Оборотное водоснабжение. 
Охрана окружающей среды: процессы и аппараты защиты гидросферы

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; Q_c6— количество воды, сбрасываемое предприятием, м⁵/ч; Q_c— 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