Оборотное водоснабжение — это. Создание системы оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях

Оборотные системы водоснабжения предприятий считаются наиболее прогрессивным способом снабжения водой. Они обеспечивают рациональное использование водных ресурсов и сохранение окружающей среды. Рассмотрим далее особенности оборотного водоснабжения .

Общие сведения

Оборотное водоснабжение – это такая система обеспечения, при которой отработанная вода, пройдя очистку, снова возвращается к потребителю.

В настоящее время на предприятиях нефтеперерабатывающей отрасли порядка 95-98 % воды поступает именно этим способом. В последнее время многие другие организации используют оборотное водоснабжение. Это , например, химические, металлургические заводы. На этих предприятиях вода загрязнена разными примесями, однако после отстаивания и очистки может вновь использоваться.

Комплектация

Основные элементы системы, обеспечивающей оборотное водоснабжение, — это : канализационные стоки, трубопровод (по нему подается уже очищенная вода), очистные сооружения, блоки автоматического управления и контроля.

Фильтрация воды основывается на принципе обратного осмоса. В ходе него под давлением она проходит сквозь полупроницаемую мембрану. При этом некоторые вещества, растворенные в воде, задерживаются. Такой процесс обеспечивает надежную дезинфекцию. Обратный осмос применяют в промышленности с 70-х гг. прошлого века.

Схема оборотного водоснабжения зависит от специфики производства. К примеру, для промывки сырья, полуфабрикатов используют специальный промыватель. Он представляет собой отстойник с системой фильтров, к которому подсоединен насос для перекачки воды.

Система может комбинироваться и с обычным водопроводом. В этом случае к ней подключают оборудование, в котором используется и чистая, и отработанная вода. Для загрязненных вод устанавливают накопительную емкость. В ней могут размещаться разные фильтры, в том числе, используемые для биологической очистки. Выбор будет зависеть от потребностей конкретного предприятия. Кроме этого, устанавливается насос.

Трубопроводы

Вся система разделяется на несколько секций. Они включают в себя трубопроводы для:

• Транспортировки загрязненной воды к накопительной емкости.
• Доставки уже очищенной воды к потребляющему ее оборудованию.
• Сброса излишков воды.
• Сток, через который сливается использованная вода в канализацию. Она, в свою очередь, соединена с системой фильтрации воды и повторной ее подачи.

Следует понимать, что любая система, обеспечивающая оборотное водоснабжение, — это весьма габаритная конструкция. В ней присутствуют трубопроводы разного типа, насосы, фильтры, блоки управления, прочее оборудование, необходимое для работы.

Сфера применения

Где целесообразно устанавливать оборудование для оборотного водоснабжения? Очистные сооружения в настоящее время используются на предприятиях:

• Металлургической отрасли. На этих предприятиях устанавливаются самые современные системы фильтрации. Они позволяют очистить воду до такой степени, что в ней вполне можно разводить рыбу. Соответственно, целесообразно использовать ее повторно для экономии водных ресурсов.
• Энергетической отрасли. В частности, речь о тепловых и атомных станциях. Охлажденную воду, поступающую в виде пара от турбинных конденсаторов, используют для охлаждения подшипников во вспомогательных механизмах, понижения температуры самих турбин, а также генераторов. Определенный объем технической воды также позволяет восполнить потери в основном рабочем цикле оборудования.
• Машиностроительной отрасли. Очищенную и охлажденную воду повторно используют для промывки деталей и при изготовлении электролитных растворов.
• Целлюлозно-бумажной, нефтехимической, горнодобывающей отраслей.
• Пищевой промышленности. На этих предприятиях отработанная и очищенная вода используется для промывки полуфабрикатов, организации систем охлаждения в холодильных агрегатах, а также в производстве напитков, молочной продукции.

Создание системы оборотного водоснабжения на промышленном предприятии позволяет существенно сократить расход водных ресурсов, минимизировать вред окружающей среде.

В последнее время все чаще системы используются на автомойках. При этом они оборудуются комплексом фильтрационных установок, в числе которых уловители нефтепродуктов, фильтры доочистки, отстойники, биокоагуляторы. В системах используются мощные турбофильтры. Они позволяют отсеять крупный мусор. За счет вращения водяного потока ускоряется процесс осаждения песка и прочих крупных частиц.

Как внедрить систему?

Перед непосредственным созданием системы водоснабжения необходимо изучить технологию производства, провести технологический аудит. Эти мероприятия позволят выявить вероятные источники загрязнения природы, минимизировать объем потребления водных ресурсов.

Результаты проведенных исследований используются при разработке проекта системы. При этом в нем предусматривается не только установка оборудования, но организация безотходного или малоотходного производственного процесса.

При внедрении системы необходимо использовать комплексный подход. Для процессов, связанных с высоким расходом водных ресурсов, должны устанавливаться обоснованная норма потребления и требования к качеству воды.

Сточные воды должны быть разделены в зависимости от типа загрязняющих веществ. К каждому потоку целесообразно подобрать соответствующую фильтрационную систему.

Выбор элементов

Конкретное оборудование следует подбирать с учетом специфики производственного процесса. К примеру, для автомобильной мойки необходимы следующие элементы системы:

• Накопительная емкость, оснащенная датчиком уровня воды.
• Насос, подающий сточные воды.
• Двухсекционный реактор, оборудованный компрессором и насосом дозатором, обеспечивающими смешивание воды с коагулянтом (в качестве него выступает раствор сульфата алюминия).
• Сборник шлама.
• Флотатор с мембраной для очистки.
• Еще одна емкость, оснащенная фильтром для грубой очистки, а также насосом для подачи жидкости.
• Бак-накопитель очищенной воды.

Расходы на внедрение системы будут зависеть от объема и специфики производственного процесса, требованиям к качеству очистки отработанной воды.

Преимущества

Системы водоснабжения оборотного типа целесообразно использовать на объектах, существенно удаленных от естественных водоемов, а также находящихся на возвышениях. В последнем случае для накачки воды потребуются мощные насосы, работа которых значительно повышает расходы на электроэнергию.

Целесообразно использовать систему и в случае, когда рядом находящийся водный объект имеет небольшую вместимость.

Несомненными достоинствами системы являются:

• Существенное сокращение объема потребления.
• Отсутствие вредного влияния на окружающую среду.

Недостатками можно считать:

• Высокую стоимость оборудования.
• Потери воды при испарении.

В заключение

В последнее время Правительство уделяет особое внимание вопросам экологии, рационального расходования ресурсов. На государственном уровне принимаются различные программы по сокращению негативного влияния на окружающую среду.

Сами предприятия, понимая свою ответственность, стремятся минимизировать отрицательное воздействие на природу, обеспечить оптимальное расходование водных ресурсов, устанавливая системы водоснабжения оборотного типа.

Очистные сооружения и оборотные системы водоснабжения: принцип взаимодействия

Сооружения для очистки воды

Во многих отраслях промышленности, технологические циклы подразумевают большой расход воды, который составляет немалую статью расходов, и естественно, влияет на себестоимость продукции. Свести к минимуму эти затраты и призвано оборотное водоснабжение, очистка воды в котором осуществляется после каждого полного цикла.

Суть его заключается в том, что воду, уже участвовавшую в каком либо технологическом процессе, используют не просто повторно, а многократно. Это было бы невозможно, если бы не очистные сооружения оборотного водоснабжения. Именно о них и расскажет наша инструкция, подкреплённая материалом, представленным в видео в этой статье.

Организационные моменты производственного водоснабжения

Практически у каждого промышленного предприятия есть потребность не только в питьевой, но и в технической воде. Где только её не используют: для промывки щебня и песка на гидронамывах, замачивания глины на кирпичных заводах, охлаждения агрегатов и печей в металлургических и нефтеперерабатывающих предприятиях.

Многоступенчатая очистка воды в системах оборотного водоснабжения

В той или иной степени, вода задействована практически во всех технологических циклах. Выбор источника, и весь процесс подготовки воды, обуславливается назначением водоснабжения в целом.

А так как оно неизбежно связано со сбросом отработанных стоков, снабжение водой предприятий регулируется государственными подзаконными актами.

Откуда берут воду предприятия

Предприятия, которые находятся в черте города, чаще всего снабжаются водой централизованно. Некоторые из них имеют в своём распоряжении скважину, питающуюся либо из бассейна грунтовых вод, либо из артезианских горизонтов.

Но подземные водозаборы не всегда могут удовлетворить все нужды производства – тем более, что запасы воды в них не являются неисчерпаемыми. Поэтому крупные промышленные предприятия, как правило, налаживают водоснабжение из наземных источников: водохранилищ, рек или озёр.

Водозабор крупного предприятия

Вода, подаваемая на производство, должна иметь те или иные органолептические показатели, а так же жёсткость, степень минерализации, кислотность и т.д. Поэтому, системы очистки воды и оборотного водоснабжения, друг от друга неотделимы.

Первичная очистка воды, а затем повторная, в зависимости от вида производства, может включать в себя целый комплекс мероприятий.

Некоторые способы обработки воды

Один из этапов промышленной подготовки воды заключается в её умягчении – то есть, в извлечении солей кальция и магния. Становясь причиной образования налёта на стенках труб, они способствуют уменьшению пропускной способности линий, преждевременно выводят из строя оборудование.

Например, система очистки воды с оборотным водоснабжением для котельных, предусматривает обязательное умягчение.

Подготовка воды для котельной

Обратите внимание! Это актуально и для автономных систем отопления. Частники, извечно стремящиеся всё сделать своими руками, не всегда вникают в такие тонкости. Тем не менее, показатели жёсткости воды для котлов низкого и среднего давления не должны превышать 0,3 мг*экв/л.

Умягчать воду требуется для таких производств, как: химические, текстильные, гальванические, бумажные. Но, показатели жёсткости для некоторых из них могут вдвое-втрое превышать указанную выше цифру.

Существует несколько способов умягчения воды, кратко ознакомиться с которыми мы и предлагаем далее.

Термическая обработка

За счёт банального кипячения, в воде значительно снижается уровень двуокиси углерода, а так же гидрокарбонаты преобразуются в карбонаты.

Этот метод хорош только для воды с повышенным содержанием карбонатов, а его недостатком является необходимость использования источников тепла. Поэтому используют его там, где эти самые источники дешёвые – например: на ТЭЦ.

ТЭЦ имеет неистощимые запасы тепла

Реагентный способ

В нем, для умягчения воды используют известь и соду. Они преобразуют растворённые в воде соли в нерастворимые, которые выпадают в осадок и фильтруются. Как всё это выглядит схематично, показано на картинке снизу.

Реагентное умягчение воды

С помощью хлора, как мы знаем, вода ещё и обеззараживается.

Сочетания реагентов могут быть разными:

• Хлор — а при наличии фенолов, хлор + аммиак;
• Только известь, или известь + коагулянт;
• Активированный уголь (удаляет запахи, в том числе и хлорные).

Удаление из воды солей, газов и железа, относится к специальным видам обработки. Применяют их именно для подготовки технической воды. В быту эти технологии не применяют.

Применение солей бария

Этот способ имеет сходство с предыдущим, но если сода и известь растворяются в воде, то в результате её реакции с солями бария, образуется нерастворимый осадок. При этом содержание солей, из-за которых вода бывает жёсткой, значительно снижается.

Гранулированная соль бария

Преимуществом данного способа является необязательность строгого соблюдения дозировок, так как соли бария и сами по себе нерастворимые. Поэтому процессы умягчения воды с их помощью, на производствах осуществляются автоматически.

Ионное умягчение

В этом случае, жёсткая вода выступает в качестве электролита, а для ионного обмена в неё добавляют минеральные или органические сорбенты: синтетические смолы, гумусовые или сульфированные угли. В основе процесса умягчения здесь лежит химическая реакция, которая протекает при взаимодействии воды с ионитами, после чего её фильтруют.

Ионное умягчение воды

Такой способ требует большого расхода сорбентов, но в некоторых отраслях промышленности без него не обойтись.

Безреагентный способ

К этой категории способов умягчения воды относят её обработку ультрафиолетом, ультразвуком и постоянным магнитным полем:

• Ультрафиолетовые лампы являются незаменимым помощником там, где требуется произвести обеззараживание воды. Поэтому чаще всего, их используют для дезинфекции сточных вод. А вообще, УФ-установки могут применяться не только на производствах, но и в быту — для очистки воды из колодца или водопровода, воды в бассейне.
• Ультразвуковые установки отлично справляются с образованием накипи, но небезопасны для персонала и могут повредить швы в емкостях.
• А вот аппараты, производящие умягчение с помощью магнитов имеют массу преимуществ. Они просты, безопасны, недороги, а так же не требуют больших эксплуатационных расходов. Поэтому используются они очень широко — в том числе, и для подготовки воды для котлов высокого давления.

Обратите внимание! Основным недостатком магнитного способа является тот факт, что полученные свойства вода сохраняет не больше суток. Поэтому, каждый чистый оборотный цикл в водоснабжении, требует дополнительного подмагничивания.

Особенно эффективен этот способ для удаления из воды растворённого в ней железа.

Электромагнитные установки

Здесь основой является микропроцессорный электронный блок, периодически генерирующий звуковой сигнал с частотой до 10 килогерц. Сигнал подаётся на излучатели, обвивающие трубы с водой, создавая при этом электромагнитное поле.

Оно воздействует на положительные и отрицательные ионы, в виде которых присутствуют в воде соли кальция и магния. Ионы соединяются, образуя взвесь, которая выпадает в осадок и удаляется из системы с помощью фильтра. Никаких реагентов при этом не используется.

Прибор электромагнитный для подготовки воды

Дополнительными преимуществами такого способа подготовки воды являются такие факты:

1. Обработанная электромагнитом вода, за счёт образования в ней углекислого газа, приобретает свойства дождевой, и способна растворять накипь.
2. А ещё, в воде образуется некоторое количество перекиси водорода, которая, как известно, имеет антибактериальные и антисептические свойства. Поэтому данный способ может применяться в пищевой и фармацевтической промышленности.

На сегодня, электромагнитный вариант умягчения воды — самый экологичный и экономически целесообразный, и позволяет увеличить срок службы оборудования.

Система оборотного водоснабжения и очистки воды в промышленном масштабе

Заметим так же, что на многих производствах способы подготовки воды: как первичной, так и оборотной, могут комбинироваться.

Устройство оборотных систем

С очисткой воды мы разобрались – теперь посмотрим, каким образом очистные сооружения вписываются в оборотные системы. Поэтому для наглядности, представим простейшую схему технического водоснабжения.

Схема замкнутой подачи воды

Как видите, здесь трубопровод работает в замкнутом режиме, а вода движется по кольцу: насосная станция, производство, очистные сооружения, и снова насосная станция. Из источника вода добирается только для восполнения технологических потерь.

Обратите внимание! Конечно, не любая схема настолько примитивна. Тут многое зависит и от того, откуда предприятие берёт воду, и от структуры самой системы, которая может включать в себя несколько локальных трубопроводов.

• Если водоснабжение на предприятии централизованное, вода идёт на очистку общим потоком, после чего вновь направляется на производство.
• В локальных схемах, на разных участках производства может требоваться вода разного качества, поэтому общий поток разделяется, и подаётся к очистным установкам на разных кольцевых линиях. А возможно, очистка воды производится только на одной линии, а на другую вода подаётся прямо из источника, без подготовки.
• Есть и такие варианты, когда отработанная вода из одного локального трубопровода подаётся в другой, в котором может использоваться вода более низкого качества. Это так называемое, последовательное использование воды.

Благодаря потерям её объёма на производстве и в процессе очистки, объём сточных вод значительно уменьшается.

Три схемы оборотного водоснабжения

Существует три основные схемы использования технической воды. Их выбор обусловлен назначением системы и степенью загрязняемости отработанной воды.

Вариант	Особенности
1.	Здесь вода является теплоносителем, и в процессе использования она только нагревается, не загрязняясь. В данном случае, ей требуется не очистка, а охлаждение.
2.	Вода является средой, загрязняемой транспортируемыми примесями. В этом случае, перед повторным применением она должна пройти очистку.
3.	Вода используется комплексно, и является как теплоносителем, так и транспортирующей средой. Тогда ей требуется не только очистка, но и охлаждение.

Сброс сточных вод

Технологические потери, а так же тот объём, который сбрасывается в канализацию, восполняются подпиткой из источника. Как правило, это не больше 10% от общего количества циркулирующей воды.

Принцип работы бессточных систем

Есть так же и бессточные схемы, в которых сброс стоков не предусмотрен вообще. Их называют замкнутыми.

С экологической точки зрения такой вариант наиболее ценен, так как для их подпитки используют не свежую воду, а очищенные биологически бытовые сточные воды. Понятно, что они не могут применяться в фармацевтической и пищевой промышленности. А вот для мытья щебня, охлаждения доменных печей – почему бы и нет?

Установка для очистки воды в бессточной системе

В бессточных системах все потребители воды подразделяются на три группы:

1. Грязного цикла. Сюда относят производства, на которых производится промывка и охлаждение станков и прочего оборудования.
2. Чистого цикла. Теплоэлектроцентрали, холодильные и компрессорные установки.
3. Безвозвратного цикла. Обычно это системы, для которых качество воды вообще не имеет значение, и расходуется она безвозвратно.

Установка ХВО — химическая очистка оборотной воды

В общих чертах, принцип работы бессточной системы выглядит так:

• Из источника вода попадает во всасывающий трубопровод.
• Затем она проходит через насос, и подаётся на первичные очистные сооружения.
• Подготовленная вода, через чистый трубопровод подаётся потребителю.
• Основной поток воды делится: одна часть идёт на грязный цикл, а другая — направляется на вот такую установку, которую вы видите выше.
• После доочистки она поступает к тем потребителям, для которых необходимо высокое качество технической воды.
• На эту же установку поступают и воды, отработанные «чистыми» потребителями.
• Вода, которая прошла грязный цикл, направляется к безвозвратным потребителям.
• Шлам, который остаётся в конечном итоге, накапливается, а затем утилизируется через газогенератор.

Как видите, безвозвратные системы являются комбинированными, и имеют довольно сложную структуру. К их недостаткам можно отнести высокую себестоимость самих сооружений, и немалые эксплуатационные расходы. Однако со временем они окупаются за счёт экономного расходования воды.

Независимо от масштабов промышленных объектов, очистка вод оборотного водоснабжения позволяет экономить природные запасы воды и не загрязнять их. Поэтому, основным достоинством бессточных систем является экологичность, а она в данном случае, имеет самый высокий уровень.