотраслевыми, отраслевыми и заводскими. Отраслевые нормативы – это предельно допустимые показатели для данной отрасли, рассчитанные на средние условия производства с учетом прогрессивных показателей передовых предприятий. Использование этих нормативов обязательно на предприятиях, имеющих соответствующие производства независимо от их ведомственной принадлежности. Заводские нормативы устанавливаются для конкретных производств применительно к используемой технологии при отсутствии отраслевых нормативов и тогда, когда технический уровень данного предприятия выше среднеотраслевого.

Нормирование водоотведения

Водоотведение – сброс вод – это удаление сточных вод за пределы населенного пункта, предприятия или других мест использования. В объем водоотведения входит суммарное количество всех видов сточных вод отводимых непосредственно в водоемы (водоисточники, подземные горизонты и бессточные впадины), а также передаваемых на очистку другим организациям. Норма водоотведения – это максимально допустимое плановое количество отводимых сточных вод установленного качества на единицу продукции. Нормы различаются для вод разной степени загрязнения. По этому признаку отводимые воды разделяются на 2 группы, - требующие очистки; - нормативно чистые, т.е. не требующие очистки. Право отнесения сточных вод к нормативно чистым принадлежит местным органам по регулированию использования и охране вод (т.е. КГР – ГУПР – агентство водопользования). Нормы водоотведения на единицу продукции (или на 1 человека), т.е. индивидуальные нормы водоотведения рассчитываются, исходя из используемого оборудования, видов производства и степени загрязнения отводимых сточных вод. Она определяется нормой водопотребления свежей воды, нормативом безвозвратного водопотребления и потерь воды в процессе ее использования. Н водоотведение индивид = Н и. св-в – (Б + П), где Н и. св-в – индивидуальная норма потребления свежей воды; Б – норматив безвозвратного водопотребления (в т.ч. ее использование в качестве составной части готового продукта) П – норматив безвозвратных потерь в производстве на испарение, унос, транспирацию, фильтрацию и т.д. Нормы водопотребления и водоотведения должны пересматриваться и подтверждаться каждые 5 лет по мере совершенствования технологии и систем водоснабжения и канализации. Расчеты нормативов и норм производятся непосредственно на предприятии и утверждаются его руководством.

Учет качества потребляемой и отводимой воды

Качество и свойства воды устанавливаются в зависимости от ее использования, требований технологического процесса на производстве и санитарно-гигиенических требований. Питьевая вода должна соответствовать требованиям СанПиН 2001 г. для централизованных систем водоснабжения. Техническая вода в зависимости от назначения подразделяется на 4 категории к которым предъявляются специфические требования к качеству и свойствам и при этом формируются сточные воды определенного состава, это следующие категории: I – вода, используемая в качестве теплоносителя, т.е. на АЭС, ТЭЦ, ГРЭС (передача тепла и охлаждение). Она не должна быть агрессивной, жесткой, не должна содержать механические примеси. Образующиеся при использовании сточные воды не требуют очистки, но требуют охлаждения. II – вода, используемая для непосредственного контакта с продуктом, т.е. являющаяся рабочей средой (промывка сырья, готовых изделий, тары). При этом вода загрязняется самыми разнообразными веществами. III – вода, входящая в состав продукции, т.е. используемая как сырье. Это получение пищевых продуктов, спиртов, кислот и др. в строительстве. IV – комплексное использование (в качестве среды, поглощающей и транспортирующей механические примеси и одновременно служащей охладителем). Основное загрязнение получают воды II и IV групп использования. При определении качества сточных вод, выпускаемых в водный объект, рассчитывается приращение всех загрязняющих компонентов в нем, т.е. сравнивается их содержание в воде водного объекта и в сточных водах. Идеальный вариант – это когда выпускаемые стоки по качеству должны быть не хуже, чем вода, забранная из водного объекта. На основании этих данных выбирается рациональная технология производства с точки зрения охраны вод, определяется ущерб в результате загрязнения водных объектов стоками, рассчитываются очистные сооружения и другие природоохранные и технологические мероприятия.

Лимиты водопотребления и водоотведения и контроль за выполнением норм

Для оперативного контроля за качеством потребляемой и отводимой воды предприятием устанавливаются лимиты водопотребления и водоотведения. Лимит водопотребления – это расчетное количество свежей воды (питьевой и технической), устанавливаемое для предприятий с учетом их производственной программы, норм водопотребления, мероприятий по снижению расхода воды, потерь при транспортировке на испарение, фильтрацию и др. Лимит рассчитывается по формуле: N Α потр = ∑ (К н Н и.св. s Q s) – Э + W пр.р, S=1 где К н – коэффициент неравномерности потребления воды Н и.св. S – индивидуальная норма потребления свежей воды на единицу продукции вида “S” Q S – плановый объем выпускаемой продукции вида “ S ” N – количество видов продукции Э – планируемая экономия расхода воды W пр.р. – расход воды на нужды прочих потребителей, находящихся на балансе данного предприятия Лимит водоотведения – это расход отводимых в водный объект сточных вод, установленный для данного водопользователя, исходя из норм отведения сточных вод и состояния водного объекта. Чаще всего состояние водных объектов не учитывается. В этом случае лимит водоотведения рассчитывается по формуле: N L отв = L потр - ∑ [(Б п. s – П s) Кн Qs] S=1 Бпs – безвозвратное потребление воды на единицу продукции “S” Пs – безвозвратные потери воды при производстве единицы продукции “S” Кн – коэффициент неравномерности потребления воды Qs – объем выпускаемой продукции вида “S” N – количество видов продукции L – лимит водопотребления Лимиты рассчитываются предприятием, утверждаются органами по управлению водным фондом и охране вод (агентство по водопользованию). Они устанавливаются предприятиям на год, а при напряженном водном балансе – на месяц и даже посуточно. При необходимости установления лимитов по цехам их рассчитывают и устанавливают в пределах общего лимита предприятия. Лимит водоотведения может быть рассчитан по формуле Lотв = Lпотр (1 - L), где L – коэффициент, характеризующий безвозвратные потери и безвозвратное водопотребление.

Участники водохозяйственного комплекса

В ряду функций ВХК на первом месте стоит удовлетворение потребностей в воде населения. Этот вид водопотребления является основным в системе ВХК и реализуется с помощью коммунально-бытового хозяйства. I. Водоснабжение городов и населенных пунктов (коммунальное хозяйство как участник ВХК) Водоснабжение населения чистой питьевой водой – важнейшая задача государства, властей любого города и села. Отсутствие чистой питьевой воды – причина многих болезней, в том числе эпидемий. Почти половина населения Земли ее не имеет. Поэтому 80-ые годы объявлялись международным десятилетием питьевого водоснабжения и санитарии. В СССР и в России приоритет коммунально-бытового водоснабжения закреплен в водном кодексе. Принцип этот заключается в том, что в любых условиях население должно быть обеспечено водой в первую очередь. В водохозяйственной практике в коммунально-бытовом водоснабжении принимают самую высокую обеспеченность – 97% (т.е. перебои с подачей воды допускаются лишь в течение 3-х дней из 100) Коммунально-бытовое водоснабжение – это вода, потребляемая населением для разных нужд. Оно имеет следующую структуру: - хозяйственно-питьевое водоснабжение населения – 56% - водоснабжение общественных зданий – 17% - водоснабжение местной промышленности – 16% - пожарные нужды – 3% - городские нужды (поливка улиц, зеленых насаждений, фонтаны) – 1% - прочие нужды – 7% Итого – 100% Хозяйственно-питьевое водоснабжение имеет следующую структуру: - приготовление пищи и питье – 30% - стирка – 10% - пользование ваннами – 30% - смыв бачков – 30% Итого – 100% Житель крупного города на коммунально-бытовые нужды потребляет до 600 л/сут воды и расходует ее следующим образом: - удовлетворение личных потребностей – 200 л. - для работы общественных коммунальных предприятий – 100 л. - для поддержания чистоты в городе – 100 л. - для предприятий местного значения – 200 л. Итого – 600 л.

Особенности коммунально-бытового водоснабжения

Удельное водопотребление на хозяйственно-бытовые нужды

Степень благоустройства зданий	Удельное водопотребление на 1 жителя, л/сут	Коэффициент неравномерности
Степень благоустройства зданий	Удельное водопотребление на 1 жителя, л/сут
Без водопровода и канализации	30 – северные районы 50 – южные районы
Водопровод, канализация (без ванн)
Водопровод, канализация с ваннами и газовыми колонками
Водопровод, канализация и централизованное горячее водоснабжение

третья особенность коммунального водоснабжения связана с его ролью в ВХК и влиянием на других участников ВХК. Особенно оно проявляется при использовании поверхностных вод

органических веществ

Негативное воздействие

Пути экономии воды в коммунально-бытовом хозяйстве

высокого качества

При покупке частного жилья необходимо обязательно вникнуть в вопрос, каким должно быть водоснабжение и водоотведение по СНиП, потому что потребление воды необходимо для хозяйственно-питьевых и коммунальных нужд человека. А Строительные Нормы и Правила как раз регулируют их обустройство.

Норма водопотребления – это допустимый максимум количества воды соответственного качества, которое необходимо для удовлетворения потребностей людей, проживающих в определенном жилье. Нормы расхода воды определяются и правилами принятыми исполнительными органами власти.

Зависимость расхода воды

Количество водопотребления зависит от уровня и качества жизни людей. Обращаясь к истории, можем заметить, что в 1890 году один житель столицы использовал каждый день 11 литров воды. По прошествии 20 лет москвичу уже потребовалось 66 литров в день. На данный момент по нормам СНиП потребление воды расходуемой жителем Москвы очень возрос и составляет около 700 литров в сутки.

Водопотребление напрямую зависит от климата, где проживает человек, и от работы, которую он выполняет. Медики заверяют нас, что человеку необходимо употреблять в день до 2 литров жидкости.

Плюс к этому в различных климатических условиях потребность в воде разная. Например, в южных регионах требуется большее количество жидкости, чем в северных.

Разница в объемах водопотребления

Колебания в зависит от технологий и от привычек человечества. Как мы говорили ранее, разница расхода жидкости связаны с климатом проживания человека, но еще и от условий работы, точнее выходных дней. Это влияет на годовой, указанный в СНиП расход воды. Суточные колебания варьируются от режима дня, в общем, от сна и бодрствования. В квартирах расход воды зимой увеличивается из-за центрального отопления, в сравнении с частными домами или сельской местностью. Частично, согласно СНиП, потребление воды за неделю зависит от выходных дней и составляет 30%, это всегда субботы и воскресенья.

Доказано, что суточные колебания водопотребления связаны не только со временем суток, но и с организацией досуга домочадцев, в частности это телевизионные программы, кинофильмы, праздники и другие интересные события, которые проходят дома. Так же есть колоссальное отличие в расходе холодной и горячей воды.

В среднем семья, проживающая в России с двумя детьми, использует около 7 000 литров горячей воды и 10 000 литров холодной.

Нормы ежедневного расхода воды

Нормы расхода воды СНиП согласно документации используются на питьевые и бытовые нужды. Это и приготовление еды, и ежедневная гигиена, и многое другое. А для частного дома еще добавляется мойка транспортного средства, полив придомового участка и клумб, наполнение бассейна и прочее. Рассмотрим дневные нормы водопотребления СНиП:

Приготовление еды – 3 литра;
Вода для питья – до 2 литров;
Мытье рук (без остановки воды) – до 8 литров;
Гигиена полости рта (без остановки воды) – до 7 литров;
Смыв унитаза – до 12 литров за раз;
Принятие душа – 20 литров/минута;
Принятие ванной – 150 литров;
Стирка – до 100 литров;
Мойка посуды – до 10 литров за раз.

Итого у нас получается от 300 до 570 литров в день. Из расчета понятно, что водопотребление СНиП значительно отличается от фактических показателей. Поэтому логично подумать об экономии водопотребления.

Нормы водоотведения в частных домах

Водоотведение, как и водоснабжение, является важнейшим элементом современной комфортной жизни человека.

Живя в частном доме, необходимые удобства, такие как кухня и санузел, требуют и забор использованной воды, а не только водоснабжение. И водоотведение СНиП для частных домов в сутки на человека приведем ниже:

С водопроводом и канализацией (без ванны) – 120 литров;
С водопроводом, и ванными – 225 литров;
С центр. горячим водоснабжением – 300 литров;
С центр. горячим водоснабжением (высота сооружения более 12 метров) – 400 литров.

Неравномерным является суточное водоотведение в течение 1 часа, но эта разница обычно не учитывается в просчете расходов, потому что отведение вод учитывает минимальные и максимальные коэффициенты за сутки, часы при общей неравномерности. По данным мы видим, что водоснабжение и водоотведение СНиП не соответствуют даже по плановым показателям. Например, если человек живет в доме с водопроводом, канализацией, ванной и использует 500 литров воды, тогда как по нормам он обязан отводить только 225 литров.

Расчетные нормы давно превышены реальным расходом воды, поэтому жильцы частных домов стараются экономить.

При помощи различных фильтрующих установок можно техническую воду использовать на другие нужды, конечно, не пить ее, но на полив и мытье машины она вполне подойдет.

Содержание раздела

Необходимое для каждого производства количество воды, а также образующихся отработавших вод устанавливается технологическим расчетом или принимается на основании передового опыта. Они могут быть приняты по действующим ведомственным технологическим или укрупненным нормам . Нормы расхода воды на санитарно-бытовые нужды (включая ее расход на мытье полов, полив зеленых насаждений, территории предприятий), на противопожарные системы приведены в .

Схема и состав оборудования системы водоснабжения существенным образом зависят от вида и типа котельной (котельная ТЭС, промышленного предприятия или ЖКХ).

В зависимости от назначения водоснабжение может быть:

а) производственным - для снабжения производственной (технической) водой промышленного предприятия и энергетических установок; *

б) хозяйственно-питьевым - для снабжения питьевой (очищенной и обеззараженной) водой работников предприятий и населения близлежащих поселков или городов;

в) противопожарным - для тушения пожара.

На промышленных предприятиях самостоятельный противопожарный водопровод отсутствует, поэтому вода для тушения пожара берется из производственного или хозяйственно-питьевого водопровода, или из местных водоемов, например - брызгальных бассейнов, прудов охлаждения оборотной воды и т.п.

Вода, использованная потребителями и отводимая от них для повторного использования или в водоем, называется сточной водой. Все сточные воды можно разделить:

а) на воды загрязненные, т.е. содержащие механические или химические примеси. Эти воды при повторном использовании, как и при выпуске в водоем, нуждаются в очистке;

б) воды условно чистые, не нуждающиеся в какой-либо очистке перед повторным использованием или перед спуском в водоем.

Бытовые сточные воды и большинство производственных сточных вод являются загрязненными.

К условно чистым относятся, как правило, охлаждающие воды после различного вида теплообменного и электромеханического оборудования.

Часть воды, используемой производственными и бытовыми потребителями, расходуется безвозвратно, т. е. имеют место потери воды, составляющие в зависимости от обслуживаемых процессов от 5 до 70% и более. Остальная вода поступает в сток. Безвозвратно теряется, например, часть воды (до нескольких процентов), охлаждаемой в градирнях или искусственных и естественных водоемах вследствие ее испарения и капельного уноса. Имеют место потери воды с вытяжным вентиляционным воздухом в душевых и. т.п.

На ТЭС суммарный расход воды определяется в основном расходом на конденсацию пара, отработавшего в турбинах.

Максимальный расход охлаждающей воды в поверхностном конденсаторе агрегата составляет

G маx = D (h – ct ) ,

где D – расход пара на входе в конденсатор; h – энтальпия пара, с и t - теплоемкость и температура конденсата

Кроме того, вода расходуется на охлаждение выпара (см. п. 4.7.3) деаэраторов, воздуха, газов, масла в системах смазки подшипников вспомогательных механизмов и масляных систем автоматического регулирования турбогенераторов. Вода требуется также для восполнения потерь пара и конденсата как внутри электростанции и котельных, так и у внешних тепловых потребителей (на восполнение потерь конденсата и приготовление питательной воды котлов, паропреобразователей и испарителей с учетом собственных нужд химического цеха; на подпитку как закрытых, так и открытых систем теплоснабжения (см. ); на восполнение потерь охлаждающей воды в системах оборотного водоснабжения), а также для перемещения по трубам подлежащих удалению золы и шлаков (см. раздел 5). Наконец, вода расходуется на удовлетворение хозяйственных и бытовых нужд (питьевая вода, санузлы, душевые и пр.).

Величина перечисленных выше расходов воды зависит от назначения и типа электростанции или котельной, присоединенных к ним объектов, вида и количества сжигаемого топлива, типа и мощности установленного основного и вспомогательного котельного и турбинного оборудования, температуры воды, используемой для охлаждения, а также от условий эксплуатации оборудования.

Примерные данные для подсчета общей потребности конденсационной электростанции (КЭС) в воде при прямоточной системе водоснабжения приведены в табл. 3.1.2. За исходную величину принят часовой расход пара на турбину D , т/ч.

Таблица 3.1.2. Ориентировочные расходы воды на КЭС

Наименование расхода воды	Количество расходуемой воды
На конденсацию отработавшего в турбине пара	(50 - 60)D
На охлаждение масла турбоагрегата	(2 - 3) D
На охлаждение подшипников вспомогательных механизмов (мельниц, вентиляторов, дымососов, насосов и др.)	(0,1 - 0,5)D
На питание котлов	(0,05 - 0,1)D
На гидрозолоудаление	(1,0 - 1,5)D
На хозяйственные нужды	До 0,1 D

На теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) вода требуется, кроме того, на подпитку тепловых сетей 0,05 - 0,4 D , и на питание котлов. Поэтому расход воды увеличивается до 0,3 D и больше. Следовательно, суммарный расход воды на конденсационную электростанцию (при работе по прямоточной системе водоснабжения) составляет 55-65 D . Для конденсационной электростанции мощностью около 1 млн. кВт этот расход составит 40 - 50 м 3 /с, что соответствует расходу воды, например, р. Москвы.

При оборотной системе водоснабжения на восполнение потери воды, охлаждающей конденсаторы турбин, требуется в зависимости от принятого способа охлаждения всего 2 - 3,5 D . Остальные расходы воды будут теми же (табл. 3.1.2). Таким образом, суммарный расход воды при оборотном водоснабжении составит 3 - 5,5 D , т. е. примерно в 12 - 15 раз меньше, чем при прямоточном водоснабжении.