Зворотна схема водопостачання

Зворотні системи відкривають великі можливості у здешевленні системи водопостачання, скороченні споживання свіжої води та скидів забруднених стоків. Для створення зворотної системи використовується та обставина, що 70 ... 85% технічної води в технологічних апаратах тільки нагріваються і після охолодження можуть використовуватися повторно.

На підприємствах основну роль у водопостачанні відіграють системи зворотного водопостачання. Нагріта в теплообмінних апаратах оборотна вода знову охолоджується в градирнях, бризкальних басейнах або інших пристроях і циркуляційними насосами повертається в теплообмінники. При цьому вона багаторазово і послідовно піддається фізико-хімічним впливам – упарюється, нагрівається, охолоджується, аерується, багаторазово стикається з охолоджувальною поверхнею та в результаті цього частково втрачається при випаровуванні, крапельному виносі в атмосферу і поступово стає більш мінералізованою. Часто при цьому стабільність води порушується, вона стає корозійною або може призвести до відкладення мінеральних солей, поступово у ній накопичується пил і продукти корозії. Тому для поповнення втрат оборотної води та відновлення її якості системи оборотного водопостачання підживлюють воду. Підживлюча та оборотна вода розрізняються за якістю. Оборотне водопостачання може бути здійснене у вигляді єдиної системи для всього промислового підприємства або у вигляді окремих циклів для одного або групи цехів. Кількість систем оборотного водопостачання на підприємстві встановлюється з урахуванням особливостей і характеру виробництва, призначення води, вимог до її якості, температурі, тиску. З метою зменшення діаметра й довжини труб комунікацій слід переважно передбачати на підприємстві роздільні системи оборотного водопостачання окремих виробництв, цехів або установок при максимально можливому наближенні споруд оборотного водопостачання до споживачів води. У звичайних системах оборотного водопостачання, які не мають специфічних забруднень технологічними продуктами, запобігти підвищенню мінералізації в оборотній воді можна шляхом продування (скидання частини оборотної води) й поповнення системи живильною водою. Охолодження води відбувається на градирнях, а очищення проводять шляхом додавання коагулянтів та флокулянтів. Вода, яка використовується для охолодження продуктів через стінки теплообмінної апаратури, повинна бути звільнена від надлишку завислих речовин. Охолоджуюча вода не має містити сірководень і залізо. Крім того, корозійна стійкість теплообмінної апаратури та комунікацій забезпечується лише при дотриманні оптимального вузького інтервалу рН і при незначному вмісті солей у воді. Для таких систем рекомендується застосовувати коригування рН оборотної води або часткового Н-катіонування, а також здійснювати заходи, що знижують інтенсивність солевмісту. Залежно від якості вихідної води і вимог, що ставляться до якості споживаної води, частина загальної витрати оборотної води може піддаватися обробці (корекційна обробка, пом'якшення, знесолення, хлорування, видалення суспензій). Відпрацьована вода, що використовується у виробництві, й вода, що витрачаються на власні потреби водоочисних установок, не завжди можуть повертатися до рециркуляційних систем і частково скидаються у стічні води. У таких випадках цю витрату води слід ураховувати у загальному балансі системи. В обороті можуть використовуватися три категорії води, що відповідають трьом основним схемами зворотного водопостачання.

Рис. 1.7 Схема оборотного водопостачання з очищенням оборотної води: 1 – виробництво; 2 – охолоджувач води; 3 – водоочисна споруда; 4 – камера обробки додаткової води; 5 – насосна станція

Рис. 1.8. Схема зворотного водопостачання з очищенням та охолодженням зворотної води: 1 – виробництво; 2 – охолоджувач води; 3 – водоочисна споруда; 4 – камера обробки додаткової води; 5 – насосна станція

Перша схема використовується, якщо вода у виробництві не забруднюється, а лише нагрівається і змінюється її термостабільність. У цьому випадкові відпрацьована вода охолоджується, частково виводиться із системи (продування) і знову подається на те ж виробництво, поповнена вихідної водою з джерела водопостачання. Друга схема застосовується, коли вода у виробництві не нагрівається, але забруднюється. В цьому випадку піддається тільки очищенню (відстоювання, фільтрування) та знову подається на те ж виробництво. Найбільш складний випадок відображає схема, коли вода у виробництві нагрівається і забруднюється. Така відпрацьована вода перед поверненням на виробництво охолоджується, частково виводиться із системи, піддається очищенню та поповнюється вихідної водою з джерела водопостачання. В наш час для поповнення систем зворотного водопостачання використовуються очищені стічні води. Система зворотного водопостачання наповнюється водою в момент початкового введення її в експлуатацію. У подальшому кількість води підтримується постійною, тобто втрати компенсуються. Втрати води із системи оборотного водопостачання складається з наступних утрат: 1) утрати води у виробництві в місцях її використання; 2) втрати води на спорудах освітлення і підготовки води; 3) втрати води в результаті випаровування при охолодженні; 4) втрати води із системи під дією вітру та через крапельне винесення; 5) у деяких випадках з метою підтримки в зворотній воді постійної концентрації будь-якого розчиненої речовини частина води з оборотного циклу може навмисно скидатися і замінюватися свіжою водою з джерела в тій же кількості. [2]

Зворотні системи споруджуються як за технічними умовами, екологічними вимогами й економічними міркуваннями. За технічними умовами застосування цієї системи може виявитися просто необхідно тому, що дебіт наявного природнього вододжерела недостатній для здійснення прямотечійного водопостачання. Необхідність зворотних систем зумовлюється та екологічними вимогами. Застосування зворотних систем дозволяє знизити кількість скидів забрудненої води у водойми. Найбільш цінними є з екологічної точки зору зворотні системи без скидання продувки – безстокові системи.

У безстокових (замкнутих) системах водопостачання на підприємствах замість свіжої води використовується доочищена до норм якості технічної води суміш промислових і побутових стічних вод, попередньо пройшла біологічне очищення. Біологічно очищені стічні води, що використовуються в технічному водопостачанні, повинні відповідати технічним, економічним таі санітарно-гігієнічним вимогам. Але й при дотриманні відповідних норм така вода не може використовуватися в харчовій, м'ясо-молочної й фармацевтичної промисловості. З економічних міркувань використання зворотних систем водопостачання дозволяє знизити витрати на спорудження водозабірних пристроїв, насосних станцій першого підйому, водоводів, очисних споруд природної води і каналізаційних ліній.