8.3 Оборотное водоснабжение промышленного производства

Производственное водоснабжение бывает прямоточное (с однократным использованием воды) и оборотное (с многократным использованием во­ды). Использование оборотного водоснабжения позволяет ( в 10-50 раз ) сократить расход свежей воды из природного источника и уменьшить за­грязнения водного бассейна.

В системе оборотного водоснабжения необходимо предусмотреть очистку сточной воды и ее повторное использование, а также охлаждение оборотной воды. Система оборотного водоснабжения может работать со сбросом или без сброса части оборотной воды. При работе без сброса обо­ротной воды (т.е. без продувки) объем потребной свежей воды для подпит­ки системы будет меньше (чем при работе со сбросом) но при этом возрас­тут затраты на подготовку более качественной подпиточной воды.

Рис. 11. Схема оборотного водоснабжения

Оборотная вода в основном используется в теплообменной аппаратуре для отвода тепла от горячих технологических потоков. Это вода много­кратно нагревается (до 40-45 °С) и охлаждается (до 25-30°С) в прудах, брызгательных бассейнах или вентилируемых градирнях. Вследствие испа­рения брызгоуноса, сброса воды и других причин количество воды в сис­теме уменьшается; для восполнения потерь система подпитывается свежей водой, содержание солей в которой меньше, чем в оборотной воде.

Из-за неплотностей и неисправностей тепломенной аппаратуры обо­ротная вода загрязняется охлаждаемыми продуктами. Вследствие отложе­ния солей (инкрустации), биологического обрастания и коррозии эффек­тивность работы теплообменностей аппаратуры снижается.

Основным требованием к подпиточной воде является ограничение ее жесткости, т.е. содержание в воде карбонатов и сульфатов; ограничивается также содержание взвешенных веществ, которые могут отложиться на некоторых участках теплообменной аппаратуры и трубопроводов.

При движении воды на поверхности труб теплообменников отклады­вается карбонат кальция по реакции:

Са²⁺ + 2НСО₃^- → СаСО₃↓+ СО₂ + Н₂О

Скорость отложения солей должна не превышать 0,25 г/(м·ч).

Для предотвращения коррозии материалов теплообменных систем и труб в воду добавляют ингибиторы коррозии, а в отсутствие ингибиторов содержание солей в оборотной воде не должно превышать 2000 мг/л. Наи­более интенсивно коррозия происходит при наличии в воде растворимых солей К, Na, Li и Mg.

Для предотвращения биологического обрастания аппаратов должно быть ограничено содержание в оборотной воде органических веществ и соединений биогенных элементов (азота и фосфора), являющихся пита­тельной средой для микроорганизмов.

Скорость биообрастания поверхности теплообменников не должна превышать 0,07г/(м²·ч), а прирост толщины биослоя не должен быть более 0,05 мм в месяц.

Лекция 14

Лабораторно-аналитический контроль в области обращения с отходами

Лекция 15

Принципы расчета организованных и неорганизованных выбросов в атмосферу.

Лекция 16

Обеспечение экологической безопасности предприятия. Категория опасности. Расчет.

Лекция 17

Условия спуска сточных вод в водоемы.

Лекция 18

9. ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это максимальная кон­центрация примеси в данной среде (воздухе, воде, почве), которая при пе­риодическом воздействии или воздействии в течение всей жизни человека не оказывает на него и на окружающую среду в целом вредного воздейст­вия (включая отдаленные последствия).

Предельно допустимая среднесуточная концетрация вещества в воздухе населенных мест (ПДК_с..с..) - это максимальная концентрация веще­ства, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченной продолжительности вдыхания.

Предельно допустимая максимально разовая концентрация вещест­ва в воздухе населенных мест (ПДК_м.р.) - это такая концентрация, которая при вдыхании в течение 20 мин не должна вызывать рефлекторных (в т.ч. субсенсорных) реакций в организме человека.

Предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны (ПДК_р.з.) -это такая концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 часов или другой продолжительности рабочего дня, но не более 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не должна вызвать в состоянии здоровья настоящего и последующего поколений заболеваний или отклонений, обнаруживаемых современными ме­тодами исследований.

Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или рабочей площадки, т.е. места пребывания работающих.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) - это количество вредного веще­ства, выбрасываемого в единицу времени (г/с), которые в сумме с выбро­сами из других источников загрязнения (т.е. с фоновым загрязнением) не создает приземной концентрации i-й примеси, превышающей ПДК:

C_i+C_{i1 фон} ≤ ПДК_i

Если в воздухе населенных мест концентрация вредного вещества превышает ПДК, а величина ПДВ по объективным причинам не может быть достигнута, то фактический выброс называется временно согласован­ным выбросом.

Предельно допустимый сток (ПДС) - это количество вредного веще­ства в сточной воде, сбрасываемого в единицу времени в водоемы (г/с), ко­торое в сумме со стоками из других источников не создает концентрации i-й примеси, превышающей ПДК.

Если в воздухе или воде находятся несколько вредных веществ одно­направленного действия, то сумма их "приведенных концентраций" не должна превышать единицу, т.е.

Σ(C_i/ПДК_i)≤1.

Вопросы для самоконтроля

1. Сырьевые ресурсы промышленного производства.

2. Энергетические ресурсы промышленного производства.

3. Водные ресурсы промышленного производства.

4. Обмен веществ между производством и окружающей средой (схема).

5. Загрязнители окружающей среды (схема).

6. Виды выбросов в атмосферу.

7. Мероприятия по защите окружающей среды.

8. Принципы создания безотходных производств.

9. Принципы минимизации отходов производства.

10. Назначение и содержание экопаспорта предприятия.

11. Порядок экологической паспортизации.

12. Группы методов инвертаризации источников воздействий на ок­ружающую среду.

13. Классификация промышленных отходов по агрегатному состоя­нию.

14. Классификация промышленных отходов по воздействию на окру­жающую среду.

15. Термический способ обезвреживания газообразных отходов.

16. Каталитический способ обезвреживания газообразных отходов.

17. Обезвреживание газов от сероводорода, оксидов азота, серы и уг­лерода.

18. Методы очистки сточных вод различного состава.

19. Огневой метод обезвреживания сточных вод.

20. Методы жидкофазного и парофазного окисления сточных вод.

21. Метод биохимической очистки сточных вод.

22. Обезвреживания сернисто-щелочных стоков.

23. Обезвреживание и утилизация пластмасс.

24. Обезвреживание и утилизация нефтяных шламов. 25. Обезвреживание и утилизация кислых гудронов. 26. Обезвреживание особотоксичных отходов

27. Обезвреживание радиактивных отходов

28. Характеристика твердых бытовых отходов. 29. Методы обезвреживания и переработки ТБО.

30. Разновидности технической воды.

31. Промышленная водоподготовка.

32. Оборотное водоснабжение промышленного производства.

Тестовые вопросы

1. Предметом изучения промэкологии является:

1.1. техносфера; 1.2. атмосфера; 1.3. гидросфера; 1.4. литосфера.

2. Круговорот веществ в природе происходит, благодаря:

2.1. магнитному полю Земли; 2.2. солнечному свету; 2.3. внутреннему теплу Земли; 2.4. теплу вод Мировых океанов.

3. Из недр Земли ежегодно извлекается различных горных пород (млрд. тонн): 3.1. 200; 3.2. 400; 3.3. 600; 3.4. 800.

4. Более всего загрязняет атмосферу следующая отрасль промышленности: 4.1. нефтедобывающая; 4.2. нефтеперерабатывающая; 4.3. строительная; 4.4. теплоэнергетическая.

5. Наибольшую величину отношения разведанных мировых запасов к годовой потребности имеет следующий вид минерального сырья:

5.1. уголь; 5.2. нефть; 5.3. газ; 5.4. уран.

6. Наиболее злободневной глобальной проблемой в настоящее время является обеспечение мировых потребностей в:

6.1. энергии; 6.2. охране ОС; 6.3. минеральном сырье; 6.4. продуктах питания.

7. Самым распространенным веществом, загрязняющим атмосферу является: 7.1. оксид углерода; 7.2. оксид азота; 7.3. диоксид углерода; 7.4. диоксид серы.

8. Мировое потребление воды в настоящее время составляет (км³/сутки):

8.1. 200; 8.2. 300; 8.3. 400; 8.4. 600.

9. Ежегодно в мире приходит в негодность почвы в количестве (млн. га):

9.1. 6; 9.2. 5; 9.3. 4; 9.4. 3.

10. Вторичным промышленным сырьем являются:

10.1. природные материалы; 10.2. отходы производства; 10.3. полупродукты, 10.4. отходы потребления.

11. Промышленностью в наибольшем количестве потребляется следующий вид энергии:

11.1. световая; 11.2. атомная; 11.3. тепловая; 11.4. энергетическая.

12. Наибольшее количество вторичных энергетических ресурсов содержат: 12.1. отходы; 12.2. выбросы; 12.3. полупродукты; 12.4. основные продукты.

13. На предприятиях химической и нефтехимической промышленности основное количество технической воды расходуется для:

13.1. охлаждения продуктов; 13.2. приготовления растворов; 13.3. промывки аппаратов; 13.4. других целей.

14. Содержание солей в речной воде не превышает (г/л): 14.1. 1; 14.2.5; 14.3. 10; 14.4.15.

15. Содержание гумусовых веществ в речной воде не превышает (мг/л): 15.1. 1,0; 15.2. 5; 15.3. 10; 15.4. 15.

16. Умягчение (обессоливание) воды состоит в удалении из нее солей: 16.1. Na и К; 16.2. Zn и Cd; 16.3. Сu и Ag; 16.4. Ca и Mg.

17. Наиболее опасным для организма человека является: 17.1. ртуть; 17.2. медь; 17.3. марганец; 17.4. кальций.

18.В отсутствие ингибитров содержание солей в оборотной воде не должно пре­вышать (мг/л):

18.1.1000; 18.2.2000; 18.3 3000; 18.4.4000.

19.При работе без сброса оборотной воды расход свежей воды для подпитки системы оборотного водоснабжения по сравнению с работой со сбросом бу­дет:

19.1. больше; 19.2. одинаково; 19.3. меньше; 19.4. равным нулю.

20. Необходимая кратность разбавления ошищенных сточных вод нефтеперера­батывающей промышленности свежей водой перед сбросом в водоемы со­ставляет:

20.1. 30 раз; 20.2. 40 раз; 20.3. 50 раз; 20.4. 60 раз.

21. Соединения ртути относятся к группе веществ:

21.1. особо токсичных; 21.2. токсичных; 21.3. нетоксичных; 21.4. иных.

22. Заводские факелы относятся к группе источников выбросов:

22.1. неорганизованных; 22.2. организованных; 22.3. технологических; 22.4. бытовых.

23. Иловые отходы систем биохимической очистки сточных вод относятся к группе отходов:

23.1. твердых; 23.2. жидких; 23.3. шламов; 23.4. газообразных.

24. Пиролиз отходов полимеров проводят при температуре (°С): 24.1. 400; 24.2. 600; 24.3. 800; 24.4. 1000.

25. Наиболее эффективным способом очистки сточных вод от органических со­единений и нефтепродуктов является способ:

25.1. биохимический; 25.2. отгонки; 25.3. ионообмена; 25.4. адсорбции.

26. Аэробный биохимический метод очистки сточных вод проводится при темпе­ратуре (°С):

26.1. 10; 26.2. 30; 26.3. 50; 26.4. 70.

27. Парофазное окисление сточных вод проводят при температуре (°С): 27.1. 150; 27.2. 250; 27.3. 350; 27.4. 450.

28. Сернокислые отходы содержат в своем составе органические вещества в ко­личестве до (% масс):

28.1. 40; 28.2. 30; 28.3. 20; 28.4. 10.

29. В нефтеперерабатывающей промышленности РФ ежегодно образуется серни­сто-щелочных стоков в количестве (тысяч тонн):

29.1. 200; 29.2. 400; 29.3. 600; 29.4. 800.

30. Оптимальным расстоянием удаления завода по сжиганию ТБО или полигона складирования ТБО от центра сбора является (км):

30.1. 10; 30.2. 15; 30.3. 20; 30.4. 25.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 1

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе населенных пунктов (мг/м)

Вещество	Класс опасности		ПДКм.р.	ПДКс.с.
Оксид углерода	3	3,0		1,0
Оксид азота	3	0,8		0,4
Диоксид азота	3	0,085		0,04
Триоксид серы	2	0,05		0,005
Диоксид серы	3	0,50		0,05
Сероводород	2	0,008		-
Сажа	3	0,15		0,05
Пыль неорганическая	3	0,15-0,50		0,05-0,15
Бензин	4	5,0		1,5
Азотная кислота	2	0,4		0,15
Свинец и его соединения	1			0,0003
Бенз(а)пирен	1	-		10
Серная кислота	2	0,3		0,1
Сероуглерод	2	0,003		0,005
Хлор	2	0,05		0,05
Фенол	2	0,01		0,01
Фтористые соединения	2	0,02		0,005

Таблица 2

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в водоемах для хозяйственного и бытового использования (мг/л)

Вещество	ПДК	Вещество	ПДК
Амиачная селитра	2,0	Нитрат-ионы	10,0
Аммиак	0,4	Нитрит-ионы	1,0
Анилин	0,1	Селитреный азот	0,02
Бенз(а)пирен	5 10-6	Ртуть	0,0005
ДДТ	0,1	Свинец	0,03
Сера	0,001	Сульфат-ионы	500,0
Ксантогенные соеди­нения	0,001	Сульфатные Павы	0,5
Кадмий	0,001	Фенолы	0,001
Лингин	1,6	Хром-ион (6-валентный)	0,05
Марганец	0,001	Цинк	0,01
Медь	1,0	Циклогексан	0,001
Никель	0,1

Таблица 3

Санитарные нормы допустимых концентраций вредных веществ в почве (мг/кг)

Вещество	ПДК	Вещество	ПДК
Ртуть	2,1	Хром	0,05
Свинец	3,2	Ацетальдегид	10,0
Сера	160,0	Изопропилен+αметилстирол	0,5
Сероводород	0,4	Суперфосфат и Р2O5	200,0
Серная кислота	160	Бенз(а)пирен	0,02
Стирол	0,1	Ксилолы(о, м, п)	0,3
Формальдегид	7,0	Мышьяк	2,0
Хлорид калия	560	Фтор	10

Таблица 4

Классы опасности химических элементов, попадающих в почву из выбросов, сбросов и отходов

Класс опасности	Вещество
I	Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, цинк, бенз(а)пирен, фтор.
П	Бор, кобальт, никель., молибден, медь, хром, сурьма
III	Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций
IV	Железо, натрий, калий, кальций

ПРИМЕЧАНИЯ

Концентрация вредного вещества в приземном слое не должна превы­шать:

1. В воздухе населенных пунктов – значения ПДК_c.c. и только при экспози­ции не более 20 мин - значение ПДК_м.р.;

2. В воздухе санаторно-курортных зон - значения 0,8 ПДК_c.c и только при экспозиции не более 20 мин.- значения 0,8 ПДК_м.р.;

3. В воздухе производственных помещений - значения ПДК_р.з.;

4. В воздухе для приточной вентиляции производственных помещений - значения 0,3 ПДК_р.з.

Литература

1. В.С. Бесков и В.С. Сафронов. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. М.: Химия, 1990г.

2. В.А. Зайцев. Безотходное производство. М.: МХТИ, 1990г.

3. В.А. Зайцев, С.В. Макаров, В.А. Кузнецов. Промышленная экология. М.: Химия,1988г.

4. С.В. Белов. Охрана окружающей среды. М.: Высшая школа, 1991г.

5. А.И. Родионов, В.Н. Клушин, Н.С. Торочешников. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия,1989г.

6. П.П. Пальгунов, М.В. Сумароков. Утилизация промышленных отходов. М.: Стройиздат, 1990г.

7. Оценка и регулирование окружающей среды. Учебное пособие для инженера – эколога (под. ред. А.Ф. Порядина и А.Д. Хованского). М.: Изд.дом «Прибой», 1996г.

8. Правила охраны поверхностных вод, М: Госкомприрода, 1991 г.

9. Временные правила охраны окружающей среды от отходов производст­ва и потребления в Р.Ф.М.: Минприроды, 1994 г.

10 . И.И. Мазур и О.И. Молдованов. Курс инженерной экологии. М.: Высшая школа, 1999 г.

58