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.
-
- УФ установки для обеззараживания сточных вод
-
- На фото — генератор ультразвука производственной мощности
-
- Очистка воды постоянными магнитами
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:
- Обработанная электромагнитом вода, за счёт образования в ней углекислого газа, приобретает свойства дождевой, и способна растворять накипь.
- 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:
- Грязного цикла. Сюда относят производства, на которых производится промывка и охлаждение станков и прочего оборудования.
- Чистого цикла. Теплоэлектроцентрали, холодильные и компрессорные установки.
- 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.
Комментарии
Добавьте комментарий