Оборотное водоснабжение на промышленных предприятиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 658.26:627.8

ТарГУ имени М.Х. Дулати

ОБОРОТНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Джумабеков А.А.

Жумабеков А.А.

На промышленных предприятиях вода расходуется на хозяйственно-питьевые нужды рабочих и служащих, полив зеленых насаждений и территории промпредприятий, пожаротушение, технологические нужды [1].

В зависимости от назначения предприятия используют воду различного качества: осадок водопровод фильтрованный хозяйственный

· питьевую, которая предназначена для хозяйственно-питьевых целей, но может использоваться и на производственные нужды;

· техническую свежую, которая забирается из природного источника и подается для производственных целей (очищенная или неочищенная) непосредственно потребителям или на восполнение системы оборотного водоснабжения;

· технологическую, приготовленную из технической или питьевой воды путем использования специальных технологических приемов (умягчения, обессоливания и т. п.) в зависимости от требований, предъявляемых производством;

· оборотную (циркуляционную), применяемую в технологическом процессе и после очистки или охлаждения снова подаваемую для тех же целей;

· последовательно используемую, которая расходуется поочередно в нескольких производственных процессах без промежуточной обработки и охлаждения с последующим выпуском в водоем или возвратом для повторного применения;

· сточную, повторно используемую, которая после расходования в технологическом процессе (или в быту) и соответствующей очистки частично или полностью повторно используется для тех или иных технологических целей либо идет на пополнение систем оборотного водоснабжения.

Химическая отрасль промышленности объединяет производства горно-химические, основной химии, синтеза аммиака, азотной кислоты и азотных удобрений, органического синтеза, лакокрасочные, резинотехнических и других изделий. На предприятиях химической промышленности воду используют для приготовления растворов, охлаждения и нагревания аппаратов и оборудования, транспортирования сырья и удаления отходов, а также для теплоэнергетических, санитарно-гигиенических и других целей. Во многих отраслях химического производства вода является исходным сырьем, полупродуктом, а часто основной частью готовой продукции. Наиболее крупными и специфическими водопотребителями в химической промышленности являются заводы: нефтехимические, искусственного и синтети-ческого волокна, азотно-туковые, органических красителей, синтетического каучука и др. На современных предприятиях химической промышленности внедряют схемы последовательного, оборотного и замкнутого (безотходного) водоснабжения с минимальным забором свежей воды из водоисточника [2].

Требования, предъявляемые к качеству воды, зависят от ее назначения и установленного технологического оборудования. Так, охлаждающая вода в системах последовательного и оборотного водоснабжения не должна выделять карбонатных отложений, приводить к биологическим обрастаниям, вызывать заиление технологического тракта.

Термостабильность воды оценивают по шестибалльной шкале. При непосредственном контакте охлаждающей или отмывочной воды с производимым продуктом и использовании ее в качестве среды, поглощающей и отводящей примеси, допустимое количество взвешенных веществ и их дисперсность устанавливают для каждого производства отдельно [3].

Для предотвращения образования осадка по пути движения воды осуществляется варьирование скорости. Так, при скорости движения воды 0,4 м/с концентрация взвеси в воде допускается 42 мг/л, а при 1,5 м/с - до 200 мг/л.

Охлаждающая вода, не контактирующая с продуктом, должна осветляться, так как взвеси являются цементирующей основой формирования отложений карбоната кальция. В зависимости от температуры нагрева и содержания диоксида углерода охлаждающая вода не должна иметь карбонатную жесткость выше 2-7 мг-экв/л и содержать железо и сероводород. Охлаждающая вода не должна вызывать коррозии металлов, характеризующихся не более чем 5-6 баллами коррозионной стойкости по принятой в нашей стране десятибалльной шкале. Для этого суммарное содержание хлоридов и сульфатов не должно превышать 100 мг/л, общее солесодержание до 500 мг/л, карбонатная жесткость свыше 2,5 мг/экв/л, рН в пределах 6-9, содержание растворенного кислорода в пределах 4-6 мг О/л. Мутность охлаждающей воды, используемой в компрессорах, конденсаторах и др. допускают до 2 мг/л. Для охлаждающей воды, используемой в холодильниках на предприятиях азотной промышленности, допускается мутность до 10-50 мг/л, щелочность до 3 мг-экв/л, она должна быть стабильной и не должна вызывать биообрастаний охлаждающей аппаратуры и коммуникаций. Вода для питания котлов высокого давления должна быть обессолена, полностью умягчена, обескремнена, обескислорожена, ее мутность допускается до 3 мг/л. Общая жесткость воды для барабанных (100-185 МПа) и прямоточных котлов сверх критического давления (215-300 МПа) не должна превышать соответственно 0,005 и 0,003 мг-экв/л, содержание оксидов железа до 0,01 мг/л, оксидов меди 0,005 мг/л, нитратов и нитритов до 0,02 мг/л, кислорода до 0,01 мг/л, рН в пределах 7-8,5, оксида кремния до 0,02 мг/л. В технологии производства аммиака для питания котлов-утилизаторов используется вода с солесодержанием до 2,5 мг/л и содержанием оксида кремния до 0,1 мг/л. Вода для подобных котлов в производстве серной кислоты должна иметь жесткость до 0,01 мг-экв/л, щелочность до 1,0 мг-экв/л, общее солесодержание до 300 мг/л, рН порядка 6,0, содержание железа до 0,035 мг/л и примесей масла до 0,1 мг/л. Котлы-утилизаторы производства азотной кислоты используют воду с солесодержанием до 150 мг/л при щелочности до 1 мг-экв/л и общей жесткости до 0,03 мг-экв/л [4].

Обычно на предприятиях проектируются системы водопроводов фильтрованной, умягченной, обессоленной, оборотной (охлаждающей) воды, а также водопроводов противопожарно-хозяйственного назначения. В связи с повышенными требованиями к минеральному составу умягченной и обессоленной воды (особенно в отношении содержания солей железа), а также ввиду невозможности деаэрации воды для этих систем водопроводов необходимо применять трубы и арматуру из антикоррозийных материалов (нержавеющей и гуммированной стали, пластмасс).

Параметры фильтрованной воды, используемой в производстве химических волокон: мутность до 15 мг/л, цветность до 15 град, карбонатная жесткость до 9 мг-экв/л, содержание железа до 0,3, марганца до 0,1 мг/л, рН 7-8; умягченной воды: мутность до 3 мг/л, цветность до 5 град, окисляемость до 4 мг О/л, общая жесткость до 0,035 мг-экв/л, щелочность до 5,5 мг-экв/л, содержание железа до 0,05, марганца до 0,03 мг/л, рН 7-8.

Азотно-туковые заводы в зависимости от мощности и состава производства потребляют 10-170 тыс. м3/ч воды. Они работают по полной оборотной системе водоснабжения. В качестве охладителей воды используют вентиляторные градирни. Завод производительностью 100 тыс. т аммиака в год с переработкой его в аммиачную воду расходует оборотной воды 10346 м3/ч, а свежей--1197 м3/ч. Значительные расходы производственной воды, наличие большого количества холодильников с мелкими трубками, конденсаторов с малым зазором между трубами и другой тонкой аппаратурой определяют требования к качеству воды, потребляемой на азотнотуковых заводах (вода должна быть стабильной с мутностью до 20 мг/л). На азотно-туковых заводах хозяйственно-питьевой водопровод объединяют с противопожарным. Производственный водопровод проектируют для снабжения водой оборотных систем водоснабжения основных производств, а также подсобных, вспомогательных и административно-хозяйственных служб.

На заводах синтетического каучука воду используют для технологических, хозяйственно-питьевых и противопожарных нужд. Производственное водопотребление таких предприятий может достигать 100-300 тыс. м3/ч. До 95 % потребляемой воды расходуется на охлаждение технологического оборудования и перерабатываемых продуктов. Отработавшая вода не содержит загрязнений и после охлаждения повторно используется в производстве. Вода, применяемая для охлаждения полупродуктов в технологическом процессе, не должна загрязнять аппаратуру шлаками, солями, биологическими и другими веществами. В ней допускается содержание взвесей до 15 мг/л, солей карбонатной жесткости не более 5-6 мг-экв/л.

Водоснабжение предприятий синтетического каучука осуществляют по раздельным системам. Обычно противопожарные системы объединяют с хозяйственно-питьевыми, что диктуется технико-экономическими соображениями. Противопо-жарный водопровод не объединяют с производственным, если имеется большая разница напоров.

Для производственного водоснабжения предприятий обычно предусматривают оборотные системы. Прямоточные системы применяют в производственных процессах, где по технологическим условиям невозможно осуществить водооборот. На заводы подается вода двух категорий: с содержанием взвешенных веществ до 15 и не более 3-5 мг/л. Воду первой категории используют для восполнения потерь в системах производственного водоснабжения, а второй - для приготовления химически очищенной воды и для теплообменной аппаратуры, где охлаждающая вода проходит по межтрубному пространству.

При производстве дивинилстирольного и дивинилнитрольного каучука в процессе полимеризации используют умягченную воду следующего состава: общая жесткость до 0,07 мг-экв/л, общая щелочность не более 1 мг-экв/л, свободная углекислота не более 5 мг/л, взвешенные вещества до 3 мг/л, рН 6,8-7,2. При производстве дивинил-стирольного, полиизопренового, полидивинилового и других каучуков для промывки полимера применяют воду с предельным содержанием солей карбонатной жесткости до 0,5 мг-экв/л, взвешенных веществ не более 3 мг/л, растворенного кислорода не более 0,5-1 мг/л. При производстве катализаторов и исходных мономеров используют обессоленную воду с предельной общей минерализацией до 15 мг/л. На нефтепере-рабатывающих заводах воду применяют для охлаждения, конденсации и промывки готовой продукции, при этом на первые два процесса приходится 92 % всей расходуемой воды.

Качество сточных вод, образующихся на химическом предприятии, и концентрация в них загрязняющих веществ определяются многими факторами: видом промышленного производства, видом исходного сырья, режимом технологического процесса, возможностью утилизации отходов производства, удельным расходом воды на единицу продукции. Сточные воды химических предприятий содержат минеральные и органические загрязнения в самых различных сочетаниях [5].

На химических заводах, осуществляющих переработку фосфоритов основной вредной примесью сточных вод производств экстракционной фосфорной кислоты и фосфорных удобрений является кремнефтористоводная кислота и другие соединения фтора ПДК фтор-иона в воде водоемов составляет 1,5 мг/л.

Образование значительных объемов сточных вод и необходимость их тщательной очистки связана с большими экономическими затратами. Более целесообразным являе-ется повторное использование сточных вод и организация замкнутых оборотных циклов.

Выводы

1. Из исследованных промышленных предприятий 30-40% работают по замкнутой безотходной технологии водоснабжения с ежегодным потреблением оборотной воды от 129647 до 336316 тыс.куб.м.

2. 60-70% промышленных предприятий имеют элементы замкнутых систем водоснабжения с довольно высоким коэффициентом водооборота (ежегодное потребление оборотной воды от 93452 до 128834 тыс.куб.м.).

3. Использование воды для охлаждения по масштабам значительно превосходит все остальные виды потребления, причем удельный вес этой категории в общем объеме производственного водоснабжения продолжает расти.

Литература

1. Яковлев С.В. и др. Водоотведящие системы промпредприятий.- М.,Стройиздат, 1990,-83с.

2. Жангужинов Е.М. Очистка сточных вод. Изд. «Тараз университеті», Тараз, 2009,-156с.

3. Проскурянов В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности.1 - Л., Химия, 1977,-112с.

4. Калытузов В.А. Технические предложения по перевооружению систем технического водоснабжения.- М.,НПО «ИРВИК», 2005,-183с.

Размещено на Allbest.ru