Гидроэнергетика СССР - Водоснабжение городского населения, промышленности, электростанций

Водоснабжение городского населения, промышленности, тепловых и атомных электростанций
Бесперебойное водоснабжение населения, промышленности и теплоэнергетики является одной из важнейших задач водного хозяйства. При этом для питьевых целей и для ряда отраслей промышленности необходимо обеспечивать высокое качество воды в соответствии с требованиями санитарных норм.
Общий объем воды, находившейся в 1980 г. в хозяйственном использовании, включая воды в оборотных и других охладительных системах, составлял ориентировочно 324 млрд. м³, из них около 120 млрд. м³ свежей воды поступало из источников. Из общего количества забираемой из источников свежей воды приходилось на коммунальное водоснабжение около 19 млрд. м³ (14%), на промышленное водоснабжение — 48 млрд. м³ (46%) и на водоснабжение тепловых электростанций — 53 млрд. м³ (40%).
Хотя суммарный забор воды относительно невелик и составляет в год около 3% природных ресурсов, в районах с наиболее развитым водопотреблением (Центр, Донбасс, Урал, Казахская ССР и др.) наблюдаются затруднения с водообеспечением и размещением новых водоемких производств, вызванные высокой концентрацией населения и промышленности, ограниченными местными водными ресурсами. Несмотря на создание целого ряда водохранилищ, повышающих водоотдачу рек, а также подачу воды для отдельных районов и крупных городов (Москва, Баку, Донбасс, Кривой Рог, Свердловск, Караганда и др.) из смежных более многоводных рек, в ряде районов Заволжья, Прикаспия, Казахской и Туркменской ССР и в других местах страны до настоящего времени население и животноводство недостаточно обеспечиваются питьевой водой.
Централизованное водоснабжение населения в настоящее время имеют около 90% городов и рабочих поселков городского типа, однако централизованные водопроводы в некоторых городах и поселках обслуживают только часть жилого фонда. Удельное водопотребление на хозяйственно-бытовые нужды составляет в среднем около 300 л/сут на человека. Во многих городах отсутствие раздельных систем водоснабжения приводит к тому, что хозяйственно-питьевыми водопроводами обслуживается и промышленность, в результате чего на технические нужды расходуется вода питьевого качества. Около 45% питьевой воды обеспечивается в настоящее время из подземных источников, что гарантирует высокое качество и устойчивую (низкую) температуру воды. С учетом высоких качественных характеристик воды из подземных источников необходимо ограничить и строго контролировать ее расходование на технические нужды промышленности и сельского хозяйства. Развитие канализации находится на более низком уровне и отстает от развития водопроводов; в ряде городов отсутствует централизованная канализация.
В соответствии с разработанными в настоящее время нормативами и с учетом фактического прироста водопотребления за последние годы (в среднем 10—15 л/сут в год) в перспективе водопотребление на одного городского жителя составит около 420 л/сут. Вследствие роста численности населения в городах и рабочих поселках забор свежей воды на хозяйственно-питьевые нужды может возрасти по сравнению с современными в 1,8 раза. С развитием систем канализации ожидается увеличение отвода хозяйственно-бытовых стоков в 1,9 раза. В этих условиях дальнейшее развитие водоснабжения и канализации городского населения необходимо осуществлять на основе использования научно- технических достижений. Основными задачами при этом являются: обеспечение глубокой очистки сточных вод, повторное использование очищенных сточных вод в народном хозяйстве, извлечение и утилизация ценных веществ из технологических осадков, всемерное использование ресурсов подземных вод с применением эффективных методов и средств пополнения этих ресурсов, строительство крупных районных водопроводов, механизация и автоматизация технологических процессов, внедрение в крупных городах отраслевой автоматизированной системы управления водопроводно-канализационным хозяйством.
Общее водопотребление в промышленности в 1980 г. составило около 180 млрд. м³, в том числе свежей воды из источников расходовалось 47 млрд. м³ и в системе оборотного водоснабжения— 132 млрд. м³, или 70% общего расхода воды. Потребление промышленностью свежей воды распределялось следующим образом: 35 млрд. м³, или 60,0%, приходилось на РСФСР, 8 млрд. м³, или 13,5% — на УССР и 26,5% — на долю других республик. Безвозвратные затраты оценивались в размере 15% объема забираемой свежей воды или 4,1% общего водопотребления. Достигнутые результаты по упорядочению водопотребления и вводу оборотных систем нельзя признать достаточными. В перспективе почти все промышленные предприятия должны быть переведены на оборотное водоснабжение. Такой перевод, естественно, потребует значительных затрат и усилий на переоборудование уже сложившихся производств, разработку и внедрение новой технологии. Однако оборотное водоснабжение позволяет резко уменьшить объем забираемой из источников свежей воды и, самое главное, почти полностью прекратить сброс загрязненных сточных вод в водоемы, при этом значительно уменьшатся затраты по охране водоемов от загрязнения.
До последнего времени промышленные предприятия базировались на индивидуальных водозаборах, что повышает затраты на их  строительство и эксплуатацию и затрудняет организацию очистки сточных вод. Целесообразность кооперирования в промышленном водопотреблении подтверждается имеющимся опытом водообеспечения ряда крупных промышленных узлов. Одновременно с этим необходимо по опыту Донбассводтреста организовать хозрасчетные водохозяйственные объединения.
Для дальнейшего развития водоснабжения и канализации промышленности прежде всего необходимо снижение нормативов потребляемой воды на единицу выпускаемой продукции. Для этого необходима разработка новых технологических процессов в производстве и «сухих» воздушных способов охлаждения механизмов и агрегатов, а также снижение непроизводительных потерь (утечка в водоподающих системах, фильтрационные потери и т. д.).
Для сохранения чистоты воды необходимы: централизация промышленной канализации с полной и эффективной очисткой сточных вод; разработка новых систем очистных сооружений, отделение и сброс особо вредных, опасных сточных вод в изолированные накопители с выпариванием влаги и захоронением или сжиганием остатков.
Для выполнения этих задач необходимо разработать конкретные планы по проектированию и строительству водопроводных, канализационных и очистных систем, в первую очередь на действующих промышленных предприятиях. Необходимо обеспечивать ввод в эксплуатацию новых промышленных предприятий или отдельных цехов, оборудованных в должной степени очистными сооружениями. Одновременно следует разработать и осуществить широкий план научно-исследовательских работ по совершенствованию технологических схем использования воды в промышленном производстве, по изысканию новых, более эффективных и экономичных методов очистки промышленных стоков и т. д.
Анализируя темпы роста промышленного производства и развития технического прогресса в промышленности, можно предположить, что в обозримой перспективе водопотребление промышленности может возрасти в 1,3—1,6 раза по сравнению с современным уровнем. При проведении кардинальных мер по внедрению систем оборотного и повторного использования воды забор свежей воды из источников и сброс сточных вод будут увеличиваться замедленными темпами. Однако безвозвратные затраты воды могут достигать 3,5—4,0% суммарно используемой воды (свежей и оборотной), что соответствует отчетным данным по водопотреблению промышленных узлов с высоким развитием систем оборотного водоснабжения.
Тепловые и атомные электростанции являются крупным потребителем воды — суммарное потребление воды ТЭС составило в 1980 г. 39% всего промышленного водопотребления. Удельный расход воды, затрачиваемой на охлаждение составляет в среднем 128 м³/(МВт-ч) на ТЭС и 260 м³/(МВт-ч) на АЭС. В настоящее время значительное число электростанций работает на прямоточном водоснабжении, поэтому за 1980 г. общий забор свежей воды составил около 53 млрд. м³, в то время как в оборотных и повторных системах водоснабжения ТЭС использовалось около 63 млрд. м³ воды, или 54%.
Развернутая программа строительства атомных электростанций большой единичной мощности и более высокие удельные расходы охлаждающей воды даже при полном отсутствии специфических загрязнений создают значительные трудности в размещении АЭС, особенно к европейской части СССР. В целях охраны окружающей среды большинство АЭС проектируется с замкнутым циклом водоснабжения благодаря использованию специальных прудов-охладителей.
Водопотребление АЭС в современных условиях еще невелико и составляет 11% забора свежей воды и около 9% безвозвратного водопотребления тепловыми электростанциями. В перспективе объем забираемой свежей воды может возрасти до 25%, а безвозвратный — до 30—40% водопотребления ТЭС.
Размещение крупных ТЭС сегодня не всегда согласуется с наличием в районе достаточных водных ресурсов, поэтому применение в целом более экономичных систем прямоточного водоснабжения тепловых электростанций ограничено условиями водообеспечения и охраны водоемов от теплового загрязнения и в перспективе необходимо повысить удельный вес расхода воды в системах оборотного и повторного использования примерно до 70—72%. В связи с этим создание новых видов охладителей для тепловых электростанций является весьма важной научной и практической задачей.
Требуют тщательного изучения вопросы влияния сбросов теплых вод на флору и фауну водоисточников, а также возможностей использования прудов-охладителей ТЭС для разведения товарной рыбы и для орошения сельскохозяйственных культур, что, по-видимому, может дать больший экономический эффект.
Технический прогресс, предусматриваемый в строительстве тепловых электростанций, позволит снизить общие затраты воды (свежая, оборотная и повторно используемая вода) па 1 кВт-ч вырабатываемой электроэнергии, однако и в этих условиях в обозримой перспективе теплоэнергетика будет по ориентировочной оценке использовать в 1,7— 2,2 раза больше воды, чем в настоящее время.