Замкнутые водооборотные циклы

21.07.2025 | Категория: Учебные материалы

Замкнутые водооборотные циклы

Создание замкнутых водооборотных систем является важнейшим путем защиты гидросферы от загрязнения.

Для обеспечения рационального использования воды на предприятиях наиболее перспективными являются следующие направления:

• внедрение безводных (или маловодных) технологических процессов, что позволяет снизить расход охлаждающей воды;

• устранение протечек и потерь воды с брызгами в системе водо­снабжения за счет совершенствования технологических процессов и оборудования, а также за счет правильной организации производства;

• использование теплоты химических реакций;

• использование вторичных материальных и энергетических ресурсов (в том числе регенерация кислот, щелочей, солей и т.п.);

• использование воды для очистки уходящих газов в тех случаях, когда из газов извлекаются ценные вещества;

• внедрение местных систем обезвреживания стоков.

Так, например, на предприятии, кроме общезаводского, в каждом цехе имеется собственный водооборотный цикл с местной системой очистки воды, что позволяет утилизировать ценные компоненты отходов и создавать вторую степень защиты наружной водной системы от вредных стоков;

• создание замкнутых водооборотных циклов, которые включают в себя сбор и использование не только очищенных стоков, но и ливневых вод.

Что же такое водооборотный цикл? Это многократное использование одной и той же воды при минимальном восполнении потерь (подпитке).

Из рис. 10, на котором приведена простейшая схема оборотного водоснабжения, видно, что насосная станция подает техническую воду на производство, затем она очищается и возвращается через насосную станцию на производство.

Перед насосной станцией происходит восполнение потерь воды, которые, к сожалению, неизбежны, а из очистных сооружений шлам (ил, твердый осадок) удаляется либо на очистку, либо на захоронение.

Таким образом, оборотное водоснабжение позволяет снизить расход воды в десятки раз и создает возможность организации бессточного производства. Особенно это важно для крупных городов при близком расположении предприятий к жилым массивам.

Экологическое преимущество замкнутых водооборотных циклов перед разомкнутыми очевидно, так как очистка большого количества воды до необходимой кондиции перед сбросом в водоем является дорогостоящим мероприятием.

Создание водооборотных систем связано с большими трудностями. Для каждого типа воды необходима своя система очистки. Хотя требования, предъявляемые к качеству технической воды, включенной в водооборот, не такие жесткие, как к качеству питьевой воды, но они тоже достаточно высоки.

Внутри труб образуются отложения карбоната кальция, которые необходимо постоянно удалять. В связи с тем, что трубы корродируют, для снижения темпа коррозии в воду следует добавлять ингибиторы коррозии.

Часто воду из цикла приходится охлаждать в градирнях, при этом имеют место потери воды с брызгами. Кроме того, в трубах и резервуарах гидросистемы часто происходит так называемое биологическое обрастание (образование водорослей), для борьбы с этим явлением приходится часть воды выводить из цикла и взамен добавлять свежую или очищенную воду.

Однако расходы на преодоление всех этих трудностей несоизмеримы с тем вредом, который принесло бы использование воды по разомкнутому циклу с обязательным загрязнением гидросферы.

При выборе схем и систем водоснабжения промышленных предприятий необходимо учитывать:

характеристику исходной воды, поступающей в производственный цикл;

требования к качеству воды, используемой в различных технологических процессах;

характеристику отработанных вод в различных технологических процессах;

возможность последовательного использования воды в различных технологических процессах с разными требованиями к се качеству. Организация бессточного производства во многих случаях может оказаться наиболее эффективной и экономичной, так как очистка сточных вод до показателей, позволяющих сбрасывать ее в водоемы, более затруднительна и дорога,

чем выделение из сточной воды определенных примесей, мешающих проведению технологического процесса. Таким образом, сочетание водооборота с локальной очисткой является наиболее перспективным направлением совершенствования технологических процессов.

Система водоснабжения промышленных районов должна учитывать возможность:

использования сточных вод одних предприятий в качестве технической воды для других;

использование очищенных производственных и городских бытовых сточных вод, а также аккумулированного поверхностного стока для производственного водоснабжения, на земледельческих полях орошения, для полива лесных угодий, обводнения водоемов.

Принудительная схема использования воды в замкнутом цикле территориально-промышленного комплекса приведена на рис. 11.

Согласно рис. 11, основная часть воды находится в обороте, а для подпитки оборотных систем служат очищенные и доочищенные производственные, городские и ливневые сточные воды.

Свежая вода используется для питьевых и хозяйственно-бытовых целей, а также в тех технологических процессах, в которых очищенные сточные воды не могут быть использованы по условиям технологии или гигиены, и для подпитки оборотных систем при недостатке очищенных сточных вод.

Рациональное водопользование может быть решено только в масштабе крупного промышленного района.