Состояние оборотных и замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий Казахстана

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Состояние оборотных и замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий Казахстана

Канд. техн. наук Е.М. Жангужинов,

Докт.с-х.наук А.А. Джумабеков

Б.К. Жузбаева

Аннотация

Сейчас в Казахстане оборотные системы водоснабжения, действующие в промышленности, не ограничиваются единовременным забором свежей воды. Им приходится покрывать потери забором добавочной воды и сбрасывать некоторые жидкие отходы. Дело в том, что при обороте воды в системе часть ее теряется на испарение в охлаждающих устройствах, при удалении влажных осадков и шламов, а также непосредственно в химических реакциях, которые идут с участием воды.

Аннотация

Таразский государственный университет имени М.Х.Дулати, Тараз

?АЗА?СТАН К?СIПОРЫНДАРЫНДА?Ы СЫРТ Ж?НЕ СУМЕН

ЖАБДЫ?ТАУДЫ? Т?ЙЫ? Ж?ЙЕЛЕРIНI? К?ЙI

Техн.?ыл.канд. Е.М.Жангужинов,

А.ш.?ыл.докт. А.А. Джумабеков

Б.К.Жузбаева

?аза?станда ?азiр ?нерк?сiптегі сумен жабды?тау сырт ж?йелерді? бiр реттік таза сумен шектелмейдi. Олар?а ?осымша суды дуалды жабып ж?не кейбiр с?йы? ?алды?тарды ла?тырып тастау?а д?л келедi. ??гiме мынада, ж?йеде суды айналымда?ы б?лiк оны м?здат?ыш ??рылымдарда?ы булануына жо?алады, суды? ?атысумен ж?ретiн химиялы? реакцияларда?ы дым?ыл т?нбалар ж?не шламдарды? алып тастауында.

Annotatіon

STATE OF CIRCULATING AND RESERVED WATER OF INDUSTRIAL ENTERPRISES OF KAZAKHSTAN SYSTEMS.

E.M.Zhanguzhinov

A. A. Zhumabekov

B.K.Zhuzbaeyeva

Now in Kazakhstan circulating water systems operating in the industry are not limited to a one-time intake of fresh water. They have to cover the loss of additional water intake and discharge some liquid waste. The fact that the turnover of water in the system part of it is lost to evaporation in the cooling devices, for removing the wet sediment and sludge, as well as directly in chemical reactions that go with water.

Гидросфера - одна из важнейших составляющих нашей планеты, объединяющая все свободные воды. Она занимает около 70% поверхности земного шара. Общие запасы воды в свободном состоянии составляют 1386 млн км3. В то же время 97-98% воды - это соленые воды морей и океанов и лишь 2-3% - пресная вода, необходимая для жизни. На земле 75% пресной воды находится в виде льда, значительную часть ее составляют подземные воды, и лишь 1% доступен для водопотребления.

Емкость всего мирового водопотребления к настоящему времени увеличилась в 12 раз и достигла около 5 тыс. км3 в год. Около 70% мирового водопотребления приходится на сельское хозяйство, 13% - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые нужды, 7% - на собственные нужды водного хозяйства (гидроэнергетика, судоходство, рыбное хозяйство и др.). При этом рост потребления воды опережает рост очистных сооружений, что является одним из основных факторов роста загрязнения водных ресурсов. К тому же даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах /1/.

В Казахстане также наблюдается напряженная обстановка, связанная с неэффективной работой очистных сооружений, что усугубляет проблему охраны окружающей среды от загрязненных, не прошедших достаточную очистку сточных вод. Многие очистные сооружения устарели морально и физически, требуют капитального ремонта, другие работают с перегрузкой, очистка стоков не соответствует проектным данным. Поэтому основной проблемой является предупреждение загрязнения водотоков и водоемов пестицидами и ядохимикатами, нефтью и нефтепродуктами, поверхностно-активными веществами. очистной замкнутый водоснабжение шлам

Следовательно, необходимо внедрять повторное использование водных ресурсов. При этой системе водоснабжения вода используется последовательно в нескольких производственных процессах после дополнительной обработки или соответствующей очистки.

Наши исследования показали, что производствами, оказывающими серьезное воздействие на загрязнение природной среды сточными водами, являются предприятия химической, фармацевтической, легкой и пищевой промышленности, а также машиностроения, которые в первую очередь должны быть оборудованы системами оборотного водоснабжения.

В водоснабжении предприятий большое значение имеют замкнутые системы, обеспечивающие частично или полностью оборотное водоснабжение. Их преимущества очевидны с точки зрения и производства, и санитарной охраны водоемов.

Оборотное водоснабжение может быть единой системой для всего предприятия или в виде отдельных циклов для цеха или группы цехов. Количество систем на заводе устанавливается с учетом особенностей и характера производства, назначения воды и, конечно, требований к ее качеству /2/.

Требования к воде определяются ее назначением в технологическом процессе. Она может использоваться на охлаждение, для очистки выпускаемого продукта, как составная часть продукции, для перемещения материала и т.д.

В оборотном водоснабжении могут использоваться три категории использования воды, соответственно существуют и три основные схемы оборотного водоснабжения.

I схема оборотного водоснабжения применяется, когда вода является теплоносителем и в процессе использования только нагревается. Охлаждение осуществляют с помощью прудов, градирен и т.д. (рис. 1).

II схема оборотного водоснабжения применяется, когда вода служит средой, поглощающей и транспортирующей механические и растворенные примеси, и в процессе использования не нагревается, а загрязняется. Поэтому перед повторным использованием эту воду необходимо подвергнуть очистке от загрязняющих веществ (рис. 2)

Рисунок 1 Схема оборотного водоснабжения с очисткой используемой воды

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рисунок 2 Схема оборотного водоснабжения с охлаждением используемой воды

III схема оборотного водоснабжения применяется, когда вода является и средой, и теплоносителем, то есть и загрязняется, и нагревается. Поэтому перед повторным использованием проводят охлаждение и очистку воды. Таким образом, смысл создания замкнутых оборотных систем заключается в объединении водоподачи и водоочистки, а также в исключении из схемы водоема, т.е. однажды взятая из водоема вода все время обращается в системе.

Оборотные системы водоснабжения, действующие сейчас в промышленности, не ограничиваются единовременным забором свежей воды. Им приходится покрывать потери забором добавочной воды и сбрасывать некоторые жидкие отходы. Дело в том, что при обороте воды в системе часть ее теряется на испарение в охлаждающих устройствах, при удалении влажных осадков и шламов, а также непосредственно в химических реакциях, которые идут с участием воды. Так как количество воды в системе необходимо поддерживать 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 воды в системе она подвергается различным физико-химическим воздействиям (упаривание, нагревание, накопление солей и т.д.). В результате таких процессов вода приобретает способность (склонность) к отложению накипей на стенках трубопроводов. Этого нежелательного эффекта можно избежать, освежая циркулирующую воду, - такой процесс называется подпиткой или продувкой (осуществляется сброс некоторого количества воды в водоем, взамен ее набирается свежая вода). Количество такой сбрасываемой регулярно воды в зависимости от различных факторов может составлять 5-10% от общего объема воды в системе.

Без сброса продувочных вод могут работать только системы с умягченными или гидрокарбонатными водами с общим низким солесодержанием. В настоящее время продувочные воды стараются на предприятиях возвращать в процесс после их корректировки (т.е. в результате очистки воды от каких-либо нежелательных компонентов и придания ей необходимых свойств).

В последние годы наметилась тенденция использования, после соответствующей очистки, производственных сточных вод в охлаждающих системах оборотного водоснабжения взамен свежей воды из источников. Такие системы, как правило, переводятся на беспродувочный режим работы. Использование сточных вод в системах оборотного водоснабжения позволяет сократить забор воды из источников, сброс загряз-нений со сточными водами в водоемы, что улучшает их санитарное состояние /3/.

Отдельные виды производственных сточных вод нередко содержат специфические примеси, которые для воды водоемов не опасны. В то же время извлечение их из сточных вод на очистных сооружениях часто оказывается дорогостоящим и малоэффективным, а наличие их в воде не мешает ее использованию в системах оборотного водоснабжения.

Однако для обеспечения эффективной и экономичной работы систем оборотного водоснабжения необходима обработка воды с целью предотвращения биологических обрастаний, коррозии, карбонатных отложений доочисткой воды после очистных сооружений производственной канализации от механических примесей и маслопродуктов. В связи со специфически сложным составом сточных вод, поступающих в производственную канализацию, возникает необходимость в экспериментальном исследовании методов очистки и в разработке режимов стабилизационной обработки сточных вод.

Анализ водопотребления и выпускаемой продукции в промышленности Казахстана за 1960-2005 годы подтверждает тенденцию роста валовой продукции и стабилизации водопотребления. При этом удельное водопотребление резко снижается, что позволяет судить о повышении технической оснащенности систем замкнутого и оборотного водоснабжения в промышленности (рис. 3). Здесь значительную роль играет изменение темпов научно-технического прогресса в течение значительного периода времени. Однако технико-экономический анализ на современном этапе показывает, что состояние промышленного водоснабжения не в полной мере влияет на рост производства продукции. В связи с этим выделяются инновационно-активные предприятия и предприятия с низким уровнем технического оснащения водоснабжения. В целом вопрос технико-экономического развития оборотного водоснабжения в Казахстане изучен слабо /4/

Рисунок 3 Зависимости валовой продукции от удельного водопотребления и объемов водоснабжения

Из рис. 3 следует, что валовая продукция растет от 13 572 млн руб. в 1970 году до 34 026 млн тенге в 1995 году, а удельное водопотребление снижается от 0,077 до 0,048 м3/руб. В то же время объемы водопотребления в Казахстане за 1996-2005 годы изменились незначительно, т.е. подтверждается тенденция стабилизации и даже уменьшения. Закономерности промышленного водопотребления, оборотного и повторного водоснабжения иллюстрируются на рис. 4.

Рисунок 4 Динамика промышленного водоснабжения, тыс.м3

Целесообразность применения замкнутых систем определяется также степенью ущерба, наносимого водоему при сбросе неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод; необходимостью извлечения из сточных вод ценных компонентов и их утилизации; высокими требованиями к качеству сточных вод, сбрасываемых в канализацию или водоемы, ибо иногда по ряду компонентов к сбрасываемой воде предъявляются требования более высокие, чем к качеству питьевых вод, и поэтому сброс таких вод нецелесообразен.

Применение рациональных схем водоснабжения с учетом специфики предприятий при многократном использовании воды в производствах и создание внутрицеховых оборотных систем, включающих локальные сооружения очистки наиболее загрязненных сточных вод, дают возможность резко сократить количество сточных вод, поступающих на внеплощадочные очистные сооружения.

Выводы

1. Анализ работы оборотных и замкнутых систем водоснабжения показал, что при их широком внедрении необходимо одновременно решать две проблемы: изменять основную технологию с целью оптимального использования сырьевых ресурсов и внедрения маловодных и безводных процессов; создавать современную замкнутую систему очистки и повторного использования воды в производстве. Наиболее сложной и важной задачей является решение первой проблемы, так как она охватывает практически все отрасли экономики.

2. Результаты натурных обследований промышленных предприятий региона показали, что использование воды для охлаждения по масштабам значительно превосходит все остальные виды водопотребления (до 75%), причем удельный вес этой категории в общем объеме производственного водоснабжения продолжает расти. Существенное повышение эффективности используемого оборудования, обеспечивающего значительное снижение водопотребления и энергопотребления на производство продукции, возможно в первую очередь за счет интенсификации процессов теплообмена.

Литература

1. Аксенов В.И. Водное хозяйство промышленных предприятий: Справочник. М.: Теплотехника, 2007. 239 с.

2. Васильев Г.В., Ласков Ю.М., Васильева Е.Г. Водное хозяйство и очистка сточных вод предприятий текстильной и легкой промышленности. М.: Легкая индустрия, 1996. 224 с.

3. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронцов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1985. 335 с.

4. Управление водными ресурсами в Казахстане: анализ, современное состояние, сравнения, рекомендации: Информационно-аналитический обзор независимых экспертов. Алматы, 2007. 208 с.

Размещено на Allbest.ru