Замкнутое водоснабжение

Замкнутый цикл водопользования — это система промышленного водоснабжения и водоотведения, в которой многократное использование воды в одном и том же производственном процессе, осуществляется без сброса сточных и других вод в природные водоемы.

Создание замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий и узлов, а также ТПК необходимо обосновывать экономическими или экологическими расчетами и сравнивать с существующими системами.

Где стоит применить замкнутое водоснабжение

Предназначено замкнутое водоснабжение для того, чтобы значительно уменьшить объем, который подается из источника. Это дает большинство достоинств, потому что вода менее загрязненная. Ведь каждый из нас представляет, какой чистоты наши реки и озера. Все это связано, с тем, что предприятия не хотят очищать воды.
Наибольшую популярность такая система получила именно на промышленных предприятиях, и это связано с двумя факторами – это экологическая ситуация и то, что это экономически выгодно. Один раз, подав воду в систему, вы полностью забывает о следующей подаче, дополнительная подача воды необходима лишь для того, чтобы воды ни когда не заканчивалась и не ликвидировалась из системы.
Казалось бы, зачем замкнутое водоснабжение нужно в дополнительной жидкости, один раз подал и она кружиться сама по себе, однако не все так просто, вода имеет свойство испаряться и это не один фактор исчезновения. Второй вид тоже иметься, а это капельный унос. За счет того, что капли выходят из процесса, через некоторое время образуется дефицит, который нужно решать быстро и четко, чтобы деятельность предприятия не останавливалось.

Чтобы это все воплотилось не просто в идею, но и в ее реализацию, нужно провести анализ и понять оправдано ли закрытое водоснабжение именно в этом месте или на данном предприятии.

Для этого проводятся специальные тестирования, тесты и испытания после которых составляется заключение. По итогам данных документов и производиться выбор между тем, располагать или не располагать в данном месте очистные сооружения.
Уже говорилось, что наиболее применяемое замкнутое водоснабжение используется на предприятиях, так вот, если посмотреть на отрасли, то наибольшую популярность получили химические предприятия и предприятия водного хозяйства. Эти отрасли довольно распространены, поэтому все более на слух попадает данное определение.
Если говорить о задачах, тут можно прийти к выводу, что оно нужно каждому предприятию, и в этом есть смысл. Во-первых, не нужно платить за воду, которую продают коммунальные хозяйства, и гнут свою цену вверх. Вторым очевидным плюсом, как денежным и, так и трудоемким является не обязательный сброс воды в канализацию.

В связи с этим нет необходимости тратить деньги на рытье траншей, прокладку трубопроводов канализации и обратную засыпку. Не нужно также и строить локальные очистные сооружения, а ведь, если вдуматься они стоят очень больших денег, которые некоторые предприятия просто не могут выделить, из-за очень маленького бюджета или из-за того, что они только пришли на рынок химии, например. Им нужен начальный капитал, и они не могут тратиться на очистку, приоритетом для них стоит покупка нового и современного оборудования.
Вы спросите какой имеет принцип замкнутое водоснабжение и мы ответим вам, это обратный осмос при помощи которого экономятся достаточно большие денежные средства, которые затем можно израсходовать по другому назначению.

Если разбирать систему, то нужно потратить большое количество времени, это связано с тем, что в ее состав входят многие трубопроводы, различных диаметров и много других систем, таких как магистральных и охлаждающих.

Если говорить о замене и ремонте, то это тоже с экономической точки зрения очень выгодно, потому что не требуется вызывать дополнительные службы. Это происходит в большинстве случаев, однако и бывает такое, что проблема очень серьезная, и никто не может разобраться, в чем же проблема, в этом случае все-таки приходиться прибегать к помощи какой либо организации. Стоимость работ можно узнать только после тщательного анализа, для этого требуется составление сметы. В смете должны быть указаны все работы, которые будут произведены, чтобы замкнутое водоснабжение снова начало полноценно работать.

Схема замкнутой системы

Из основной ёмкости, которая служит либо рабочим, либо питающим резервуаром, вода поступает в комплекс очистки. Там из него удаляются не только взвеси и осаждающиеся фракции, но и растворённые вещества. Кроме того, здесь улавливается углекислота, аммоний преобразуется в нитрат, происходит обогащение кислородом и общая дезинфицирующая манипуляция. Так замкнутая система водоснабжения осуществляет полную регенерацию бывшей в эксплуатации воды. Все действия осуществляются и корректируются с помощью пульта ЦСУ. Стоит отметить, что в каждом производственном или потребительском направлении есть свои основы и нормативные представления, какую воду можно считать пригодной для повторного употребления.

В оборотных контурах отдельные восстанавливающие действия обычно связаны и с потерей объема жидкости. До 1/12 изначального содержимого покидает очистной комплекс через дренаж вместе с осажденными фракциями. Также, от некоторых форм включений замкнутая система водоснабжения избавляется на предварительном этапе отстаивания. Прочая взвесь в дальнейшем вылавливается микроскопическими ситами.

При необходимости на поздних этапах устанавливают «отгонные» колонны, которые удаляют из воды скопившуюся двуокись углерода и обогащают его кислородом. В особых случаях делают УФ стерилизацию и озонацию.

При сложности и высокой стоимости узлов замкнутая система водоснабжения обретает растущую актуальность из-за общей тенденции ужесточения наказаний за разрушение экологического баланса. Но окончательно целесообразность её привлечения к работе конкретного контура может дать лишь глубокий технико-экономический анализ.

Советы по эксплуатации системы

Сама система должна устанавливаться в хорошо проветриваемом помещении, температурные показатели воздуха не должны превышать +5°С. Связано это с тем, что замкнутое водоснабжение предусматривает использование очистных сооружений, которые работают по принципу химической, биологической и механической очистки. Для очистки сточных вод применяются различные реагенты (коагулянты, пеногасители, флокулянты и пр.). Во время флотации происходит химическая обработка сточных вод. При этом необходимо следить за тем, чтобы содержание солей в воде не превышало показатели, которые содержат гигиенические требования к водоснабжению.

Также при устройстве системы замкнутого водоснабжения надо следить за тем, чтобы вся металлическая арматура была заземлена. Для этих целей подойдут привинчивающиеся скобы.

Установки замкнутого водоснабжения

Чтобы удалять отходы, выделяемые рыбами, и добавлять кислород для поддержания жизни и здоровья рыб, воду в УЗВ необходимо постоянно очищать. УЗВ, по сути, является довольно простой системой. От водостока рыбоводных бассейноввода поступает в механический фильтр, оттуда в биологический фильтр, затем она аэрируется, из нее удаляется углекислый газ, после чего она снова подается в рыбоводные бассейны. Это основной принцип рециркуляции. Иллюстрация 2.1 Изображение принципа УЗВ. Основная система очистки воды состоит из механической фильтрации, биологической очистки и аэрации/дегазации. В зависимости от потребностей можно также добавить другие установки, например, для обогащения кислородом или УФ-дезинфекции.

Корм съедается и переваривается ими и используется в обмене веществ, обеспечивая энергию и питательные вещества для роста и других физиологических процессов. Кислород (O2) поступает через жабры и необходим для производства энергии и расщепления белков, тогда как углекислый газ (CO2) и аммиак (NH3) производятся как отходы.

Непереваренный корм выделяется в воду в форме экскрементов, называемых также взвешенными веществами (ВВ) и органическим веществом. Углекислый газ и аммиак выделяются в воду через жабры. Итак, рыбы потребляют кислород и корма, в результате чего вода в системе загрязняется экскрементами, углекислым газом и аммиаком.

В УЗВ рекомендуется использовать только сухие корма. Необходимо избегать применения сорной рыбы в любой форме, поскольку она сильно загрязняет систему и значительно повышает вероятность заражения различными заболеваниями. Использование сухих кормов является безопасным, и их преимущество также заключается в том, что их состав точно соответствует биологическим потребностям рыб. Сухие корма вносятся в форме гранул различного размера, подходящих для любого этапа развития рыб, а ингредиенты сухих кормов могут комбинироваться различным образом, что позволяет разрабатывать специализированные корма: стартовые, продукционные, для ремонтно-маточного стада и т.д.

В УЗВ благоприятным является высокий коэффициент использования кормов, поскольку он сводит к минимуму количество выделяемых отходов, что, в свою очередь, снижает нагрузку на водоочистные системы. В профессионально управляемой системе все выдаваемые Иллюстрация 2.2

Результатом потребления кормов и кислорода является рост рыб и выделение отходов. корма съедаются, что сводит количество несъеденного корма к минимуму. Кормовой коэффициент (КК), показывающий, сколько килограммов кормов Вы используете на каждый килограмм
произведенной Вами рыбы, улучшается, и рыбовод полу чает больший выход продукции и меньшее воздействие на систему фильтрации. Несъеденный корм означает лишнюю трату денег и приводит к излишней нагрузке на систему фильтрации. Следует отметить, что существуют корма, особенно подходящие для использования в УЗВ. Состав подобных кормов направлен на максимизацию усвоения протеинов и, соответственно, сведения к минимуму выделения аммиака в воду.

​

Технология управляемого замкнутого водоснабжения | Рыба рыборазведение в УЗВ

Замкнутые рыбоводные установки зародились в США в середине 20 века. Их использование было обосновано американской национальной программой восстановления численности естественных популяций форели в северо-западных штатах США.

Сегодня Установки Замкнутого Водоснабжения (УЗВ) активно используется аквакультурными хозяйствами по всему миру.

Основной задачей УЗВ является искусственное создание среды обитания гидробионтов, обеспечивающей максимальный выход товарной продукции в сокращённые сроки при сохранении качества товара. Кроме того, к такого вида установкам предъявляются требования эффективного использования водных ресурсов — минимальная подпитка, использование оборотной воды.

Круглогодичное выращивание гидробионтов в закрытых аквакультурных фермах исключает режимы зимовки, тем самым интенсифицируется процесс роста. Чем качественней технология, тем лучше среда обитания и, как следствие, выше темпы роста рыбы. Кроме того, качественно очищенная вода позволяет повысить плотность посадки рыбы и более эффективно использовать производственные площади.

Бассейны

Средой обитания гидробионтов в технологической линии являются бассейны с подготовленной водой. Главная задача всего технологического процесса – очистка оборотной воды, поскольку от 95 до 85 % воды, слитой из рыбных бассейнов, возвращается в систему и требует удаления из неё продуктов жизнедеятельности рыб для дальнейшего возврата.

Механическая очистка

Очистка начинается с механической фильтрации. Наиболее эффективные устройства для этой операции – барабанные фильтры, представляющие собой вращающийся в корпусе микросетчатый барабан. Барабан требует периодической промывки отфильтрованной водой, тем самым решается две задачи – очистка барабана от твёрдых, нерастворённых частиц (фекалии рыб, не съеденный корм) и выведение из оборотной системы воды с накопленными вредными веществами (нитраты, сульфаты). Важным моментом при транспортировке воды к механическим фильтрам – создание самотёчной системы. Такая транспортировка не разбивает взвешенные частицы и не растворяет их в воде, тем самым повышая качество механической очистки. Кроме того повышается энергоэффективность линии, за счёт исключения дополнительных насосных групп.

Биологическая очистка

Следующим этапом очистки воды является процесс удаления из воды растворённого азота – биофильтрация. Продукты жизнедеятельности рыб, не съеденный корм вызывают аккумуляцию аммонийного азота в воде, который крайне токсичен для гидробионтов. Решением данной задачи является перевод аммонийного азота в нитраты, концентрация в воде которых может быть в сотни раз выше аммонийного азота без ущерба для живущих в воде рыб. Такая химическая реакция возможна благодаря биоорганизмам – бактериям, живущим на поверхностях биофильтра. Биофильтр представляет собой ёмкость (зачастую бетонную, заглублённую в пол), которая заполнена элементами – биозагрузкой, на поверхностях которой селятся колонии бактерий. Ёмкость биофильтра – биореактор наполняется водой и подвергается аэрации. Воздух создаёт барботажный эффект, что интесифицирует процеес, а также снабжает биофильтр необходимым кислородом. Кроме того, интенсивная аэрация в биофильтре способствует удалению углекислого газа из воды, накапливаемого от дыхания рыб.

Насосное оборудование

Дальнейшая очистка воды осуществляется в потоке, поэтому после биофильтра установлена насосная группа. К бассейну-сумматору, из которого осуществляется забор воды насосами, подведён источник чистой воды. Таким образом, в бассейне-сумматоре осуществляется подпитка чистой водой, в количестве равном удалённой со стоками воды. Обычно эта величина на уровне 5-15 %.

Денитрификация

После биофильтра для ряда видов рыб, в том числе для осетровых, решается вопрос денитрификация. Не смотря на высокие допустимые нормы концентрации нитратов в воде, их количество непрестанно растёт и требует удаление их из системы. Осуществляется это либо за счёт увеличения ежесуточной подпитки либо введением в технологию денитрификатора. Денитрификатор – это тот же биофильтр, только закрытого типа (без доступа кислорода). В денитрификаторе за счёт бактерий идет разложение нитратов на свободный азот. Процесс денитрификации протекает при постоянной подпитке источником углерода. В большинстве случаев это метанол. Все денитрификаторы имеют невысокую пропускную способность по воде, поэтому устанавливаются в систему байбасом, т.е. пропуская через себя только часть потока.

Регулировка рН

В процессе биофильтрации и денитрификации, снижается щелочной показатель воды, уровень pH. Его необходимо регулировать путём периодического внесения в бассейн сумматор щёлочи. Для таких целей применяется обчная пищевая сода.

Обеззараживание

Следующая стадия включает в себя дезинфекцию воды. Наиболее эффективна – двухэтапная дезинфекция. Первый этап – ультрафиолетовое облучение, путём пропускания воды через ультрафиолетовые лампы. Второй этап – это обработка воды озоном. Для этого устанавливается озонатор, который сам вырабатывает озон и растворяет его в воде.

Подогрев воды

В процессе очистки воды и после подпитки её из чистого источника, температура воды падает. Необходимо довести технологическую воду до температуры, соответствующей биотехническому нормативу. Для этого используется теплообменник, который как и денитрификатор устанавливается байпасом. К теплообменнику подводиться источник тепла – горячая вода, температурой 80-90 ºС.

Оксигенация

Подготовка воды перед подачей в бассейны завершается насыщением её кислородом. Вода пропускается через кислородный конус – оксигенатор, к которому подведён источник кислорода (кислородная станция или баллоны с кислородом), и в нём происходит насыщение воды до заданных параметров.

Подготовленная вода подаётся в бассейны таким образом, чтобы создать течение в бассейне.

Система мониторинга

Контроль работы линии осуществляется системой мониторинга, которая обычно включает в себя датчики кислорода, температуры и рН.

Кормление

Кормление рыб автоматизировано. В бункер кормушек засыпается комбикорм, устанавливается таймер и задаётся порция кормления, после чего кормушка сама выбрасывает корм в заданное время.

Современная технология замкнутого водоснабжения, применяемая компанией заключается в следующем: