Оборотное водоснабжение

Рассмотрено оборотное водоснабжение для автомоек и промышленных предприятий. Разобраны особенности систем оборотного водоснабжения, приведены схемы замкнутого использования воды, перечислено необходимое очистное оборудование.

Многие технологические процессы требуют большого расхода воды, а использованные воды требуют дополнительных расходов по очистке и неизбежно влияют на ухудшение экологической ситуации. Поэтому закономерно встал вопрос о возможности сокращения расхода воды и уменьшения загрязнения водоемов. Поставленной цели вполне отвечает оборотное водоснабжение, которое уменьшает в несколько раз расход свежей воды и резко сокращает объемы сточных вод. (См. также: Промышленное водоснабжение предприятий)

Автомойка

Замкнутый цикл водоснабжения для автомоек

В режиме замкнутого круга, когда вода в процессе использования не теряет своих качеств и не требует специальных методов очистки, сточную воду можно использовать для автомоек на заправочных станциях, автотранспортных предприятий, гаражах и СТО. Возможность неоднократного использования воды в автомойках обеспечивается за счет нескольких ступеней очистки технической воды состоящих из флотации, механической фильтрации, а также дополнительной очистке реагентами и микроорганизмами, содержащимися в активном иле.

Схема очистного сооружения для автомоек

С помощью механического фильтра удаляются частицы грязи больших размеров. Затем, во флотационном отсеке пена, образующаяся из воздуха, подаваемого под высоким давлением, с последующим его снижением, абсорбирует масла, шампуни, бензин и нефть. Образовавшаяся смесь сбрасывается по шламовому лотку в шламосборник. Химическая реакция по переводу растворимых веществ в осадочный материал, проводится с помощью добавления реагента, а образовавшийся осадок отделяется. Окончательная очистка воды от следов грязи проводится в процессе сложного взаимодействия различных форм микроорганизмов, так называемая биологическая очистка.

Система оборотного водоснабжения

Процесс очистки использованной для технической цели воды проводится в довольно простой по устройству системе. Пройдя процесс фильтрации, вода поступает в накопительную емкость, где происходит обеззараживание ультрафиолетовой лампой, а затем через аппарат высокого давления доставляется непосредственно на мойку машин. (См. также: Водоснабжение предприятия)

Исходя из функционального предназначения, система оборотного водоснабжения автомоек обеспечивается комплексом очистного оборудования, включающего блок емкостей для первичного отстаивания усреднения стоков, нефтеловушку, биокаогулятор, саму очистную установку, бак для очищенной воды и фильтр доочистки. Туда же входят насос для забора воды и насосная станция, подающая очищенную воду на моечные аппараты, работающие под высоким давлением.

Оборудование для водоснабжения автомоек

Как работает система

В цельной емкости данной системы, разделенной перегородками на четыре отсека, происходит выделение взвешенных осадков плотностью выше 1500кг/м3, затем в бензомаслоотделителе нефтепродукты оседают на наклонных коалесцентных модулях. В третьем отсеке на сорбционном фильтре происходит окончательная очистка сточных вод. В следующем накопительном отсеке очищенные стоки накапливаются, для дальнейшего использования. Схема оборотного водоснабжения автомоек состоит из трех элементов:

Блок первичной очистки

Основной технологический блок

Двухступенчатый сорбционный блок.

Преимущества оборотного водоснабжения

Основными преимуществами неоднократного использования воды для технических целей наряду с 70-ти процентной экономией потребления воды является ее использование по замкнутому циклу. При этом нет необходимости по установке дополнительных емкостей, отстойников и слива в канализационную сеть. Такой комплекс вместе с прочным стеклопластиковым корпусом обеспечивает длительный срок эксплуатации и возможность быстрого монтажа даже в зимний период. (См. также: Наружные сети водоснабжения)

Важно! В процессе технического обслуживания необходимо периодически откачивать ассенизатором накопившейся осадок песка и нефтепродуктов и заменять сорбент не реже одного раза в три года. Также при этом не нужно платить за водоотведение и отсутствуют штрафы за превышение предельно допустимых концентрацией вредных веществ.

Оборотное водоснабжение автомойки

Замкнутый цикл обеспечения водой на промышленных предприятиях

Промышленные предприятия, в особенности, работающие в металлообрабатывающей и машиностроительной отрасли, являются мощными потребителями воды в технологических процессах. В процессе производства возможно формирование сточных вод, которые содержат тяжелые металлы, различные органические соединения и другие загрязнения. Поэтому так актуально стоит вопрос неоднократного использования воды для технологических процессов, которое значительно уменьшает количество сточных вод, поступающих в источники воды.

Оборотное водоснабжение на предприятии

Совет! Если внедрить оборотное водоснабжение промышленных предприятий, то можно использовать сточные воды повторно, при условии проведения процесса их очистки на очистном сооружении предприятия.

(См. также: Наружные сети водоснабжения)
В этом случае водопотребление предприятия снижается на 85-90 процентов, до минимума сокращаются потери ценных компонентов со сточными водами.

Минимизация сброса сточных вод в водоемы или в общую канализационную сеть, кроме того, уменьшает плату за пользование водными ресурсами в связи с тем, что не нужно платить за водоотведение и отсутствуют штрафы за превышение предельно допустимых концентрацией вредных веществ.

Оборотное водоснабжение на гальваническом предприятии

Особенно важно применение современных технологий по очистке сточных вод в гальваническом производстве. Поэтому в настоящее время замкнутая система водоснабжения основана на комбинированном взаимодействии электрофлотации, микро-, ультрафильтрации, оборотного осмоса и вакуумного выпаривания. (См. также: Карта сайта)

Схема оборотного водоснабжения предприятия

Как видно из схемы сточные воды из гальванической линии поступают через нейтрализацию на электрофлотатор, где происходит первичное выделение и удаление шлама. Затем методом микро- и ультрафильтрации сточная вода очищается от остаточных веществ, находящихся во взвешенном состоянии и коллоидов, а затем подается на установку обратного осмоса.

Завершающим этапом является упаривание солевого концентрата и направление его на переработку твердых отходов. Такое техническое решение позволяет получить из стоков две возможности использования очищенной воды. Первая категория направляется для повторного использования на промывке деталей, а вторая категория используется для приготовления электролитических растворов.

Электрофлотатор

Что такое электрофлотатор и где его применяют?

Самым важным объектом в организации оборотного водоснабжения представляется агрегат, представляющий собой электрофлотатор, блок нерастворимых электродов, пеносборник и источник питания с энергосберегающими свойствами. Принцип работы модуля основан на флотационном эффекте в процессе выделения при электролизе воды электролитических газов.

Электрофлотация сточных вод обеспечивает удаление из них, загрязняющих химических веществ, а также взвешенных веществ — от 95 до 99%, очистка от нефтепродуктов — от 70 до 90%, а ПВА – на 50-70%.

Представляя собой достаточно компактное, высокопроизводительное оборудование, электрофлотационный модуль способствует значительному упрощению технологии очистки воды, а сам процесс управления и обслуживания легко автоматизируется. Положительным является и фактор стабильного солевого (анионного) состава очищенной воды. Образующийся шлам небольшой степени влажности довольно легко обезвоживается на дешевых, но качественных фильтр прессах отечественного производителя.

Оборотное водоснабжение на предприятии

Схемы системы оборотного водоснабжения

Установки с замкнутым и оборотным водоснабжением

При повторном водоснабжении воду после использования в каком-либо технологическом процессе сохранившую достаточно качественные показатели, без промежуточной обработки подают для повторного применения (рис.2, а) в систему водоснабжения. Например, тару для марочных продуктов (контейнеры, фляги и т.д.) после мойки повторной водой ополаскивают еще и питьевой. Эту воду можно повторно применять для первого ополаскивания, мойки полов, наружного обмыва автомашин, полива территории и т.д.

В оборотных системах водоснабжения (рис.2, б) воду используют многократно после соответствующей обработки (очистки, охлаждения, подогрева и т.д.).

Схемы системы оборотного водоснабжения

Рис.2. Схемы систем повторного и оборотного водоснабжения

• а – повторного использования воды с установкой накопителя и насоса:
• 1 – технологическое оборудование для использования водопроводной воды;
• 2 – технологическое оборудование для использования отработанной воды;
• 3 – накопитель;
• 4 – насос;
• 5 – водопровод; v
• 6 – трубопровод, подающий отработанную воду в накопитель;
• 7 – трубопровод, подающий отработанную воду для повторного использования;
• 8 – трубопровод для сброса избытков отработанной воды;
• 9 – трубопровод для сброса использованной воды в канализацию;
• б – схема оборотного водоснабжения для мойки (промывки) сырья, полуфабриката и готового продукта:
• 1 – промыватель на необоротной воде;
• 2 – поток промываемого вещества;
• 3 – промыватель на водопроводной воде;
• 4 – поток промытого вещества;
• 5 – аппарат для очистки оборотной воды, например отстойник;
• 6 – насос;
• 7 – трубопровод, подающий очищенную воду;
• 8 – трубопровод, подающий загрязненную воду;
• 9 – водопровод;
• 10 – канализация.

Если при первом использовании вода в системе водоснабжения загрязняется, ее подают в очистные сооружения, после чего очищенную воду с помощью насосов вновь направляют для участия в технологическом цикле. В канализацию уходит небольшая часть воды с загрязнениями. Потери восстанавливают свежей водой. В системах оборотного водоснабженияможно использовать даже сточные воды после их биологической очистки.

Пример оборотного использования воды – охлаждающая вода в холодильных агрегатах. Нагревшуюся в конденсаторах агрегатов воду охлаждают в градирных или брызгальных бассейнах и снова подают в конденсаторы. На предприятиях молочной промышленности повторно используют воду в пластинчатых пастеризационно-охладительных линиях.

Оборотное водоснабжение позволяет уменьшить расход свежей воды в десятки раз. Экономия свежей воды способствует сохранению водных ресурсов. При повторном и оборотном водоснабжении резко уменьшается количество сточных вод, тем самым меньше загрязняются водоемы.

На предприятиях нужно добиваться сокращения водопотребления свежей воды и водоотвода. Для этого необходимо внедрять безотходные технологические процессы и системы водоснабжения с повторным и оборотным использованием воды по замкнутому циклу с полной ее регенерацией.

Технология

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 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.

Современная технология замкнутого водоснабжения заключается в следующем:

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

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 является 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.

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 процесс, а также снабжает биофильтр необходимым кислородом. Кроме того, интенсивная аэрация в биофильтре способствует удалению из воды накапливаемого от дыхания рыб углекислого газа.

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 %.

После биофильтра для ряда видов рыб, в том числе для осетровых, решается вопрос денитрификации. Несмотря на высокие допустимые нормы концентрации нитратов в воде, их количество непрестанно растёт и требует удаления 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.

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 обычная пищевая сода.

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

В процессе очистки воды и после ее подпитки из 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.

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.

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

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

|	следующая лекция ==>
активированного антрацита	|	Определение расчетных расходов и концентраций загрязнений в смешанном потоке сточных вод. Определение коэффициента смешения

Дата добавления: 2017-06-02 ; просмотров: 3200 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ