Такая система применяется в том случае, если есть потребитель с большим расходом, сбросная вода которого по количеству и по качеству может удовлетворять всех остальных потребителей. Схема такой системы приведена на рис.2.2.
Рис.2.2. Схема системы водоснабжения с повторным использованием воды
Обозначения элементов на этой схеме такие же как и на рис.2.1.
По существу это тоже прямоточная система, но, в данном случае, здесь из источника забирается только то количество воды, которое необходимо потребителю 7.1. Остальные используют его сбросную воду.
Достоинства:
а) система позволяет сократить забор природной воды и, следовательно, сброс стоком;
б) удешевляются практически все элементы системы, так как снижаются их производительности.
2.4. Оборотная система водоснабжения
Оборотная схема обладает еще большими возможностями в удешевлении системы технического водоснабжения. Это достигается сокращением потребления свежей воды и сброса загрязненных стоков.
За создание оборотных систем говорит то обстоятельство, что 75-85% технической воды в технологических аппаратах только нагревается. И, следовательно, после охлаждения она может вновь использоваться.
Один из вариантов схем оборотных систем водоснабжения приведен на рис.2.3.
В этой системе можно использовать и ту техническую воду, которая загрязняется легко удаляемыми примесями. Для этого систему необходимо оснастить очистными устройствами для загрязненных стоков 3.2. Прошедшая очистку вода насосами оборотной воды 2.3 подается в водоохлаждающее устройство 10, после чего она попадает в сборный резервуар 4.3. Отсюда вода насосами станции 2-го подъема снова подается через водопроводную сеть потребителям.
Рис.2.3. Схема оборотного производственно-технического водоснабжения: 1 – водозабор; 2.1 – насосная станция 1-го подъема; 2.2 – насосная станция 2-го подъема; 2.3 – насосная станция оборотной воды; 2.4 - циркуляционная станция; 3.1 – очистные устройства природной воды; 3.2 – очистные устройства загрязненных стоков; 4.2 – резервуар очищенной теплой воды; 4.3 – сборный резервуар очищенной и охлажденной воды; 7 – потребители воды; 8 - водопроводная сеть; 9 – сеть для сбора отработавшей воды; 10 – водо-охлаждающее устройство.
При работе системы часть воды теряется с уносом – Q ун, испарением –Q исп, утечкой –Q ут, продувкой –Q пр и за счет сброса в канализацию части воды, которая не может быть использована повторно –Q сбр. Для компенсации этих потерь из природного источника забирается соответствующее количество свежей воды –Q ист. Это количество оценивается с помощью материального баланса системы:
Величина продувки Q пр находится из солевого баланса оборотной воды (см. подраздел).
Количество добавляемой воды составляет примерно 5-10% от общего количества потребляемой воды на производстве. То есть в 10-20 раз сокращается забор воды из источника по сравнению с прямоточной системой.
Преимущества оборотной системы:
а) снижаются затраты на сооружение водозаборных устройств, насосной станции 1-го подъема, водоводов, очистных сооружений природной воды;
б) снижаются сбросы загрязненной воды в водоемы.
Дополнительные затраты на водоохлаждающие устройства, очистные сооружения стоков, насосной станции оборотной воды быстро окупаются даже без учета экологических преимуществ.
Все оборотные системы подразделяют на локальные, централизованные и смешанные.
В локальных системах вода после восстановления потребительских качеств используется в обороте одного (или последовательно в нескольких) технологических процессах.
В централизованных оборотных системах отработавшая вода собирается со всех производств, проходит обработку (очистку, охлаждение) единым потоком и опять возвращается на производство.
При смешанном водоснабжении воды одной оборотной системы используются в другой оборотной системе. Например, из охлаждающей системы вода поступает в экстрагенную, из экстрагенной системы – в транспортирующую и т.д.
Если оборотная система работает без какого-либо сброса воды в источник, то она является замкнутой. Замкнутые системы – наиболее экологически чистые.
Техническое совершенство системы оборотного водоснабжения может быть оценено коэффициентом использования оборотной воды k об:
.
(2.2)
В ряде отраслей (химическая, черная металлургия, нефтеперерабатывающая) этот коэффициент достигает значений 0,85-0,9.
Рациональность использования воды, забираемой из источника, оценивается коэффициентом использования свежей воды k св:
.
(2.3)
Здесь Q об – расход оборотной воды в системе;Q св – количество свежей воды, забираемой из источника;Q сб – количество сточных вод, сбрасываемых в водоем.
Для замкнутых систем k св =1, для оборотных системk об и k св всегда меньше единицы.
Недавно нашла информацию о том, как одна южнокорейская компания разработала шкаф для выращивания зелени в квартире. Этот стеклянный шкаф размером с двухстворчатый холодильник выглядит очень стильно. Растения выращиваются по методу гидропоники, то есть без почвы (за счёт питательных веществ и влаги). Система использует светодиодное освещение, а для полива забирает использованную воду из раковины, так что налицо экономия электроэнергии и воды. Давно и с интересом выискиваю материалы о том, как сконструированы «системы экономии для ленивых». И сегодня с радостью поделюсь своими находками. Не факт, что эти решения нужно сразу пытаться внедрять в собственной квартире – вода у нас пока не настолько дорога. Но, возможно, тем, кто живёт в коттеджах с выгребными ямами и регулярно вынужден платить за их откачку, эти мысли покажутся довольно интересными.
Идея 1. Из раковины и душа – в резервуар для смыва
Применяемая в некоторых американских домах система использования частично загрязнённой воды забирает воду из мойки и душа, чтобы организовать смыв в туалете. Одна домохозяйка делилась, что её система использования частично грязной воды из двух баков по 95 литров позволяет экономить по меньшей мере 416 литров в день (в доме живут четыре человека). Такая вода идёт в слив из раковины, душа и ванны в специальные вертикальные баки, а оттуда – в четыре туалета в доме. Система «масштабируется»: при появлении новых членов семьи и увеличении водопотребления можно просто установить дополнительные баки. Используя воду повторно, хозяева экономят ещё и на износе автономной системы обеззараживания воды.
Вода из ванной и душа проходит через фильтр с хлоркой и попадает в бак, откуда она может закачиваться в туалет. Можно присоединить к системе и кухонную мойку и стиральную машину, но вода из них требует дополнительной фильтрации, а по опыту для туалетов достаточно воды из одной ванной. Самая большая головная боль – мониторинг и контроль уровня хлорки в баке для хранения воды. Если будет мало хлорки, в баке заведутся бактерии, если слишком много – она убьёт бактерии, которые жизненно важны для нашего иммунитета. Проблема решается углеродным фильтром с контролем уровня хлорки: пропуская воду сквозь себя, он не даёт хлорке попадать в бак и туалет, чтобы в ванной комнате не было запаха бассейна. Кстати, подобные системы с баками-накопителями активно используются в офисных небоскрёбах: смыв той водой, которая уже использована в раковинах, даёт существенную экономию эксплуатационных издержек на транспортировку воды внутри здания.
Идея 2. Eco-urinal
Существуют разные схемы повторного использования воды
Дизайнер Yeongwoo Kim совместил туалет с раковиной, получив оригинальную и, вероятно, довольно дешёвую в изготовлении конструкцию из ровных прямоугольников и квадратов толстого стекла. Точнее сказать, он совместил писсуар с раковиной: мужчина может помочиться на наклонную стеклянную поверхность, а затем, помыв руки, смыть с этой поверхности следы своей жизнедеятельности. Вряд ли такая конструкция приживётся в обычных домах, но в офисах и торговых комплексах вполне может использоваться, экономя и место, и воду.
Идея 3. Раковина – крышка унитаза
Компания Sinkpositive выпускает пластиковую насадку на крышку бачка унитаза, являющуюся раковиной с краном. Интересен не столько факт стока использованной воды в бачок, сколько сам принцип работы раковины, не требующей отдельного подвода воды. Смыли – и пока набирается вода в бачок, она течёт из крана. Ничего выключать не надо, вода сама остановится, когда бачок заполнится. Самой большой проблемой для продвижения новинки на американском рынке компания-разработчик считает незнание рядовыми американцами принципа действия унитаза и, следовательно, неспособность без помощи профессионалов эту насадку подключить. Особо экономные россияне предлагают не создавать новую насадку из пластика, а использовать уже существующую крышку бачка (например, перевернув её и сделав в ней дополнительное отверстие).
Идея 4. Воду из ванны – в стиральную машину
Стандартные японские ново-стройки отличаются от наших домов не менее радикально, чем современные японские машины от продукции АвтоВАЗа. По отзывам очевидцев, желаемую температуру воды в тамошних смесителях можно отрегулировать с точностью до градуса. Ванны обычно «сидячие», и принимать их принято после душа. Таймер налива ванны позовёт вас приятным женским голосом. Возможен подо-
грев воды в ванне с поддержанием заказанной температуры в течение нескольких часов (это удобно, когда по очереди «греют кости» несколько членов семьи), бывают даже специальные «крышки для ванн», чтобы вода там не остывала. Как и американцы, японцы часто устанавливают раковины на крышках унитазных бачков и повторно используют вытекающую из раковин воду. Но интереснее другое: стандартное подключение стиральной машины позволяет наполнять её как из водопровода, так и той водой, которая вытекает из ванны.
Идея 5. Из стиралки – в унитаз
Инновационная стиральная машина WashUP работает по тому же принципу, что и стандартная техника. Свою «водосберегающую сущность» машина проявляет на конечном этапе стирки. Использованная вода сливается в специальный резервуар и позже применяется для смыва унитаза. Особенность конструкции позволяет подвешивать машину прямо над унитазом, что, помимо воды, существенно экономит ещё и пространство ванной.
Возможно ли использование сточных вод в народнохозяйственных целях? Ответ на этот вопрос может быть неоднозначным. И все же, на современном этапе, он достоин внимательного рассмотрения. Безусловно, основным составным компонентов сточных вод, прежде всего, является сама вода.
Ее значение в природном круговороте и использовании воды человеком для самых различных целей невозможно переоценить. Благодаря сбросу очищенных сточных вод в реки и водоемы восполняется убыль воды, образующаяся вследствие ее забора в других местах, в результате чего общее количество воды в водоеме сбалансируется. Таким образом снова появляется возможность удовлетворения всех притязаний на использование воды, требующейся в немалых количествах, из озер, рек или подземных источников на нужды населения земли, его индустриальных объектов и сельского хозяйства. Сточные воды, проходя через водоем, таким образом, вновь обращается в полноценную сырую воду, пригодную для дальнейшего использования. Но существует немало возможностей прямого использования сточных вод в качестве полноценного полезного сырья.
Здесь не имеется в виду процесс непосредственной регенерации сточной воды, прошедшей обработку в канализационных очистных станциях на водопроводных сооружениях для получения из нее питьевой воды. Хотя для этой операции, также, имеются необходимые разработки и технические средства, тем не менее, данное непосредственное использование сточных вод недопустимо как с экономической, так и с эстетической точек зрения. Повторное применение сточных вод в качестве питьевой воды допустимо лишь при условии совершаемого ею полного круговорота с включением в цикл вод из озер и рек, а также грунтовых вод.
К большому кругу потребителей воды относятся также и предприятия промышленности. К технической воде, как правило, не предъявляются такие же требования по качеству, как к питьевой. В этом случае не учитывается эстетический аспект и не возникает никаких сомнений по поводу возможности повторного непосредственного использования сточных вод.
Безусловно, такие требования не являются характерными для всех промышленных предприятий. К примеру, для пищевой промышленности необходима вода питьевого качества, а в некоторых отраслях промышленности требуется вода, имеющая более высокую степень очистки, чем питьевая вода.
В данном случае, имеется в виду полное удаление из питьевой воды оставшихся в ней в незначительных количествах солей, придающих воде некоторую жесткость, а также вывод растворенных газов, таких, как кислород или углекислый газ. Например, вода, применяемая подпитки котлов, не должна содержать веществ, которые повышают ее жесткость. Нередко подобные требования предъявляются к технической воде, которая используется на химических предприятиях.
Необходимая степень очистки обеспечивается с помощью специальных установок для умягчения и опреснения воды. В то же время, сильно мягкая, то есть обессоленная, питьевая вода становится безвкусной, поэтому полное удаление из нее солей нецелесообразно в связи с ухудшением вкусовых качеств, а также из экономических соображений. Тем более, что для некоторых отраслей промышленности применения очищенной сточной воды является вполне приемлемым.
Такие предприятия, как металлургические комбинаты, прокатные, коксохимические и сталелитейные заводы и другие крупные промышленные предприятия, в технологических процессах которых используется речная или озерная вода без специальной очистки, могут пользоваться и очищенной сточной водой. К тому же, прилегающие к этим предприятиям населенные пункты могут обеспечить их сточными водами, прошедшими биологическую очистку, в больших количествах.
В данном случае, чтобы удалить из воды оставшиеся загрязнения, достаточно установить песчаные фильтры на ее пути между выходом из очистных сооружений и входом у ее потребителя на территории промышленного предприятия. К сожалению, в силу ряда причин такое непосредственное применение сточных вод, прошедших через очистные сооружения, возможно далеко не везде, тем не менее, на данный момент имеется несколько примеров практического их применения в промышленности.
Так, в Подмосковье расположена крупная очистная станция, которая снабжает очищенной сточной водой несколько промышленных предприятий (имеется ввиду Курьяновская станции аэрации). Данные предприятия используют эту воду в качестве технической. С уверенностью можно сказать, что уже в недалеком будущем многие предприятия будут использовать замкнутый цикл обеспечения вожжой "сточная вода - техническая вода".
Наиболее важное значение имеет прямое повторное использование сточных вод в производственных целях на промышленных предприятиях, которые расположены в жарких, засушливых районах, в связи с тем, что природных водных ресурсов оказывается недостаточно. В настоящее время основным потребителем сточных вод является сельское хозяйство, поскольку здесь используется не только непосредственно вода для полива земель, но, также, в определенных пределах, и содержащиеся в сточных водах питательные вещества, усваиваемые растениями. При этом осуществляются одновременно очистка и утилизация сточных вод. Однако у этого метода есть недостаток - часто приходится идти на компромисс между требованиями по очистке сточных вод, и стремлением добиться оптимальных условий полива.
В конечном итоге, это приводит к тому, что задачи по осуществлению очистки сточных вод решаются порознь от задач по их использованию, и воды, поддавшиеся биологической очистке в очистных сооружениях, применяются для полива лишь в период вегетации роста растений. Сегодня при использовании сточных вод для сельского хозяйства обязательным условием является использование станции биологической очистки. Только когда сточные воды очищены настолько, что могут отводиться в водоем без каких-либо опасений, их смело можно использовать для сельскохозяйственных целей.
В наши дни экономное потребление воды в домашних условиях становится особо актуальным. И дело даже не в том, что водные резервы скоро могут оказаться в списке редких ресурсов планеты, а в банальной финансовой экономии уже сегодня. Многие люди проявляют беспокойство по поводу растущих тарифов на ЖКХ. Оплата воды не является исключением. Зачастую мы не задумываемся о таких вещах во время купания, стирки или мойки посуды. Но подумайте, насколько экономично вы делаете это?
Немного статистики о воде
Посмотрим на данные статистики. В развитых странах, где вода доступна в полной мере, среднестатистический человек расходует от 150 до 400 литров ежедневно. В тот же момент в некоторых африканских странах люди с трудом могут себе позволить испить лишь один стакан пресной жидкости. Напомним, что нормой для человека является от 2 до 3 литров в питьевых целях. Куда же мы тратим остальную воду?
Да, мы используем воду при уборке и для личной гигиены, но не стоит отрицать, что внушительные объёмы этого ресурса не используются совсем. К таким ситуациям относятся утечки разного рода и беспечное отношение в бытовых делах. К примеру, открытый кран без необходимости – типичный случай халатного отношения в использовании воды. Ситуация несколько меняется при установке счётчика, который экономит до 30% вашего бюджета в сфере коммунальных выплат за услуги водоканала. Но даже при его наличии полезно знать, какими методами можно сократить потребление воды в квартире до разумных пределов.
- Замачивание посуды перед мойкой;
- Использование “вторичной” воды;
- Экономия при водных процедурах;
- Установка экономичной сантехники;
Этот простой подход при мытье способен сэкономить значительные объёмы воды. После замачивания посуды вы сможете легко удалить остатки еды. Проще говоря, в процессе мойки расход воды сократится в разы, а результат будет идентичен. Такой метод не составит проблем, если у вас имеется две раковины.
В одной можно отмачивать посуду, а в другой производить её чистку. Проблемные кастрюли или сковородки бывает сложно очистить сразу – отмачивайте их более длительное время. При отсутствии второй раковины вы можете воспользоваться большой кастрюлей или тазом. Не забывайте использовать специальные моющие средства, ведь с ними значительно проще устранить жир и иные остатки трапезы с поверхности посуды, а значит сэкономить воду во время мытья. Ещё проще будет вегетарианцам и тем, кто не употребляет жареную пищу, ведь посуда после овощей и фруктов отмывается значительно легче.
Не каждый догадывается, но “вторичная” вода, которой вы уже воспользовались ранее, может оказаться полезной в быту. К примеру, ей можно полить комнатные растения. Для этого при мытье фруктов или овощей можно поставить в раковину необходимую ёмкость, в которую будет собираться вода. Если жидкости окажется больше, чем требуется для полива растений, то можно оставить её под замачивание посуды. Также “вторичная” вода окажется полезной для мытья пола или накипи на кухонных средствах. К слову, в Австралии так экономят даже на мойке автомобилей.
Известно, что пятиминутный приём душа в нашей стране расходует столько жидкости, сколько в среднем тратит человек развивающейся страны за сутки. Ежеминутно мы спускаем в трубу около 20 литров питьевой воды. Если говорить о полноценном приёме ванны, то цифры будут ещё выше. Но существуют способы экономии воды и в этом деле. Вы можете установить экономичную сейку для душа, которая снизит потребление воды до 50%. При использовании жидкого мыла можно изначально намылить руки, а затем включить кран. Также не стоит оставлять открытым кран во время чистки зубов. Придерживаясь подобных мер, вы сэкономите до 600 литров в месяц.
Современная сантехника поражает своими возможностями. Хорошим свойством с точки зрения экономии обладает кран с детектором движения. Такая технология автоматически прекращает подачу воды, если убрать руки от крана. Покупка такого средства будет удобным и эффективным способом в экономичном потреблении воды, ведь подача жидкости происходит только в случае необходимости. Также существует техника с низким расходом. К примеру, старые модели бачков на унитазах во время слива расходовали около 25 литров воды, а новые более экономичны в этом деле – для полноценного смыва хватает всего 4 литров. Можно обойтись и без дорогой покупки. Для этого необходимо разместить в бачке пластиковую бутылку объёмом в 2 литра. Такая конструкция позволит сэкономить до 20 литров ежедневно.
В целях экономии необходимо также внимательно проверить свою сантехнику на утечку. Посмотрите все трубы и краны трубы, ведь даже незначительные утечки способны отправить в канализацию весьма большие объёмы воды. Это не так заметно за один день, но сказывается ежемесячно в процессе эксплуатации. Довольно часто так протекает бачок, что не всегда способен заметить пользователь. Капающий кран медленно, но верно пропускает через себя около 10 литров за сутки. Ежемесячно такие утечки будут бить и по кошельку, потому следует быть внимательнее.