Основные принципы создания бессточных систем водопользования

Мембранные аппараты и установки.

Мембраны. Свойства и характеристики.

Мембраны являются основной частью мембранных элементов, называемых модулями. Определяющей проблемой при реализации мембранных технологий является разработка и изготовление высококачественных полупроницаемых мембран, которые отвечали бы следующим основным требованиям:

- высокая разделяющая способность (селективность);

- высокая удельная производительность (проницаемость);

- химическая стойкость к действию среды разделяемой системы;

- неизменность характеристик в процессе эксплуатации;

- достаточная механическая прочность, отвечающая условиям монтажа, транспортирования и хранения мембран;

- низкая стоимость.

Простейшая мембранная система состоит из питающего насоса и мембранного модуля, соединенных последовательно. Очищаемая вода проходит через мембрану под давлением, а концентрат непрерывно удаляется через управляемый клапан. Отношение расхода очищенной воды к расходу подаваемой на установку называется коэффициентом выхода фильтрата и выражается в процентах.

Создать аппарат, который в полной мере удовлетворял бы всем требованиям, чрезвычайно трудно. Поэтому для каждого конкретного процесса разделения следует подбирать конструкцию аппарата, обеспечивающую наиболее выгодные условия проведения именно этого процесса.

Для производства ультрачистой воды, может быть использована двухступенчатая обработка воды («ступенчатый продукт»). При этом очищенная на первой ступени вода насосом подается на вторую ступень, где повторно обессоливается, чем достигается более глубокая степень её деминерализации.

Экономичность применения обратного осмоса возрастает при использовании его для концентрирования продуктов, содержащихся в промышленных сточных водах, например при извлечении солей тяжелых металлов (никеля, меди, кадмия и др.) из сточных вод цехов гальванопокрытий, а также нитратов из конденсатов производства азотных удобрений с целью последующей их утилизации.

Принципиально технология мембранной очистки сточных вод аналогична обработке природных вод. Специфика заключается лишь в более тщательной подготовке сточных вод перед подачей на мембранные установки. Очистка сточных вод без предварительной их обработки, обеспечивающей глубокое удаление взвешенных и мелкодисперсных примесей, может привести к механическим повреждениям мембран и износу питающих насосов.

Наиболее эффективный способ защиты водных объектов от загрязнения сточными водами промышленных предприятий заключается в создании замкнутых систем оборотного водоснабжения и переходе на бессточный режим водоиспользования, лучше всего отвечающий задаче сохранения природных ресурсов и защите окружающей среды.

При переходе на бессточные системы должен учитываться технико-экономический фактор. Достижение бессточности любыми средствами может приводить к непомерным капитальным и эксплуатационным расходам. Поэтому при проектировании систем водного хозяйства с переходом на бессточный режим водоиспользования должен предшествовать ряд мероприятий, направленных на максимальное внедрение безводных или маловодных технологических процессов производства, сокращение объемов водопотребления, количества сточных вод и утилизацию уловленных из сточных вод продуктов.

Под замкнутой системой водного хозяйства предприятия понимается такая система водопользования, когда основным источником водоснабжения являются очищенные производственные, бытовые и поверхностные сточные воды при исключении образования отходов и сброса сточных вод в водоёмы.

Свежая вода в этих случаях используется только на воспроизводство воды в системах, объем которых превышает количество очищенных производственных, бытовых и поверхностных сточных вод предприятия. Коэффициент использования свежей (забранной) воды в этом случае равен 100%.

В малоотходном производстве при отведении сточных вод в водоём система водного хозяйства предприятия оценивается коэффициентом использования свежей воды и коэффициентом использования воды в обороте, определяемом по формуле:

где: Q_СВ и Q_ОБ – количество свежей воды, забираемой из источника, и оборотной воды, м³/час.

Основными принципами создания замкнутых систем водного хозяйства промышленных объектов являются:

- применение новых, более совершенных технологических процессов производства товарного продукта, обеспечивающих максимально полную комплексную переработку сырьевых ресурсов, снижение водопотребления технологических процессов, создание локальных замкнутых систем технического водоснабжения, сокращение количества и загрязненности отводимых сточных вод, очистка которых для повторного использования может быть осуществлена экономичными методами;

- использование в качестве основного источника водоснабжения очищенных производственных, бытовых и поверхностных сточных вод, создание единой системы водного хозяйства, включающей водоснабжение, водоотведение и очистку сточных вод, как подготовку их для повторного использования;

- создание технически и экономически рациональной системы использования воды, включающей локальные технологические замкнутые системы водопользования и беспродувочную оборотную систему охлаждающего водоснабжения с соответствующей очисткой и подготовкой (стабилизацией) оборотных и продувочных вод;

- применяемые для очистки сточных вод методы должны обеспечивать извлечение и утилизацию ценных компонентов, и требуемое качество очищенных сточных вод, как по технологическим, так и по гигиеническим показателям, а также доведение образующихся отходов до товарного продукта или вторичного сырья.

Основой замкнутых систем водопользования являются локальные замкнутые системы технического водоснабжения. Чаще всего это использование воды в замкнутом цикле в одной и той же технологической операции.

Централизованные замкнутые системы технического водопользования предполагают использование очищенных сточных вод в нескольких технологических операциях.

Замкнутые системы охлаждающего водоснабжения могут быть как локальными для отдельных цехов, так и централизованными для всего предприятия в целом.

Дата добавления: 2014-01-06