Оборотное водоснабжение

Оборотное водоснабжение – это система обеспечения водой нужд производственного предприятия, при которой использованная вода после соответствующей подготовки подаётся повторно. Оборотное водоснабжение или водооборотный цикл представляет собой замкнутую систему, состоящую из различного технологического оборудования, соединённого трубопроводами.

Вода достаточно дорогой ресурс, её доставка на предприятие также требует определённых затрат. Поэтому для экономии средств предприятия имеет смысл использовать воду повторно. После использования и прохождения через оборудование вода, как правило, меняет свои свойства, может загрязняться продуктами производства. Сброс такой воды негативно влияет на окружающую среду, что, в свою очередь, может повлечь санкции со стороны контролирующих органов в области экологии.

Использование системы оборотного водоснабжения

Чаще всего вода используется как теплоноситель для нагрева или охлаждения оборудования. Также оборотное водоснабжение используется в гальванике, в горнодобывающей промышленности, ТЭЦ, в пищевом производстве и др.

Сферы применения:

• транспортировка нефти и ее переработка
• металлургическая и горнодобывающая отрасли
• химическая и нефтехимическая промышленность
• тепловые и атомные электростанции
• лакокрасочная и целлюлозно-бумажная промышленность
• машиностроение
• обслуживание автомобильного и железнодорожного транспорта
• пищевые и перерабатывающие сельхозпродукцию предприятия

После прохождения воды через оборудование она, как правило, загрязняется продуктами производства, поэтому перед повторным использованием воду необходимо подготовить. В зависимости от характера загрязнений используют различные способы водоподготовки: отстаивание, фильтрация, добавление реагентов, охлаждение, продувка.

Фильтрация используется для очистки воды от механических загрязнений. Очень часто используется боковая фильтрация, когда фильтруется не весь поток воды, а его часть, при этом поддерживается допустимая концентрация примесей. В случае выхода из строя фильтра такая система позволяет какое-то время продолжать рабочий процесс, до замены фильтрующего элемента. Также для механической очистки воды применяются резервуары-отстойники.

Для очистки воды от растворённых примесей используется химическая очистка воды. Для декарбонизации жёсткой воды во избежание соляных отложений используют различные кислоты, для уменьшения коррозии трубопроводов и оборудования добавляют ингибиторы коррозии. Если вода подвергается аэрации и в ней содержится большое количество биологических веществ, то оборудование и трубопроводы могут быть подвержены биологическим обрастаниям. Для предотвращения этого воду хлорируют.

Также для снижения концентрации растворённых загрязнений применяют продувку. Продувка — это добавление в систему оборотного водоснабжения чистой воды. В зависимости от технологических процессов, например, при гальванике воду очищают выпариванием и осмосом.

Во время технологического процесса часть воды может теряться в результате испарений и капельного уноса; для компенсации этих потерь в схеме оборотного водоснабжения предусматривается подпитка.

Все перечисленные способы водоподготовки направлены на достижение воды нужного качества. Таким образом, система оборотного водоснабжения позволяет поддерживать длительное время состав циркулирующей воды.

Классификация водообортных циклов

На производстве водооборотные циклы классифицируются в зависимости от способов использования и повторного использования воды. Основные типы включают:

1. Замкнутый водооборотный цикл. Вода используется многократно без сброса в окружающую среду. После использования вода очищается и возвращается в производственный процесс. Это помогает минимизировать потребление свежей воды и уменьшить объем сточных вод.

2. Полузамкнутый водооборотный цикл. Часть воды после использования очищается и возвращается в процесс, а часть сбрасывается в окружающую среду. Такой подход позволяет снизить потребление свежей воды, но требует эффективной системы очистки.

3. Открытый водооборотный цикл. Вода используется однократно и после этого сбрасывается в окружающую среду. Этот тип цикла менее эффективен с точки зрения ресурсосбережения и может иметь значительное воздействие на окружающую среду.

Выбор типа водооборотного цикла зависит от специфики производства, доступности водных ресурсов и экологических требований.

Градирня оборотного водоснабжения

Один из видов использования оборотного водоснабжения — охлаждение оборудования, работа которого сопровождается большим выделением теплоты. Для охлаждения оборотной воды используется градирня. Принцип работы градирни основан на охлаждении воды от соприкосновения с атмосферным воздухом, прокачиваемым через градирню, и за счёт испарения. Параметры атмосферного воздуха с течением года постоянно меняются, а значит, меняется температура охлаждаемой воды. Как поддержать температуру оборотной воды при таких обстоятельствах? Охлаждение воды зависит от объёма прокачиваемого воздуха через градирню. При понижении температуры объём прокачиваемого воздуха уменьшается, и, наоборот, при повышении температуры увеличиваем количество воздуха. Это можно делать вручную, отключая вентилятор градирни, но целесообразнее это делать с помощью автоматической системы управления, которая меняет скорость вращения двигателя и поддерживает заданную температуру воды. Это позволяет предприятию экономить на потреблении электроэнергии.

Проектирование оборотного водоснабжения 

Оборотное водоснабжение является оптимальным решением для предприятий, которые используют воду в технологическом цикле.

Оборотное водоснабжение позволяет значительно экономить потребляемую жидкость, а вместе с этим и денежные средства предприятия. Для его более эффективного использования необходимо проектное решение.

Параметры для качественного проектирования оборотного водоснабжения 

Для качественного проектирования необходимо знать следующие параметры:

1. Технологические особенности предприятия, где будет происходить строительство оборотного цикла
2. Какое должно быть давление жидкости внутри трубопроводов
3. Какое будет качество жидкости в оборотном водоснабжении
4. Температурный режим водооборотного цикла
5. Генплан с обозначенными на нем потребителями жидкости

Система оборотного водоснабжения должна быть спроектирована таким образом, чтобы жидкость отводилась от потребителей без разрыва струи. При этом насосное оборудование должно быть нужного напора, чтобы осуществить подачу охлаждаемой жидкости до охладителей.

Также при проектировании оборотного водоснабжения необходимо учесть и требования к используемой жидкости. Она не должна

• способствовать коррозии внутри трубопроводов
• вызывать биологические обрастания

В случае, если жидкость не отвечает требованиям физико-химических свойств, то необходимо включить в оборотный цикл комплекс реагентной установки. Данный комплекс, как правило, входит в состав системы подпитки, которая, в свою очередь, восполняет потери жидкости в процессе её охлаждения в водооборотном цикле.

Процесс проектирования оборотного водоснабжения довольно сложен, поэтому для его реализации необходимо выбирать компанию с большим опытом в данной сфере, а еще лучше, если это компания способна собственными силами реализовать данный проект.

Схемы работы системы оборотного водоснабжения

Выбор технологической схемы оборотного водоснабжения зависит от сферы применения оборотной воды. Основные схемы:

• без промежуточной обработки воды
• с промежуточной обработкой

В первом случае оборотная вода является теплоносителем или охладителем. Применяются эти системы на тепловых и атомных электростанциях для охлаждения турбин и дальнейшего преобразования пара в жидкое состояние с последующим применением воды. Для этого строят вспомогательное оборудование – брызгальные бассейны и градирни.

Оборотное водоснабжение с промежуточной обработкой используется на нефтехимических, машиностроительных, лакокрасочных предприятиях. Здесь предусматривается несколько стадий очистки воды. Применяется механическая очистка от твердых частиц с помощью песколовок и процессов отстаивания в специальных резервуарах, используется метод коагуляции с применением флотаторов. Также включаются в работу нефтеуловители для удаления масел, жиров, нефтепродуктов при промывке деталей, узлов и агрегатов.

Оборотное водоснабжение стало широко применяться на автомойках и в автосервисах, поскольку существуют жесткие требования по сливу сточных вод в систему канализации. Оборотную воду на автомойках очищают с помощью отстойников, песколовок, систем коагуляторов и фильтров доочистки.

Преимущества оборотных систем:

• Снижение потребления воды в промышленных масштабах. При установке комплексов оборотной системы можно добиться снижения водопотребления на 80-90%
• Значительное снижение загрязнения сточных вод и отсутствие попадания вредных выбросов в канализацию, что предотвращает нанесение непоправимого вреда окружающей среде и уплату высоких штрафов за негативное воздействие, предусмотренных законодательством
• Увеличение срока службы технологического оборудования благодаря очистке оборотной воды, защищающей от кальциевых и биологических наростов. Таким образом происходит оптимизация производственных процессов, поскольку отсутствуют срывы в работе оборудования
• Существует возможность последующего применения ценных компонентов, попадающих в воду, для повторного использования в производственных нуждах
• Не требуется установка дорогостоящего насосного оборудования, дополнительной очистки воды, как при использовании забортной воды

Оборудование для оборотного водоснабжения

Как внедрить систему оборотного водоснабжения на производство?

Первый этап внедрения — анализ технологии производства и экологический аудит, который может обнаружить возможные источники заражения окружающей среды и сократить потребление воды.

Далее создают проект, в который входит установка оборотной системы водоснабжения и организация малоотходного или вовсе безотходного производственного процесса.

Чтобы решить проблему с тратой чистой воды, требуется комплексный подход. Для процессов, задействующих высокий уровень расхода воды, требуется устанавливать обоснованные нормы потребления и требования к качеству оборотной воды. Кроме того, сточные воды подразделяются по типу загрязняющего вещества, и для каждого потока может понадобиться отдельная установка фильтрационная установка.

Оборудование, необходимое для организации оборотного водоснабжения, подбирается в зависимости от типа производственного процесса. К примеру, для автомойки такая система будет состоять из:

• накопительной ёмкости с датчиком уровня жидкости
• насоса для подачи сточных вод
• двухсекционного реактора с насосом-дозатором и компрессором для смешивания воды с коагулянтом (раствором сульфата алюминия)
• флотатора с мембраной для фильтрации (для извлечения ПАВ и нефтепродуктов)
• сборника шлама
• ещё одной накопительной ёмкостью с фильтром грубой очистки и насосом для транспортировки жидкости
• бака для полностью очищенной воды

Конечно, руководство предприятия заинтересует вопрос стоимости такой системы. Для каждого случая цена вопроса будет индивидуальной и зависеть от особенностей производственного процесса и его масштаба.

Если у вас появилась потребность в создании системы оборотного водоснабжения у себя на предприятии, то звоните нам +7-800-222-45-62, +7 (831) 334-75-40 или отправьте заявку на почту acs@acs-nnov.ru