9. Сточные воды

В промышленности воду используют как сырье и источник энергии, как хладоагент, растворитель, экстрагент, для транспортирования сырья и материалов.

В промышленности 65... 80% расхода воды потребляется для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах. В этих случаях вода не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь нагревается.

Технологическую воду подразделяют на:

• средообразующую;
• промывающую;
• реакционную.

Средообразующую воду используют для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорте продуктов и отходов производства; промывающую - для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов и изделий; реакционную - в составе реагентов, а также при отгонке и других процессах. Технологическая вода непосредственно контактирует со средой. Энергетическая вода потребляется для получения пара и нагревания оборудования, помещений, продуктов.

Соответственно по назначению воду в системах производственного водообеспечения можно разделить на четыре категории:

• вода I категории используется для охлаждения жидких и конденсации газообразных продуктов в теплообменных аппаратах без соприкосновения с продуктом; вода нагревается и практически не загрязняется; могут наблюдаться лишь аварийные утечки жидких и газообразных продуктов в воду при неисправных теплообменных аппаратах, загрязняющие ее;
• вода II категории служит в качестве среды, поглощающей различные нерастворимые (механические) и растворенные примеси; вода не нагревается (обогащение полезных ископаемых, гидротранспорт), но загрязняется механическими и растворенными примесями;
• вода III категории используется так же, как и вода II категории, но с нагревом (улавливание и очистка газов в скрубберах, гашение кокса и т. п. );
• вода IV категории служит в качестве экстрагента и растворителя реагентов (например, при флотационном обогащении природных ископаемых) и др.

Сточные воды – любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

В зависимости от условий образования сточные воды делятся на:

• хозяйственно-бытовые (БСВ);
• атмосферные (АСВ);
• промышленные (ПСВ).

Хозяйственно-бытовые воды - стоки от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, душевых, прачечных, столовых, туалетов, от мытья полов и др. Они содержат примеси, из которых примерно 58% органических веществ и 42% - минеральных.

Атмосферные воды - образуются в результате выпадения атмосферных осадков и стекающие с территорий предприятий (дождевые, от таяния снега). Они загрязняются органическими и минеральными веществами.

Промышленные сточные воды - используются в технологическом процессе производства или получающиеся при добыче полезных ископаемых (угля, нефти, руд).

При прямоточном водообеспечении предприятий (рис. 1а) вся забираемая из водоема вода Qист. после участия в технологическом процессе (в виде отработанной) возвращается в водоем, за исключением того количества воды, которое безвозвратно расходуется в производстве Qпот.. Количество отводимых в водоем сточных вод составляет:

Осбр. = Qист. - Qпот.

Сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросом в водоем должны проходить через очистные сооружения. В этом случае количество сбрасываемых в водоем сточных вод уменьшается, поскольку часть воды отводится со шламом.

При схеме водообеспечения с последовательным использованием воды (рис. 1б), которое может быть двух- и трехкратным, количество сбрасываемых сточных вод уменьшается в соответствии с потерями на всех производствах и на очистных сооружениях:

Рис. 1 Схемы водообеспечения промышленных предприятий:

1 - вода свежая чистая, ненагретая; 2 - сточная вода, нагретая; 3 - сточная вода, нагретая и загрязненная; 4- сточная вода, очищенная; ПП, ПП-1, ПП-2 - промышленные предприятия; ОС - очистные сооружения; Qист. - вода, подаваемая из источника на производственные нужды; Qпот., Qпот1 и Qпот2 - вода, безвозвратно потребляемая на промышленных предприятиях; Qшл. - вода, удаляемая со шламом; Qсбр. - вода, сбрасываемая в водоем

Повторное использование сточных вод после соответствующей их очистки получило широкое распространение. В ряде отраслей промышленности (черной металлургии, нефтеперерабатывающей) 90... 95% сточных вод используется в системах оборотного водоснабжения и лишь 5... 10% сбрасывается в водоем.

Для уменьшения потребления свежей воды создают оборотные и замкнутые системы водоснабжения. При оборотном водоснабжении предусматривают необходимую очистку, охлаждение, обработку и повторное использование сточной воды. Применение оборотного водоснабжения позволяет в 10... 15 раз уменьшить потребление природной воды.

Качество воды, используемой для технологических процессов, должно быть выше, чем воды, находящейся в оборотных системах.

Если в системе оборотного водоснабжения промышленного предприятия вода является теплоносителем и в процессе использования лишь нагревается, то перед повторным применением ее предварительно охлаждают в пруду, брызгальном бассейне, градирне (рис. 2а); если вода служит средой, поглощающей и транспортирующей механические и растворенные примеси, и в процессе использования загрязняется ими, то перед повторным применением сточная вода проходит обработку на очистных сооружениях (рис. 2б); при комплексном использовании сточные воды перед повторным применением подвергаются очистке и охлаждению (рис. 2в).