2.4.3.Оборотное водоснабжение предприятий
Оборотное водоснабжение - приоритетное направление в области создания малоотходных и безотходных технологий. Примером современного подхода к организации совмещения образования с теоретическими и прикладными исследованиями в области проблем снабжения водой предприятий и населения создание и реализация Российским химико-технологическим университетом им. Д.И.Менделеева на базе своего технопарка «Транснационального экологического проекта», ряда комплексных решений инженерных задач в сфере очистки сточных вод.
Среди комплексных технологий группы компаний «Транснациональный экологический проект» важное место занимают системы оборотного водоснабжения промышленных предприятий и предприятий ЖКХ.
В настоящее время основной частью работ является модернизация существующих очистных сооружений. Это связано с тем, что большинство очистных сооружений устарело и не обеспечивает очистки сточных вод до современных требований к воде для оборотного водоснабжения и/или по предельно допустимым концентрациям ПДК загрязняющих веществ. Для надлежащей очистки стоков необходимо внедрение новых технологических процессов и оборудования, которые обеспечат высокую степень очистки при низких эксплуатационных затратах.
После модернизации до 90-95% очищенной воды используют в системах оборотного водоснабжения.
Классификация систем оборотного водоснабжения приведена на рис.2.15.
Согласно схеме вся вода в процессе производства может:
1)только нагреваться
2)только загрязняться
3)нагреваться и загрязняться одновременно.
В первом случае ее охлаждают в градирне или другом аппарате (рис. 2.15а),
во втором — подвергают очистке (рис. 2.15 б),
Рис.2.15. Виды оборотного водоснабжения:
а —с охлаждением оборотной воды; б —с очисткой оборотной воды; в — с очисткой и охлаждением оборотной воды; 1 — предприятие; 2—насосная станция; 3 — камера;
4 — градирня: б — очистные сооружения; потери воды: Qп — производственные; Qисп -— на испарение при охлаждении; Qyн — на унос из охладителя; Qсбр — на сброс из системы
для освежения последней (продувка); Qшл — на сброс со шламом; Qдоб — количество воды, добавляемой в систему
в третьем — очищают и охлаждают (рис. 2.15, в),
после чего она вновь поступает в производство.
Чаще всего водооборотные циклы используют для охлаждения.
Однако из-за возрастания с каждым годом дефицита пресной воды масштаб специальных водооборотных систем, использующих очищенную воду в том же или другом технологическом процессе существенно возрастает.
Критерием эффективности водооборотного цикла на предприятии является коэффициент использования воды:
где Q3 и Qc6 — количества забираемой из источника свежей воды и сбрасываемой в водоем сточной воды.
Повторное использование воды в промышленном бессточном водоснабжении может достичь 97 %, что позволит резко сократить потребление свежей речной и артезианской воды.
На рис.2.16. приведена схема водоснабжения и канализации нефтеперерабатывающего завода топливного профиля, работающего без сброса сточных вод, которая применима и для большинства предприятий машиностроения, потребляющих нефтепродукты.
На этом заводе используют аппараты воздушного охлаждения.
Очистку от сернистых соединений осуществляют регенерируемыми реагентами, исключая очистку авиакеросина, которую производят щелочью. Сточные воды подают на очистку I и II систем.
Для очистки сточных вод электрообессоливающей и обезвоживающей установки (ЭЛОУ) используют термическое обессоливание. Сернисто-щелочные сточные воды после обезвреживания на установке карбонизации направляют вместе со стоками ЭЛОУ также на термическое обессоливание. Полученный обессоленный конденсат направляется на биологические очистные сооружения, а остаток после выпаривания поступает на переработку с целью выделения хлорида натрия.
Пополнение систем оборотного водоснабжения осуществляют очищенными сточными водами. Постоянный солевой состав воды поддерживается за счет вывода части воды на установку термического обессоливания и возврата в систему оборотного водоснабжения обессоленного конденсата.
Анализ информации о состоянии водооборотных систем дает возможность определить основные негативные факторы, препятствующие их эффективности.
На основании данных, приведенных в табл.2.5, нами далее будут рассмотрены основные методы обеспечения эффективной работы водооборотных систем, к которым необходимо добавить современные методы автоматизации технических систем.
Коагуляция - одна из ключевых стадий процесса очистки сточных вод
представляет собой – процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия с коагулянтами, которые в воде образуют хлопья гидроксидов металлов. Хлопья обладают способностью быстрого улавливания взвешенных частиц и их агрегирования. В последствии хлопья оседают под действием силы тяжести на дно резервуара. Наиболее эффективны для удаления из сточных вод
агрегаты тонкодисперсных частиц размером 1…100мкм. Эффективность очистки составляет 0,9…0,95.
Наибольшее применение в качестве коагулянтов получили сульфат алюминия, хлорид железа. Схема установки представлена на рис.2.17.
Электрокоагуляция представляет собой метод физико-химической очистки промышленных сточных вод гальванических и травильных отделений от хрома, других тяжелых металлов и цианидов. При прокачке сточных вод через электрокоагулятор образуются нерастворимые гидроксиды. Принцип работы электрокоагуляционной установки показан на рис. 2.18. Предварительно
сточные воды подвергают очистке от крупных механических примесей в приемных емкостях 1-4, а потом поступают в усреднитель 5,где исключается влияние волновых высококонцентрированных сбросов сточных вод. После усреднения сточные воды направляют в электрокоагулятор 6, при этом расход
воды регулируется автоматически. Электрокоагулятор состоит из блока электро-
Рис. 2.16. Схема использования воды на нефтеперерабатывающем