Рациональное использование водных ресурсов

Хотя водные ресурсы относятся к категории возобновляемых, их интен­сивное использование в отдельных районах и на некоторых производствах нередко неоправданно завышено, что приводит к возникновению их дефи­цита и, как следствие, тормозит экономическое и социальное развитие дан­ной территории. Практически во всех видах водопотребления имеются сущест­венные резервы экономии водных ресурсов. Особенно велики они в про­мышленности. Для большинства промышленных производств требования к качеству используемой воды значительно менее жесткие, чем к составу вод, подлежащих сбросу в водный объект или в городскую систему водоотведе-ния. Поэтому производственные сточные воды гораздо выгоднее направлять на повторное использование в системах оборотного и последовательного водо-

Экология города

снабжения, чем подвергать очистке, удовлетворяющей условиям сброса. В системах оборотного водоснабжения вода, использованная в технологичес­ком процессе, после соответствующей обработки многократно используется для производственных нужд. В системах последовательного водоснабжения вода, использованная в одном технологическом процессе, после обработки или без таковой направляется для использования в другом технологическом процессе или на другом производстве. Обработка воды обеспечивает поддер­жание ее свойств в соответствии с требованиями конкретного технологичес­кого процесса, что достигается охлаждением или очисткой от излишнего со­держания взвешенных веществ или плавающих примесей, повышенной ми­нерализации и т.д. Наибольшее распространение оборотные системы водоснабжения получили в теплообменных циклах, где технологическая вода используется для отведения излишнего тепла от работающих агрегатов, после чего сама подается на охлаждение. Охлаждение воды происходит в градирнях (рис. 3.3) или в брызгальных бассейнах (рис. 3.4). В процессе охлаждения 2—3% воды испаряется или разбрызгивается. Кроме того, из-за негерметич­ности теплообменной или водопроводной сети имеют место утечки воды. Поэтому оборотные системы должны постоянно пополняться свежей водой. За счет испарения в оборотном цикле возрастают минерализация и жесткость воды, что приводит к отложению солей (карбонатов кальция и магния) на стенках теплообменной аппаратуры и водопроводных труб. Для снижения минерализации и жесткости воды в оборотной системе часть технологичес­кой воды (8—10%) периодически заменяют свежей. Этот процесс называется продувочным циклом. Для повторного использования технологической воды, которая имела контакт с сырьем или готовой продукцией, ее подвергают очи­стке в соответствии с требованиями технологического процесса. Оборотное водоснабжение позволяет в десятки раз уменьшить потребление свежей воды. Так, например, в производстве синтетического каучука при прямоточной системе водоснабжения на каждую тонну продукции расходуется 2100 м³ воды, при оборотной системе добавка свежей воды составляет 165 м³ на 1т каучука.

Рис. 3.3. Градирня башенного типа:

1 — нагретая вода; 2 — подача воздуха; 3 — охлажденная вода

Раздел 3. Водная среда города

5 6

Рис. 3.4. Брызгальный бассейн:

1 — бассейн с охлажденной водой; 2 — водозабор; 3 — здание насосной; 4 — насос; 5 — запасной бак; б — конденсатор; 7 — трубопровод нагретой воды; 8 — фонтаны

Эффективность использования воды в производстве оценивается:

коэффициентом использования воды

Q-Qc Q

100%;

коэффициентом водооборота

К_б =

100%;

безвозвратными потерями воды

Q- Q

К = 7ПГ7Т • 100%,

где Q — расход свежей воды, забираемой из источника водоснабжения, м³/сут.; Q_c — расход сбросной воды, м³/сут.; Q_o6— расход оборотной систе­мы водоснабжения, м³/сут.

Во многих технологических процессах и производствах созданы замкну­тые системы водоснабжения, исключающие сброс сточных вод. В состав зам­кнутых систем водоснабжения входят сооружения для очистки технологичес­кой воды, обеспечивающие поддержание ее состава и свойств в соответствии с требованиями данного технологического процесса.

Для преодоления нарастающего дефицита водных ресурсов, а также с целью уменьшения платы за забор воды создаются замкнутые системы вод­ного хозяйства промышленных узлов и территориально-промышленных ком­плексов (рис. 3.5). Пополнение безвозвратных потерь воды в замкнутых сис­темах производится из водных объектов или за счет использования очищен­ных сточных, дождевых и талых вод. Последние особенно предпочтительны благодаря их низкой минерализации.

Экология города

Рис. 3.5. Замкнутая система водного хозяйства:

1 — водный объект; 2 — водозабор; 3 — водоподготовка питьевой воды; 4 — водопровод; 5 — жилой массив; 6 — коллектор хозяйственно-бытовых сточных вод; 7 — сооружения механической очистки сточных вод; 8 — сооружения биологической очистки; 9 — земле­дельческие поля орошения с подземными коллекторами; 10 — метантенки; 11 — подача ила на земледельческие поля орошения; 12 — промышленные предприятия; 13 — коллек­тор производственных сточных вод; 14 — повторное использование сточных вод; 15 — сброс оросительных вод; 16 — накопитель оросительных вод; 17 — повторное использо­вание оросительных вод