Водоснабжение предприятий

Вода является обязательным компонентом практически всех технологических  процессов, поэтому обеспечение  водой промышленных предприятий  в заданных количествах и заданного качества при соблюдении требований технологии и надежности является важнейшей задачей системы водоснабжения. Несоблюдение этих требований может привести не только к ухудшению качества продукции, но и к ее удорожанию, выходу из строя оборудования и созданию аварийных ситуаций, опасных для человека и окружающей среды. Помимо технологических потребностей система водоснабжения должна обеспечивать хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды предприятий.

Одними из наиболее крупных  потребителей воды являются предприятия  черной металлургии, а, следовательно, они же – основные источники образования  значительных количеств загрязненных сточных вод. Следует отметить, что  в комплекс предприятий черной металлургии  входят как заводы, непосредственно  выплавляющие чугун и сталь и  выпускающие прокат, так и вспомогательные  фабрики – рудообогатительные и агломерационные.

Вода в технологических  процессах на металлургических предприятиях может выполнять различные функции:

а) технологические –  используется в качестве промышленного  сырья, растворителя и реакционной  среды;

б) экстрагенные – используется для извлечения из продукта нежелательных примесей, очистки газообразных выбросов, очистки твердых отходов от водорастворимых компонентов, мойки оборудования;

в) охлаждающие и транспортирующие.

Вода, используемая для производственных целей должна соответствовать определенным требованиям. В общем виде эти  требования сводятся к следующему: вода не должна оказывать отрицательного влияния на качество получаемого  продукта; не должна вызывать образование  солевых отложений, биологических обрастаний и коррозии аппаратуры, трубопроводов и сооружений; должна обеспечивать необходимое санитарно-гигиеническое состояние рабочих мест.

В настоящее время на металлургических предприятиях находят применение 3 основных системы водоснабжения  и водоотведения: прямоточная, последовательная, оборотная.

Прямоточная система подразумевает  единоразовое использование свежей воды в металлургическом цикле, ее очистку и сброс в водоем. Такую систему предусматривают только в случае достаточно надежной технологии очистки вод при явной нецелесообразности оборотного водоснабжения. К сожалению, но эта не экологичная система водоснабжения существует на многих предприятиях Украины, в том числе и на металлургических заводах. В случае применения такой системы водоснабжения, с одной стороны, потребляется значительное количество воды, а с другой, в виду существования на металлургических предприятиях несовершенной системы очистки сточных вод, недостаточно очищенные сточные воды попадают в водоем.

Более экологичными являются последовательные системы водоснабжения, которые предусматривают после использования воды в каком-либо технологическом процессе ее повторное применение без очистки и охлаждения на другие технологические цели.

Однако наиболее совершенным  является оборотное водоснабжение, в случае которого вода, используемая в каком-либо технологическом процессе, после очистки или охлаждения или после одновременно и очистки, и охлаждения используется в том  же производстве на те же технологические нужды. В этом случае из водного объекта в процессе эксплуатации производят забор только 3-5 %  общего количества воды. Различают такие типы систем оборотного водоснабжения:

а) локальная – вода после  восстановления потребительских качеств  используется в обороте одного или  последовательно в нескольких технологических  процессах;

б) централизованная – вода после различных операций проходит обработку единым потоком, после  чего возвращается в производство;

в) смешанная – воды одной оборотной системы используются в другой оборотной системе.

Хотя это более прогрессивная  система водоснабжения, поскольку  она дает существенную экономию водных ресурсов, у этой системы есть свои недостатки. Вода постепенно меняет свои качества и становится непригодной  для использования, а часть ее вообще теряется при испарении и  капельном уносе в атмосферу. Для восполнения этих потерь и  восстановления качества воды осуществляют «продувку» системы, то есть часть оборотной  воды сбрасывается, а система подпитывается  свежей чистой водой. Исходя из требований производства к оборотной воде, вода, которая используется для добавления в оборотную  систему, может подвергаться реагентному умягчению (выбор реагента обуславливается исходной щелочностью воды источника водоснабжения), дезинфекции, обработке ингибиторами коррозии, в случае содержания значительных количеств взвешенных частиц – осветлению.

Если оборотная система  работает без какого-либо сброса оборотной  воды в источник, то она является замкнутой. Вода из источника или  другой системы поступает в нее  лишь для восполнения потерь. Такие  системы являются наиболее экологически чистыми. Это идеальный цикл, к  которому нужно стремиться. К сожалению, полностью замкнутый цикл еще  никому не удавалось осуществить. На некоторых предприятиях (АЭС, радиоэлектронная промышленность), но не в металлургии, осуществлены близкие к замкнутому циклу системы водоснабжения.

Таким образом, преимущество оборотных и замкнутых систем водоснабжения по сравнению с  прямоточными очевидно. Огромные объемы потребления воды, дефицит источников водоснабжения и необходимость их охраны от загрязнения вынуждают предприятия максимально снижать сброс отработанных вод в источники  и забор из них свежей воды, то есть максимально внедрять оборотные системы водоснабжения и максимально стремиться к достижению замкнутых циклов. Однако следует отметить, что создание оборотных и замкнутых систем требует дополнительных финансовых затрат, по сравнению с прямоточной системой. Именно поэтому многие предприятия предпочитают прямоточные системы. Экономическим стимулом для снижения водопотребления является введение с 1982 г. платы за воду, используемую промышленными предприятиями. Но следует отметить, что эта плата значительно меньше средств, затрачиваемых на очистку сточных вод для дальнейшего их использования в обороте или  для сброса их в водоем.