агрегатах

Естественно, существуют и более жесткие требования к качеству оборотной технической воды (например, в питании паровых котлов). Требования в каждом случае свои, а показатели в основном одни и те же, главными из которых являются концентрации растворенного кислорода, солей жесткости и взвешенных веществ. Научно обоснованных допустимых концентраций вредных веществ для оборотных вод нет. Например, в черной металлургии во многих случаях концентрация фенола в воде в 1000 раз и более может превышать его ПДК и, тем не менее, не влиять на качество продукции и оборотное водоснабжение.

В оборотном водоснабжении могут использоваться три категории воды соответственно трем основным схемам существующего оборотного водоснабжения.

1-я схема применяется, когда вода является теплоносителем и в процессе использования лишь нагревается, не загрязняясь, те изменяется ее термостабильность. В системе оборотного водоснабжения эта вода перед повторным использованием на те же цели предварительно охлаждается в прудах, брызгальномбассейне или на градирне (рис. 3).

2-я схема применяется, когда вода служит средой, поглощающей и транспортирующей механические и растворенные примеси, и в процессе использования не нагревается, а загрязняется. В системе оборотного водоснабжения эта вода перед повторным использованием подвергается очистке от порученных ею загрязнений в прудах-осветлителях, отстойниках, фильтрах и т.п. (рис. 4).

Рис. 3. Схема оборотного водоснабжения:

1 - производство; 2 - насосная станция; 3 -обработка добавочной воды; 4 - охладитель; Qпп - потери воды в производстве; Qo - расход отработавшей воды; Qисп - потери воды на испарение; Q_ун - унос воды при охлаждении; Q_сбр - потери воды на сброс; Qдоб - расход добавочной воды; Q_п -количество воды, по­даваемой производству

Рис. 4. Схема оборотного водоснабжения:

1 - производство; 2 - насосная станция; 3 - обработка добавочной воды; 4 - водоочистные установки; Qoc - унос воды с осадком

3-я схема применяется, когда вода является средой и одно­временно служит теплоносителем (осадителем продукта), т. е. и нагревается, и загрязняется. Перед повторным использованием в системе оборотного водоснабжения ее очищают от загрязнений и охлаждают (рис. 5).

Рис. 5. Схема оборотного водоснабжения:

1 - производство; 2 - насосная станция; 3 - обра­ботка добавочной воды; 4 - охладитель; 5 - водо­очистные установки

Эффективность использования воды на промышленных предприятиях оценивается тремя показателями.

1. Техническое совершенство системы водоснабжения оце­нивается количеством использованной оборотной воды Р_об, %:

Q_об

Р_об =- ----------------------------100, (1)

Q_ОБ + Q_ИСТ + Q_с

где Qoб, Qиct и Q_c - количество воды, используемой в обороте, забираемой из источника и поступающей в систему водоснабжения с сырьем.

2. Рациональность использования воды, забираемой из ис­точника, оценивается коэффициентом К_и:

Q_ист + Q_с – Q_сбр

Kи = -------------------------------------------≤ 1 (2)

Q _ист + Q_с

3. Потери воды (%) определяются по формуле:

Q_ист + Q_с – Q_сбр

Р _пот = -------------------------------------------100, (3)

Q_ист + Q_с + Q_посл + Qоб

где Qпосл - количество воды, используемой в производстве после­довательно.

Таким образом, смысл создания замкнутых оборотных сис­тем заключается в объединении водопровода и канализации и в исключении из схемы водоема. Однажды взятая из водоема вода все время обращается в этой объединенной системе; загрязнен­ная в технологических процессах, она очищается, снова загрязня­ется и снова очищается. У этой оборотной системы есть некото­рое сходство с системой кровообращения в человеческом орга­низме. Кровь, двигаясь по артериям («водопроводная система»), обеспечивает физиологические процессы организма, затем по ве­нам («канализационная система») уносит «отходы» этих процес­сов, освобождается от них в легких («очистные станции»), снова возвращается в артериальную систему. Правда, такая оборотная система не полностью замкнута: она забирает из окружающей ат­мосферы кислород и имеет отходы, выделяемые в атмосферу (диоксид углерода, пары воды). Но и оборотные системы водо­снабжения, указанные выше и действующие сейчас в промыш­ленности, также не ограничиваются единовременным забором свежей воды. Им приходится покрывать из водоема потери воды, обращающейся в производстве, и сбрасывать некоторые жидкие отходы.

Дело в том, что при обороте воды в системе часть ее теря­ется. Такие потери происходят от испарения в охлаждающих уст­ройствах, от естественного испарения с поверхности прудов и от­крытых очистных сооружений, при удалении влажных осадков и шламов, а также непосредственно в химических реакциях, кото­рые идут с участием воды. Так как количество воды в системе оборотного водоснабжения должно поддерживаться постоянным, то ее убыль должна возмещаться добавочной водой.

Но кроме восполнения количества воды, нужна еще и ее ка­чественная компенсация. Это связано с тем, что при циркуляции в системе вода подвергается различным физико-химическим воз­действиям (упаривание, охлаждение, нагревание и т.д.). При этом в воде увеличивается концентрация минеральных солей, изменя­ется ее термостабильность, вода приобретает способность к от­ложению накипей на стенках трубопроводов. Последнего нежела­тельного эффекта можно избежать применением различных тех­нологических приемов, но и в этом случае воду, содержащую много солей, приходится сбрасывать. Это достигается освежением циркулирующей воды или, как принято называть этот процесс, подпиткой, при сбрасывании некоторого ее количества в водоем (продувка системы) и заборе взамен свежей воды. Количество та­кой воды в зависимости от различных факторов может составлять 5-10% от ее общего количества в системе.

Как уже было сказано выше, продувка оборотных вод прово­дится с целью уменьшения их солесодержания и увеличения их термостабильности. Поэтому без сброса продувочных вод могут работать только системы с умягченными или гидрокарбонатными водами с общим низким солесодержанием. При большом же со­держании солей есть два выхода. Первый выход заключается в том, что можно обессолить или продувочные воды, или подпиты­вающую воду (ионированием). Экономичнее, оказывается, коррек­тировать состав продувочных вод и возвращать их в оборотную систему. Это связано и с меньшим объемом продувочных вод, и с уменьшением загрязнения водоемов, и с другими факторами. Ме­тоды обработки продувочных вод, конечно, зависят от конкретного производства.

Второй путь исключения сброса продувочных вод заключа­ется в использовании для подпитки оборотной системы маломи­нерализованных или очищенных промышленных сточных вод и, прежде всего вод, подвергшихся биологической очистке. Такие воды дополнительно очищаются от органических веществ и в слу­чае необходимости обессоливаются и умягчаются.

Использование очищенных сточных вод в водоснабжении предприятий является в настоящее время важным направлением в решении задач рационального использования и прекращения загрязнения водоемов. Существенным моментом является и то, что для предприятий становится гораздо экономичнее обработать сточные воды для возврата их в производство, чем очистить для сброса в водоем, так как санитарные условия спуска сточных вод в водоемы очень жесткие.