Анализ состояния оборотных и замкнутых систем водоснабжения на промышленных предприятиях ближнего зарубежья



Скачать 104.85 Kb.
Дата20.09.2019
Размер104.85 Kb.
Название файлаСтатьяШолпан 1.docx

УДК

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОБОРОТНЫХ И ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ БЛИЖНЕГО ЗАРУБЕЖЬЯ

Проблема доступа к воде становится все острее в сегодняшнем быстро изменяющемся мире. Современные глобальные вызовы, особенно изменение климата и рост населения, делают ситуацию еще тревожнее.

Емкость всего мирового водопотребления к настоящему времени увеличилась в 12 раз и достигла около 5 тыс.км2 в год. Около 70 % мирового водопотребления приходится на сельское хозяйство, 13% - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые нужды, 7% - на собственные нужды водного хозяйства (гидроэнергетика, судоходство, рыбное хозяйство, и др.). При этом рост потребления воды опережает рост очистных сооружений, что является одним из основных факторов роста загрязнения водных ресурсов. К тому же даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах [1].

Конец XX века ознаменовался началом перехода водного хозяйства промышленных предприятий всех отраслей в большинстве развитых стран мира на замкнутое водопотребление. Формально началом такого перехода можно считать 1991 г., когда на всемирном конгрессе энергетиков в Австралии замкнутые системы водного хозяйства (по зарубежной терминологии - предприятия с нулевым сбросом стоков) были провозглашены единственным путем реконструкции водного хозяйства в промышленности [2].

Сегодня замкнутые системы водопользования являются наиболее рациональным решением проблемы использования воды в промышленности. Более того, в перспективе замкнутые системы водопользования найдут широкое применение в коммунальном и сельском хозяйстве, чему есть серьезные объективные предпосылки.

В настоящее время в водоснабжении промышленных предприятий большое значение имеют замкнутые системы, обеспечивающие частично или полностью оборотное водоснабжение. Их преимущества очевидны с точки зрения и производства, и санитарной охраны водоемов. Системы оборотного водоснабжения – замкнутые системы, позволяющие повторно использовать промышленные сточные воды, прошедшие процесс очистки на очистных сооружениях замкнутого цикла. Система оборотного водоснабжения предприятия полностью исключает сброс промышленных сточных вод в водные объекты или системы канализации. Оборотное водоснабжение позволяет решить важнейшие экологические и экономические задачи: значительно (на 85-95%) сократить водопотребление промышленного предприятия, снизить потери ценных компонентов со сточными водами, избежать платы за водоотведение и превышение предельно допустимых концентраций – ПДК сточных вод.

В зарубежной практике в настоящее время определены те направления в развитии современных замкнутой системы водопользования, которые как-то удовлетворяли бы природоохранные требования общества к промышленности. Создание крупных комплексов по обработке и повторному использованию всех сточных вод предприятия в обозримом будущем по финансовым соображениям будет встречаться достаточно редко, поэтому первоочередное направление работ следует сосредоточить на локальных замкнутых установках по обработке отработанных концентрированных технологических растворов; сооружениях переработки выделяемых осадков (отходов); установках глубокой очистки продувочных вод; малогабаритных установках очистки и повторного использования особо опасных стоков небольшого расхода. Все эти установки предприятия должны дополнить необходимыми «технологическими приемами»: предельным использованием оборотного водоснабжения; широким применением сверхчистой воды в основной технологии; внедрением приемов экономии воды и уменьшением поступления в стоки загрязнителей (ванны-ловушки, каскадная промывка, сухие градирни и др.); заменой особо опасных (токсичных) веществ, попадающих в стоки, на менее опасные, и др. Все установки и технологические приемы требуют сравнительно небольших затрат и могут располагаться на свободных производственных площадях. Выбор таких установок понятен: так, в отработанных растворах сосредоточено более 80% растворимых соединений; в осадках (это те же видоизмененные концентраты) - примерно столько же, поэтому переработка только этих видов отходов в значительной мере решает проблему загрязнения окружающей среды [3]

Интерес представляют разработки ученых РХТУ им. Д.И.Менделеева, которые на базе технологий, обладающих высоким инновационным потенциалом мембранных процессов ультрафильтрации и обратного осмоса, флотационных процессов и вакуумного выпаривания, предлагают технологическую схему замкнутой системы водоснабжения гальванического производства с применением комбинирования электрофлотации, микроультрафильтрации, обратного осмоса и вакуумного выпаривания. На первом этапе происходит извлечение дисперсных веществ в электрофлотаторе; на втором - микро- и ультрафильтрационная очистка воды от остаточных взвешенных веществ и коллоидов перед подачей на установку обратного осмоса для обессоливания; на третьем этапе происходит упаривание солевого концентрата. Данное техническое решение позволяет получить две категории очищенной воды для повторного использования на операциях промывки деталей и приготовления растворов электролитов [4].

Одним из основных технических узлов системы оборотного водоснабжения является электрофлотационный модуль, состоящий из электрофлотатора, блока нерастворимых электродов, пеносборного устройства и энергосберегающего источника питания.

Работа электрофлотатора основана на процессах выделения электролитических газов при электролизе воды и флотационном эффекте. Модуль может работать как в непрерывном, так и в периодическом режиме. В процессе электрофлотации происходит извлечение из сточных вод комплекса загрязняющих веществ: гидроксидов и фосфатов, тяжелых металлов на 95-99%, взвешенных веществ на 95-99%, нефтепродуктов на 70-90 %, поверхностно-активных веществ на 50-70% в присутствии различных анионов [5].

Электрофлотационное оборудование является достаточно компактным, высокопроизводительным, значительно упрощает технологические схемы очистки воды, процессы управления и эксплуатации сравнительно просто автоматизируется. Весьма позитивным является тот факт, что при электрохимической очистке сточных вод, как правило, не увеличивается анионный (солевой) состав предварительно очищен- ной воды. При этом значительно снижаются количество и влажность образующегося осадка, который легко обезвоживается на недорогих рамных фильтрпрессах российского производства [6].

Установка обратного осмоса обеспечивает возможность очистки воды одновременно от катионов и анионов в растворенном состоянии, низкомолекулярных органических соединений и других вредных примесей и выполняет в системе замкнутого водооборота две важные задачи:

- обессоливание предварительно очищенных от дисперсных веществ сточных вод для возврата воды в гальваническое производство на операции промывки деталей и приготовления растворов электролитов;

- снижает объем солесодержающих сточных вод, поступающих на выпарную установку, на 75% и соответственно значительно сокращает как капитальные затраты на приобретение выпарного аппарата, так и эксплуатационные затраты на электроэнергию.

Вакуумная выпарная установка обеспечивает концентрирование жидких отходов методом частичного удаления растворителя (воды) испарением в процессе кипения. При выпаривании растворитель извлекается из объема раствора. Концентраты и твердые отходы, образующиеся при вакуумном выпаривании, гораздо дешевле и легче подвергаются последующей переработке, хранению и транспортировке.

Таким образом, использование вакуумных выпарных аппаратов в комплексе с электрофлотаторами и мембранными установками позволяет создавать системы оборотного водоснабжения, в которых до 95% воды возвращается в технологический процесс.

Выпаривание кристаллизующих растворов сопряжено с рядом проблем и является сложным процессом. Поэтому его осуществление вызывает немало трудностей. Одна из самых главных - выделение солей на внутренних поверхностях аппаратов. Особенно опасны отложения солей внутри теплообменных трубок, вызывающих их зарастание и забивку, вследствие чего производительность выпарных установок снижается, их приходится промывать водой, которую необходимо упаривать. во избежание потерь продукта. Это ведет к увеличению удельных затрат пара [7]. Наиболее подвержены отмеченным недостаткам выпарные аппараты с кипением раствора в трубках [8].

В Узбекистане широко осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по рациональному использованию водных ресурсов. Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Так, гидролизный завод средней мощности, работающий на древесных отходах, сбрасывает в сутки 6–7 тыс.м3 сточных вод. Сточные воды гидролизных производств наиболее загрязнены органическими и взвешенными веществами по сравнению с другими сточными водами. Для предотвращения накопления взвешенных веществ в воде оборотной системы предусмотрена очистка на механических осветлительных вертикальных фильтрах. Однако эффективность очистки с использованием традиционных фильтрующих материалов (керамзит, кварцевый песок и др.) составляет только 40-50% [9]. Поэтому остро стоит задача включения в схему очистки принципиально новых технологий, позволяющих резко повысить эффективность очистки, производительность оборудования, а за счет этого увеличить использование воды в системе оборотного водоснабжения до 95-97%, сократить расход свежей речной воды на подпитку оборотной системы, а также резко уменьшить расход высокотоксичного агента хлора, используемого для обработки системы от биообрастания.

Успешное внедрение водосберегающих технологий в промышленности связано с изучением и эффективным использованием функций экономического управления в водоемких отраслях народного хозяйства.

Традиционные стимулы нововведений в водном хозяйстве неприменимы, поскольку прибыли водосбережение, как правило, не несет. Искусственно создаваемая система стимулирования использует систему оптимального функционирования экономики для совершенствования отдельных элементов хозяйственного механизма, включает нормирование водопотребления и сбросов загрязняющих веществ и применяет премирование работников за выполнение и перевыполнение экологических норм. Однако на практике эта система работает лишь в части нормирования и штрафов за несоблюдение норм.

Разработанные ранее методы стимулирования не в полной мере отвечают современным требованиям, экономическим условиям и принципам стимулирования, важнейшими из которых являются следующие:

- государственная поддержка предприятий за счет централизованных инвестиций с учетом перехода от безвозвратного бюджетного финансирования к кредитованию на возвратной и платной основе;

- сохранение бюджетного финансирования для социально значимых объектов, имеющих некоммерческий характер и не располагающих собственными средствами;

- отладка межрегиональной финансовой системы, поддержка крупных инвестиционных проектов, осуществляемых совместно заинтересованными ведомствами в бассейне реки;

- дальнейшее совершенствование нормативно-законодательной базы и форм поддержки эффективных проектов;

- переход от распределения государственных инвестиций на водоохранные цели к их размещению на конкурсной основе, расширение практики совместного государственно-коммерческого финансирования;

- расширение практик* страхования и гарантирование поддержки государством инвестиционных программ.

Перечисленные условия, а также проблемы, возникающие в связи с разными видами водопользования, определяют актуальность исследований по стимулированию внедрения водосберегающих технологий

На сегодняшний день является актуальным создание целостной системы стимулирования водосберегающих технологий с использованием рыночных механизмов управления.

Таким образом, создание на промышленных предприятиях систем использования воды в замкнутом цикле связано с необходимостью нового подхода к постановке научных исследований, проектированию, выбору рациональных методов очистки сточных вод и технико-экономической оценке производства товарного продукта. На смену разработки отдельных методов очистки сточных вод приходит разработка систем водного хозяйства промышленных предприятий, включающих оптимизацию использования воды во всех операциях, производствах и цехах, регенерацию отработанных растворов и воды с одновременным извлечением ценных компонентов и получением новых видов товарных продуктов.
Первоочередная цель работы на перспективу заключается в совершенствовании системы экономического стимулирования создания водосберегающих технологий.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- анализ существующей системы управления в водном хозяйстве и уточнение роли стимулирования внедрения водосберегающих технологий в промышленности;

- создание механизма отбора проектов для стимулирования;

- разработка методики стимулирования водосберегающих технологий в бассейне реки для существующих, реконструируемых и вновь строящихся предприятий.

- формирование организационных основ реализации механизма стимулирования.


Список литературы


  1. Водные ресурсы Казахстана: оценка, прогноз, управление. Т.ХIII:Коммунально-бытовое и промышленное водоснабжение Казахстана. Кн. 2: Джумабеков А.А., Абдураманов А.А., Жангужинов Е.М., Ибраева Н.А.

  2. Аксенов В.И. Водное хозяйство промышленных предприятий: Справочник М.: Теплотехника, 2007

  3. Водное хозяйство промышленных предприятий. Под ред. Аксенов В.И. Теплотехника, 2005

  4. Вода для гальванического производства и схемы промывок. Общие требования.

  5. Колесников В.А., Капустин Ю.И. и др. Электрофлотационная технология очистки сточных вод промышленных предприятий.

  6. Колесников В.А., Меньшутина Н.В. Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистных сточных вод.М., 2005

  7. Таубман Е.И. Выпаривание. М.: Химия, 1982.

  8. Ушатинский Н.А. Выпарные аппараты с вынесенной зоной парообразования конструкции НИИхиммаш.

  9. Когановский А.М., Семенюк Л.П. Оборотное водоснабжение химических предприятий.




Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©coolnew.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Лабораторная работа
Общая характеристика
Методические указания
Рабочая программа
Теоретические аспекты
Дипломная работа
Пояснительная записка
Методические рекомендации
Практическая работа
Федеральное государственное
История развития
Основная часть
Общие сведения
Направление подготовки
государственное бюджетное
Теоретическая часть
Физическая культура
Учебное пособие
Самостоятельная работа
История возникновения
Методическая разработка
Краткая характеристика
Выпускная квалификационная
квалификационная работа
Практическое задание
бюджетное учреждение
Гражданское право
государственное образовательное
Название дисциплины
Российская академия
образовательное бюджетное
Общие положения
Понятие сущность
Уголовное право
Общая часть
Современное состояние
теоретические основы
история возникновения
Техническое задание
Финансовое планирование
образовательная организация
Финансовое право
прохождении учебной
Фамилия студента
Правовое регулирование
Государственное управление
Теория государства
Экономическая теория