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
- канализацию для транспортировки стоков к месту аккумуляции
- накопительную станцию, в которой установлены фильтры, отстойники и прочие устройства для избавления жидкости от примесей
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- механическая. Предполагает удаление из стоков крупных нерастворимых включений (минеральных или органических). Обычно это начальный этап, который готовит жидкость к прохождению тонкой фильтрации
- ионный обмен. На этом этапе необходимо использование катионитовых фильтров для систем оборотного водоснабжения с целью избавления от тяжёлых металлов и снижения жёсткости получаемой жидкости
- 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
- 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.
Рис.1
В данном случае система замкнутого оборотного водоснабжения включает
- Насос для перекачки стоков из канализации.
- Резервуар для их аккумуляции.
- Реактор, в котором загрязнённая вода смешивается с коагулянтом.
- Флотатор, оснащённый фильтрационной мембраной.
- Сборник шлама.
- 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.
