Оборотное водоснабжение

Несмотря на то, что вода относится к возобновляемым природным ресурсам, запасы ее не безграничны. Поэтому повторное использование отработанной воды становится важным мероприятием, направленным на сохранение природной среды и позволяющим экономить дорогостоящие ресурсы.

На большинстве промышленных предприятий эксплуатируется три системы отвода сточных вод: хозяйственно-бытовая (душевые, санузлы, питьевые фонтанчики, влажная уборка и др.), ливневая (отвод дождевых и талых вод), производственная (содержащая отходы производства). Сбросы хозбытовой и ливневой канализации принимают соответствующие централизованные сети, откуда они и попадают на городские очистные сооружения, хотя в некоторых случаях очистные сооружения выполняются непосредственно для самого предприятия. Производственные стоки в большинстве случаев попадают в замкнутую систему оборотного водоснабжения предприятия и после очищения, охлаждения и обработки применяются повторно для технологических потребностей.

Принцип работы системы оборотного водоснабжения

Оборотное водоснабжение — система водоснабжения, в которой часть воды, используемой для технологических процессов, возвращается обратно в цикл для повторного использования.

В воде, прошедшей через технологическое оборудование, появляются различные загрязняющие примеси, в связи с чем для повторного применения она должна пройти подготовку. Наиболее распространены следующие технологии водоподготовки:

• Механическая, очищающая воду от твердых частиц — с использованием песколовок, а также резервуаров, где вода отстаивается, а твердые частицы остаются на дне.
• Химическая с добавлением реагентов — использование кислот для декарбонизации жесткой воды с высоким pH, применение ингибиторов коррозии для снижения степени коррозии труб и оборудования. Хлорирование при нарастании в трубе и на стенках оборудования биологических отложений.
• Продувка — добавление чистой воды из водопровода в оборотную систему, что позволяет снизить концентрацию загрязняющих примесей.

В результате водоподготовки в системе оборотного водоснабжения циркулирует вода, химический состав которой соответствует требованиям, регламентированным изготовителем технологического оборудования.

Область применения систем оборотного водоснабжения

Системы оборотного водоснабжения используются на многих промышленных предприятиях различных отраслей, в частности:

• Металлургическое производство, где вторичная вода используется для охлаждения сталелитейных печей, газоочистного и другого оборудования.
• Энергетика, где техническая вода после охлаждения в градирне применяется для турбин, генераторов, конденсаторов тепловых и атомных электростанций, а также расходуется на пополнение объема воды основного цикла.
• Пищевая промышленность для систем хладоснабжения, в бутылкомоечных машинах, для промывки трубопроводов.
• Заводы, связанные с обработкой глинозема, где необходимо охлаждать обжиговые печи.
• Целлюлозно-бумажное производство.
• Машиностроение, где оборотная вода замещает до 95% чистой воды при гальванизации деталей и др.

Системы оборотного водоснабжения дают возможность добиться существенной экономии питьевой воды и минимизировать влияние производственных процессов на окружающую среду.

Преимущества систем оборотного водоснабжения

Широкое внедрение систем оборотного водоснабжения объясняется преимуществами, которые позволяет получить этот метод. К преимуществам оборотного водоснабжения можно отнести:

• значительное (до 80%) снижение объемов водопотребления и соответствующее уменьшение затрат на оплату этих ресурсов;
• уменьшение объема загрязняющих веществ в сточных водах за счет предварительной водоподготовки, что позволяет снизить последствия для экологии и уменьшить сумму штрафов за негативное воздействие на окружающую среду;
• увеличение межремонтной продолжительности оборудования, поскольку очищенная вторичная вода минимизирует риск возникновения в полости трубопроводов кальциевых и биологических наростов;
• возможность использования некоторых примесей, попавших в фильтры при подготовке воды, для последующего использования в производстве.

Использование систем оборотного водоснабжения позволяет получить экономическую выгоду и снизить вред окружающей среде.

Оборудование систем оборотного водоснабжения

Существует много вариантов комплектации систем оборотного водоснабжения. Системы могут собираться из отдельных единиц оборудования или поставляться в виде готовых комплексов, схема которых такова, что их достаточно подключить к системе водоотведения.

Для механической очистки сточных вод чаще всего используются следующие виды оборудования:

• Мешочные фильтры, которые обезвоживают осадки очистных сооружений хозбытовой и производственной канализации, а также станций водоподготовки.
• Механические решетки из нержавеющей стали, которые задерживают крупный и средний мусор и волокнистые материалы, производи тельностью до 425 м³/час.

Значительно сложнее, а соответственно и дороже оборудования для очистных сооружений промышленных стоков. Для этого используются:

• Флотаторы проточные двухступенчатые производительностью до 30 м³/час, позволяющие очищать сильнозагрязненные сточные воды предприятий по переработке углеводородного сырья, мясомолочных и масложировых производств. Сточные воды, прошедшие флотаторы нуждаются в последующей биологической очистке.
• Флотаторы радиальные производительностью до 500 м³/час, очищающие сточные воды от взвесей, нефтепродуктов, тяжелых металлов, для чего они оснащены устройством для удаления пены, донным скребком, блоком сатурации.
• Двухступенчатые сорбционные фильтры, производительностью до 20 м³/час, которые применяются для финишной очистки сточных вод.
• Напорные промывные фильтры производительностью до 50 м³/час.
• Комплексные автономные системы оборотного водоснабжения производительностью до 6 м³/час, для моек автомобильного и железнодорожного транспорта с очисткой промышленных и ливневых сточных вод с возвратом очищенной воды в технологический цикл предприятия.

Для очистки ливневых стоков и талых вод до состояния, позволяющего использовать очищенную воду для технических надобностей, используются локальные очистные сооружения - флотационно-фильтровальные установки производительностью до 110 м³/час.

Внедрение системы оборотного водоснабжения на предприятии

Внедрение системы оборотного водоснабжения начинается с определения цели этой работы. Если в технологическом процессе предприятия используется вода, значит система оборотного водоснабжения даст возможность снизить её расход, а соответственно и снизить издержки на оплату. Далее назначается руководитель проекта устройства системы оборотного водоснабжения, который разрабатывает мероприятия, где определяется:

• величина затрат на создание системы;
• источник финансирования и сроки поступления средств;
• месторасположение оборудования системы;
• указываются сроки разработки проектного решения и исполнитель;
• разрабатывается график монтажа оборудования;
• определяются сроки приобретения оборудования;
• указывается организация, которая будет монтировать оборудование системы.

В ходе разработки мероприятий выявляются вопросы, требующие конкретных ответов по устройству системы оборотного водоснабжения.

Для разработки проекта оборотного водоснабжения проектировщикам понадобится определенный объем исходных данных, в частности:

• чертежи и описание технологического передела, требующего оборотного водоснабжения, включая план помещения, где будет размещаться оборудование;
• давление сточных вод в трубопроводах;
• требования к качеству - химическому составу и жесткости, сточных вод в системе оборотного водоснабжения;
• требования к температурному интервалу водооборотного цикла;
• мастер-план предприятия с нанесенными потребителями вторичной воды.

При разработке системы оборотного водоснабжения необходимо использовать комплексный подход, включающий не только снижение расхода чистой воды, но и мероприятия по бережному отношению к окружающей среде. Так, для технологических процессов, сопровождающихся значительным расходом воды, создаются технически обоснованные нормы потребления воды и требования к составу оборотной воды. Сточные воды классифицируются по типу загрязняющих веществ, поскольку для каждого типа может потребоваться своя фильтрационная установка.