Оборотное водоснабжение – экономия воды и защита окружающей среды

Для производственных и хозяйственных нужд расходуется огромное количество воды. Ситуацию ухудшает сброс загрязненной жидкости в водоемы. Уделяя внимание охране природы и экономическим аспектам бизнеса, многие предприятия переходят на оборотное водоснабжение. Этот метод предполагает многократное использование водного ресурса. Сокращение потребления свежей воды и сброса стоков приводит к удешевлению водоснабжения.

Как функционирует замкнутая система водоснабжения

Наиболее перспективный вариант сокращения потребления воды – создание замкнутых систем. Сточные воды проходят очистку специальным оборудованием и используются повторно. Составляющие системы оборотного водоснабжения зависят от объема стоков и требований, которые предъявляются к качеству очищенной жидкости. Прогрессивную установку можно встретить в производственных цехах, атомных и тепловых электростанциях, на автомойках, в загородных домах с автономными источниками.

П – производство; ОС – очистка стоков, НС –насосная станция, ОХ-охлаждение

В зависимости от технологических процессов производства вода может загрязняться с первого раза или не требовать очистки долгое время. Замкнутая система необходима в нескольких случаях:

1. Используемый источник не обладает достаточным количеством воды, чтобы удовлетворить потребности предприятия.
2. Источник находится на большом удалении от производственных цехов (до 4 км), расположенных на значительной высоте(25 м и выше).

Она незаменима в регионах с высокой стоимостью воды, чрезмерной жесткостью или загрязнением источника, в случае реальной опасности отравления природы стоками. Очистные комплексы в зависимости от назначения включают от одной до шести ступеней. Среди них: предочистка в отстойниках, электрофлотация, фильтрация, адсорбция, обратный осмос.

Электрофлотатор – агрегат, действие которого основано на принципах электролиза. Он обеспечивает удаление из воды химических соединений и взвешенных частиц. Его показатели очистки загрязнения нефтепродуктами составляют – от 75 до 90%, остатками ПВА – от 50 до 70%.

К охладительным сооружениям относятся пруды-отстойники, градирни и брызгальные бассейны. В водонепроницаемых котлованах вода специальными насадками рассекается на брызги и охлаждается потоками воздуха.

Конструктивными частями замкнутой сети являются подающие и обратные трубопроводы, циркуляционные насосы, очистные сооружения и фильтры, охлаждающие установки. Для водоемов, страдающих от сброса плохо очищенных стоков или горячей воды, такая система становится настоящим спасением.

Устройство оборотного водоснабжения на производстве

Полезная информация: Кроме открытых систем охлаждения существуют закрытые конструкции, в которых вода не контактирует с воздухом. Снижение температуры происходит за счет теплообменных аппаратов.

Реклама: Коммерческие помещения для производства в Санкт-Петербурге доступны по ссылке — http://www.kvartal.biz/pomeshheniya-pod-proizvodstvo/

Преимущества повторного использования

Высокие расходы на покупку и монтаж оборудования для оборотного водоснабжения не становятся препятствием для внедрения современной технологии на предприятиях.

• Потребности в воде снижаются в 10 раз.
• Существенная экономия финансовых средств.
• Ответственное отношение к экологии и рациональному использованию ресурсов.
• Отсутствие штрафов за грязные стоки.

Принцип замкнутой системы

Оборотные комплексы в промышленности

Владельцы предприятий, которые заботятся об экологии и умеют считать прибыль, переходят на прогрессивный метод – оборотное водоснабжение. Сфера его применения достаточно широкая:

Энергетика

Предприятиям энергетической отрасли – тепловым и атомным электростанциям вода необходима для охлаждения турбин или как рабочее тело – пар. Техническое водоснабжение объектов происходит двумя системами:

Процесс происходит следующим образом: пар подается в градирни, охлаждается и конденсируется. С помощью насоса вода для охлаждения турбин и вспомогательных механизмов. Их природного источника берется вода для восполнения потерь, неизбежных в технологических процессах.

Схема градирни

Металлургия

Во многих технологических процессах вода используется исключительно для охлаждения. Она не загрязняется, а только нагревается, поэтому после остывания может применяться снова. На металлургических предприятиях схема оборотного водоснабжения сложнее. Жидкость нагревается и загрязняется различными примесями. Для дальнейшего использования в газоочистке потребуются пруды или градирни для охлаждения и механические фильтры очистки.

Нефтепереработка

На современных нефтеперерабатывающих заводах в замкнутом цикле, включающем фильтрацию и локальную очистку, находится 95-98% всей используемой воды. Для химической промышленности ведется разработка замкнутых систем, не требующих осуществления сброса стоков в водоемы.

Пищевая промышленность

Оборотное водоснабжение популярно на предприятиях отрасли. По этому принципу работают системы мойки тары, упаковки и сырья. Он используется в холодильных установках.

Машиностроение

Заводы по выпуску машин применяют воду в процессах гальванизации деталей. Замкнутая система сокращает ее расход на 90%. Использование в схеме замкнутой системы выпарной установки позволяет направлять солевой концентрат на переработку. Очищенная жидкость идет на промывку деталей, а продукция из концентрата – на подготовку электролитических растворов.

Прогрессивный метод внедряют на бумажно-целлюлозном производстве, в горной промышленности, мойке транспортных средств, на прачечных комбинатах.

Невозможно избежать потерь воды в производственных условиях. Частичное уменьшение ее объема происходит вследствие испарения. В оставшейся жидкости повышается уровень минерализации. Это ведет к негативным последствиям: активной коррозии и отложению солей. Добавление свежей воды важно для восстановления количества и состава циркулирующей жидкости.

Схемы систем оборотного водоснабжения

Внимание. Потери жидкости в замкнутой сети составляют 3-5%. Они восполняются свежей водой из источника.

Устройство оборотной системы для автомойки

Технологические процессы, связанные с мытьем автомобилей, сопровождаются потреблением большого объема воды и загрязнением стоков нефтепродуктами и ПВА. Чтобы снизить опасность попадания опасных соединений в природную среду, внедряется система повторного использования стоков. Установка замкнутой системы водоснабжения на мойках позволяет экономить до 90% воды и 50% моющих средств.

Замкнутая система на автомойке

Внимание. Для мойки 10 автомобилей требуется 1 м3 воды, при использовании оборотной системы таким объемом жидкости можно вымыть до 50 машин.

Технические стоки на автомойке проходят несколько этапов очистки:

1. Стоки попадают в отстойник, накопительную емкость. С помощью механической фильтрации из воды удаляются крупные частицы загрязнения.
2. Напорным насосом жидкость подается в мембранный флотатор. Здесь происходит пропускание воздуха под давлением через керамические мембраны для насыщения стоков пузырьками. В результате образуется пена, абсорбирующая остатки нефтепродуктов и моющих средств. Напорная флотация удаляет мелкий шлам и взвеси. Эти частицы попадают в накопитель, откуда периодически удаляются для дальнейшей переработки.
3. После флотатора вода поступает в емкости с фильтрами для извлечения оставшихся частиц. Установка рассчитана на многократное использование, фильтры регулярно промываются обратным током воды, которая попадает в накопительную емкость для стоков.

Схема повторного водоснабжения мойки

Для окончательной обработки жидкости задействуется химическая (добавление реагентов) и биологическая очистка. Полное удаление загрязнений происходит микроорганизмами.

Помещение автомойки оборудуется двумя водными контурами. Они питают мощные аппараты для очистки транспорта. Один контур наполнен свежей водой, а второй – оборотной. Жидкость, используемая после переработки, применяется в первичной мойке. Им пользуются при нанесении моющих средств и предварительном смывании пены. Свежей водой осуществляется окончательное ополаскивание машин.

Внимание. Ополаскивание водой из прямого водопровода позволяет избежать появления белых разводов на поверхности автомобилей.

Оборотное водоснабжение автомоек составляет 90%, а на свежую воду для ополаскивания, приходится 10%. Установки для очистки стоков имеют различную производительность – от 3 до 40 м 3 /час. Системы малой мощности наиболее популярны, Они используются на большинстве автомоек с ручным и автоматическим оборудованием. Высокопроизводительные установки предназначены для крупных моечных комплексов, имеющих системы портального и туннельного типа. Их базовая комплектация:

• отстойники;
• фильтры;
• система флокуляции;
• датчики и манометры;
• насосы.

При необходимости комплексы дополняют устройствами умягчения воды, аэраторами, дозаторами реагентов и другими приспособлениями. Количество циклов повторного использования зависит от возможностей оборудования. Оно составляет от 50 до 70 оборотов с очисткой. Цикл завершается сбором и утилизацией жидкости.

Оборотная система для загородного дома

В частных домах, где есть возможность разделить сети канализации и водоснабжения практикуется установка замкнутой системы, уменьшающей в несколько раз объем потребляемой свежей воды. Ее внедрение – действенный способ экономии ресурсов. Система функционирует по принципу обратного осмоса. Одна из ее особенностей это необходимость периодической замены старой воды.

Оборудование для системы оборотного водоснабжения

Внимание. Один из плюсов оборотного водоснабжения загородного коттеджа – увеличение срока эксплуатации автономной скважины.

Обеспечить работу оборотного водоснабжения позволяет монтаж специального оборудования. Оно включает многоступенчатые фильтры, различные реагенты и коагулянты, доводящие химический состав жидкости до санитарных норм. Мощное очистное сооружение совмещает три типа процессов:

Контроль сети осуществляется автоматикой, показатели проверяются на соответствие заданным параметрам. Для поддержания эффективной работы комплекса требуются определенные климатические условия:

• монтаж системы вентиляции для циркуляции воздуха;
• температура не ниже отметки +5 0 .

Замкнутую структуру может иметь отопление и водопровод. В последнем случае происходит развитие биоценозов – совокупности микроорганизмов. Предотвратить составные части от биологического обрастания поможет периодическая промывка емкостей и труб. Специальные вещества полиалкиленгуанидины обеспечивают защиту от нескольких разрушающих факторов: коррозии, солей и биозарастания.

Для монтажа водоснабжения используются металлические трубы. Этот материал отличается прочностью и долговечностью, но под действием изменений в составе воды возникают коррозийные процессы. Применение пластика – оптимальный способ создания эффективной рециркуляции. Полимеры нейтральны к воздействию влаги, химических и биологических веществ, поэтому рекомендуются для создания замкнутых сетей.

Проблемы и недостатки оборотной системы

Установки для обеспечения повторного использования стоков не получили широкой популярности. Высокая цена и ограниченный выбор комплексов существенно сокращают круг потребителей. Значительное количество составных частей (фильтров, насосов, труб) увеличивает стоимость сети и усложняет ее эксплуатацию и обслуживание. Еще один минус – низкая производительность, для очистки требуется до 24 часов.

Совет. Несмотря на качественную очистку, воду не рекомендуется использовать для питья. Ей находят применение в хозяйственных целях – полив, мытье машины.

Процесс внедрения оборотного водоснабжения должен начинаться с анализа технологии предприятия. Проект системы учитывает базовые особенности и нюансы функционирования производства. Замкнутая сеть экономична и безопасна для экологии, эти характеристики выгодно отличают ее от других систем водопотребления.

Оборотное водоснабжение – это экономия природных ресурсов и ваших денег

Примитивная схема – оборотное водоснабжение

И в быту, и на производстве люди расходуют очень много воды. Причем большая её часть загрязняется и сбрасывается назад в водные источники после очистки. Значительно уменьшить её потребление позволяет оборотное водоснабжение на производстве. Что это такое, как работают подобные системы и какая от них польза – расскажем в этой статье.

Что это такое

Чтобы понять, что такое оборотное водоснабжение, вспомните, как охлаждается двигатель автомобиля. Правильно: водой, которая циркулирует между ним и радиатором. В радиаторе она охлаждается и вновь поступает к двигателю.

На многих предприятиях тоже требуется охлаждение машин и механизмов, причем воды на это расходуется огромное количество.

Возьмем для примера нефтеперерабатывающий завод:

• На переработку одного кубометра сырой нефти он тратит до 2,5 кубометров воды;
• В сутки он производит около около 20 тысяч кубометров нефтепродуктов;
• Нетрудно подсчитать, что на это потребуется 50 тысяч кубов воды, ежедневно сбрасываемой в канализацию и попадающей в очистные сооружения.

Оборотное водоснабжение НПЗ позволяет уменьшить это количество в десятки раз путем многократного использования отработанной воды. Перед повторным использованием она остужается и проходит грубую очистку на локальных очистных сооружениях.

Похожим образом работает оборотное водоснабжение на ТЭЦ и АЭС: горячий пар от турбин подается в градирни (охлаждающие башни), где конденсируется, превращаясь в воду и остывая. А затем снова перекачивается насосом для охлаждения турбин. Получается замкнутое кольцо.

Охлаждающее оборотное водоснабжение – градирни и конденсаторы

• 1 – конденсатор;
• 2 – насос циркуляционный;
• 3 – охлаждающая башня (градирня);
• 4 – подача воздуха в градирню;
• 5 – водовод;
• 6 – отвод конденсата;
• 7 – бассейн для сбора охлажденной воды;
• 8 – пар из турбины.

На фото – градирни на территории электростанции

Это довольно простая схема, не включающая в себя очистные установки и прочие сооружения. На крупных производствах она гораздо сложнее.

Простому обывателю вряд ли интересны эти технологии. Но многие из нас являются владельцами предприятий, рентабельность которых можно повысить с их помощью. Это автомойки, прачечные, бассейны, компании по переработке пищевых продуктов и т.д. Оборотное водоснабжение в производствах такого типа используется довольно часто.

Основные схемы

Схема подобной системы и её комплектация зависит от вида производственного процесса. От того, что нужно сделать с отработанной водой: охладить, подогреть, отфильтровать, очистить от химических соединений и т.д.

Поэтому, если вы решили организовать на своем производстве оборотное водоснабжение – проектирование станет первым шагом к реализации планов. Существует две основных схемы: без промежуточной обработки использованной воды и с обработкой.

Без промежуточной обработки

Такую схему применяют в тех случаях, когда использованная в каком-либо технологическом процессе вода сохраняет приемлемые качественные показатели и может быть использована повторно. Например, мыть тару для пищевых продуктов (бутылки, фляги, контейнеры) можно отработанной водой после ополаскивания предыдущей партии питьевой водой из водопровода.

Так же ею можно мыть полы, автотранспорт, поливать территорию предприятия и применять для других бытовых нужд.

Оборотное водоснабжение на мойке пищевой тары

• 1 – оборудование, подключенное к водопроводу, для ополаскивания тары;
• 2 – оборудование, использующее отработанную воду для первичного мытья;
• 3 – накопительная емкость;
• 4 – насос;
• 5 – питьевой водопровод;
• 6 – трубопровод для сбора отработанной воды и направления её в накопитель;
• 7 – трубопровод подачи воды из накопителя на повторное использование;
• 8 – сброс лишней отработанной воды;
• 9 – сброс дважды использованной воды в канализацию.

Такую элементарную схему можно собрать своими руками и применять в личном подсобном хозяйстве.

С промежуточной обработкой

Если подвергать воду очистке или другим необходимым видам обработки, её можно будет использовать многократно. В системе оборотное водоснабжение обработка может состоять как из одного, так и из нескольких этапов.

Простейшая схема с одним этапом выглядит примерно так:

Оборотное водоснабжение в промышленности для промывки сырья

• 1 – емкость для промывки на оборотной воде;
• 2 – перемещение промываемого вещества;
• 3 – емкость для промывки на свежей воде;
• 4 – перемещение промытого вещества;
• 5 – отстойник или фильтр;
• 6 – циркуляционный насос;
• 7 – трубопровод для очищенной воды;
• 8 – трубопровод для грязной воды;
• 9 – подача водопроводной воды;
• 10 – сброс в канализацию.

На большинстве промышленных предприятий водооборотное водоснабжение включает в себя несколько видов обработки.

Вот лишь несколько примеров:

Где и для чего применяется

Повторное и оборотное водоснабжение применяется во многих сферах деятельности:

• На предприятиях машиностроения оно позволяет сократить водопотребление на 90%, используя повторную воду после гальванизации металлических поверхностей для приготовления электролитных растворов и промывки деталей.
• В энергетике – на тепловых и атомных электростанциях – вода нужна для охлаждения турбин и генераторов. Образующийся при этом пар конденсируется, вода охлаждается и вновь поступает в систему.
• Оборотное водоснабжение в металлургии применяется для газоочистки. Для повторного использования её отстаивают, фильтруют и охлаждают.
• В пищевой промышленности такие системы вообще используются повсеместно. В первую очередь в холодильных установках, а также в технологических процессах промывки сырья, полуфабрикатов и упаковочной тары.

Предприятие по розливу минеральной воды с оборотной системой

• О нефтеперерабатывающих заводах здесь уже упоминалось. Стоит добавить, что современные технологии позволяют возвращать в систему до 98% отработанной воды.
• Переработанная вода после очистки и охлаждения используется повторно и на предприятиях целлюлозно-бумажной, химической, горнопромышленной сферы для снижения температуры рабочих механизмов.
• Смонтировав прямоточное и оборотное водоснабжение на прачечном комбинате, воду после последнего полоскания белья можно использовать для предварительной стирки.
• Не обойтись без такой нужной системы и на автомобильных мойках, станциях техобслуживания автомобилей.

Техническое помещение оборотного водоснабжения на автомойке

Такая система может нуждаться в целом комплексе различного оборудования. Какого – зависит от технологии производства и опасности сбросов для окружающей среды. А также от удаленности предприятия от источника водоснабжения.

Обратите внимание. Если сточные воды на предприятии разделяются на потоки по типу загрязняющих веществ, то для каждого потока нужна отдельная линия обработки и возврата в систему.

Если взять для примера автомойку, то на оборотное водоснабжение описание оборудования будет примерно следующим:

• Накопительная емкость для сточных вод с датчиком уровня;
• Насос для их перекачивания;
• Реактор для смешивания стоков с коагулянтом в комплекте с компрессором и насосом-дозатором;
• Флотатор с мембранным фильтром для улавливания нефтепродуктов;
• Отстойник для шлама;
• Накопительная емкость с фильтром грубой очистки;
• Насос для перекачивания очищенной жидкости;
• Емкость для очищенной воды.

Преимущества оборотных систем

Теперь давайте поговорим о том, дает ли оборотное водоснабжение преимущество владельцам предприятий, и в чем оно заключается. Судя по приведенному выше списку оборудования, затраты на монтаж и обслуживание подобных систем весьма высоки. Так стоит ли овчинка выделки?

Практика показывает, что стоит. Особенно если учесть стоимость чистой воды и цены на очистку стоков, сбрасываемых в общую канализацию. В нашем случае они сокращаются на 80-90%.

Вода – самый ценный природный ресурс

Обратите внимание. Существует инструкция, регламентирующая нормы выброса вредных веществ в окружающую среду, за превышение которых придется платить большие штрафы.

Огромную пользу дает оборотное водоснабжение в экологии. Только представьте, какое количество стоков не выбрасывается в водоемы после однократного использования, а возвращается после очистки в систему. И сколько питьевой воды при этом экономится.

Заключение

Теперь вы знаете, что такое оборотное водоснабжение – определение и описание подобных систем были даны в статье достаточно развернуто. Вы можете судить о том, насколько они выгодны в экономическом и природоохранном отношении.

Конечно, их рентабельность должна определяться в каждом конкретном случае после проведения проектных расчетов, но польза для экологии сомнений не вызывает. Если вам интересна эта тема, посмотрите дополнительно видео в этой статье.