Оборотное водоснабжение

Содержание статьи

Что такое оборотное водоснабжение

Оборотное водоснабжение – это система обеспечения водой нужд производственного предприятия, при которой использованная вода после соответствующей подготовки подаётся повторно. Оборотное водоснабжение или водооборотный цикл представляет собой замкнутую систему, состоящую из различного технологического оборудования, соединённого трубопроводами.

Вода достаточно дорогой ресурс, её доставка на предприятие также требует определённых затрат. Поэтому для экономии средств предприятия имеет смысл использовать воду повторно. После использования и прохождение через оборудование вода, как правило, меняет свои свойства, может загрязняется продуктами производства. Сброс такой воды негативно влияет на окружающую среду, что в свою очередь может повлечь санкции со стороны контролирующих органов в области экологии.

Использование системы оборотного водоснабжения

Чаще всего вода используется как теплоноситель для нагрева или охлаждения оборудования. Также оборотное водоснабжение используется в гальванике, в горнодобывающей промышленности, ТЭЦ, в пищевом производстве и др.

Как указывалось выше, после прохождения воды через оборудование, она, как правило, загрязняется продуктами производства, поэтому перед повторным использование воду необходимо подготовить (произвести водоподготовку). В зависимости от характера загрязнений используют различные способы водоподготовки — отстаивание, фильтрация, добавление реагентов, охлаждение, продувка.

Фильтрация используется для очистки воды от механических загрязнений. Очень часто используется боковая фильтрация, когда фильтруется не весь поток воды, а его часть, при этом поддерживается допустимая концентрация примесей. В случае выхода из строя фильтра такая система позволяет какое-то время продолжать рабочий процесс, до замены фильтрующего элемента. Также для механической очистки воды применяются резервуары-отстойники.

Для очистки воды от растворённых примесей используется химическая очистка воды. Так, для декарбонизации жёсткой воды во избежание соляных отложений используют различные кислоты, для уменьшения коррозии трубопроводов и оборудования добавляют ингибиторы коррозии. Если вода подвергается аэрации и в ней содержится большое количество биологических веществ, то оборудование и трубопроводы могут быть подвержены биологическим обрастаниям. Для предотвращения этого воду хлорируют.

Также для снижения концентрации растворённых загрязнений применяют продувку. Продувка — это добавление в систему оборотного водоснабжения чистой воды. В зависимости от технологических процессов, например, при гальванике воду очищают выпариванием и осмосом.

Во время технологического процесса часть воды может теряться в результате испарений и капельного уноса; для компенсации этих потерь в схеме оборотного водоснабжения предусматривается подпитка.

Все перечисленные способы водоподготовки направлены на достижения воды нужного качества. Таким образом, система оборотного водоснабжения позволяет поддерживать длительное время состав циркулирующей воды.

Создание систем оборотного водоснабжения

Рациональное использование чистой воды становится всё более актуальной проблемой на фоне надвигающейся экологической катастрофы и удорожания природных ресурсов. Это стимулирует человечество относиться с её расходованию более бережно, ответственно и взвешенно, выискивая пути по оптимизации потребления.

Что такое оборотное безотходное водоснабжение

Одним их таких способов является создание замкнутой системы переработки и очистки стоков для их последующего повторного использования. Такие комплексы чаще всего организуются на промышленных предприятиях, где расход ресурса достаточно большой. Потому единоразовая установка необходимого оборудования обходится дешевле, нежели постоянная подача чистой воды. Такая технология оправдана в случае, если её необходимо перекачивать из удалённого источника, или его ресурс очень ограничен.

Независимо от специфики работы предприятия и применяемого очистного оборудования оборотное водоснабжение это всегда габаритная многокомпонентная система. Она включает

1. канализацию для транспортировки стоков к месту аккумуляции
2. накопительную станцию, в которой установлены фильтры, отстойники и прочие устройства для избавления жидкости от примесей
3. трубопровод, подающий очищенную рабочую среду к технологическому оборудованию для нового цикла использования

Иногда система и разводка труб водооборотного водоснабжения может частично комбинироваться с обычным комплексом, тогда предприятие потребляет как очищенный собственными силами, так и перекачанный из внешнего источника ресурс.

Сфера применения

В последние годы она практически повсеместна и расширяется с каждым годом.

Металлургия

Здесь водооборотная схема используется для очищения газов. После прохождения технологического цикла жидкость сильно загрязнена, потому проходит несколько подготовительных стадий для повторного использования. Обычно это охлаждение, отстаивание, фильтрование.

Энергетика

В этой отрасли использование систем оборотного водоснабжения возможно на таких промышленных предприятиях, как атомные и тепловые электростанции. Здесь пар, поступающий от турбин, конденсируется и, перейдя в жидкость, служит для охлаждения различных механизмов и рабочих сред. Кроме того, она применяется для подпитки основного технологического процесса.

Машиностроение

В производстве очищенные стоки позволяют сократить до 90% расхода чистой воды при гальванической обработке металлов. Также они используются для промывки деталей, изготовления различных растворов, охлаждения механизмов.

Целлюлозно-бумажная отрасль

Ввиду того что в этой сфере вода используется очень активно и в больших объёмах, внедрение замкнутых систем здесь практически повсеместно. Доля оборотной жидкости составляет от 70 до 90%. Она используется для промывки исходного сырья на разных этапах переработки, обслуживания вспомогательных объектов (котельных, складов, ремонтных мастерских, компрессорных станций и т.д.),

Пищевая промышленность

Здесь применение замкнутого цикла оборотного водоснабжения необходимо для получения рабочей среды, которая используется для промывки полуфабрикатов, охлаждения технологического оборудования. Максимально отфильтрованная и подготовленная жидкость применяется при изготовлении молочных продуктов, алкогольных напитков, газировки.

Преимущества внедрения повторных систем

На первый взгляд может показаться, что установка столь сложного комплекса обернётся для предприятия дополнительными расходами, однако в ходе его эксплуатации проявляется масса плюсов.

1. Улучшение экологической обстановки в регионе. Выбросы вредных веществ в реки, озёра, грунт сокращаются в разы. Это не только благоприятно сказывается на состоянии природы, но и позволяет производству экономить на оплате штрафов за загрязнение окружающей среды.
2. Сокращение расходов на транспортировку ресурса. Создание и внедрение систем оборотного водоснабжения позволяет использовать свой очищенный ресурс, а не перекачивать его на большие расстояния из удаленных рек, озёр, хранилищ. В результате экономятся средства на монтаж, обслуживание, энергообеспечение насосных станций.
3. Продление срока эксплуатации промышленного оборудования. Этот достигается за счёт того, что в производстве используется очищенная до нужного состояния вода. Когда она подаётся из внешнего источника, её качество обычно гораздо хуже и требует больше усилий для подготовки. Если же она сразу поступает в технологический процесс, загрязнения и примеси могут стать причиной засорения и выхода из строя механизмов.
4. Сохранение важных для производства компонентов. В ходе работы в обычном режиме они сбрасываются вместе со сточными жидкостями, но оборотное повторное водоснабжение позволяет вернуть их для вторичного использования.

Принцип работы системы

Методы очистки отработанной жидкости подбираются на каждом предприятии индивидуально и зависят от типа примесей, которые в неё попадают в ходе прохождения технологического цикла. Прежде всего стоки поступают в накопительную ёмкость, откуда перекачиваются в станцию водоподготовки. В её комплектацию может входить оборудование для охлаждения и конденсации, отстойники, различные фильтры. Наиболее часто применяемые технологии очистки

1. механическая. Предполагает удаление из стоков крупных нерастворимых включений (минеральных или органических). Обычно это начальный этап, который готовит жидкость к прохождению тонкой фильтрации
2. ионный обмен. На этом этапе необходимо использование катионитовых фильтров для систем оборотного водоснабжения с целью избавления от тяжёлых металлов и снижения жёсткости получаемой жидкости
3. электрофлотация. Выполняется на специальном оборудовании, инициирующем процессы гидролиза. В результате стоки очищаются от нефтепродуктов, солей железа, магния, бактерий, поверхностно-активных веществ, устраняется их мутность и неприятный запах
4. обратный осмос. Наиболее эффективная методика, позволяющая избавиться от 99% примесей независимо от их характера. Она основана на том, что молекула воды имеет минимальный размер. Поэтому при прохождении через специальную мелкопористую мембрану в резервуаре, предназначенном для очищенного ресурса, оказывается только H2O

Как выполняется монтаж эффективного оборотного водоснабжения

Прежде всего необходимо провести анализ производственного процесса с целью определения состава примесей и загрязнений в стоках, расчёта потребностей в очищенной жидкости для технологического процесса. В зависимости от результатов определяется набор необходимого фильтрующего оборудования, его производительность, составляется детальный проект установки и подключения. Для каждого предприятия он разрабатывается индивидуально, поэтому вывести стандартный алгоритм монтажа довольно сложно.

На рисунке 1 показана примерная схема организации такого комплекса для автомойки.

В данном случае система замкнутого оборотного водоснабжения включает

1. Насос для перекачки стоков из канализации.
2. Резервуар для их аккумуляции.
3. Реактор, в котором загрязнённая вода смешивается с коагулянтом.
4. Флотатор, оснащённый фильтрационной мембраной.
5. Сборник шлама.
6. Бак для хранения очищенной жидкости.

В зависимости от специфики деятельности, масштабов предприятия установка и запуск в работу оборотного водоснабжения может быть сопряжена с разным уровнем денежных и трудовых затрат. Но при условии грамотной организации система в любом случае окупает себя со временем.

Оборотное водоснабжение

Благодаря уникальным свойствам и дешевизне вода широко применяется в промышленности как рабочее тело. Ее обработка после использования (очистка, охлаждение) дает возможность создать водоснабжение оборотное с многократным применением. За счет этого водопотребление значительно снижается, а также предупреждается загрязнение окружающей среды. В результате создаются комфортные условия для проживания людей.

Принцип действия

Система водоснабжения должна постоянно восполняться и периодически обновляться. Вода преимущественно используется в качестве охладителя или теплоносителя. В каждом случае ее предварительно охлаждают или подогревают. Перед повторным применением воду могут очищать, поскольку она загрязняется продуктами технологических процессов.

Доля оборотного водоснабжения возрастает во всех отраслях промышленности. Жидкость чаще всего применяют в теплообменной аппаратуре. Вода многократно подвергается нагреву и охлаждению в брызгальных бассейнах или градирнях. Ее большая часть теряется в процессе испарения.

Оборотное водоснабжение предприятии химического производства составляет уже 98 %. Там оно применяется в технологических операциях, где требуется очистка воды от промышленных отходов.

Отделение шлама от воды дает возможность его перерабатывать и извлекать ценные компоненты.

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.

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.

Преимущества системы оборотного водоснабжения

Применение системы оборотного водоснабжения предприятия имеет целый ряд преимуществ:

• резкое снижение вредных выбросов – сточные воды являются одной из основных причин ухудшения экологической обстановки. Система оборотного водоснабжения позволяет резко сократить объемы выброса загрязненной воды в окружающую среду, что позволит избежать выплат штрафных санкций за нарушение норм действующего экологического законодательства;
• снижение фактического водопотребления – повторное многоразовое употребление воды позволяет сократить ее количественное использование в десятки раз. Это как никогда актуально для предприятий, которые располагаются в маловодных регионах (для Украины – это лесостепные и степные районы). Экономический эффект особенно показателен в тех случаях, когда промышленное предприятие находится на большом расстоянии от водоема (источника водоснабжения). В этом случае приходится создавать целую систему насосных станций, чтобы обеспечить подачу воды, что влечет значительные затраты на оплату используемой электроэнергии;
• продление срока эксплуатации оборудования – вода, которая циркулирует в станции оборотного водоснабжения, проходит максимальную очистку от механических и химических примесей. Использование заборной воды требует её специальной предварительной подготовки, ведь в противном случае внутри на стенках теплообменников и трубопроводов может начаться образование кальцинированных наростов (отложений), что в дальнейшем может привести не только к снижению производительности оборудования, но и стать причиной его поломки. Непрерывная водоподготовка заборной воды ведет к увеличению расходов, а отказ от неё – к расходу на техническое обслуживание и ремонт оборудования. Именно поэтому оборотное водоснабжение это способ обеспечить оптимальные условия для функционирования промышленного оборудования;
• сокращение потерь ценных компонентов, которые попадают в воду во время производственного процесса. Оборотное водоснабжение дает возможность извлечь их и употребить повторно в целях производства.

Установка системы оборотного водоснабжения

Установка системы оборотного водоснабжения предприятий – достаточно сложный для реализации в технологическом плане процесс, ведь практически для каждого производства приходится подбирать и проектировать системы для очищения и обеззараживания сточных (отработанных) вод.

Необходимо учитывать множество факторов: требуемая производительность системы (какие объемы жидкости придется перерабатывать), степень загрязненности сточных вод, необходимость извлечения ценных (полезных) компонентов для их использования повторно в производстве и т.д. Именно поэтому очень часто применяется двухступенчатая схема очистки воды для оборотного водоснабжения, при которой отдельные участки и цеха, имеющие приблизительно стабильные по составу сточные воды, получают собственные локальные водоочистные сооружения и системы.

После предварительной очистки, удаляющей специфические (характерные именно для этого участка производства или цеха) примеси, сточные воды направляются в общую систему доочистки. Такая схема, несмотря на усложнение процесса, позволяет добиться лучших показателей очистки воды.

​

Сферы использования систем оборотного водоснабжения

Многие современные производственные процессы требуют использования значительных объемов воды, поэтому оборотное водоснабжение предприятий получает все большее распространение. Такие системы водоснабжения особенно актуальны в следующих отраслях:

• предприятия металлургической отрасли – система оборотного водоснабжения активно используется в процессах газоочистки. Вода после использования значительно нагревается и содержит множество инородных включений. Обычно в такой системе используют три степени очистки – охлаждение, отстаивание и фильтрация. После этого вода пригодна для использования повторно в системах газоочистки;
• предприятия в области машиностроения – в данной отрасли система оборотного водоснабжения дает возможность довести экономию потребления чистой (заборной) воды до 90%, особенно в процессах гальванизации металлов. При этом вода используется повторно как для приготовления электролитных растворов, так и для промывки деталей;
• заводы, задействованные в переработке нефти. Здесь современные технологии позволяют повторно использовать до 98% воды, задействованной в технологических процессах;
• пищевая промышленность – очищенную воду можно задействовать для промывания полуфабрикатов, а также в системах охлаждения как теплоноситель;
• энергетическая отрасль – прежде всего электростанции, как тепловые, так и АЭС. Вода, которая образовалась как результат охлаждения и конденсации пара, может использоваться для восполнения недостачи для основного рабочего процесса, а также для отвода тепла от подшипников, масла турбин, генераторов и т.д.;
• автомобильные мойки – сегодня их функционирование невозможно без установки целого комплекса водоочистных сооружений, состав которых включает отстойники, уловители нефтепродуктов, фильтры доочистки, биокаогуляторы и турбофильтры (вращение водяного потока позволяет отсеять крупные частицы земли, а также выполнить осаждение песка). Оборотное водоснабжение автомойки позволяет в разы сократить количество использованной заборной воды.

Очистка оборотной воды

Очистка механическим способом предназначена для удаления из использованной жидкости твердых минеральных и органических осадков. Механическая очистка основывается на подготовительном этапе промышленных стоков при надобности к биологическому и химическому способу более глубокой очистки.

Механическая очистка включает в себя процеживание жидкости через решетку, пескоулавливател и и систему отстаивания. Модели и диаметр этих оборудований зависят от составляющих деталей, характеристик и производственног о расхода стоков, а также способов химической и биологической обработки.

Установка обратного осмоса

Монтаж обратного осмоса позволит очистить воду в комплексном действии с удалением из нее катионов и анионов, а также других алкалоидных веществ.

Установка обратного осмоса совершает необходимый процесс, который состоит из:

Снижения объема на 75%, содержащих соль источников, подающихся на выпарное оборудование.

Снижает до минимальной степени финансовую затрату на покупку выпарного устройства.

Процесс выпаривания состоит из концентрации обратной жидкости с постепенным удалением частиц железа и кальция. Для полного избавления от канцерогенных взвесей применяют способ выпаривания, доводя процесс до кипения. Вся работа оборудования происходит за счет автоматического блока управления и составляет 24 часа в сутки.

​

«ИНТЕХ» — инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

© 2003-2021 ИНТЕХ — Вентиляция и кондиционирование. Контакты