Основные пути сокращения водопотребления и водоотведения промышленных предприятий

Для сокращения водопотребления и, следовательно, водоотведения в производственной сфере реализуется следующий комплекс мероприятий: • усовершенствование существующих технологических процессов и оборудования с минимизацией использования воды;

• разработка новых технологий, характеризующихся низким потреб­лением воды либо ее полным отсутствием;

• организация замкнутых водооборотных систем, включающих сбор и соответствующую обработку сточных вод и атмосферных осад­ков с территории предприятия с последующим их повторным ис­пользованием на производстве;

• создание локальных систем очистки и обезвреживания сточных вод отдельных производств, включающих извлечение и утилизацию ценных компонентов и подготовку очищенной воды к повторному ее использованию;

• широкое использование водооборотных охлаждающих систем во­доснабжения;

• замена водяного охлаждения воздушным;

• использование эффективных методов очистки, обезвреживания, обеззараживания сточных вод с последующим их применением в производстве либо сбросом в водоемы.

Для уменьшения выхода реакционных сточных вод необходимо выби­рать такие химические реакции, которые протекают без образования во­ды. Так, при производстве бутадиена контактным разложением этилового спирта образуется реакционная вода. Однако бутадиен можно получить без образования реакционной воды путем дегидрирования бутана.

Для сокращения водоотведения производства сырье и исходные про­дукты необходимо предварительно обезвоживать.

С целью снижения расхода промывной воды следует повышать каче­ство исходного сырья и продуктов, чтобы исключить необходимость их промывки, применять для промывки неводные растворители, широко ис­пользовать методы регенерационного выделения (адсорбция, ионный об­мен и др.) или деструктивного разрушения (озонирование, хлорирование и др.) компонентов, загрязняющих сырье и продукты. Заменять периоди­ческие процессы промывки продуктов водой непрерывными с использо­ванием противотока и более совершенной промывной аппаратуры.

Широкое применение аппаратов воздушного охлаждения (АВО) по­зволяет сократить потребность в охлаждающей воде на 60 - 75 %, а сле­довательно, количество сточных вод на 25 - 45 %.

В настоящее время градирни, используемые для охлаждения оборот­ной воды, заменяются на АВО, что не только снижает потери от испаре­ния и потребность в свежей воде, но и сохраняет стабильный солевой со­став оборотной воды и уменьшает количество сточных вод, требующих глубокой очистки.

Еще одной возможностью сокращения расхода охлаждающей воды яв­ляется добавление к ней искусственно получаемого холода. Холод можно получать из отработанного тепла (тепло дымовых газов, воды, воздуха). Для получения холода используются компрессорные аммиачно-холодильные установки, термохимические трансформаторы тепла и дру­гие устройства. При понижении температуры охлаждающей воды на 10 °С расход воды снижается на 30 %, а количество сточных вод - на 20 %.

Если ранее производственный процесс оценивался с точки зрения тех­нологичности, экономичности и безопасности, то теперь этих факторов уже недостаточно. Необходимо, чтобы технология имела максимально низкий материальный индекс производства, т. е. минимальное количест­во труднореализуемых отходов.

Поэтому широкое использование систем оборотного и повторного во­доснабжения для промышленного производства с обязательной очисткой и обработкой воды имеет особое значение.

Использование для подпитки оборотных систем очищенных промлив­невых сточных вод позволяет сократить как количество сбрасываемых стоков, так и потребление свежей воды.

При эксплуатации систем оборотного водоснабжения поддержание воды в стабильном состоянии является чрезвычайно важным для надеж­ной работы оборудования. Применяемая в оборотных системах вода не должна обладать агрессивными свойствами и способствовать осадкообра­зованию на теплопередающих поверхностях. Поэтому оборотную воду следует подвергать стабилизационной обработке, обеспечивающей защи­ту теплообменной аппаратуры и трубопроводов от коррозии, карбонатных отложений и биологических обрастаний. Схема комплексной подготовки оборотной воды включает фильтрование, ингибирование, хлорирование и обработку медным купоросом. Для борьбы с коррозией и накипеобразо-ванием рекомендуется использовать различные ингибиторы, в частности ИКБ-4В. Защитное действие последнего основано на способности адсор­бироваться на поверхности металла, образуя тончайшую пленку, которая изолирует металл от агрессивной среды. Он предназначен для защиты ме­таллов от коррозии в нейтральных водных средах,,содержащих раство­ренные соли и кислород. Оказывает также моющее действие, способст­вующее очистке теплообменников от грязевых отложений и биообраста­ний. Из неорганических ингибиторов используют фосфаты, хроматы и их композиции с сульфатом цинка.

Для предотвращения карбонатных отложений в системах оборотного водоснабжения применяется подкисление, декарбонизация, фосфатирование и комбинированная фосфатно-кислотная обработка. При применении ингибитора ИКБ-4В подкисление оборотной воды не производится.

Для систем оборотного водоснабжения характерно интенсивное разви­тие биологических обрастаний, что приводит к большим затруднениям в эксплуатации этих систем и наносит большой ущерб предприятиям. Для борьбы с биообрастанием в теплообменных аппаратах и трубопроводах наибольшее распространение получила обработка воды хлором^Для по­давления развития водорослей на градирнях применяется обработка воды медным купоросом. Хлорирование оборотной воды производится перио­дически (2 - 6 раз в сутки) в зависимости от интенсивности развития био­обрастаний. Продолжительность периода хлорирования 40 - 60 мин. Об­работка медным купоросом должна производиться в летнее время 3-4 раза в месяц в течение 1 - 2 ч.

Кроме организации специальных оборотных циклов загрязненных сточных вод большое значение имеет использование очищенных сточных вод в оборотных системах охлаждающей воды. Очищенные сточные воды используются для восполнения потерь воды на градирнях вследствие ка­пельного уноса и испарения.

Дефицит воды и повышение ее стоимости стимулируют применение очищенных городских сточных вод для водоснабжения промышленных предприятий. Для доведения качества очищенных сточных вод до нормы, соответствующей требованиям при использовании их в промышленном водоснабжении, необходимо проводить их доочистку на фильтрах и обез­зараживание.

При организации любой замкнутой системы водопотребления обяза­тельными ее элементами будут различные очистные сооружения и уста­новки, которые рассматриваются ниже.