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.

Оборотное водоснабжение автомоек

Устройство оборотной системы водоснабжения

Очистные сооружения автомоек проектируются по принципу оборотной системы водоснабжения с замкнутым циклом. Это позволяет минимизировать воздействие на окружающую среду в части образования отходов и полностью устранить возможность сброса неочищенных сточных вод на рельеф или в природные водоемы.

Оборотная система водоснабжения предусматривает очистку загрязненных стоков на локальных очистных сооружениях и повторное использование в циклах производства.

Сброс неочищенных сточных вод на грунт, в поверхностные водоемы или городскую канализацию полностью исключен.

Эффективность систем оборотного водоснабжения неоспорима:

• резко снижается водопотребление, обычно на 85-90% (восполняются только невозвратимые потери воды);
• устраняется возможный унос загрязнений сточных вод;
• снижается воздействие на окружающую природную среду.

Экономический эффект оборотной системы водоснабжения заключается в финансовой экономии от платы за водопользование и штрафов за превышение предельно-допустимых концентраций вредных веществ в сточных водах.

Сточные воды, образующиеся на автомойках гаражей, СТО, автозаправочных станций и транспортных предприятий, можно использовать повторно в замкнутом режиме, так как вода не изменяет своих качеств и не требует особых методов очистки.

Этапы очистки технической сточной воды на автомойке: отстаивание, флотация, механическая фильтрация, при необходимости — дополнительная реагентная или биологическая очистка. Глубина очистки сточной воды для повторных нужд регламентируется техническими требованиями конкретного предприятия.

Механическая фильтрация предваряет основные этапы очистки и удаляет из воды мусор и крупноразмерные загрязняющие вещества. В процессе флотации в сточную воду нагнетается воздух под высоким давлением, а при падении давления до атмосферного образуется пена, которая абсорбирует моющие вещества, масла, нефтепродукты и бензин. Загрязненный шлам сбрасывается в шламосборник и накапливается в шламонакопителе для дальнейшей утилизации.

Химическая реагентная очистка в общем случае реализует процесс перевода растворенных примесей в нерастворимое состояние с последующим осаждением и удалением примесей из сточной воды.

Дополнительный этап биологической очистки основан на высокой окислительной способности микроорганизмов в аэробных или анаэробных условиях.

Наиболее распространённая схема замкнутого оборотного водоснабжения автомоек включает в себя метод очистки напорной флотацией. Пенная флотация обеспечивает высокую эффективность очистки от характерных загрязнителей в условиях автомойки и отличается невысокими затратами в обслуживании и эксплуатации.

Помещение автомойки оборудуется двухконтурной системой водоснабжения, которая питает моющие аппараты высокого давления — контур с чистой водой и контур с оборотной (очищенной) водой. Основные моечные операции (первичная мойка, обработка моющим раствором, смывание пены) идут с применением оборотной воды. Чистая первичная вода используется только для финального ополаскивания и составляет по объему не более 10% от оборотной воды.

Полноценная мойка одного легкового автомобиля требует не менее 100 литров воды. 1 м3 воды достаточно для помывки 9-10 легковых автомашин. Оборотная система водоснабжения позволит при том же объемном расходе чистой воды помыть 50-60 автомобилей.

Излишки стоков регулярно отводятся из рабочего объема оборотной системы через сорбционный фильтр в канализацию или в сборный резервуар и направляются на утилизацию.

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