Для производственных и хозяйственных нужд расходуется огромное количество воды. Ситуацию ухудшает сброс загрязненной жидкости в водоемы. Уделяя внимание охране природы и экономическим аспектам бизнеса, многие предприятия переходят на оборотное водоснабжение. Этот метод предполагает многократное использование водного ресурса. Сокращение потребления свежей воды и сброса стоков приводит к удешевлению водоснабжения.

Как функционирует замкнутая система водоснабжения

Наиболее перспективный вариант сокращения потребления воды – создание замкнутых систем. Сточные воды проходят очистку специальным оборудованием и используются повторно. Составляющие системы оборотного водоснабжения зависят от объема стоков и требований, которые предъявляются к качеству очищенной жидкости. Прогрессивную установку можно встретить в производственных цехах, атомных и тепловых электростанциях, на автомойках, в загородных домах с автономными источниками.

П – производство; ОС – очистка стоков, НС –насосная станция, ОХ-охлаждение

В зависимости от технологических процессов производства вода может загрязняться с первого раза или не требовать очистки долгое время. Замкнутая система необходима в нескольких случаях:

1. Используемый источник не обладает достаточным количеством воды, чтобы удовлетворить потребности предприятия.
2. Источник находится на большом удалении от производственных цехов (до 4 км), расположенных на значительной высоте(25 м и выше).

Она незаменима в регионах с высокой стоимостью воды, чрезмерной жесткостью или загрязнением источника, в случае реальной опасности отравления природы стоками. Очистные комплексы в зависимости от назначения включают от одной до шести ступеней. Среди них: предочистка в отстойниках, электрофлотация, фильтрация, адсорбция, обратный осмос.

Электрофлотатор – агрегат, действие которого основано на принципах электролиза. Он обеспечивает удаление из воды химических соединений и взвешенных частиц. Его показатели очистки загрязнения нефтепродуктами составляют – от 75 до 90%, остатками ПВА – от 50 до 70%.

К охладительным сооружениям относятся пруды-отстойники, градирни и брызгальные бассейны. В водонепроницаемых котлованах вода специальными насадками рассекается на брызги и охлаждается потоками воздуха.

Конструктивными частями замкнутой сети являются подающие и обратные трубопроводы, циркуляционные насосы, очистные сооружения и фильтры, охлаждающие установки. Для водоемов, страдающих от сброса плохо очищенных стоков или горячей воды, такая система становится настоящим спасением.

Устройство оборотного водоснабжения на производстве

Информация. Кроме открытых систем охлаждения существуют закрытые конструкции, в которых вода не контактирует с воздухом. Снижение температуры происходит за счет теплообменных аппаратов.

Преимущества повторного использования

Высокие расходы на покупку и монтаж оборудования для оборотного водоснабжения не становятся препятствием для внедрения современной технологии на предприятиях.

• Потребности в воде снижаются в 10 раз.
• Существенная экономия финансовых средств.
• Ответственное отношение к экологии и рациональному использованию ресурсов.
• Отсутствие штрафов за грязные стоки.

Принцип замкнутой системы

Оборотные комплексы в промышленности

Владельцы предприятий, которые заботятся об экологии и умеют считать прибыль, переходят на прогрессивный метод – оборотное водоснабжение. Сфера его применения достаточно широкая:

Энергетика

Предприятиям энергетической отрасли – тепловым и атомным электростанциям вода необходима для охлаждения турбин или как рабочее тело – пар. Техническое водоснабжение объектов происходит двумя системами:

• прямоточной;
• оборотной.

Процесс происходит следующим образом: пар подается в градирни, охлаждается и конденсируется. С помощью насоса вода для охлаждения турбин и вспомогательных механизмов. Их природного источника берется вода для восполнения потерь, неизбежных в технологических процессах.

Схема градирни

Металлургия

Во многих технологических процессах вода используется исключительно для охлаждения. Она не загрязняется, а только нагревается, поэтому после остывания может применяться снова. На металлургических предприятиях схема оборотного водоснабжения сложнее. Жидкость нагревается и загрязняется различными примесями. Для дальнейшего использования в газоочистке потребуются пруды или градирни для охлаждения и механические фильтры очистки.

Нефтепереработка

На современных нефтеперерабатывающих заводах в замкнутом цикле, включающем фильтрацию и локальную очистку, находится 95-98% всей используемой воды. Для химической промышленности ведется разработка замкнутых систем, не требующих осуществления сброса стоков в водоемы.

Пищевая промышленность

Оборотное водоснабжение популярно на предприятиях отрасли. По этому принципу работают системы мойки тары, упаковки и сырья. Он используется в холодильных установках.

Машиностроение

Заводы по выпуску машин применяют воду в процессах гальванизации деталей. Замкнутая система сокращает ее расход на 90%. Использование в схеме замкнутой системы выпарной установки позволяет направлять солевой концентрат на переработку. Очищенная жидкость идет на промывку деталей, а продукция из концентрата – на подготовку электролитических растворов.

Прогрессивный метод внедряют на бумажно-целлюлозном производстве, в горной промышленности, мойке транспортных средств, на прачечных комбинатах.

Невозможно избежать потерь воды в производственных условиях. Частичное уменьшение ее объема происходит вследствие испарения. В оставшейся жидкости повышается уровень минерализации. Это ведет к негативным последствиям: активной коррозии и отложению солей. Добавление свежей воды важно для восстановления количества и состава циркулирующей жидкости.

Схемы систем оборотного водоснабжения

Внимание. Потери жидкости в замкнутой сети составляют 3-5%. Они восполняются свежей водой из источника.

Устройство оборотной системы для автомойки

Технологические процессы, связанные с мытьем автомобилей, сопровождаются потреблением большого объема воды и загрязнением стоков нефтепродуктами и ПВА. Чтобы снизить опасность попадания опасных соединений в природную среду, внедряется система повторного использования стоков. Установка замкнутой системы водоснабжения на мойках позволяет экономить до 90% воды и 50% моющих средств.

Замкнутая система на автомойке

Внимание. Для мойки 10 автомобилей требуется 1 м3 воды, при использовании оборотной системы таким объемом жидкости можно вымыть до 50 машин.

Технические стоки на автомойке проходят несколько этапов очистки:

1. Стоки попадают в отстойник, накопительную емкость. С помощью механической фильтрации из воды удаляются крупные частицы загрязнения.
2. Напорным насосом жидкость подается в мембранный флотатор. Здесь происходит пропускание воздуха под давлением через керамические мембраны для насыщения стоков пузырьками. В результате образуется пена, абсорбирующая остатки нефтепродуктов и моющих средств. Напорная флотация удаляет мелкий шлам и взвеси. Эти частицы попадают в накопитель, откуда периодически удаляются для дальнейшей переработки.
3. После флотатора вода поступает в емкости с фильтрами для извлечения оставшихся частиц. Установка рассчитана на многократное использование, фильтры регулярно промываются обратным током воды, которая попадает в накопительную емкость для стоков.

Схема повторного водоснабжения мойки

Для окончательной обработки жидкости задействуется химическая (добавление реагентов) и биологическая очистка. Полное удаление загрязнений происходит микроорганизмами.

Помещение автомойки оборудуется двумя водными контурами. Они питают мощные аппараты для очистки транспорта. Один контур наполнен свежей водой, а второй – оборотной. Жидкость, используемая после переработки, применяется в первичной мойке. Им пользуются при нанесении моющих средств и предварительном смывании пены. Свежей водой осуществляется окончательное ополаскивание машин.

Внимание. Ополаскивание водой из прямого водопровода позволяет избежать появления белых разводов на поверхности автомобилей.

Оборотное водоснабжение автомоек составляет 90%, а на свежую воду для ополаскивания, приходится 10%. Установки для очистки стоков имеют различную производительность – от 3 до 40 м 3 /час. Системы малой мощности наиболее популярны, Они используются на большинстве автомоек с ручным и автоматическим оборудованием. Высокопроизводительные установки предназначены для крупных моечных комплексов, имеющих системы портального и туннельного типа. Их базовая комплектация:

• отстойники;
• фильтры;
• система флокуляции;
• датчики и манометры;
• насосы.

При необходимости комплексы дополняют устройствами умягчения воды, аэраторами, дозаторами реагентов и другими приспособлениями. Количество циклов повторного использования зависит от возможностей оборудования. Оно составляет от 50 до 70 оборотов с очисткой. Цикл завершается сбором и утилизацией жидкости.

Оборотная система для загородного дома

В частных домах, где есть возможность разделить сети канализации и водоснабжения практикуется установка замкнутой системы, уменьшающей в несколько раз объем потребляемой свежей воды. Ее внедрение – действенный способ экономии ресурсов. Система функционирует по принципу обратного осмоса. Одна из ее особенностей это необходимость периодической замены старой воды.

Оборудование для системы оборотного водоснабжения

Внимание. Один из плюсов оборотного водоснабжения загородного коттеджа – увеличение срока эксплуатации автономной скважины.

Обеспечить работу оборотного водоснабжения позволяет монтаж специального оборудования. Оно включает многоступенчатые фильтры, различные реагенты и коагулянты, доводящие химический состав жидкости до санитарных норм. Мощное очистное сооружение совмещает три типа процессов:

• механический;
• химический;
• биологический.

Контроль сети осуществляется автоматикой, показатели проверяются на соответствие заданным параметрам. Для поддержания эффективной работы комплекса требуются определенные климатические условия:

• монтаж системы вентиляции для циркуляции воздуха;
• температура не ниже отметки +5 0 .

Замкнутую структуру может иметь отопление и водопровод. В последнем случае происходит развитие биоценозов – совокупности микроорганизмов. Предотвратить составные части от биологического обрастания поможет периодическая промывка емкостей и труб. Специальные вещества полиалкиленгуанидины обеспечивают защиту от нескольких разрушающих факторов: коррозии, солей и биозарастания.

Для монтажа водоснабжения используются металлические трубы. Этот материал отличается прочностью и долговечностью, но под действием изменений в составе воды возникают коррозийные процессы. Применение пластика – оптимальный способ создания эффективной рециркуляции. Полимеры нейтральны к воздействию влаги, химических и биологических веществ, поэтому рекомендуются для создания замкнутых сетей.

Повторно используемая вода представляет собой отработанную воду, которая прошла очистку и поступила в производство. В зависимости от степени загрязнения и нагрева воды, а также от требований к качеству используемой технической воды повторное применение ее может быть представлено тремя вариантами (рис. 19) по сравнению со смешанной системой водоснабжения, включающей прямоточное и оборотное использование воды (рис. 20). Если в производственном цикле вода только нагревается, то отработанную воду охлаждают (в пруду, брызгальном бассейне или на градирне) и вновь подают в производство (рис. 19, а). Если в процессе производства вода не только нагревается, но и загрязняется, то ее можно очищать и использовать горячей (рис. 19, б) или наряду с очисткой охлаждать и направлять в производство взамен свежей воды (рис. 19, в). Примером может служить конденсат выпарной станции, который после очистки можно применять для производственных целей, а также вода, осветленная путем удаления взвешенных веществ.[ ...]

Повторное использование воды следует особенно рекомендовать при проектировании новых и реконструкции существующих нефтеперерабатывающих заводов.[ ...]

В использовании и охране земель - это новая техника и способы воспроизводства плодородия почв, защиты их от эрозии, опустынивания, загрязнения; в области использования и охраны водных объектов - принципиально новые водосберегающие технологии, методы очистки и обеззараживания вод (повторное водоснабжение, замкнутый водный цикл), в охране атмосферного воздуха - новые технологии и оборудование для очистки вредных промышленных отходов, газов, пыли, сажи, токсичных веществ, внедрение новых видов топлива; в использовании и охране лесов и иной растительности, животного мира - новые технологии и средства по сохранению их генетического фонда и многообразия, рыбных запасов, заповедного дела (в частности, биологические методы и средства вместо химических).[ ...]

Расход воды можно сократить за счёт повторно-последовательного использования воды как на отдельных технологических установках, так и на сложных установках и производствах (рис. 2.1-2.6).[ ...]

Предел повторного использования воды в разных отраслях с учетом существующего технического уровня оценивается равным 92- 98%. Для отдельных производств этот показатель достигает 100%, т.е. вода используется многократно без каких-либо выбросов загрязненных стоков в водоемы, а восполнение свежей водой связано с естественной убылью (испарение, химическое превращение и др.).[ ...]

Система повторного использования воды внутри промышленного комплекса является высокоэффективным направлением в сокращении водопотребления и сброса сточных вод. Такой типичной системой является бессточная система водоснабжения Первомайского промышленного комплекса. Основное предприятие этого комплекса - химический комбинат, имеющий в своем составе многотоннажное производство хлора и каустической соды, пластических масс, химических средств защиты растений, ряда продуктов органического синтеза.[ ...]

В сточных водах промышленных предприятий могут содержаться вещества (нефть, жиры, химические продукты, древесное волокно, хром и др.), которые представляют большую техническую ценность, и их необходимо выделять и возвращать для использования на этих же (или других) предприятиях. Извлечение химических веществ и повторное использование воды с успехом применяется в металлургической, пищевой и особенно химической промышленности.[ ...]

Внедрение повторного использования воды требует лишь незначительных работ по изменению обвязки трубопроводов на ваннах промывки, но позволяет снизить расход воды по отдельным линиям покрытия в 2-4 раза в зависимости от количества и типа объединенных ванн промывки.[ ...]

Состав сточных вод, их количество и условия сброса в водоемы чрезвычайно многообразны; разнообразны также и методы очистки этих вод. Необходимо отметить весьма важное значение таких мероприятий, как изменение технологии производства с целью уменьшения количества сточных вод или улучшения их состава, введение водооборота и повторного использования воды, а также ликвидация неоправданных потерь воды и реагентов. Эти мероприятия должны осуществляться, где только возможно, в первую очередь.[ ...]

В первом случае вода является только теплоносителем и в процессе использования лишь нагревается. Поэтому перед повторным применением ее предварительно охлаждают в пруду, брызгальном бассейне, градирне и т.д. (рис. 4.3,а). В случае непосредственного использования воды в технологическом процессе (реакционная среда, растворитель и др.) сточные воды перед повторным применением обрабатывают на очистных сооружениях (рис. 4.3,6). При комбинированном использовании их перед повторным употреблением очищают и охлаждают.[ ...]

Контроль качества воды исключительно важен при косвенном повторном использовании воды, а также при рассмотрении возможности ее прямого повторного использования. На основе долгосрочного (рассчитанного на 50 лет) регионального планирования и обширных исследований должна быть разработана объединенная система водоснабжения и канализации. Цель планирования заключается в следующем: создание системы контроля над качеством воды; определение происхождения всех стоков; оценка эксплуатационных свойств и возможностей всех водопроводных и канализационных очистных сооружений; проведение специальных исследований для решения некоторых специфических для данного района проблем; проверка соблюдения современных стандартов на качество воды. Последнее является основополагающим для контроля над качеством воды. На рис. 14.1 показана взаимосвязь между различными стандартами и процессами потребления и обработки природной воды и сточных вод. Стандарты для поверхностных водных источников устанавливают качество, приемлемое для того или иного применения воды, например для коммунального водоснабжения. Стандарты на качество сбрасываемых в водоемы обработанных сточных вод устанавливают качественные показатели стоков с промышленных предприятий и городов с тем, чтобы они обеспечивали критерии качества воды поверхностных источников. Промышленные предприятия, расположенные в городах, обязаны соблюдать правила пользования городской канализационной сетью. Для системы общественного водоснабжения установлены стандарты па питьевую воду.[ ...]

Особо стоит выделить повторное использование вод, но это связано с их глубокой очисткой. В США более 100 млн. жителей потребляют воду, которая уже однократно прошла канализацию.[ ...]

Промышленные сточные воды разделяют на загрязнённые, непосредственно контактировавшие с химическими веществами, и на условно чистые, применяемые, в основном, для целей охлаждения или нагревания в теплообменной аппаратуре. Основной путь уменьшения сброса в водоёмы загрязнённых и условно чистых вод - повторное их использование, то есть организация оборотного водообеспечения.[ ...]

С целью рационального использования воды и предотвращения загрязнения водоемов рекомендуется: 1) регенерацию катионитовых фильтров производить оптимальнон-дозой соли, т. е. на 1 эквивалент снятой жесткости воды расходовать 1 эквивалент поваренной соли; 2) производить очистку сточных вод от регенерации катионитовых фильтров и повторно использовать их в замкнутом цикле (рис. 89).[ ...]

Схему водоснабжения с повторным использованием воды применяют на предприятиях, где вода после прохождения в цехах совсем не загрязняется или незначительно загрязняется. Такую воду можно использовать в данном цехе после некоторой ее очистки или в других цехах, где предъявляются иные требования к чистоте воды.[ ...]

Сокращение потребления воды и уменьшение загрязнения водоемов возможно при создании технологических систем, обеспечивающих многократное использование воды без сброса загрязненных сточных вод в водоемы (добавление исходной воды вызвано только технологической необходимостью и естественными потерями). Организация производства с минимальными отходами предполагает разработку новых технологических процессов с сокращенными потреблением исходной воды и образованием сточных вод либо с исключением воды из технологических операций; локальную обработку сточных вод с утилизацией ценных компонентов н подготовкой воды для повторного использования; создание системы оборотного водоснабжения, включающей использование паводковых вод и атмосферных осадков, отводимых с территории предприятия.[ ...]

Практика сброса сточных вод в реки основывалась на предположении, что разбавление и самоочищение движущейся воды достаточно эффективны для обеспечения безопасности здоровья людей и сохранения удовлетворительных условий для размножения рыб. Очистные сооружения возводили с целью удаления подверженных биораспаду органических веществ для поддержания определенного минимального уровня растворенного кислорода в природных водоемах. Позднее было введено хлорирование очищенных сточных вод во избежание заражения природных водных источников патогенными микроорганизмами. По мере того как возможность использования самоочищающих свойств водных источников постепенно исчерпывалась, а потребление воды увеличивалось, возникла необходимость в расширении косвенного повторного использования воды, а это потребовало повышения качества очистки сточных вод. В некоторых случаях оказалось необходимым в дополнение к традиционной биологической очистке ввести доочистку сточных вод, например, с целью удаления фосфатов, стимулирующих рост водорослей. Питательные соли, пена, окрашенные вещества и другие устойчивые загрязнения могут быть удалены только специальными методами очистки.[ ...]

После отстаивания в сточных водах коксохимических заводов, газогенераторных станций, а также в сточных водах других цехов, например термических, остается взвесь (главным образом смола) в количестве до 300 мг/л, которая мешает повторному использованию воды, а также ее дальнейшей очистке и должна быть выделена из воды.[ ...]

После мойки машин и механизмов вода содержит 800 - 3000 г/м3 взвешенных частиц грязи и 50 - 900 г/м3 нефтепродуктов. При использовании этилированного бензина в воду может попадать ядовитый тетраэтилсвинец, содержание которого в сточных водах недопустимо. По санитарным нормам в сточной воде допускается содержание не более 0,25 - 0,75 г/м3 взвешенных веществ и 0,05 - 0,30 г/м3 нефтепродуктов, при повторном использовании воды для мойки автомобилей ее очистка должна быть еще более глубокой.[ ...]

По СНиП в предварительных расчетах воды на собственные нужды станции при повторном использовании воды после промывки фильтров коэффициент а принимают равным 3% количества воды, подаваемой на сооружения.[ ...]

Как показали исследования , расход воды на отмывку нефти от солей и количество образуемых сточных вод на установках ЭЛОУ можно сократить в 2-3 раза при рециркуляции части соленой воды по ступеням. Опыт эксплуатации ЭЛОУ с применением повторного использования воды показывает, что присутствие некоторого количества солей в промывной воде, поступающей на данную ступень, практически не влияет на эффективность работы установки. Это объясняется тем, что градиент «солености» между подаваемой промывной водой и водой, содержащейся в нефти, достаточно велик. На рис. 26 приведена зависимость остаточного содержания солей в нефти от количества промывной воды и ее «солености».[ ...]

Наиболее опасны для водоемов сточные воды предприятий химической и нефтехимической промышленности, несмотря на то, что объем их по сравнению с объемом сточных вод предприятий других видов промышленности невелик. Сточные воды предприятий химической и нефтехимической промышленности характеризуются сложным я переменным составом, высокой ток-снчностью, преимущественным содержанием растворенных, а не взвешенных, загрязнений, поэтому биологические методы не всегда обеспечивают очистку, достаточную для повторного использования воды на предприятиях.[ ...]

В химической промышленности даже при повторном использовании воды расход свежей воды велик и составляет в среднем на 1 т продукции 50-130 м3, а в целлюлозно-бумажной промышленности - 150-500 м3. Поэтому одной из главных задач химической технологии является дальнейшее снижение водоем-кости производств путем внедрения систем оборотного и последующего использования воды, переход на водосберегающие (бессточные) технологии.[ ...]

В рисовых оросительных системах загрязнение воды и почвы обусловлено использованием для химической прополки риса пропанида и ялана. Быст-роразлагающиеся гербициды 2,4-Д и 2М-4Х в этом отношении не опасны. Метаболит пропанида - 3,4-дихлоранилнн - более персистентный загрязнитель по сравнению с исходным веществом. Для ускорения разложения пропанида и его метаболитов НИИ агрохимии и почвоведения АН СССР и ВНИИ риса рекомендуют в течение нескольких дней после внесения гербицида влажность поверхностного слоя почвы поддерживать на уровне, близком к максимальному насыщению, избегать подсушивания почвы или быстрого напуска воды. Необходимо уменьшить или полностью прекратить сброс поливной воды после обработки гербицидами в течение одной-двух недель; выдерживать сбросную воду в специальных коллекторах, водоемах и на пути ее передвижения создать сеть водосливных плотин и перепадов. Повторное использование воды возможно только под контролем.[ ...]

По проекту Горьковского филиала института Гипронефтеза-воды на технологические нужды завода при полном его развитии (практически на тот объем, который имеется в настоящее время) должно расходоваться 41 тыс. м3!ч оборотной воды и 600 м31ч свежей речной воды, что составляет около 1,5% циркулирующей воды в системах. Кроме того, 2200 мъ/ч, или 5,5% свежей речной воды предусматривалось на восполнение потерь и продувку систем оборотного водоснабжения. Эти расходы не учитывали возврата очищенных производственных сточных вод в систему оборотного водоснабжения. За счет усовершенствований, произведенных в I системе оборотного водоснабжения, которые заключались в применении подпитки системы очищенными производственными стоками (1000 м3/ч), повторного использования воды на ЭЛОУ, АВТ и других технологических установках и в подаче вместо свежей воды (600 м3/ч) воды из II оборотной системы, потребление свежей воды значительно сократилось. Указанные выше мероприятия позволили довести водооборот в 1968 г. до 97,5% и снизить количество циркулирующей воды в оборотных системах до 27-30 тыс. м3/ч.[ ...]

Степень очистки от солей тяжелых металлов 95-99,9 проц. Степень повторного использования воды не менее 95 проц.[ ...]

Важным мероприятием, сокращающим количество сбрасываемых сточных вод, является многократное использование последних в пределах одной и той же установки. Примером этому может служить уже упомянутое ранее повторное использование воды II ступени установки ЭЛОУ в I ступени, осуществленное на Ново-Горьковском НПЗ.[ ...]

Водоснабжение промышленного предприятия может быть прямоточным, с повторным использованием воды и оборотным. Самая простая схема водоснабжения-прямоточная. Насосная станция забирает воду из водозабора и подает ее по водопроводной сети в различные цехи предприятия. Отработанная вода поступает в водоем. В систему прямоточного водоснабжения могут быть включены очистные сооружения для очистки воды на входе в предприятие и на выходе из него.[ ...]

В процессе гидролизного производства потребляете? большое количество воды, которая затем в виде сточных вод сбрасывается в водоемы. Гидролизный завод средней мощности, работающий на древесных отходах, сбрасывает в сутки 6-7 тыс. м3 сточных вод с общим количеством органических веществ цо БПК5 18 т. В дальнейшем при реконструкции существующих и строительстве новых гидролизных заводов мощность их будет увеличиваться в 5-10 раз (В. С. Минина,- 1969). Надо полагать, что и количество сточных вод на таких заводах будет в 5-10 раз большим, чем в настоящее время. В то же время повторное использование воды на заводах слишком невелико (10%), поэтому уже сейчас нужно в более широких масштабах применять во-дооборот на гидролизных заводах.[ ...]

Кроме того, озонирование не приводит к увеличению солевого состава очищенной воды, не загрязняет воду продуктами реакции и другими примесями. Это важно при повторном использовании воды для технологических нужд.[ ...]

Известно, например, что железнодорожный транспорт является крупным потребителем воды. Она участвует в таких производственных процессах, как обмывка и промывка подвижного состава, охлаждение компрессоров и другого оборудования и т. д. Объем оборотного и повторного использования воды на предприятиях железнодорожного транспорта составляет около 30%. Остальное сбрасывается в поверхностные водные объекты - моря, реки, озера и ручьи.[ ...]

Среди населения наблюдаются также заболевания вирусного происхождения в результате использования вод, загрязненных бытовыми сточными водами-. Накоплению кишечных вирусов в воде способствуют случаи повторного использования воды, что, возможно, является причиной возрастания водных вирусных заболеваний. Особое внимание уделяется вирусу инфекционного гепатита; возможность иммунизации против него пока отсутствует. Считают, что патогенное значение могут иметь даже единичные вирусы. Обзорные данные о вирусах, передающихся через воду, представлены, в частности F. Taylor (1974). Факторы загрязнения воды действуют на человека не только при питьевом, но и рекреационном использовании водоемов, при котором неблагоприятное действие могут оказывать те же виды загрязнений - химические, физические и биологические.[ ...]

Прежде чем решать вопросы очистки, необходимо рассмотреть возможности максимального использования сырья и реагентов в технологическом процессе, утилизации и переработки побочных продуктов, повторного и оборотного использования воды в производственных циклах. Осуществление этих мероприятий позволяет в ряде случаев значительно уменьшить загрязненность сточных вод.[ ...]

Современная гальванотехника основана исключительно на применении деминерализованной воды для приготовления основных растворов и для промывки изделий, подвергаемых гальванической обработке. По этой причине в применяемых системах повторного использования воды имеются устройства, позволяющие достичь такой степени чистоты воды и представляющие собой батареи ионообменников с загрузкой их катионитами и анионитами.[ ...]

Денвер (штат Колорадо) . Источником водоснабжения г. Денвера является р. Южный Платт. Кроме того, вода поступает в Денвер по двум водоводам, проложенным в горной местности. В один из них (туннель Моффат) вода забирается в верховьях оз. Этот туннель протяженностью 9,7 км был построен в 1937 г. С 1964 г. в Денвер стала поступать вода, собираемая в водохранилище Диллон с водосборного бассейна р. Блю. Из водохранилища вода подается в город по туннелю протяженностью 37 км. Потенциальные ресурсы водоснабжения включают в себя воду, потребляемую в настоящее время в сельском хозяйстве (в будущем она будет использоваться для бытовых и промышленных нужд), воду с западных склонов гор, а также очищенную сточную воду, которая будет использоваться повторно. Проведенные исследования показывают, что дополнительные объемы воды, поступающие по двум указанным выше туннелям, будут удовлетворять потребности Денвера в воде до 2010 г. Предсказывается, что в последующие 40 лет потребность в воде возрастет, в связи с чем проявляется значительный интерес к проблеме повторного использования воды. Поэтому была разработана рассчитанная на десятилетний срок программа исследований, включающая составление обзора по различным способам и процессам регенерации воды, определение областей применения восстановленной воды, изучение требований, предъявляемых к качеству восстановленной воды в различных областях ее потребления, изучение тех изменений, которые должны быть внесены в распределительную систему, выявление общественного мнения и анализ правовых и юридических аспектов проблемы. Сначала будет изучаться вопрос о повторном использовании воды для охлаждения энергетических установок и других технических целей, а также для полива парков, спортивных площадок и т. п. При определении областей применения восстановленной воды должны быть выявлены потенциальные потребители и их расположение в пределах обслуживаемой зоны. Эта информация очень полезна при размещении сооружений для восстановления воды и прокладке распределительных трубопроводов. Знание требований, которым должно удовлетворять качество восстановленной воды в различных областях ее использования, необходимо для определения степени очистки, которой должна подвергаться сточная вода. Мнение общественности в отношении потребления восстановленной сточной воды связано с предполагаемыми областями ее использования. Планируется проведение опросов через каждые 3-4 года для определения степени ознакомления общественности с данной проблемой, а также выявления отношения широкой публики к повторному использованию сточной воды для бытовых целей. Такая оценка общественного мнения может оказаться полезной при составлении информационной и разъяснительной программы по повторному использованию сточной воды.[ ...]

Метод самоочищения в биологических прудах, как сооружениях доочистки биологически очищенных сточных вод, по существу неравнозначен химическим или физико-химическим методам очистки сточных вод. Сложный комплекс биологических процессов самоочищения обеспечивает качественное изменение состава сточных вод, придавая им свойства «живой» природной воды. При последующем повторном использовании воды в случае необходимости строгого соблюдения требований к ней по содержанию взвешенных веществ и ВПК после прудов следует предусматривать соответствующие фильтровальные сооружения. При использовании доочи-щенной сточной воды в системах технического водоснабжения с целью предотвращения биологических обрастаний прибегают к хлорированию. При этом жидкий хлор следует вводить за биологическими прудами.[ ...]

Одним из основных условий на начальном внедрении малоотходной и безотходной технологии является наличие систем повторного и оборотного использования воды. Совершенствование основного технологического процесса, методов очистки сточных вод и стабилизации очищенных, использование образующихся осадков позволят создавать в дальнейшем системы замкнутого (бессточного) водоснабжения. При создании оборотных и замкнутых систем водоснабжения необходимо рассматривать основной технологический процесс и очистку сточных зод как единое целое.[ ...]

В этом разделе приводятся данные о достигнутом за год, по сравнению с предыдущим годом, снижении объема сброшенных загрязненных вод с указанием, за счет каких факторов это достигнуто (ввода очистного сооружения, внедрения новой техники, при которой сокращается потребление воды, более рационального использования воды путем применения повторного использования). Если снижение не достигнуто, а произошло увеличение объема сброса, то данные приводят со знаком минус (-) и в пояснении к отчету приводят объяснение причин.[ ...]

При помощи ионообменных смол извлекаются никель, хром, серебро, золото (метод Баера). Главной особенностью схем с ионообменной технологией является повторное извлечение компонентов и использование воды в цикле. Минпри-бор СССР выпускает ионитные установки типа ПП-379 для регенерации меди. Производительность установки 300 л/ч. Используется катионит КУ-2 и анионит АМ-7.[ ...]

С экономической точки зрения недостатком дождевального орошения является потребность в больших земельных участках. Например, для города с населением 100 000 чел. требуется участок площадью 520 га. Кроме того, необходимо иметь накопительные бассейны для хранения воды в течение зимних месяцев, когда климатические условия не допускают проведения дождевания. Этот способ имеет следующие преимущества: он позволяет производить рециркуляцию сточной воды для повторного использования; отведение воды в землю может быть дешевле, чем другие способы третичной очистки; пастбища, предназначенные для орошения сточной водой, способствуют сохранению открытых пространств и созданию зеленых поясов вокруг городов; расширяется возможность использования орошаемых пастбищ; применение сточных вод для орошения может конкурировать с использованием воды из скважин глубокого заложения и, следовательно, давать значительную экономию средств.[ ...]

Для донных отложений оросительных систем характерно также высокое содержание ХОП, что связано как с выносом последних с: поверхностными стоками, так и с их депонированием в донных отложениях. Следствием этого является переход пестицидов из донных отложений в воду, достигающий по некоторым оценкам 2-18% (441. Высокие уровни концентраций ХОП обнаруживаются в тех водных объектах, которые в большей степени подвергаются загрязнению за счет повторного использования воды на орошение. Заметим, что в общем балансе ХОП доля метаболитов значительно выше доли самих пестицидов.[ ...]

Одним из важнейших вопросов защиты окружающей среды является охрана водного бассейна от загрязнения. В утвержденных XXVI съездом КПСС «Основных направлениях экономического и социального развития СССР иа 1981-1985 годы и на период до 1990 года» поставлены задачи: «Увеличить мощности систем оборотного и повторного использования вод, разрабатывать и внедрять на предприятиях бессточные системы водоиспользования» . К важным мероприятиям по охране источников питьевой воды относятся доочистка промышленных и городских сточных вод и дальнейшее их использование для промышленного водоснабжения предприятий. Повторное использование очищеииых сточных вод для технического водоснабжения позволит в ряде районов нашей страны полностью ликвидировать существующий дефицит ресурсов пресной воды.[ ...]

Под упорядочением технологических процессов с рассматриваемой точки зрения понимают проведение комплекса мероприятий с целью уменьшения количества сбросов на промышленном предприятии до норм, предусмотренных проектными разработками. Эти мероприятия могут включать конструкторские, монтажные, эксплуатационные и другие виды работ. Под упорядочением характера использования воды в современных технологических процессах понимают преимущественное (а в пределе полное) использование воды в оборотных системах и повторное ее использование. Причем под оборотом понимают повторное использование воды в одном и том же технологическом процессе (например, охлаждающая вода), а под повтором - применение воды, использованной в одном технологическом процессе для другого процесса.

ВОДО И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ГОРОДСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕМБРАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Проблема энергоресурсосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве - сегодня одна из самых обсуждаемых. Инженерная инфраструктура и, в частности, водное хозяйство города несет в себе большой потенциал энергоресурсосбережения, что уже достаточно хорошо освещено в литературе . В нашей статье мы хотели бы рассмотреть ряд направлений, непосредственно связанных с использованием сточной воды и ее энергетического потенциала, ее очисткой и повторным использованием.

Настоящим источником энергии являются сточные воды. По данным профессора Калифорнийского университета Джорджа Чобаноглуса, из 1 м 3 сточной воды можно получить почти 42 МДж тепловой энергии при снижении ее температуры на 10 °C, а переработка содержащихся в стоках органических веществ - от 3 до 6 МДж на 1 м 3 . Кроме того, в высотных зданиях можно использовать потенциальную энергию текущей вниз воды в канализационных стояках для частичного возмещения затрат электроэнергии на ее подъем, однако это связано с рядом объективных трудностей и пока в настоящее время серьезно не рассматривается.

Тепловая энергия сточных вод

Идея извлечения тепловой энергии из сточных вод возникла достаточно давно, однако технологии еще находятся в процессе разра-ботки и апробации. Сточные воды в зависимости от климатических условий и сезона года имеют температуру от 6-12 до 20-30 °C, т. е. являются источником низкопотенциального тепла, и для получения электроэнергии или высокопотенциального тепла для ТЭЦ, систем отопления или горячего водоснабжения требуется дополнительное оборудование - как правило, это тепловые насосы. Полученное тепло наиболее рационально использовать для первичного подогрева воды на тепловых станциях или в системах отопления и горячего водоснабжения зданий.

Интересно, что теплообменные установки, устраиваемые на бытовой канализации, служат не только для отопления зданий в зимний период, но и для эффективного отвода избыточного тепла от систем кондиционирования в теплые сезоны года (рис. 1).

В России эта технология в порядке промышленного эксперимента была опробована на районной тепловой станции (РТС) № 3 г. Зеленограда. Тепло, утилизируемое из бытовых сточных вод от главной КНС ПУ «Зеленоградводоканал», использовалось для подогрева водопроводной воды перед паровыми котлами. Для передачи тепла последовательно использовалось два теплоносителя: проме-жуточный - вода и основной (в тепловых насосах) - хладон. Необходимость в промежуточном теплоносителе возникла из-за того, что КНС была расположена в полукилометре от территории РТС-3. Тепловая мощность утилизации составила 1100-1400 кВт при расходе сточных вод 400 м 3 /ч при теоретически возможной мощности около 2000 кВт. Мощность, потребляемая теплонаносной установкой и циркуляционными насосами, составила 550-680 кВт .

Очевидный путь повышения эффективности теплоутилизационного оборудования за счет максимального сближения источника и потребителя тепла привел к появлению оригинальных решений для частных домов и квартир, использующих местные водонагреватели (рис. 2). Фактически устройство представляет собой теплообменник простой конструкции: гладкую медную трубу-вставку в канализационный трубопровод и навитую на нее тонкую медную трубку, через которую пропускается холодная вода, поступающая к водонагревателю. Очевидно, что вклад в нагрев воды и экономия энергии составят не более 30 %, однако простота конструкции и невысокая стоимость могут заинтересовать потребителей.

Наибольший успех достигнут в области получения биогаза из осадков сточных вод. Как было отмечено выше, в 1 м 3 сточной жидкости в зависимости от величин БПК и ХПК содержится от 3 до 6 МДж потенциальной тепловой энергии. Для очистки такого же количества сточных вод требуется от 1,2 до 2,4 МДж (аэрация, перекачка и обезвоживание осадков, обогрев метантенков и пр.), следовательно, энергии, содержащейся в стоках в 2-4 раза больше, чем необходимо для ее очистки. Следует заметить, что указанное количество энергии можно извлечь при полном анаэробном разложении всех органических веществ, содержащихся в бытовых стоках. В реальности на канализационных сооружениях весомая доля органики минерализуется в сооружениях биологической очистки, а на «производство» биогаза в метантенки идет осадок из первичных и вторичных отстойников. В метантенках осадок также разлагается лишь частично - минерализуется не более 40-50 % от массы органического вещества, а существенное увеличение степени распада беззольного вещества требует значительных затрат. Поэтому полностью перевести станции аэрации на самообеспечение не удастся.

В качестве яркого примера внедрения этой технологии в России можно привести теплоэлектростанцию мощностью 10 МВт, работающую на биогазе Курьяновских очистных сооружений (рис. 3). В результате реализации данного проекта 70 млн кВт.ч, или 50 % электро- и теплоэнергии, КОС стали получать за счет собственного ее производства.

Для прямой выработки электроэнергии из сточных вод в последние годы ведутся разработки микробных топливных элементов, в которых для преобразования энергии химических связей органических веществ в электричество используются микроорганизмы. Такие элементы выполняют двойную функцию, т. к. в них одновременно происходит частичная очистка сточных вод от органических загрязнений .

Повторное использование сточных вод

Во всем мире следующей ступенью рационального расходования воды является повторное использование бытовых сточных вод. Очищенные сточные воды используются для искусственного восполнения подземных и поверхностных вод, пополнения источников питьевого водоснабжения, для орошения и в сельском хозяйстве, для технического водоснабжения промышленных предприятий, противопожарного и хозяйственного (непитьевого) водоснабжения и даже для питьевого водоснабжения!

Повторное использование сточных вод можно разделить на несколько категорий (по степени очистки воды и по назначению).

1. Техническое водоснабжение и орошение.
Здесь используются городские (бытовые) стоки, прошедшие полную биологическую очистку и упрощенную доочистку. Схема доочистки обычно включает механические решетки с мелкими прозорами, скорые фильтры и обеззараживание. Однако при использовании на основных очистных сооружениях мембранных биореакторов доочистка вообще не требуется.
Полученная техническая вода может использоваться на предприятии для получения обессоленной воды. В этом случае далее следует стандартная схема, включающая предварительную очистку (глубокое осветление и обеззараживание), одну или две ступени обратного осмоса.

2. Хозяйственное водоснабжение (уборка, полив, помывка машин, смыв туалетов и т. п.).
Для этих целей удобно использовать так называемые «серые стоки» - от ванн и умывальников. В этом случае их обработка про-изводится по упрощенной схеме, включающей механическую очистку (удаление сора и осветление) и обеззараживание.
Для общего бытового стока необходима полная биологическая очистка, дополненная третичной очисткой, описанной в п. 1.

3. Питьевое водоснабжение.
Делится в свою очередь на непрямое (пополнение запасов природных вод в источниках питьевого водоснабжения) и прямое. Здесь требуется полная биологическая очистка и глубокая третичная очистка, обычно включающая на последних стадиях обратный осмос.

Повторное использование сточных вод для непрямого питьевого водоснабжения отчасти мы можем наблюдать на любой крупной реке, где вышерасположенные по течению населенные пункты сбрасывают очищенные сточные воды, которые смешиваются с речной водой и в дальнейшем после доочистки в естественных условиях поступают на водозаборы, расположенные ниже по течению. В нашей статье мы под этим подразумеваем целевое восполнение запасов воды в непроточных источниках водоснабжения - водохранилищах, озерах и подземных горизонтах.

Что касается прямого питьевого водоснабжения, то здесь большую роль играет психологический фактор, и только серьезные причины могут побудить людей принять тот факт, что они будут пить воду, которая недавно текла по канализации.

В истории водоснабжения таких примеров немного, большая часть их осталась в рамках проводимых в разные годы за рубежом экспериментов . Вот несколько самых характерных.

«Классический» пример: г. Виндхоек, Намибия. Первая станция доочистки городских сточных вод для питьевого водоснабжения производительностью 4 800 м 3 /сут. была построена еще в 1968 г., а в 1997-2002 годах была реконструирована с увеличением подачи воды до 21 000 м 3 /сут. Решающим фактором стало отсутствие доступных источников водоснабжения - все возможные ресурсы либо уже эксплуатировались, либо их разработка была экономически невыгодна, включая сбор дождевых вод в этом засушливом и жарком регионе.

Схема очистки была очень сложной и включала дозирование порошкообразного активированного угля (ПАУ), первичное озониро-вание, дозирование коагулянта и флокулянта, флотацию, дозирование перманганата калия (KMnO4) и едкого натра (NaOH), фильтрова-ние на двухслойной зернистой загрузке, вторичное озонирование, обработку пероксидом водорода (H2O2), биосорбцию на гранулированном активированном угле (ГАУ), сорбцию на ГАУ, ультрафильтрацию и дезинфекцию жидким хлором. Себестоимость очистки воды составляла 0,76 $/м 3 . Полученная вода смешивалась с питьевой водой, полученной из традиционных источников водо-снабжения, непосредственно в распределительной сети города.

Пример 2. В 1976-1982 годах американская компания Pure Cycle Co. устанавливала в частных домах Колорадо системы полной очистки бытового стока для создания замкнутого цикла и получения питьевой воды. Установка включала сетку для механической очистки, биореактор с иммобилизированной биопленкой, тканевый (мешочный) фильтр, ультрафильтрационные мембраны, ионообменный фильтр, фильтр с ГАУ и бактерицидную лампу. Из-за финансовых трудностей компания вскоре прекратила обслуживание своих установок и их использование было прекращено, однако жители еще некоторое время продолжали их эксплуатировать и требовали от властей штата разрешение на их дальнейшее применение.

Пример 3. Международная космическая станция. В 2009 году на МКС была доставлена новая система для получения питьевой воды из мочи и конденсированной из атмосферы станции влаги (пар и пот, выделяемые человеком). Схема обработки урины включает многоступенчатую фильтрацию, дистилляцию, каталитическое окисление и ионный обмен.

Масштабы повторного использования сточных вод хорошо характеризуют следующие примеры:

• г. Вульпен, Бельгия. 6850 м 3 /сут., доочистка городских сточных вод для восполнения запасов подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, схема включает микрофильтрацию, обратный осмос и обработку ультрафиолетом;
• г. Ипсвич, Австралия. 230 000 м 3 /сут., доочистка городских сточных вод для охлаждения оборудования ТЭС, схема включает микрофильтрацию и обратный осмос;
• г. Оранж, США. 265 000 м 3 /сут., доочистка городских сточных вод для восполнения подземных вод, схема включает микрофильтрацию, обратный осмос и обработку ультрафиолетом и пероксидом водорода;
• Сингапур, проект «NEWater». 5 станций с суммарной производительностью около 450 000 м 3 /сут., доочистка городских сточных вод для восполнения водоисточников, используемых для питьевого водоснабжения, использования в промышленности и в качестве воды для непитьевых целей, схема включает микрофильтрацию и обратный осмос;
• г. Сулаибия, Кувейт. Крупнейшая в мире станция по доочистке сточных вод 311 250 м 3 /сут. (по очищенной воде), схема включает сетчатые фильтры, ультрафильтрацию (8704 аппаратов X-Flow, Norit), обратный осмос (21000 аппаратов Toray), отдувку СО 2 , хлорирование. Очищенная вода используется для промышленных нужд, а концентрат обратного осмоса сбрасывается в Персидский залив. Качество очищенной воды: взвешенные вещества, БПК, азот аммонийный, нитраты (по N) - менее 1 мг/л, фосфаты (по РО4) - 2 мг/л, нефтепродукты - менее 0,5 мг/л, общее солесодержание - 100 мг/л.

Можно сделать вывод, что в настоящее время ключевой технологией повторного использования сточных вод является мембранная технология - в абсолютном большинстве случаев схемы доочистки включают одну или несколько ступеней мембранного разделения: микро- или ультрафильтрацию и обратный осмос. Можно сказать иначе: без обратного осмоса и ультрафильтрации такое масштабное применение сточных вод в водном хозяйстве было бы невозможно.

Вот уже более 10 лет во всем мире успешно развивается технология мембранного биореактора для очистки сточных вод. Изначально применение ультрафильтрации вместо вторичного отстаивания позволяло сократить размеры сооружений, повысить эффективность и стабильность очистки. Теперь мы можем рассматривать мембранные биореакторы и как технологическое решение, позволяющее сразу, в основной технологической цепочке получить воду технического качества для орошения, промышленности, хозяйственных нужд.

Интересно отметить, что три крупнейшие станции очистки сточных вод с мембранными биореакторами находятся в Китае.

Хорошим примером системного рационального использования сточных вод может служить Австралия - страна с ограниченными ресурсами пресной воды. Один из крупных проектов реализован в районе Сиднея, где параллельно хозяйственно-питьевому водопроводу проложен второй, непитьевой водопровод для хозяйственных нужд. Система обеспечивает водой более 60 тыс. человек и ее подача составляет 13000 м 3 /сут.

Технологическая цепочка состоит из следующих сооружений:

• основные сооружения: решетка, песколовка, первичный отстойник, биореактор (аэротенк), вторичный отстойник;
• сооружения доочистки: коагуляция сульфатом алюминия, отстойник (третичный), скорый фильтр. После скорых фильтров часть воды обеззараживается и выпускается на болотистые территории, а другая часть поступает на мембранную микрофильтрацию (0,2 мкм) и после обеззараживания направляется в распределительную сеть.

Плата за пользование доочищенной сточной водой в Сиднее составляет примерно 2,068 $/м 3 , при том, что стоимость водопроводной воды лишь немногим выше - 2,168 $/м 3 . Существует еще годовая фиксированная плата в размере $125 за подключение к городскому водопроводу и $34 за подключение к непитьевому водопроводу.

Водопровод, по которому течет дочищенная сточная вода, трубопроводы и арматура, маркируются сиреневой краской; водо-разборные точки оснащаются табличками с предупреждающими надписями: «повторно использованная вода, не пейте», «вода не питьевого качества» и т. п. (рис. 4). Аналогичная маркировка применяется в США, где системы непитьевого хозяйственного водоснабжения на основе доочищенных стоков получили широкое распространение.

Системы повторного использования воды могут абсолютно разного масштаба - от целого города до одного здания и собственной квартиры. В квартирах могут найти применение такие системы, как например AQUS Grey Water Recycling System (рис. 5) или Aqua2use Greywater System (рис. 6), которые представляют небольшой сборный резервуар с маломощным насосом и простейшей системой механической очистки. Возможная экономия воды при использовании таких установок составляет до 30 %.

Бывают и почти курьезные конструкции (рис. 7).

Возможно ли использование сточных вод в народнохозяйственных целях? Ответ на этот вопрос может быть неоднозначным. И все же, на современном этапе, он достоин внимательного рассмотрения. Безусловно, основным составным компонентов сточных вод, прежде всего, является сама вода.

Ее значение в природном круговороте и использовании воды человеком для самых различных целей невозможно переоценить. Благодаря сбросу очищенных сточных вод в реки и водоемы восполняется убыль воды, образующаяся вследствие ее забора в других местах, в результате чего общее количество воды в водоеме сбалансируется. Таким образом снова появляется возможность удовлетворения всех притязаний на использование воды, требующейся в немалых количествах, из озер, рек или подземных источников на нужды населения земли, его индустриальных объектов и сельского хозяйства. Сточные воды, проходя через водоем, таким образом, вновь обращается в полноценную сырую воду, пригодную для дальнейшего использования. Но существует немало возможностей прямого использования сточных вод в качестве полноценного полезного сырья.

Здесь не имеется в виду процесс непосредственной регенерации сточной воды, прошедшей обработку в канализационных очистных станциях на водопроводных сооружениях для получения из нее питьевой воды. Хотя для этой операции, также, имеются необходимые разработки и технические средства, тем не менее, данное непосредственное использование сточных вод недопустимо как с экономической, так и с эстетической точек зрения. Повторное применение сточных вод в качестве питьевой воды допустимо лишь при условии совершаемого ею полного круговорота с включением в цикл вод из озер и рек, а также грунтовых вод.

К большому кругу потребителей воды относятся также и предприятия промышленности. К технической воде, как правило, не предъявляются такие же требования по качеству, как к питьевой. В этом случае не учитывается эстетический аспект и не возникает никаких сомнений по поводу возможности повторного непосредственного использования сточных вод.

Безусловно, такие требования не являются характерными для всех промышленных предприятий. К примеру, для пищевой промышленности необходима вода питьевого качества, а в некоторых отраслях промышленности требуется вода, имеющая более высокую степень очистки, чем питьевая вода.

В данном случае, имеется в виду полное удаление из питьевой воды оставшихся в ней в незначительных количествах солей, придающих воде некоторую жесткость, а также вывод растворенных газов, таких, как кислород или углекислый газ. Например, вода, применяемая подпитки котлов, не должна содержать веществ, которые повышают ее жесткость. Нередко подобные требования предъявляются к технической воде, которая используется на химических предприятиях.

Необходимая степень очистки обеспечивается с помощью специальных установок для умягчения и опреснения воды. В то же время, сильно мягкая, то есть обессоленная, питьевая вода становится безвкусной, поэтому полное удаление из нее солей нецелесообразно в связи с ухудшением вкусовых качеств, а также из экономических соображений. Тем более, что для некоторых отраслей промышленности применения очищенной сточной воды является вполне приемлемым.

Такие предприятия, как металлургические комбинаты, прокатные, коксохимические и сталелитейные заводы и другие крупные промышленные предприятия, в технологических процессах которых используется речная или озерная вода без специальной очистки, могут пользоваться и очищенной сточной водой. К тому же, прилегающие к этим предприятиям населенные пункты могут обеспечить их сточными водами, прошедшими биологическую очистку, в больших количествах.

В данном случае, чтобы удалить из воды оставшиеся загрязнения, достаточно установить песчаные фильтры на ее пути между выходом из очистных сооружений и входом у ее потребителя на территории промышленного предприятия. К сожалению, в силу ряда причин такое непосредственное применение сточных вод, прошедших через очистные сооружения, возможно далеко не везде, тем не менее, на данный момент имеется несколько примеров практического их применения в промышленности.

Так, в Подмосковье расположена крупная очистная станция, которая снабжает очищенной сточной водой несколько промышленных предприятий (имеется ввиду Курьяновская станции аэрации). Данные предприятия используют эту воду в качестве технической. С уверенностью можно сказать, что уже в недалеком будущем многие предприятия будут использовать замкнутый цикл обеспечения вожжой "сточная вода - техническая вода".

Наиболее важное значение имеет прямое повторное использование сточных вод в производственных целях на промышленных предприятиях, которые расположены в жарких, засушливых районах, в связи с тем, что природных водных ресурсов оказывается недостаточно. В настоящее время основным потребителем сточных вод является сельское хозяйство, поскольку здесь используется не только непосредственно вода для полива земель, но, также, в определенных пределах, и содержащиеся в сточных водах питательные вещества, усваиваемые растениями. При этом осуществляются одновременно очистка и утилизация сточных вод. Однако у этого метода есть недостаток - часто приходится идти на компромисс между требованиями по очистке сточных вод, и стремлением добиться оптимальных условий полива.

В конечном итоге, это приводит к тому, что задачи по осуществлению очистки сточных вод решаются порознь от задач по их использованию, и воды, поддавшиеся биологической очистке в очистных сооружениях, применяются для полива лишь в период вегетации роста растений. Сегодня при использовании сточных вод для сельского хозяйства обязательным условием является использование станции биологической очистки. Только когда сточные воды очищены настолько, что могут отводиться в водоем без каких-либо опасений, их смело можно использовать для сельскохозяйственных целей.

Грамотно организованная поможет успешно разрешить множество проблем и кризисных ситуаций, возникающих в регионах, где запасы водных ресурсов ограничены. В нашей стране есть немало регионов, испытывающих серьезные проблемы с водоснабжением, так как у них недостаточно водных источников для пополнения свежей водой. Следовательно, использование водосберегающих технологий и систем использованной воды становится очень актуальным.

Варианты экономии водных запасов

Для экономии природных водных ресурсов и внесения значительного вклада в решение проблемы, можно задействовать следующие методы:

• стимулировать потребителей на сокращение потребления воды;
• по возможности осуществлять регенерацию использованной воды (очистку);
• пытаться повторно использовать дождевую воду и сточную, но в данном случае потребуется ее дополнительная обработка.

Например, система для вторичной утилизации и очистки сточной и использованной воды позволяет сократить загрязнение подземных природных массивов. Сбор дождевой воды в специальных резервуарах и ее последующее использование снижает нагрузку на канализационную сеть. Но повторное использование такой воды для бытовых нужд связано с определенными сложностями, поскольку имеются определенные санитарно-гигиенические требования к ее качеству. В зависимости от того, какое качество воды необходимо получить, выбирают и системы очистки, которые могут быть разного уровня сложности.

В каждом конкретном случае могут использоваться различные методики и системы очистки использованных вод – во многом это зависит от состояния исходного продукта и от требуемых параметров конечного.

Варианты обработки

• Предварительная очистка – заключается в пропускании через , чтобы удалить крупные механические загрязнения, песка. Также это необходимо для извлечения масляных частиц. Выполняется предварительная аэрация, просеивание и другие действия.
• Первичная очистка посредством седиментации – в ваннах сепарируется большая часть осаждающихся твердых загрязнений. Процесс можно ускорить, если использовать химические добавки – флоакулянты. В этом случае выпадаемость твердых частиц ускоряется.
• Вторичная очистка – осуществляется с использованием аэробных бактерий, способствующих биологическому разрушению органических загрязнителей. В таких системах очистки происходят процессы, когда загрязнения постоянно перемешиваются и усиливается воздействие обеззараживающих бактерий.
• Очистка третьего уровня – осуществляется только после окончания первичной и вторичной и тогда, когда из использованной воды необходимо удалить все питательные вещества – фосфаты и нитраты.
• Финишная дезинфекция – осуществляется в случаях, когда необходимо обеспечить максимальную санитарно-гигиеническую безопасность использованной воды. В этом случае используются реагенты на основе хлора, системы ультрафиолетового излучения.

Методы естественной очистки

Кроме вышеперечисленных вариантов существуют еще несколько способов естественной очистки использованной воды, их можно задействовать как второй и третий уровень. Это системы водоочистки – фитоочистка и лагунирование (биологическое отстаивание) - данные варианты очистки применяются в небольших системах водоочистки или в местах, где можно использовать обширную территорию. Принцип фитоочистки состоит в том, что использованную воду медленно заливают в каналы или ванны, поверхность которых находится под открытым небом, а находящееся все время под водой дно служит основой для роста корней растений особого вида. Задача таких растений – создать микросреду, пригодную для образования и роста микробной флоры, которая и осуществляет биологическую очистку. После такой очистки вода пригодна для повторного употребления.

Хорошая система очистки использованной воды работает настолько эффективно, что очищенная вода пригодна для употребления не только в промышленной сфере, но и для бытовых нужд. Это могут быть отопительные и охлаждающие системы, котельные и т.д.