Основные принципы создания замкнутых водооборотных систем

Замкнутые системы водопотребления (ЗСВ) сегодня – единственное  рациональное  решение  проблемы  использования  воды  в промышленности. Применение замкнутых водооборотных систем при проектировании предприятий позволяет размещать эти объекты  в районах с ограниченными водными ресурсами, но обладающими благоприятными  экономико-географическими  условиями.  Такое  инженерно-экологическое  направление  является  наиболее  прогрессивным  и перспективным,  позволяя  одновременно  решать  проблемы  водообеспечения и охраны окружающей среды.

Организация замкнутой  системы  целесообразна,  когда затраты на очистку воды  и  рекуперацию  веществ  ниже суммарных затрат  на водоподготовку  и очистку сточной  воды до  нормативных показателей, позволяющих сбрасывать её в водные объекты, т.е. без загрязнения последних.

Замкнутые  системы  водного  хозяйства  следует  вводить  на вновь  строящихся,  действующих  и  подлежащих  реконструкции предприятиях.  В  последнем  случае  внедрение  замкнутых  систем идёт  постадийно,  с  постоянным  увеличением  оборотного  водоснабжения по мере усовершенствования технологии. В  целом  малоотходное  производство  с  оборотным  водоснабжением можно представить в виде схемы, изображенной на рисунке. Создание замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий  возможно  при  коренном  изменении  существующих принципов в водоснабжении, канализации и  очистке сточных вод. К основным принципам создания таких систем можно отнести следующие.

Схема безотходного производства товарного продукта

1. Водоснабжение и канализация должны рассматриваться в совокупности, когда на предприятии создаётся единая система водного хозяйства, включающая водоснабжение, водоотведение и очистку  сточных  вод, как подготовку для  их повторного  использования. При этом необходимо установить научно обоснованные требования к качеству потребляемой в производстве и отводимой воды.

2.  Создание  замкнутых  систем  водообеспечения  должно  сочетаться  с  организацией  малоотходного  производства,  технология которого ориентирована на максимальное извлечение из сырья основных  продуктов  с  одновременной  регенерацией ценных  компонентов и  доведением образующихся отходов до  товарного  продукта  или  вторичного  сырья  при  минимальных  материальных  и энергетических затратах.

3. Потоки сточных вод следует различать по видовому, фазовому,  концентрационному,  энтальпийному  признакам  для  разработки соответствующих  способов  локальной очистки  каждого потока, вплоть до потоков отдельных  стадий  технологического  процесса.

4.  При  замкнутых  системах  следует  объединить  цехи  водоподготовки и  локальной очистки  предприятия,  а  также  использовать  ливневой  сток с промышленной площадки в  системе оборотного  водоснабжения.  Основными  для  водоснабжения  должны  являться очищенные производственные и городские сточные воды, а также  поверхностный  сток.  Свежая  вода  в  производстве  должна использоваться только для особых целей и восполнения воды в системах.

5.  Регенерации должны  подвергаться  локальные  потоки  отработавших  технологических растворов и сточных вод, при этом должны создаваться локальные замкнутые системы водоснабжения, которые являются основным звеном замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий.

Для достижения наилучших технико-экономических показателей при создании замкнутых систем водоснабжения на предприятиях должны прорабатываться следующие вопросы:

– максимальное внедрение воздушного охлаждения вместо водяного;

– многократное (каскадное)  использование воды в технологических  процесса, в т.ч. и с целью получения наименьшего  объема

загрязнённых  сточных  вод,  для  обезвреживания  которых  можно подобрать эффективные локальные методы очистки;

–  регенерация  отработанных  кислот,  щелочей и  солевых технологических растворов с использованием извлекаемых продуктов в качестве вторичного сырья;

– рекуперация и утилизация теплоты технологических  жидкостей и растворов путём теплообмена между их горячими и холодными потоками или получением энергетического или технологического пара;

– внедрение стабилизационной обработки воды, позволяющей предотвратить образование минеральных отложений и биообрастания, ингибирование процессов коррозии, обеспечить оптимальный экономичный  режим  работы за счет  снижения  количества  подпиточных и продувочных вод.

Разработку  замкнутых систем водного хозяйства промышленных  предприятий  желательно  осуществлять  постадийно,  с  постепенным увеличением доли воды, используемой в обороте. Начальным этапом в создании таких систем является определение научнообоснованных требований  к качеству воды,  используемой  во  всех технологических процессах. В большинстве случаев нет необходимости  использовать  более дорогую питьевую воду. Для обеспечения санитарно - гигиенической и токсикологической безопасности на  предприятиях целесообразно  проводить  комплексные  исследования для разработки оптимальных схем очистки оборотных вод.

Анализ  существующих решений и проектных  материалов  показывает,  что  создание  экономически  рациональных  замкнутых систем  водного  хозяйства  на  предприятиях  является  достаточно трудной,  но  вполне  разрешимой  задачей.  Сложный  физико-химический состав сточных вод, разнообразие содержащихся в них соединений  и  их  взаимодействие  делают  невозможным  подбор универсальной структуры замкнутых схем. Создание таких систем на предприятиях зависит от особенностей технологии, технической оснащённости, требований к качеству получаемой продукции и используемой воды и т.д. При создании замкнутых систем водного хозяйства проектирование систем водоснабжения и канализации  промышленных  предприятий  должно  проводиться  одновременно  с  проектированием основного производства.