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

Расчет оборотной системы водоснабжения

В промышленном водоснабжении основную роль играют системы оборотного водоснабжения. Нагретая в теплообменных аппаратах оборотная вода охлаждается в градирнях, брызгальных бассейнах, водохранилищах (прудах) — охладителях или других устройствах и циркуляционными насосами снова подается в цикл.

При этом она многократно и последовательно подвергается различным физико-химическим воздействиям – изменяет температуру, аэрируется, в некоторых случаях загрязняется и частично теряется вследствие испарения и капельного уноса в атмосферу. Испарение части воды вызывает постепенное повышение ее минерализации.

Вода становится коррозионно-активной, способной к отложению минеральных солей, постепенно в ней накапливаются пыль и продукты коррозии. Поэтому для восполнения потерь оборотной воды и восстановления ее качества системы получают подпиточную воду.

Оборотное водоснабжение можно осуществить в виде единой системы для всего промышленного предприятия либо в виде отдельных циклов для отдельного цеха или группы цехов.

В обычных системах оборотного водоснабжения, где циркулирующая вода не загрязняется технологическими продуктами, повышение минерализации предотвращается продувкой (сбросом части оборотной воды) и пополнением системы подпиточной свежей водой из природных источников, которая проходит необходимую очистку и корректировку состава.

В зависимости от качества оборотной воды и требований, предъявляемых к качеству потребляемой воды, часть общего расхода оборотной воды может подвергаться обработке (умягчению, обессоливанию, удалению взвесей и т.п.) с последующим возвращением ее в систему.

Вместо свежей воды для подпитки можно использовать дочищенную до норм качества технической воды смесь промышленных и бытовых сточных вод, предварительно прошедших биологическую очистку, либо промышленные стоки после достаточно глубокой локальной физико-химической очистки.

Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается в случае, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды.

Схема оборотной системы водоснабжения с охлаждением воды и подпиткой свежей водой из водоема представлена далее.

ОХЛ – система охлаждения воды; НС – насосная станция;

Q – расход оборотной воды;

Q ₁ – потери воды при испарении;

Q ₂ – потери воды при разбрызгивании;

Q ₃ – потери воды при продувке

Рис. Схема оборотной системы водоснабжения

Потери воды на испарение при охлаждении Q ₁ , м 3 /ч, определяются по формуле

где К_исп – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче, принимаемый для брызгальных бассейнов и градирен в зависимости от температуры воздуха (по сухому термометру), а для водохранилищ (прудов )- охладителей в зависимости от естественной температуры в водотоке;

Δ t – перепад температур воды, о С ;

Q – расход оборотной воды, м 3 /ч.

Перепад температур воды равен

где t ₁ – температура воды, поступающей на охладитель (пруд, брызгальный бассейн, градирню); t ₂ – температура охлажденной воды.

Температура воздуха t _возд , о С

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.