Если промышленное предприятие расположено в черте города или поблизости от него, то источником его хозяйственно-питьевого водоснабжения может служить городской водопровод. Из него же возможна подача воды на противопожарные нужды, а также для производственных целей, если для этого необходима вода питьевого качества. Из этого же водопровода при технико-экономическом обосновании можно подавать воду расположенным в черте населенного пункта предприятиям и для технологических целей (не требующих воду питьевого качества), если величина такого водопотребления не более 25 % хозяйственно-питьевого расхода предприятия.
Схема хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарно-производственного водоснабжения промышленного предприятия, в случае гарантированного получения от городского водопровода расчетного количества воды под необходимым напором, является наиболее простой и экономичной. В этом случае на территории предприятия сооружается только водопроводная сеть. Если не гарантируется необходимый напор или расчетное количество воды, схема водоснабжения усложняется: появляются насосные станции и регулирующие емкости на предприятии.
Для водоснабжения, обеспечивающего наряду с хозяйственно-питьевыми и техническими нуждами также противопожарные, могут применяться следующие системы.
1. Система противопожарного водопровода постоянного высокого давления. В любой точке водопроводной сети постоянно поддерживается давление, достаточное для тушения пожара непосредственно от гидрантов.
2. Система противопожарного водопровода высокого давления только во время пожара. В этом случае давление, достаточное для тушения пожара в любой точке водопроводной сети непосредственно от гидрантов, создается только во время пожара с помощью специальных пожарных насосов.
3.Система противопожарного водопровода низкого давления, при которой необходимый для тушения пожара напор создается с помощью передвижных пожарных насосов, присоединяемых к гидрантам водопроводной сети.
Противопожарные водопроводы могут совмещаться с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом либо устраиваться самостоятельно. Совмещение противопожарного водопровода с хозяйственно-питьевым предпочтительно по следующим причинам: производственные водопроводы имеют малую протяженность, так как воду подают потребителям, размещенным в одном или нескольких цехах, а хозяйственный водопровод охватывает сетью труб всю территорию предприятия; при тушении пожара обычно требуется повышение напора в сети, что экономически целесообразно для производственного водопровода при больших расходах воды в нем и более низких напорах.
В зависимости от местных условий и особенностей отдельные сооружения, относящиеся к разным объектам и системам водоснабжения, могут быть объединены, а некоторые элементы систем размещены в общих сблокированных зданиях. Это объединение и блокирование способствует снижению стоимости строительства и эксплуатации.
В зависимости от выполняемой функции воды системы ее использования подразделяются на технологические, в которых вода используется в качестве промышленного сырья, растворителя и реакционной среды; экстрагентные, в которых вода используется для извлечения из полупродукта или товарного продукта нежелательных примесей, очистки газообразных выбросов, воздуха аспирационных систем, очистки твердых отходов от водорастворимых компонентов, мойки оборудования; охлаждающие и транспортирующие, в которых вода используется соответственно в качестве охлаждающего и транспортирующего агентов.
Системы производственного водоснабжения по характеру использования воды подразделяются на прямоточные, с повторным использованием воды, с оборотом воды и комбинированные (рисунок 1).
Рисунок 1. Схемы производственного водоснабжения а, б — оборотная; в — последовательная; г — комбинированная; д - оборотно-параллельная; 1 — хлаждающее устройство; 2 — насосная станция; 3 - отстойник
Согласно требованиям «Основ водного законодательства» система водоснабжения промышленных предприятий должна быть, как правило, с оборотом воды для всего предприятия или в виде замкнутых циклов для отдельных цехов; при этом следует предусматривать необходимую обработку или охлаждение оборотной воды.
Последовательная или прямоточная система подачи воды на производственные нужды со сбросом очищенных сточных вод в водоем допускается только при невозможности или нецелесообразности применения системы оборотного водоснабжения. При прямоточном водоснабжении вся забираемая из водоема вода после участия в технологическом процессе (в виде отработавшей) возвращается в водоем, за исключением того количества воды, которое безвозвратно расходуется в производстве. Сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросом в водоем должны проходить через очистные сооружения. В этом случае количество сбрасываемых в водоем сточных вод уменьшается на величину потерь воды с шламом.
При схеме водоснабжения с последовательным использованием воды, которое может быть двух-трехкратным, количество сбрасываемых сточных вод уменьшается в соответствии с потерями на всех производствах и очистных сооружениях.
Возможны три основные схемы оборотного водоснабжения соответственно назначению в производстве. Если вода является теплоносителем и в процессе использования лишь нагревается, не загрязняясь, то перед повторным применением для тех же целей ее предварительно охлаждают в охладительных установках. Если вода служит средой, транспортирующей механические и растворенные примеси, и в процессе использования загрязняется ими, то перед повторным применением она проходит обработку на очистных сооружениях. При комплексном использовании воды, когда она является транспортирующей средой и одновременно служит теплоносителем, вода в системе оборотного водоснабжения перед повторным применением очищается от загрязнений и охлаждается.
При таких системах оборотного водоснабжения для компенсации безвозвратных потерь воды в производстве, на охладительных установках (испарение с поверхности, унос ветром и др.), на очистных сооружениях, а также потерь воды, сбрасываемой в канализацию, осуществляется подпитка из источников водоснабжения (постоянно или периодически). Количество добавляемой воды составляет 5-10% общего количества воды, циркулирующей в системе.
Следует отметить, что приведенные схемы водоснабжения промышленных предприятий носят общий характер. В практике часто встречаются комбинированные системы водоснабжения с различными схемами в зависимости от специфики производства, местных условий, напряженности водного баланса и др. В отдельных случаях при основной схеме оборотного водоснабжения выполняют прямоточную систему для питания потребителей, не использующих по тем или иным причинам оборотную воду. Прямоточный водопровод часто объединяют с хозяйственно-питьевым и противопожарным. Нагретая чистая вода из систем отдельных цехов в определенных условиях может быть использована для восполнения потерь в цехах оборотного водоснабжения или для питания установок, на которых допускается применение нагретой воды.