• 5

6.2. ОБОРОТНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды—это создание оборотных и замкнутых систем водоснаб­жения. Схемы оборотного водоснабжения показаны на рис. II-2. При оборотном водоснабжении следует предусмотреть не­обходимую очистку сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработку и повторное использование сточной воды.

 

Рис. II-2. Схемы оборотного водоснабжения:

а— с охлаждением воды; б — с очисткой воды; в —с очисткой и охлаждением воды; 11 — производство; НС — насосная станция; ОХ — охлаждение воды; ОС — очистка сточ­ной воды

В схеме а вода является теплоносителем и в процессе использования не "загрязняется, а нагревается; перед повторным использованием ее охлаждают в градирнях, прудах. В схеме б воду перед повторным использованием очи­щают изложенными ниже методами. В схеме в воду очищают и охлаждают. Во всех случаях свежая вода добавляется лишь на восполнение потерь.

Применение оборотного водоснабжения позволяет в 10— 50 раз уменьшить потребление природной воды. Например, для 'выработки 1 т каучука при прямоточном водоснабжении в ста­рых производствах требуется 2100 м3 свежей воды, а при оборот­ном водоснабжении — лишь 165 м3. При оборотном водоснабже­нии значительно уменьшаются капитальные и эксплуатацион­ные затраты. Во всех отраслях промышленности доля оборотной поды непрерывно возрастает. Так, в химической промышленно­сти она возросла до 82,5%.

Эффективность использования воды в производстве оценива­ется рядом показателей: ■процент оборота воды

Л>в=<3об/((2ов+<2и),        (31.1)

-коэффициент использования воды

K„=(Q„ — Qee)/Q„<l (И.2)

жратность использования воды

n=(Q«6+QK+Qc)/(CM-Q«)>l,          (И.З)

■безвозвратное потребление воды и ее потери в производстве (в %)

К„- (Qk — Q=o)/(Q06+Q„) • 100,     (II.4)

где Qoo — количество оборотной воды, м3/ч; Q„—количество воды, забирае­мое из источника водоснабжения, м3/ч; Q=c — количество воды, сбрасываемое предприятием, м3/ч; Qc — поступление воды из сырья, м3/ч.

Оборотная вода должна соответствовать определенным зна­чениям показателей: карбонатной жесткости, рН, содержанию взвешенных веществ и биогенных элементов, значению ХПК (химическая потребность в кислороде), определяющих термо- стабильиость и интенсивность биообрастаний в оборотной систе­ме и др.

Оборотную воду в основном используют в теплообменной ап­паратуре для отведения избыточного тепла. Она многократно нагревается до 40—45 °С и охлаждается в вентилируемых гра- .дириях или брызгальиых бассейнах. Значительная часть се'теря- ется в результате брызгоуиоса и испарения. Кроме того, из-за неисправностей и неплотностей теплообменной аппаратуры она загрязняется до определенного предела.

Для предотвращения инкрустации, коррозии, биологического ■обрастания часть оборотной воды выводят из системы (проду-

Таблица 11,1. Требования к качеству воды в охлаждающей системе оборот­ного водоснабокения

Показатель

Рекомендуемые нормы для промыш­ленности

азотной

хлорной

нефтехими­ческой

Температура, °С

28—30

25—30

До 28

Жесткость, экв/м3:

1,5—2,5

5,5

До 15

общая

карбонатная

1,5—2,5

3

До 2,5

Щелочность, экв/м3

1200

2—4

3,5—4

Общее солесодержание, г/м®

800—1200

До 15

Окисляемость перманганатиая (на

15

8—10

02), г/м3

 

70

 

ХПК (на 02), г/м3

 

Содержание, г/м3:

20—30

10—20

До 30

взвешенных частиц

масла и смолообразуюгцих ве­

0,3

0

ществ

 

 

 

ПАВ

0

0

хлоридов (С1~)

До 350

150—300

350

сульфатов (SO/-)

500

350—500

500

фосфатов (на РО*3-)

6

1,5—9

соединений азота (на NH3)

2,4

0,12—2,4

ионов тяжелых металлов

0

0,5

растворенный кислород (на 02)

6—8

остаточного активного хлора

До 1,0

6,5—8,5

6,5—8,5

7—8,5

вочная вода), добавляя свежую воду из источника или очищен­ные сточные воды.

При движении воды на поверхностях труб и теплообменни­ков откладывается карбонат кальция по реакции

Са=++2НС03- =f=* CaC03+C02+H20.    (II.5)

Растворимость карбоната кальция с ростом температуры уменьшается. Скорость отложения карбоната кальция и других солей не должна превышать 0,25 г/(м2-ч). Основным требовани­ем к воде, расходуемой на подпитку оборотных систем, является ограничение и карбонатной, и сульфатной жесткости. Ограничи­вается также содержание взвешенных веществ, которые тоже отлагаются на отдельных участках трубопроводов и теплообмен- кой аппаратуры.

При содержании в воде растворимых солей щелочных метал­лов и магния происходит коррозия материалов теплообменных систем, которая растет с температурой. В отсутствие ингибито­ров содержание солей в оборотной воде не должно превышать 2 кг/м3.

Для предотвращения биологического обрастания аппаратов и сооружений в оборотной воде должно быть ограничено содер­жание органических веществ и соединений биогенных элементов (азота, фосфора), являющихся питательной средой для микро­организмов. Скорость биологических обрастаний теплообменни­ков не должна превышать 0,07 г/(м2-ч), рост толщины слоя не должен быть выше 0,05 мм в месяц.

Требования к качеству воды в охлаждающей системе оборот­ного водоснабжения даны в табл. 11,1.

Необходимое количество воды для подпитки определяется из материаль­ного баланса оборотной системы:

Qyu+Qc6+Q(i)+Qiip.n-HQiicii=Qn, (11,6)

где <2У„ — количество воды, уносимой в виде капель ветром на градирнях; <2=0 — количество оборотной воды, сбрасываемой для «продувки»; Qm. — поте­ри воды с осадками при фильтровании; Qnp,u — производственные потери во­ды; Qucn — количество воды, испаряющейся на градирне; Qn — расход под­питывающей воды на компенсацию всех потерь оборотной воды в системе.

Допустимое содержание солей в подпитывающей воде определяется из материального баланса по солям:

QnCn= (<2уи+<2сС+<Зф-|-<Зпр.п)Соб,

Cn=Coo(Qy.,+Qc6+<3l|,+Qnp.n)/Qn,          (II,7)

где сп — содержание солей в подпитывающей воде; с0в — общее содержание солей, удаляемое из системы с потерями воды.

Средние потери воды от испарения составляют около 2,5%; от капельного уноса на градирнях — 0,3-—0,5%; продувочный сброс принимается 6—10%, в среднем 8°/о; сумма всех осталь­ных потерь принимается 1 % от объема оборотной воды.

Таблица 11,2. Требования к, качеству воды для подпитки теплообменных снс- тем оборотного водоснабжения в химической промышленности

Показатель

Оборотная вода

Подпитывающая вода

при работе со 1 при работе беи сбросом 8% во- сброса (злмхиу- ды (с продувкой) ты ft цикл)

Жесткость, экв/м3:

2,5

 

 

карбонатная

2

0,9

постоянная

5

4-

1,9

Общее солесодержание, г/м3

1200

900

445

Окисляемость перманганатиая

8—15

11,8—12,8

3—5,7

(на Оа), г/м3

 

 

 

ХПК (на 02), г/м3

70

55

26

Содержание, гм/3:

 

 

112

хлоридов (С1~)

300

237

сульфатов

350—500

277—395

119—187

фосфора и азота (сумма)

3

2,4

1,1

взвешенных частиц

30

23,6

11,2

масла и смолообр азующих

0,3

0,25

0,10

веществ

 

 

 

Таблица 11,3. Удельные расходы воды и объемы сточных вод для некоторых производств химической и нефтехимической промышленности (в м3 на 1 т продукции)

Вид продукции

Оборотная и последо­вательно

Свежая вода из

Всего

Безвозв­ратное по­требление

Сточная вода

 

зуемая

источника

 

и потери

 

вода

 

 

воды

 

 

Сложные удобрения

47

5

52

2,1

2,9

Азотные удобрения

57,3

4,3

61,6

3,4

0,9

Химические средства защиты

290

2

292

1,25

0,75

растений

 

 

 

 

 

Сода:

 

 

 

 

 

кальцинированная

120

5

125

3

15,2

каустическая (известковый

122

1,5

123,5

1,5

0

способ)

 

 

 

 

 

Серная кислота

72

5

77

2

3

Синтетические волокна

2300

290

2590

95

195

Поликарбонатные и полифор-

1028

50

1078

39

11

мальдегидные смолы

 

 

 

 

 

Нефтехимические производст­

51

1,4

52,4

1,1

0,3

ва (на 1 т нефти)

 

 

 

 

 

Показатели качества воды для подпитки даны в табл. 11,2. При работе без сброса оборотной воды для продувки объем свежей воды для подпитки в три раза меньше, чем при работе со сбросом, но предъявляются более жесткие требования к качест­ву воды, что связано с увеличением затрат на водоподготовку. Удельные расходы воды и количества сточных вод для некото­рых производств приведены в табл. 11,3.

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я