Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ ГИДРОСФЕРЫ
Посмотреть оригинал

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.

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 воды непрерывно возрастает. Так, в химической промышленности она возросла до 82,5%. Эффективность использования воды в производстве оценивается рядом показателей: процент оборота воды

коэффициент использования воды кратность использования воды

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

где — количество оборотной воды, м’/ч; Q — количество воды, забираемое из источника водоснабжения, м5/ч; Qc6— количество воды, сбрасываемое предприятием, м5/ч; Qc— поступление воды из сырья, м3/ч.

Оборотная вода должна соответствовать определенным значениям показателей: карбонатной жесткости, pH, содержанию взвешенных веществ и биогенных элементов, значению ХПК (химическая потребность в кислороде), определяющих термостабильность 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 градирнях или брызгальных бассейнах. Значительная часть ее теряется в результате брызгоуноса 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 (продувочная вода), добавляя свежую воду из источника или очищенные сточные воды.

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

Растворимость карбоната кальция с ростом температуры уменьшается. Скорость отложения карбоната кальция и других солей не должна превышать 0,25 г/(м3 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 теплообменной аппаратуры.

При содержании в воде растворимых солей щелочных металлов и магния происходит коррозия материалов теплообменных систем,

Таблица II.l.

Требования к качеству воды в охлаждающей системе оборотного водоснабжения

Показатель

Рекомендуемые нормы для промышленности

азотной

хлорной

нефтехимической

Температура, °С

28—30

25—30

До 28

Жесткость, экв/м*:

Общая

1,5-2,5

5,5

До 15

Карбонатная

1,5-2,5

3

До 2,5

Общее солесодержание, г/м*

1200

800—1200

Щелочность, экв/м3

2—4

3,5-4

Окисляемость перманганатная (на О2), r/MJ

15

8—10

До 15

ХПК (на 02), г/м3

70

Содержание, г/м*:

Взвешенных частиц

20—30

10—20

До 30

Масла и смолообразующих веществ

0,3

0

ПАВ

0

0

Хлоридов(Cl )

До 350

150—300

350

Сульфатов (SO/ )

500

350—500

500

Фосфатов (на РО/~)

6

1,5-9

Соединений азота (на NHj)

2,4

0,12—2,4

Ионов тяжелых металлов

0

0,5

Растворенного кислорода (на 02)

6—8

Остаточного активного хлора

До 1,0

_Eb_

6,5-8,5

6,5-8,5

7-8,5

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/(м3 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. II-1.

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

Таблица 11.2.

Требования к качеству воды для подпитки теплообменных систем оборотного водоснабжения в химической промышленности

Показатель

Оборотная

вода

Подпитывающая вода

при работе со сбросом 8% воды (с продувкой)

при работе без сброса (замкнутый цикл)

Жесткость, экв/м3:

Карбонатная

2,5

2

0,9

Постоянная

5

4

1,9

Общее солесодержание, г/м3

1200

900

445

Окисляемость перманганатная (на 02), г/м’

8—15

11,8—12,8

3-5,7

ХПК (на 02), г/м3

70

55

26

Содержание, г/м*:

Хлоридов (С1)

300

237

112

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

смолообразующих

веществ

о,з

0,25

0,10

где — количество воды, уносимой в виде капель ветром на градирнях; Qc6— количество оборотной воды, сбрасываемой для “продувки”; (2ф— потери воды с осадками при фильтровании; Qnpn— производственные потери воды; QHcn — 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:

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

Средние потери воды от испарения составляют около 2,5%; от

Таблица II. 3.

Удельные расходы воды и объемы сточных вод для некоторых производств химической и нефтехимической промышленности (в м3 на I т продукции)

Вид продукции

Оборотная и последовательно используемая вода

Свежая вода из источника

Всего

Безвозвратное потребление и потери воды

Сточная

вода

Сложные удобрения

47

5

52

2,1

2,9

Азотные удобрения

57,3

4,3

61,6

3,4

0,9

Химические средства защиты растений

290

2

292

1,25

0,75

Сода:

Кальцинированная

120

5

125

3

15,2

Каустическая

(известковый

способ)

122

1,5

123,5

1,5

0

Серная кислота

72

5

77

2

3

Синтетические волокна

2300

290

2590

95

195

Поликарбонатные и по-

лиформальдегидные

смолы

1028

50

1078

39

11

Нефтехимические производства (на 1 т нефти)

51

1,4

52,4

1,1

0,3

капельного уноса на градирнях — 0,3-0,5%; продувочный сброс принимается 6-10%, в среднем 8%; сумма всех остальных потерь принимается 1% от объема оборотной воды.

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. II.3.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы