Разработка систем замкнутого водоснабжения на различных химических производствах

Введение

Состояние использования водных ресурсов в районах интенсивного индустриального развития и современные требования к количеству сбрасываемых сточных вод в водоемы и содержанию в них вредных веществ со всей очевидностью показывают, что наиболее оптимальное решение проблемы предотвращения загрязнения источников воды и уменьшения ее дефицита заключается в создани

и экономически рациональных замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов.

Современный арсенал технических средств обеспечивает получение чистой воды практически из любых сточных вод, выбор требуемых степени и способа очистки, направлений использования сточных вод и извлечения из них веществ определяется преимущественно технико-экономическими показателями. Недопустимо ориентироваться на возможность дальнейшего сброса загрязненных, недостаточно очищенных или даже нормативно очищенных сточных вод в поверхностные и подземные водоемы — источники водопользования. Как исключение можно закачивать в подземные, надежно изолированные горизонты небольшие количества стоков, другие методы очистки и применения которых не найдены. Исходя из этого, в практических проработках наиболее правильно оценивать всегда несколько вариантов систем производственного водоснабжения, которые в конечном итоге определяют минимальное потребление свежей воды, обеспечивают обоснованность многократного использования воды на различных технологических операциях, принятый способ очистки сточных вод с возвратом очищенной воды в оборотные системы и утилизацией уловленных продуктов. С учетом экологического фактора, т. е. предотвращенного ущерба, затраты на создание подобных систем должны быть минимальными.

I. Создание замкнутых систем водного хозяйства промышленных комплексов и районов

Под замкнутой системой водного хозяйства территориально-промышленного комплекса или района понимается система, включающая использование очищенных производственных и городских сточных вод и поверхностных стоков на промышленных предприятиях, земледельческих полях орошения при выращивании сельскохозяйственных культур, для полива лесных угодий, обводнения водоемов, а также исключающая образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем.

Замкнутые системы водного хозяйства промышленных комплексов и районов базируются на экономичных схемах водного хозяйства промышленных предприятий.

При разработке замкнутых систем водного хозяйства промышленных комплексов и районов появляются вариантные решения по комплексному использованию воды: сточных вод одних предприятий в качестве источника водоснабжения других предприятий предъявляющих к качеству воды более низкие требования, сточных вод специфической характеристики одних предприятий на других предприятиях (например, сточных вод, содержащих значительное количество хлорида натрия, – в производстве красителей; сточных вод, содержащих хлорид кальция, – в производстве цемента; сточных вод, содержащих сахара,— для производства кормовых дрожжей; сточных вод, содержащих фенолы,— для производства смол; термальных сточных вод – для воспроизводства товарных видов рыб и т. д.); концентрированных сточных вод в качестве сырья для производства товарного продукта (например, растворов хлорида натрия для производства соды или хлора и каустика; регенерационных растворов ионитных фильтров водоподготовки для производства удобрений и т. д.; сточных вод в сельском хозяйстве (например, сточных вод, содержащих мочевину); очищенных городских сточных вод на промышленных предприятиях в системах технического водоснабжения, для полива зеленых насаждений, обводнения водоемов и других целей.

Во всех случаях выбор схемы определяется технико-экономическим анализом, учитывающим расход материальных, энергетических и трудовых затрат как отдельных предприятий, так и всего комплекса или района в целом. Особо следует подчеркнуть, что замкнутые системы водного хозяйства как промышленных предприятий, так и промышленных комплексов и районов основываются на эффективном использовании всех видов ресурсов — материальных, включающих сырье и все виды вспомогательных материалов; энергетических, включающих электрическую, тепловую и другие виды энергии, в том числе и энергию химических реакций, а не только водных ресурсов, как это считалось до последнего времени.

Схема водоснабжения и водоотведения комплекса или района определяется исходя из системы водного хозяйства объектов основного производства с учетом требований к качеству используемой воды и физико-химической характеристики отводимых сточных вод, как по компонентному, так и по концентрационному составу.

В настоящее время чаще всего на предприятиях применяют следующие системы канализации: химически загрязненных, минерализованных, условно чистых, бытовых сточных вод, а также поверхностного стока. Практика работы предприятий показывает, что такого деления при создании замкнутых систем водного хозяйства промышленных комплексов и районов недостаточно, так как химически загрязненные сточные воды часто содержат минеральных солей больше, чем минерализованные. Поэтому система водоотделения должна учитывать специфику не только производства, но и использования очищенных сточных вод.

В условно чистую систему канализации обычно поступают охлаждающие воды, которые, как правило, содержат загрязнения. Поэтому правильнее выделить в самостоятельный поток слабо загрязненные сточные воды. Воды, не загрязняющиеся при использовании, должны поступать в систему водоснабжения. Минерализованные сточные воды целесообразно подразделять на четыре группы.

С учетом технологии основного производства, физико-химической характеристики образующихся концентрированных сточных вод и осадков в состав комплекса или района целесообразно включать предприятия по переработке этих вод и осадков. Реагенты для приготовления растворов, необходимых для подготовки воды выбирают с учетом возможности использования регенерационных растворов на одном из предприятий комплекса или района либо совместной переработки с минерализованными сточными водам основного производства. Например, если в состав комплекс входит производство удобрений, целесообразно для регенерации ионитных фильтров использовать аммиачную воду и фосфорную или азотную кислоту, а если в основном производстве используются растворы хлорида натрия,— каустическую соду и соляную кислоту.

Условия приема сточных вод в любую сеть канализации определяются технико-экономическим анализом их очистки и подготовки для использования в производстве исходя из требований к их качеству.

2. Система замкнутого водоснабжения химических производств

2.1 Замкнутый цикл воды в производстве термической фосфорной кислоты

Использование воды в замкнутом цикле в производстве термической фосфорной кислоты стало возможным при направлении потока навстречу потоку фосфора. В этом случае свежая вода в количестве 20 м3/сут расходуется только на нужды лаборатории, а в технологии используется только оборотная вода. Из общего количества повторно используемой воды, равного 148 м3/сут, 18 м3/сут расходуется на смыв полов, 80 м3/сут; для подпитки систем гидратации и 50 м3/сут — на все операции, связанные с транспортированием и хранением фосфора.

 Скачать реферат