2.1.5 Требования к водоснабжению и водоотведению предприятий
Промышленные предприятия могут потреблять большие количества воды, которая используется в производственном цикле, на вспомогательных операциях, в тепло-обменной аппаратуре, для мытья полов, оборудования, хозяйственно-бытовых нужд и т. п.
Вода на предприятия может подаваться из открытого источника водоснабжения или из городского (коммунального) водопровода. Если вода поступает на предприятие из открытого источника (реки, водоема и пр.), то она, как правило, проходит последовательно водоприемное устройство, насосную станцию 1-го подъема, очистные сооружения, станцию обеззараживания (хлорирование или озонирование), при необходимости устройства доочистки воды, насосную 2-го подъема и далее подается в водонапорную башню или непосредственно в водопроводную сеть. Такая многостадийная обработка воды называется водо-подготовкой. При большом расходе воды на предприятии (более 10 тыс. м3/сут) водонапорные башни обычно не используются.
Водоснабжение предприятий проектируют с учетом охраны и комплексного использования водных ресурсов, кооперирования потребителей воды и возможности их перспективного развития на основании схем генеральных планов и проектов планировки и застройки населенных пунктов и их промышленных районов.
Воду транспортируют от источника водоснабжения к потребителям по водоводам. Для повышения надежности водоснабжения водоводы прокладывают из двух или более ниток трубопроводов, параллельно друг другу.
Вода подается потребителям через водопроводную сеть, которая может быть различной конфигурации в зависимости от назначения зданий и их конструктивных и архитектурных особенностей. Основными требованиями, предъявляемыми к сетям, являются их надежность, минимальные длина и гидравлическое сопротивление.
Водопроводные сети могут быть наружными и внутренними. Наружные сети прокладывают по территории предприятия, а внутренние - от наружной сети до мест во-доразбора внутри здания или сооружения. По устройству водопроводные сети бывают тупиковыми и кольцевыми. Как правило, тупиковые сети используют для обеспечения водой небольших объектов, допускающих перерывы в снабжении водой. Кольцевые сети применяют при необходимости бесперебойного водоснабжения, что обеспечивается двухсторонней запиткой объекта.
Системы водоснабжения по степени надежности подразделяют на три категории, при этом предприятия химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности относят к первой категории. Системы этой категории допускают снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30% от расчетного расхода, а на производственные нужды - до предела, установленного аварийным графиком работы предприятия. Длительность снижения подачи воды не должна превышать трех суток.
По назначению системы водоснабжения делятся на хо-. зяйственно-питьевые, производственные (технологические) и противопожарные.
Хозяйственно-питьевое водоснабжение должно обеспечивать подачу доброкачественной воды для хозйствен-но-бытового потребления. Качество воды регламентируется действующими нормативными документами.
Производственное водоснабжение обеспечивает водой все технологические и технические нужды предприятия. Качество воды определяется конкретным технологическим процессом. Производственный водопровод может быть прямоточным, последовательным и оборотным.
При прямоточном водоснабжении вся отработанная на производстве вода сбрасывается обратно в водоем или непосредственно в канализационные сети населенных пунктов. В настоящее время эта схема неприемлема для подавляющего большинства производств, так как вызывает загрязнение водоемов.
При последовательном водоснабжении вода, используемая на одном производстве, направляется на другие, если она соответствует требуемым параметрам, после чего сливается в канализацию.
При оборотном водоснабжении используемую воду после необходимой обработки возвращают в производство. В данном случае вода из системы водоснабжения применяется только для подпитки, т.е. для восполнения потерь на испарение, утечку и пр.
Трубы для сети водоснабжения, в том числе и противопожарного, выбирают с учетом санитарных требований, агрессивности грунта, условий эксплуатации трубопроводов, и требований к качеству воды. Обычно используют железобетонные, асбоцементные и чугунные водоводы, рассчитанные на давление 1,2-1,5 МПа. При необходимости обеспечения большего давления воды в трубах применяют трубопроводы стальные и из композиционных материалов.
Глубина заложения труб зависит от глубины промерзания грунта, температуры воды в трубах, режима ее подачи, материала труб. Как правило, трубы должны быть уложены на 0,5 м ниже глубины промерзания грунта для исключения замерзания в них воды и повреждений.
Для нормальной эксплуатации водопроводной сети на трубах устанавливают арматуру: запорно-регулирующую (задвижки, вентили, пробковые краны), предохранительную (клапаны), водоразборную (краны, гидранты) и т.д. В местах установки арматуры устраивают смотровые колодцы из сборных железобетонных колец, которые обеспечиваются чугунным люком с крышкой.
Водоотведение предприятия обычно обеспечивается системами ливневой, хозяйственно-бытовой и производственной канализации. Системы водоотведения могут быть раздельными или объединенными.
При разработке систем водоотведения учитывают следующие основные требования:
необходимость максимального уменьшения объема сточных вод и снижение содержания в них примесей;
возможность извлечения из сточных вод ценных примесей с их последующей утилизацией;
повторное использование сточных вод в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения;
использование сточных вод на других предприятиях, а также для орошения сельскохозяйственных земель.
Обычно в самостоятельные потоки выделяют следующие виды сточных вод: незагрязняющиеся в процессе производства; коррозионно-активные (кислые или щелочные); высокоминерализованные; загрязненные органическими веществами; содержащие ценные примеси, извлечение которых экономически целесообразно; содержащие нефтепродукты и масла; содержащие неприятно пахнущие, токсичные, пожаро-и взрывоопасные примеси; ливневые воды; хозяйственно-бытовые сточные воды и т.д.
Объединение различных сточных вод в один поток целесообразно, если для их очистки применимы одни и те же методы.
2.2 Производственный микроклимат и основные методы его оптимизации
2.2.1 Метеорологические условия производственной среды и их влияние на работающих
Производственная среда - это пространство, где осуществляется трудовая деятельность человека, которая может производиться как в производственных помещениях, так и вне их.
Производственные помещения - это замкнутые пространства в специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (по сменам) или периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятельность людей (ГОСТ 12.1.005).
Метеорологические условия производственной среды -- температура, относительная влажность и скорость движения воздуха определяют интенсивность теплообмена между организмом человека и окружающей средой и оказывают существенное влияние на функциональное состояние различных систем организма, самочувствие, работоспособность, производительность труда, здоровье.
Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических факторов резко ухудшает состояние здоровья организма и может приводить к заболеваниям.
Воздействие высокой температуры на человека способствует быстрой утомляемости работающего, может приводить в определенных условиях к перегреву организма, сопровождающемуся повышением температуры тела, обильным потоотделением, жаждой, учащением дыхания и пульса. При более значительном перегреве тела человека дополнительно возникает головокружение, затрудняется речь и пр. Описанная форма перегрева организма с преобладанием резкого повышения температуры тела человека называется тепловой гипертермией.
Другая форма воздействия высокой температуры на человека характеризуется преобладанием нарушения водно-солевого обмена и известна под названием судорожной болезни. Она протекает в форме судорог различных мышц, особенно икроножных, сопровождается большим выделением пота с потерей нужных организму солей. Обезвоживание организма вызывает сгущение крови, ухудшается питание тканей и органов. Потеря солей лишает кровь способности удерживать воду, что приводит к быстрому выведению из организма вновь выпитой жидкости.
(В дальнейшем может наступить тепловой удар, протекающий с потерей сознания, повышением температуры тела до 40-41 °С, слабым и учащенным пульсом.|При тепловом или солнечном ударе происходит прилив крови к мозгу, в результате чего пострадавший чувствует внезапную слабость, головную боль, возникает рвота, дыхание становится поверхностным. Характерным признаком тяжелого поражения является почти полное прекращение потоотделения. Тепловой удар и судорожная болезнь могут привести к смертельному исходу.
Неблагоприятное воздействие на организм человека оказывает не только высокая, но и низкая температура воздуха. Она может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания или обморожения. Длительное охлаждение часто приводит к расстройству деятельности капилляров и мелких артерий (ознобление пальцев рук, ног и кончиков ушей). При этом происходит и переохлаждение всего организма.
Повреждение тканей в результате воздействия низкой температуры называется отморожением. Причинами отморожения могут быть длительное воздействие холода, ветер, повышенная влажность, тесная или мокрая обувь, неподвижное положение, плохое общее состояние пострадавшего -- болезнь, истощение, алкогольное опьянение, кровопотери и т. д. Отморожение может наступить даже при положительной температуре 3-7 °С. Ему более всего подвержены пальцы, кисти, стопы, уши, нос.
Наибольший процент отморожений и даже смертей в результате переохлаждения тела человека наблюдается при сочетании низкой температуры воздуха, высокой влажности и большой его подвижности (ветре). Это объясняется тем, что влажный воздух лучше проводит теплоту, а ветер способствует повышению теплоотдачи конвекцией.
Широко известны вызываемые переохлаждением заболевания периферической нервной системы, особенно по-яснично-крестцовый радикулит, невралгия лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, обострения суставного и мышечного ревматизма, плеврит, бронхит, асептическое и инфекционное воспаление слизистых оболочек дыхательных путей и др.
Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м3 воздуха к их максимально возможному содержанию в этом же объеме) оказывает значительное влияние на человека: при повышенной температуре воздуха способствует перегреванию организма, а при низкой температуре она усиливает теплоотдачу поверхности кожи и ведет тем самым к переохлаждению организма. С другой стороны, низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей человека, что негативно отражается на дыхательной функции.
Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно - при низких.
Следовательно, в одних случаях сочетание метеорологических факторов создает благоприятные условия для нормального протекания жизненных функций организма, а в других - неблагоприятные, что может привести к нарушению терморегуляции организма.
Терморегуляция - это совокупность физиологических и химических процессов в организме человека, направленных на поддержание температуры тела в пределах 36-37 °С. Различают химическую и физическую терморегуляцию. Химическая терморегуляция достигается снижением уровня обмена веществ при угрозе перегревания организма или его усилением при охлаждении. Физическая терморегуляция регулирует отдачу теплоты в окружающую среду.
Температурный режим производственных помещений определяется количеством тепловыделений в цехе или в изолированной его части от тепловыделяющего оборудования, нагретых и раскаленных изделий, отопительных приборов, а также от солнечной радиации, проникающей в цех через открытые и остекленные проемы. Часть поступающей в помещение теплоты отдается наружу, а остальная, так называемая «явная» теплота, нагревает воздух рабочих помещений.
Как правило, на практике тепловое излучение является интегральным, поскольку нагретые тела одновременно излучают волны с различной длиной. При температуре выше 500 °С спектр излучения содержит как видимые (световые), так и невидимые (инфракрасные) лучи. При более низких температурах этот спектр состоит только из инфракрасных лучей. При температуре 2500-3000 °С и выше тела начинают излучать ультрафиолетовые лучи.
Видимая часть спектра охватывает волны длиной от 3 до 0,76 мкм, инфракрасная - от 0,77 до 420 мкм. Санитарно-гигиеническое значение имеет, в основном, невидимая часть спектра, т.е. инфракрасное излучение.