Замкнутые системы водопользования

Наиболее эффективный способ защиты водоемов от загрязнений сточными водами − это использование замкнутых систем водопользования, когда вода используется в технологических и вспомогательных процессах многократно с периодической или непрерывной ее очисткой. В производстве используется не только чистая вода, но и водные растворы, электролиты, суспензии и т. п., которые через определенные промежутки времени загрязняются.

Система оборотного водоснабжения может быть в виде отдельных циклов оборота воды для каждого цеха (производства) или ряда цехов (производств), а также общей для всего промышленного предприятия. Для выбора системы на стадии проектирования следует сначала рассмотреть размещение цехов (производств) на генеральном плане предприятия. Затем сгруппировать потребителей воды, аналогично использующих воду в промышленном производстве (вода-охладитель, поглотитель, транспортирующая среда и т.д.), и предъявляющих к качеству и свойствам этой воды и ее давлению (напору) идентичные требования. Одновременно следует установить качество отработавшей (сточной) воды по физико-­химическим показателям и ее остаточный напор, что определяет необходимость и метод очистки и кондиционирования воды перед повторным использованием в производстве.

Вслед за этим необходимо оценить надежность получения воды потребителями в нужном количестве и требуемого давления (напора).

По первому (группирование потребителей) и второму (требование надежности) признакам можно наметить расположение блока основных сооружений системы оборотного водоснабжения (насосная станция, градирни, водоочистные сооружения и др.) и начертание линий водоводов и водопроводной сети, определить узлы переключения потоков воды, средства автоматизации оборудования и защиты его и трубопроводов от повреждения. При определении возможных пунктов расположения блока водопроводных сооружений и начертаний линий водоводов и водопроводной сети необхо­димо иметь в виду фактор одновременности или разновременности осуществления производственных объектов, охватываемых проектируемой системой водоснабжения. Во всех случаях рекомендуется считаться с возможностью интенсификации или реконструкции производства, когда потребление воды может превысить расчетный расход и возникнет необходимость расширения системы водоснабжения.

При проектировании систем оборотного водоснабжения необходимо учитывать, что теплообменные аппараты в некоторых случаях не обеспечивают надлежащего отъема тепла от охлаждаемого продукта, в результате чего температура его на выходе оказывается выше нормативной. Недоохлаждение продукта до нормативной температуры может вызвать нарушение нормального технологического процесса установок, большие производственные потери продукта, снижение качества его, а иногда и невыполнение требований пожарной безопасности.

Загрязнение теплообменных аппаратов и недоохлаждение продуктов или деталей машин происходит по следующим причинам:

• из-за наличия большого количества в оборотной воде нерастворенных или растворенных веществ, поступающих с добавочной водой из источника, с воздухом на водоохладителях или через неплотности в теплообменных аппаратах, а также в результате развития биологических обрастаний, образования СаСОз и Fе (ОН)₃;

• из-за температурных условий в самих теплообменных аппаратах, благоприятных для развития в них биологических обрастаний, образования карбоната кальция или процессов коррозии;

• вследствие присутствия в оборотной воде необходимого для бактерий питания (азот, углерод, фосфор, а в отдельных аппаратах сероводород и др.), а также достаточное количество кислорода, которым вода обильно обогащается на градирнях;

• из-за малых скоростей движения охлаждающей воды в аппаратах.

Ни один из перечисленных факторов полностью устранить не представляется возможным по технологическим условиям.

Такие растворы необходимо очищать с помощью вмонтированных в производственное оборудование или выносных очистных устройств. Если эти растворы не очищать, то еженедельно до 50-600 м³ их надо сбрасывать в канализацию или водоемы, расходуя на осреднение сотни тысяч кубических метров чистой воды. Чтобы избежать загрязнения водоемов, необходимо использовать моечные машины со встроенными решетками и устройствами для очистки растворов от масляных и механических загрязнений. Применение таких машин позволяет улучшить качество мойки деталей на 20-30%; значительно сократить расход дорогостоящих синтетических моющих средств (СМС); исключить трудоемкую операцию по ручной очистке баков моечных машин от грязи, предотвратить загрязнение сточных вод выбросами, вредными для окружающей среды; применять для мойки растворы с высоким содержанием синтетических поверхностно­активных веществ, при котором они проявляют максимум моющего действия.

Для очистки растворов от нескольких загрязнителей применяют установки централизованной очистки, регенерации и корректирования, позволяющие очищать растворы от маслянистых и механических загрязнений до норм, обеспечивающих качественное проведение процессов, в которых они применяются; централизованно корректировать состав растворов; сократить расход входящих в растворы компонентов на 20-25% и чистой воды; использовать растворы по замкнутому циклу; исключить загрязнение сточных вод выбросами, вредными для окружающей среды; обеспечить защиту окружающей среды.

Нынешний этап развития производства характеризуется созданием замкнутых систем водопользования. Их создание базируется на применении трех стадий использования воды: первая - использование воды питьевого качества; вторая - использование в производстве условно чистой воды, поступающей от источников водопотребления первой стадии; третья ­использование в производстве воды после водопотребителей второй стадии.

При проектировании замкнутых систем водопользования предприятий следует соблюдать следующие принципы:

• из отобранных растворов и стоков следует удалять только те вещества, которые нарушают протекание процессов или ухудшают качество продукции, снижают производительность и безопасность труда;

• степень очистки растворов и воды для каждого технологического процесса определяется опытным путем или задается в технических условиях;

• методы и средства очистки растворов и воды должны обеспечивать непрерывность технологического процесса с учетом неравномерности загрузки производственного и очистного оборудования;

• очистные устройства должны легко перестраиваться в соответствии с режимом работы производственного оборудования;

• конструкция очистных устройств должна базироваться на типизированном и − унифицированном ряде устройств; схемы замкнутых систем должны собираться из типизированных, элементов; элементы замкнутых систем водопользования и очистки должны выпускаться централизованно;

• стабильность систем водопользования и очистки стоков контролировать с помощью соответствующих автоматов регулирования режимов работы;

• однородные или родственные технологические процессы целесообразно объединять в соответствующие закольцованные подсистемы с рациональным количеством очистных устройств, обеспечивающих требуемую степень очистки воды или растворов;

• в каждой кольцевой подсистеме водопользования следует предусматривать механизированные средства сбора загрязнений, а на предприятии − централизованные пункты переработки или утилизации;

• функционирование замкнутых систем технологического водопользования должно обеспечивать максимальное сбережение ресурсов, сохранность веществ основного производства и возврат их в технологический цикл;

• замкнутые системы должны быть простыми, надежными, удобными в эксплуатации, эффективными, недорогими в изготовлении, дешевыми в

эксплуатации.

При создании замкнутых систем водопользования ремонтного предприятия его оборудование разбивается на три группы:

• котлы паровые, энергетическое оборудование, гальванические ванны и другие, где используется чистая водопроводная вода;

• стенды для испытания двигателей, термические ванны, градирни, где можно использовать воду со следами масла, органических и минеральных загрязнений (техническую воду);

• моечные ванны и установки, где можно использовать воду с допустимыми нормами загрязнений.

Каждая группа оборудования кольцуется и обеспечивается

водораспределительными и очистными устройствами.

Применение замкнутых систем водопользования на предприятиях позволяет сократить расход воды на производственные нужды в 7-10 раз, химических реактивов на приготовление растворов и электролитов в 1,5-2 раза; исключить залповые сбросы загрязненных сточных вод; обеспечить охрану водоемов; снизить загрузку городских очистных устройств.

Важнейшим направлением сокращения объемов водопользования является экономия воды, которая может осуществляться следующими способами:

• совершенствование технологических процессов, использующих воду

• создание безводных производственных технологий;

• регламентирование потребления воды в производственных процессах, на хозяйственно-бытовые нужды,

• стимулирование за экономию воды; снижение потерь воды на испарение, утечки, фильтрование и непроизводственные нужды;·

• сокращение расходов питьевой воды на производственные и хозяйственные нужды и замена ее технической;

• многократное использование воды в различных технологических процессах с учетом требований к ее качеству.

В конце каждого года, не позднее 1 декабря отчетного года, предприятия и организации составляют отчет об использовании воды за год (форма 2тп - водхоз), в пяти экземплярах, которые направляются в статистический орган по месту расположения предприятия, вышестоящую организацию, местный орган, в ведении, которого находится учет поверхностных или подземных вод, местный орган охраны природы.

ОТХОДЫ - ИСТОЧНИК ВТОРИЧНЫХ МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ

Использование отходов в качестве вторичных материальных ресурсов решает ряд важных хозяйственных задач, таких как экономия основного сырья, предотвращение загрязнения водоемов, почвы и воздушного бассейна, расширение производства деталей и изделий из искусственных материалов, производство новых видов товаров народного потребления.

Несмотря на это, в силу различных, как правило, организационных и экономических причин в промышленности происходит накопление значительных масс отходов, прежде всего твердых, поскольку газообразные и жидкие выбрасываются в окружающую среду и распыляются в ней.