Specyfikacja gospodarki wodno- ściekowej w przemyśle: -Znaczne zróżnicowanie wymagań pod względem składu fizyko- chemicznego, temperatury, ciśnienia wody w zależności od jej przeznaczenia, możliwości segregacji jakościowej wody; Możliwość wielokrotnego wykorzystania tej samej wody; Różny stopień gwarancji dostawy wody w zależności od koniecznej niezawodności pracy urządzeń; występowanie specyficznych urządzeń np. do zmiękczania wody, do chłodzenia; Emisja specyficznych ścieków o zróżnicowanym składzie, uzależnionym od stosowanych technologii produkcji oraz przyjętego systemu gospodarki wodnej;

Przykładowe wymagania dotyczące jakości wody: Przemysł spożywczy- powinna mieć jakość wody pitnej; Piekarnie- występowanie Fe, Mn; Browary- klarowna, bezbarwna, bez zapachu, brak mikroorganizmów; Leki- bardzo wysokie wymagania jakościowe; woda z wodociągów jest dodatkowo uzdatniana; Przemysł włókienniczy- woda o małej twardości, mętności, barwie, brak Fe, Mn; Papiernie- najwyższy gatunkowo papier wymaga najlepszej jakości wody; Woda kotłowa- pozbawiona olejów, zawiesin, tlenu, rozpuszczalników, Fe, jonów Ca i Mg - kamień kotłowy; Woda do chłodzenia- brak zawiesin, olejów, związków Fe i Mn, mikroorganizmów, substancji biogennych, związków organicznych;

Przeznaczenie wody: Do chłodzenia pieców, maszyn, urządzeń; Do mycia produktów, urządzeń, itd.; Jako surowiec; Do produkcji pary; Do nawilżania surowców; Do hydraulicznego wydobywania kopalin mineralnych; Do hydrotransportu; Do celów konsumpcyjnych, higienicznych; Do gaszenia pożarów; Inne, np. do obróbki metali;

Podział zakładów ze względu na wodochłonność: O niewielkiej wodochłonności- niewielkie zapotrzebowanie na wodę technologiczną lub jego brak; O znacznej wodochłonności- często przekracza zasoby eksploatacyjne źródła pierwotnego wody, konieczność wprowadzenia, w stosunku do niektórych rodzajów potrzeb, wielokrotnego wykorzystania wody; O dużej wodochłonności- zapotrzebowanie na wodę w większości przypadków nie może być pokryte ze źródeł pierwotnych, konieczność hermetyzacji systemu gospodarki wodno- ściekowej, wielokrotne zużycie wody;

ZASOBY WODNE- wody dostępne lub te, które mogą być dostępne do wykorzystania w oznaczonej ilości i jakości, w danym regionie i danym czasie; Rodzaje zasobów wodnych: Zasoby wodne brutto- ogół wód powierzchniowych i podziemnych na terenie regionu, biorących udział w cyklu hydrologicznym; jest to średnioroczna objętość wody odpływającej z danego regionu obliczana dla wielolecia; Zasoby wodne netto- inaczej dyspozycyjne- różnica między zasobami wodnymi brutto, a zasobami nienaruszalnymi; max wartość odpływu z danego obszaru możliwe teoretycznie do gospodarczego wykorzystania bez naruszenia równowagi biologicznej wód, przy założeniu odpowiednich warunków co do jakości; Zasoby statyczne (wiekowe)- wody znajdujące się w danej jednostce hydrologicznej w danym momencie, poniżej dolnej granicy z sezonowych i wieloletnich wahań zwierciadła wód podziemnych; Zasoby statyczne nieodwracalne- wody podziemne izolowane od powierzchni terenu i od innych poziomów wodonośnych; w wyniku ekiploatacji ulegają one bezpowrotnemu wyczerpaniu, ze względu na brak alimentacji; Zasoby statyczne odwracalne- wody podziemne znajdujące się w kontakcie hydraulicznym z powierzchnią terenu, mogą być odnawialne przez zasilanie wodami infiltracyjnymi, w bezruchu; Zasoby dynamiczne- wody podziemne krążące w warstwach wodonośnych, podlegają odnowie; Zasoby dynamiczne stałe- odnoszą się do najmniejszego stanu wód podziemnych z wielolecia; Zasoby dynamiczne zmienne- wody zawarte w strefie wahań zwierciadła wody; Zasoby dyspozycyjne- ilość wód podziemnych nadających się do wykorzystania gospodarczego z uwzględnieniem wymagań ochrony środowiska; Zasoby eksploatacyjne- dopuszczalny pobór wód z zasobów dyspozycyjnych przy uwzględnieniu techniczno- ekonomicznych warunków ujęcia i eksploatacji; Zasoby nienaruszalne- pewna ilość ogólnej ilości wody odpływającej korytami rzek, która musi być w nich pozostawiona ze względów biologicznych, sanitarnych, krajobrazowych i innych; Jednostkowe zasoby wodne brutto- wskaźnik wyliczony przez podzielenie wielkości zasobów wodnych brutto z danych regionów przez wielkość zaludnienia tego regionu; wyrażone w m³ przypadających na każdego mieszkańca w ciągu roku;

Zasoby wodne w Polsce- średnie roczne zasoby na mieszkańca w m³/rok Poniżej 1000 - dostępność skrajnie mała 1000- 2000 - dostępność bardzo mała 2000 - 5000 - dostępność mała 5000 - 10000 - dostępność średnia 10000 - 20000 - dostępność powyżej średniej 20000 - 50000 - dostępność duża Powyżej 50000 - dostępność bardzo duża

STRES WODNY- stosunek rocznego zużycia wody do dostępnych zasobów

Poziomy stresu: Niski- kraje, które zużywają mniej niż 10% ich zasobów, w zasadzie nie odczuwają problemów; Średni- zużywają 10÷20% dostępnych zasobów wodnych, woda jest czynnikiem ograniczającym rozwój gospodarczy, potrzebne są inwestycje by zwiększyć zasoby; Średni do wysokiego- 20÷40%, potrzebne jest ostrożne zarządzanie wodą, tak by była zachowana równowaga; Wysoki- powyżej 40% dostępnych zasobów, wskazuje na niedostatek i często zużycie wody w rosnące szybciej niż naturalne, odnawialne zasoby, odsalanie wody, intensywne zarządzanie wodami, import wody;

Sposoby minimalizacji zużycia wody: Ulepszenie metod czyszczenia urządzeń, zastąpienie typowego mycia myciem na sucho i odkurzaniem; Zastosowanie optymalnego modelu zużycia wody; Racjonalne wspomaganie chemiczne mycia pozwalające na ograniczenie zużycia wody; Używanie środków czyszczących i detergentów nie zawierających szkodliwych substancji; Używanie urządzeń o wysokim ciśnieniu i małym przepływie do mycia podłóg i miejsc pracy związanych z myciem i czyszczeniem w zakładzie; Określenie obszarów, w których świeżą wodę można zastąpić względnie czystą lecz nie nadającą się do picia lub określenie możliwych do wykorzystania źródeł badanej wody; Natychmiastowe naprawy miejsc przecieku wody i wydobywania pary; Kontrola, regulacja i wymiana uszkodzonych elementów;

Cechy rozmieszczenia gałęzi przemysłu: Górnictwo- tam, gdzie są rejony wydobycia; Elektrownie- spalające węgiel kamienny- zlokalizowane są w rejonie wydobycia lub w rejonie cechującym się dużym zapotrzebowaniem na energię elektryczną; Elektrownie spalające węgiel brunatny- lokalizowane są w rejonach wydobycia, ponieważ transport tego surowca na większe odległości jest nieopłacalny; Huty żelaza- uzależnione są od zaopatrzenia w węgiel (GOP) i wodę (Nowa Huta); Huty metali nieżelaznych- lokalizacja związana z pobliskim wydobywaniem surowców lub tanią energią elektryczną przy dużej dostępności wody; Przemysł elektromaszynowy- duże miasta i okręgi przemysłowe; Przemysł chemiczny- duże kombinaty, w pobliżu dużych rzek; Przemysł spożywczy- duże rozproszenie, zróżnicowane wymagania wodne;

Zużycie wody: Wielkość poboru wody: 7740,3 hm³ (95% z ujęć powierzchniowych) Wytwarzanie energii elektrycznej: 6824,5 hm³ Produkcja wyrobów chemicznych: 337,4 hm³ 53% Artykuły spożywcze 92,5 hm³ - 15%; mleczarskie 4%; napoje 3,5%; artykuły owocowo- warzywne 3%; Przemysł celulozowo- papierniczy 14% Produkcja metali 4%

Wskaźnik jednostkowego zapotrzebowania na wodę: 20m³ wody/ 1t stali ; 10-15m³ wody/1l piwa ; 25dm³ wody/1l spirytusu ; 5dm³ wody/1l mleka ; 115dm³ wody/ 1t cukru ; 10m³ wody/ 1t surowca w przemyśle owocowo- warzywnym ;50-100m³ wody/ 1t papieru

Zanieczyszczenia w ściekach przemysłowych: Wolne kwasy: działają szkodliwie na konstrukcje betonowe i metalowe (konieczna neutralizacja przed wprowadzeniem do kanalizacji); Silne zasady: rozpuszczają szczeliwo dylatacji kanału, mogą odgrywać rolę koagulantu powodującego wytrącanie osadu w sieci kanalizacyjnej, nadmierna osadowość może wpływać ujemnie na przebieg procesów technologicznych stosowanych w oczyszczalni; Sole o dużych stężeniach: działają szkodliwie na konstrukcje betonowe i metalowe; Związki toksyczne: stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi, mogą wpływać hamująco na przebieg procesów biologicznych w oczyszczalni i odbiorniku (szkodliwie np. dla osób konserwujących kanalizację); Tłuszcze i oleje: korozyjnie na beton, zmniejszają zdolność utleniania się ścieków, powodują zatykanie kanałów; Gazy i inne substancje lotne: wydzielają się ze ścieków, właściwości toksyczne, duszące, wybuchowe; Bakterie chorobotwórcze i inne mikroorganizmy: zagrożenie epidemiologiczne; Ciała pływające i osady: zakłócenia urządzeń mechanicznych, zniekształcanie parametrów hydraulicznych i technicznych urządzeń; ciała wleczone i ciężkie zawiesiny zalegają i cementują się na dnie; Podwyższona temperatura ścieków: odtlenianie ścieków i równoczesne przyspieszanie procesu rozkładu związków organicznych, co ułatwia ich zagniwanie, sprzyja korozji; I inne, np. radioaktywne;

Warunki wprowadzania ścieków przemysłowych do kanalizacji: - dostawca ścieków przemysłowych jest zobowiązany do ograniczenia lub eliminacji substancji szkodliwych dla środowiska; - dostawca musi zapewnić ograniczenie tych zanieczyszczeń, które wpływają niekorzystnie na pracę OŚ (np. podczyszczanie); - dostawca jest zobowiązany do instalowania urządzeń podczyszczających ścieki przemysłowe zgodnie z najlepszymi dostępnymi rozwiązaniami technicznymi ( BET - best available techniques); - ścieki powinny być odprowadzone równomiernie, odpowiednio do przepustowości kanałów i dopuszczalnego obciążenia oczyszczalni ścieków (czasem ścieki gromadzone,a potem równomiernie wyprowadzane); - nie mogą być rozcieńczone wodą w celu uzyskania dopuszczalnych stężeń;

- jeśli dostawca korzysta ze zbiorczego systemu kanalizacji zobowiązany jest dostarczyć przedsiębiorstwu wod-kan niezbędne dane o rodzaju i wielkości produkcji, stosowanych technologiach oraz stosowanej gospodarce ściekowej w zakładzie, w celu ustalenia ilości i czasowego rozkładu dopływu ścieków przemysłowych oraz rodzaju ich zanieczyszczeń;

Systemy gospodarki wodno-ściekowej

System przepływowy schemat rzeka->pompownia(P)(sumaQ)->(Q1,Q2Q3)-> odpowiednio 1,2,3->odpowiednio G1-g1,G2-g2-Q3-g3->Oczyszczlania(o)->rzeka ( woda zurzyta)->od 1,2,3 do O

Cechy charakterystyczne: Cale zapotrzebowanie działów produkcyjnych pokrywane z wody świeżej czerpanej ze źródeł pierwotnych; Woda jest wykorzystywana jednorazowo; Ilość ścieków pomniejszona o sumę strat bezzwrotnych powstałych na terenie zakładu; Układ urządzeń dostosowany jest do warunków i potrzeb miejscowych; Przepływowy system wodno- ściekowy skonstruowany jest tak, że odbiorcy zaopatrywani są ze wspólnej sieci i jednocześnie połączeni siecią przewodów zbiorczych;

W układzie przepływowym występują następujące elementy: Ujęcie; Oczyszczalnia i pompownia wody; Przewody doprowadzające wodę; Sieć przewodów rozprowadzających wodę; Sieć przewodów zbiorczych odprowadzających ścieki; Oczyszczalnia ścieków;

Może się zdarzyć, że odbiorcy wymagają wody pod zróżnicowanymi ciśnieniami. Konieczne jest wtedy wprowadzenie strefowania układu rozprowadzającego wodę. W zależności od warunków lokalnych strefowanie może być: Równoległe; Szeregowe; Lokalne.

Strefowanie może dotyczyć także odprowadzania ścieków, np. jeśli odpływ ścieków, z niektórych urządzeń lub obiektów, położony jest na znacznej głębokości w porównaniu…..

System przepływowy z szeregowym strefowaniem układu rozprowadzającego wodę:

System przepływowy z równoległym strefowaniem układu rozprowadzającego wodę:

System przepływowy z lokalnym strefowaniem układu rozprowadzającego wodę:

System przepływowy z lokalnym strefowaniem układu odprowadzającego ścieki:

System przepływowy z lokalnym uzdatnianiem układu rozprowadzającego wodę:

System przepływowy z lokalnym oczyszczaniem ścieków:

Ocena techniczno- ekonomiczna systemu przepływowego: Prosty układ elementów; Nie wymaga skomplikowanej eksploatacji w porównaniu z systemem zamkniętym; Całe zapotrzebowanie na wodę jest pokrywane ze źródła (nie jest to system oszczędny)- duże koszty budowy ujęcia, oczyszczalni ze względu na dużą przepustowość; Układ bardzo czuły na deficyt wody w źródle; Duża podatność na wahania zasobów dyspozycyjnych; Nie dąży się do zmniejszenia ilości ścieków wędrujących do odbiornika (ważnym ogranicznikiem są względy ochrony środowiska).

System szeregowy:

Cechy charakterystyczne układu szeregowego: Dąży się do wielokrotnego wykorzystania wody przed odprowadzeniem do odbiornika; Kolejność zależy od wymagań dotyczących składu fizyko- chemicznego, temperatury wody, a także zapotrzebowania na wodę; Optymalne warunki do stosowania tego modelu występują, gdy wszyscy kolejni odbiorcy potrzebują tej samej ilości wody Q. struktura systemu jest wówczas najprostsza.

Kilka wariantów systemów: System szeregowy z czystą wodą chłodzącą (stosowany w hutnictwie); System szeregowy z czystą wodą pośrednio chłodzącą; System szeregowy z wodą brudną, zanieczyszczoną; System szeregowy z brudną wodą chłodzącą; System szeregowy z brudną wodą pośrednio oczyszczoną.

System szeregowy z czystą wodą pośrednio chłodzącą:

System szeregowy z pośrednim oczyszczeniem:

System szeregowy z brudną wodą chłodzącą:

Ocena systemu szeregowego: Rozwiązanie pośrednie między systemem przepływowym a obiegowym; Korzystny, gdy część odbiorników wymaga wody świeżej; Koszty związane z ujmowaniem są niższe; Zmniejszenie ilości wody czerpanej z ujęcia; Oszczędność energii elektrycznej na pompowaniu wody; Możliwość stosowania szeregowego modelu jest czasem ograniczona względami technologicznymi; Wadą jest konieczność strefowania układu, za czym idzie budowa i eksploatacja urządzeń.

System obiegowy (zamknięty):

Woda krąży w układzie od P_1, następuje podział do użytkowników. Zanieczyszczenia trafiają do sieci zbiorczej, następuje odnowa wody.

Cechy układu obiegowego: W użyciu jest stale ta sama woda znajdująca się w ciągłej cyrkulacji; wielokrotnie używana woda podlega odnowie do ponownego użytkowania; system nie jest całkowicie hermetyczny; konieczne jest uzupełnianie wody w ilości równej sumie strat bezzwrotnych; Odświeżanie ma na celu usuwanie z obiegu pewnej ilości wody z podwyższonymi wskaźnikami zanieczyszczenia i zastąpienie jej wodą świeżą; Ilość wody krążąca w obiegu jest równa sumie zużycia wody przez poszczególnych odbiorców; Woda dodatkowa stanowi do kilkunastu % ilości wody obiegowej i doprowadzana jest do obiegu za pomocą pompowni obiegowej;

System obiegowy wody czystej chłodzącej:

System obiegowy wody brudnej chłodzącej:

Ocena systemu obiegowego: Stosowany kiedy ilość wody w źródle jest zbyt mała na pokrycie wszystkich potrzeb; Przyjęcie tego systemu jest uzasadnione względami ekonomicznymi; Zapotrzebowanie na wodę świeżą maleje do kilkunastu % ilości wody krążącej w obiegu, co jest zaletą systemu; System kosztowny, obiekty i urządzenia zajmują duże powierzchnie i to zazwyczaj w najbliższym otoczeniu głównych odbiorców wody; Szczególnie kłopotliwe są urządzenia do chłodzenia wody.

Przykład systemu mieszanego:

---