Вода и ее роль в промышленном производстве

Вода имеет ключевое значение в процессах появления жизни на Земле и ее постоянном поддержании, поскольку именно вода формирует климат, а еще она необходима для химических процессов, происходящих в телах людей и животных. Роль воды в жизни людей трудно переоценить. К основным потребителям пресной воды относятся: сельское хозяйство, промышленность, включая энергетику и коммунальное хозяйство. В промышленном производстве наиболее водоемкими являются химическая, целлюлозно-бумажная и металлургическая промышленность. Так, на изготовление 1 т синтетического волокна расходуется 2500...5000, пластмассы - 500...1000, бумаги - 400...800, стали и чугуна - 160...200 м3 воды. В промышленных целях по разным источникам расходуется от 8 до 20% всей используемой в мире воды, из них свыше 85% воды, расходуется в процессах охлаждения. Остальная часть расходуется в процессах мойки, промывки газов, для гидротранспорта и в качестве растворителя. Приблизительно полмиллиона литров воды расходуется на выпуск каждого легкового автомобиля; это количество включает как безвозвратно расходуемую воду, так и воду повторного использования.

На данный момент качество воды в различных регионах страны может сильно отличаться (все зависит от численности населения, рек, стоков, наличия крупных предприятий), но в целом вода не может похвастаться высоким качеством. Для повышения качества водоочистки приходится использовать самые современные технологии, а процесс очистки делать по-настоящему комплексным и проводить водоподготовку. При производстве и выпуске продукции, качество воды определяют характеристики конечного изделия. Это достигается либо путем удаления из воды вредных для используемого оборудования, или же готовой продукции веществ, либо охлаждением. Подготовленная вода, после прохождения химической очистки и (или) охлаждения в промышленном оборудовании, поступает непосредственно в производственный цикл.

Промышленная водоподготовка.

Водоподготовка - цикл мероприятий по водоочистке, который осуществляется с помощью установок умягчения, обезжелезивания а так же с помощью сорбционных, осадочных установок и УФ-обеззараживателей. Используя подобную автоматизированную технику для промышленной водоподготовки, можно сделать водоочистку практически непрерывным процессом, не тормозящим производство и обеспечивающим все стадии работ водой необходимого качества.

Специалисты выделяют следующие основные проблемы, стоящие перед промышленной водоподготовкой: жесткость воды, большое число примесей, цвет, замах, наличие бактерий и вирусов, другие загрязнения. Промышленная водоподготовка может включать в себя целый ряд очистительных мер. Одной из главных негативных характеристик воды является высокое содержание железа, влияющее как на работу использующей воду техники, так и на здоровье человека (если это, к примеру, пищевая индустрия), поскольку осадки надолго задерживаются в организме и влияют на его ежедневное функционирование.

Промышленная водоподготовка - это не только значительное повышение качества производимой продукции и продление срока службы оборудования, но и снижение воздействия вредных веществ на окружающую среду за счет уменьшения вредных водостоков. Основное предназначение промышленной водоочистки - это очистка воды для предприятий и объектов с большим потреблением воды в сутки. Очистка воды, в зависимости от требований потребителя применяется как общая, так и доочистка. Общая очистка включает в себя очистку от железа и солей жесткости. Доочистка - это обессоливание воды и её полное умягчение.

Для обеспечения водой предприятий, предъявляющих к качеству воды повышенные требования, таких как: медицинские учреждения, фармацевтические и пищевые объекты, спортивные комплексы и детские учреждения, применяется многоступенчатая система очистки. Сейчас практически все пищевые и мясомолочные предприятия РФ производят реконструкцию с заменой изношенного, или морально устаревшего оборудования на новые образцы импортного и российского производства. В связи с этим значительно меняется подход к исходной воде, поступающей по общегородским, или другим водопроводным сетям общего назначения, или воде, поступающей из артезианских скважин. В системах применяется реагентная обработка воды - для уничтожения опасных микроорганизмов, содержащихся в воде, обессоливание с применением обратного осмоса и ионного обмена, а также селективные ионообменные технологии.

На особо крупных предприятиях тяжелой промышленности в технологических циклах применяют оборудование, в процессе работы которого требуется его охлаждение. В этих целях, на таких предприятиях, зачастую используют системы оборотного водоснабжения, но при эксплуатации данных систем появляются проблемы с составом подпиточной воды и загрязнением стоков оборотной воды.

Обезжелезивание - процесс быстрой водоочистки при помощи обезжелезивателя, который производится в двух основных вариациях. В реагентный обезжелезиватель, используемый в быту и на промышленной водоподготовке, для улучшения и ускорения обезжелезивания засыпаются специальные вещества. Безреагентный обезжелезиватель для промышленной водоподготовки осуществляет водоподготовку каталитическим методом.

Кроме обезжелезивания, в промышленной водоподготовке часто проводится умягчение воды , которое осуществляется посредством специализированного оборудования. Жесткая вода не только противопоказана для питья, без проведения водоочистки она также влияет на работу оборудования, так как нагревающие элементы быстро зарастают и в конце концов ломаются. Умягчение воды во время промышленной водоподготовки производится с помощью метода ионного обмена, реагентного умягчения или нанофильтрации, которые даже при непрерывной водоочистке справляются с ионами кальция и магния, губительными для оборудования последующей водоподготовки.

Иногда возникает необходимость водоподготовки посредством водоочистки от больших остаточных элементов, примесей или же видимых частиц. Для такой водоподготовки используются особые осадочные установки, удаляющие из водопроводной или добытой из скважин воды песок, ржавчину или другие материалы. То есть осадочная техника занимается механической водоочисткой, важной, например, для коммунальных служб и различных предприятий.

Для ряда производств водоочистка от металлов и различных солей является недостаточной, поскольку возникает необходимость полноценной промышленной водоподготовки с удалением любых, даже самых малых примесей. Для этого используются сорбционные установки водоподготовки , специализирующиеся на активной очистке сточных и других вод от осевших малых частиц размером в 5 микрон. Данный этап промышленной водоподготовки следует, как правило, за более грубой водоочисткой от коллоидных примесей. Работают сорбционные установки по водоподготовке за счет использования синтетических волокнистых материалов вроде лепестков полиэстера и полипропиленовых нитей.

Важным этапом в промышленной водоподготовке является дополнительная очистка от бактерий, вирусов и других вредных элементов, влияющих на показатели воды и ее возможности по потреблению и использованию в производстве. Одним из самых современных решений данного вопроса стали ультрафиолетовые лампы для промышленной водоподготовки. Это позволяет использовать УФ-обеззараживатели в водоподготовке на предприятиях пищевой промышленности, где удаление вредоносных элементов и водоочистка обязательны для простой безопасности и сохранности итогового продукта.

Промышленная водоподготовка подразумевает и важность слежения над кислотно-щелочными показателями воды . Например, жидкость с высоким уровнем pH негативно воздействует на технику, которая ломается при долгом использовании воды, не прошедшей водоподготовку. Более того, несбалансированная вода вредна для здоровья, а многие химические процессы в воде, не прошедшей водоподготовку и балансировку кислотно-щелочных показателей, или невозможны, или происходят не в полную силу. Таким образом, предварительная водоочистка от кислот и нормализация уровня pH обеспечат сохранность оборудования (включая другие устройства водоподготовки) и значительное улучшение качества самой воды.

В наше время проблема очистки воды становится все более и более актуальной. Это касается как очистки питьевой воды, так и водоподготовки промышленных предприятий. Конечно, для разных отраслей промышленности необходима та или иная степень очистки воды. Но в любом случае, при необходимости получить воду самого лучшего качества, без примесей солей и других составляющих, одной только обычной фильтрации совершенно недостаточно.

Современные технологии, основанные на принципе обратного осмоса, позволяют произвести очистку воды на молекулярном уровне. И освободить ее не только от солей, но и от разного рода органических соединений, в том числе вирусов и бактерий. обессоливание воды, или деминерализация -очень важный физический процесс удаления солей при использовании воды в технологических процессах котельных, парогенераторных, пищевых, медицинских и других установках, для предотвращения накипи и быстрого износа оборудования. За счет обессоливания, водоподготовка снижает концентрацию солей и минералов до заданного значения, и делает исходную воду пригодной в качестве питьевой, охлаждающей, или технологичной жидкости.

Прямой осмос использован на применении мембран, способных пропускать только молекулы воды, задерживая при этом все другие молекулы. Разделив такой мембраной, например, два сообщающихся сосуда с более, или менее чистой водой, можно увидеть, что уровень воды в сосуде с менее чистой водой со временем поднимется. Это произойдет за счет того, что через мембрану будут поступать только молекулы воды, стремясь уравновесить концентрацию в обоих сосудах. Это и есть явление прямого осмоса. Логически следует, что если создать давление в более "грязном" сосуде, то молекулы воды будут поступать, наоборот, в более "чистый" сосуд, делая воду еще более чистой. А это уже принцип обратного осмоса.

Таким образом, используя такие мембраны вместе с фильтрами предварительной очистки, можно создать высокоэффективную систему водоподготовки предприятий, основанную на принципе обратного осмоса. Иными словами, процесс обратного осмоса основан на прохождение воды сквозь мембрану из более насыщенного раствора солей в менее насыщенный раствор под действием давления, которое превышает разницу осмотических значений давлений в обоих растворах.

Использование оборотной воды.

Интенсивное развитие промышленности и сельскохозяйственного производства, повышение уровня благоустройства городов и населенных пунктов, значительный прирост населения обусловили в последние десятилетия дефицит и резкое ухудшение качества водных ресурсов практически во всех регионах России.

Одним от основных путей удовлетворения потребностей общества в воде является инженерное воспроизводство водных ресурсов, т.е. их восстановление и приумножение не только в количественном, но и в качественном отношении.

Перспективы рационального воспроизводства технологического расхода воды связаны с созданием на предприятиях систем повторно-последовательного, оборотного и замкнутого водоснабжения. В их основу положено удивительное свойство воды, позволяющее ей не изменять своей физической сущности после участия в производственных процессах.

Промышленность России характеризуется высоким уровнем развития систем оборотного водоснабжения, за счет которых экономия свежей воды, расходуемой на производственные нужды, составляет в среднем 78%. Лучшие показатели использования оборотных систем имеют предприятия газовой (97%), нефтеперерабатывающей (95%) отраслей, черной металлургии (94%), химической и нефтехимической (91%) промышленности, машиностроения (85%).

Максимальные расходы воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения характерны для Уральского, Центрального, Поволжского и Западно-Сибирского экономических районов. В целом по России соотношение объемов использования свежей и оборотной воды составляет соответственно 35,5 и 64,5%.

Широкое внедрение совершенных водооборотных систем (вплоть до замкнутых) способно не только решить проблему водообеспечения потребителей, но и сохранить природные водоисточники в экологически чистом состоянии.

Начнем с того, что вода является источником жизни для всех существ, обитающих на нашей планете. Вода содержит очень ценные для живых организмов питательные вещества, а также вода обладает целым рядом уникальных физических и химических свойств. Огромное значение вода отыгрывает и для многих сфер народного хозяйства, в частности для химической промышленности. H 2 O используется и в качестве сырьевой базы для получения ценнейших компонентов, и как элемент технического оснащения производственных фондов, например вода выступает в роли охлаждающей или нагревающей жидкости, либо же в качестве абсорбента и т. д.

Одним из последних достижений, которым могут похвастаться крупнейшие химические конгломераты, расположенные у побережья океанов, это использование океанической воды в рамках добычи ценных природных ископаемых. Так, благодаря переработке соленой воды, добывается натрий, магний, калий, хлор, золото, железо и даже уран. Производственные линии таких предприятий просто извлекают из поступающей на линии переработки необходимые компоненты и сбрасывают «очищенную» воду обратно в океан. То есть, вода в химической промышленности выступает в роли носителя дорогостоящих компонентов.

Что касается менее наукоемкого химического производства, то вода зарекомендовала себя в качестве одного из лучших растворителей. H 2 O обладает двумя крайне важными свойствами: относительная нейтральность и нетоксичность, что позволяет использовать водные ресурсы в качестве универсального растворителя. Вода применяется для растворения твердых, жидких и газообразных веществ. Помимо этого, вода является великолепным абсорбентом и экстрагентом многих компонентов. При помощи воды проводится очистка либо же насыщение сложных молекулярных соединений химическими веществами.

Какую воду использует химическая промышленность?

Наиболее доступным источником воды являются открытые водные источники (реки, озера, моря, океаны). Разумеется, ресурсы открытых водных источников не всегда могут удовлетворить нужды химических предприятий. Дело в том, что поверхностные воды отличаются повышенным содержанием органических веществ. Если же химический комбинат нуждается в воде с повышенным содержанием минеральных веществ, то поверхностные источники воды становятся непригодными для производственных целей. В таких случаях проводится разработка артезианских скважин. Дело в том, что в состав подземных вод входят компоненты осадочных пород, которые неимоверно богаты ценнейшими минеральными соединениями.

Чтобы использовать водные ресурсы, недостаточно провести обычную закачку воды в резервуары, водные ресурсы обязательно и непременно нужно подготовить. Процесс водоподготовки может включать в себя громадное число операций: обеззараживание, смягчение, дегазация, осветление, обессоливание и т.д. Какая вода в химической промышленности должна использоваться, полностью зависит от тех требований, которые предъявляются технологическим процессом. К примеру, если вода нужна для получения чистых химических реагентов или компонентов медицинских препаратов, то полученные путем закачки водные ресурсы подвергаются сложнейшим физико-химическим методам очистки: дистилляция, вымораживание, кипячение, ионизация, озонирование, обработка известково-содовыми и фосфатными растворами и прочее-прочее.

Подготовленная вода обладает великолепными эксплуатационными характеристиками. Чистые водные ресурсы в меньшей степени изнашивают производственные фонды (не создают солевых отложений, не закупоривают трубопроводные коммуникации, становятся полностью безвредными для человеческого здоровья и для экологии).

Актуальная ситуация в сфере использования водных ресурсов химпромом

К большому сожалению, современные технологии синтеза органических и неорганических веществ предполагают крайне нерациональное использование водных ресурсов. К примеру, 40% технической воды, которая потребляется предприятиями химического производства, расходуется на разбавление токсичных веществ до неопасных концентраций, после чего «отработанная» вода в химической промышленности сбрасывается в ближайшую речную сеть. Нерациональный расход воды сильно отражается на экологической обстановке региона, загрязняя реки, водохранилища и грунтовые воды.

Одной из последних тенденций развития химической промышленности является внедрение замкнутых систем производства, не оставляющие опасных отходов. Касательно рационализации расхода водных ресурсов, ведущие химические комбинаты реорганизуют свои производственные линии, к примеру, многие комбинаты отказались от водного охлаждения оборудования в пользу воздушной конвекции.

Промышленность остается одним из главных водопотребителей и основным источником загрязнения природных вод .

Промышленность - это совокупность предприятий занятых производством орудий труда, добычей сырья, материалов, топлива, производством энергии и дальнейшей обработкой продуктов, полученных в промышленности или произведенных в сельском хозяйстве - производством потребительских товаров .

Промышленное водоснабжение, обеспечивающее функционирование технологических процессов, является одним из ведущих направлений использования воды .

Использование водных ресурсов выражается в качестве продукта питания, сырья, материала, энергоносителя, технологической среды является необходимым условием жизнеобеспечения населения и выполнения большинства производительных процессов.

Вода - один из важнейших факторов, определяющих размещение производительных сил, а очень часто и средство производства. Увеличение расходования воды промышленностью связано не только с ее быстрым развитием, но и с увеличением расхода воды на единицу продукции. Например, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют 250 м 3 воды. Много воды требуется химической промышленности. Так, на производство 1 т аммиака затрачивается около 1000 м 3 воды .

Современные крупные теплоэлектростанции потребляют огромное количество воды. Только одна станция мощностью 300 тыс. кВт расходует до 120 м 3 / c, или более 300 млн. м 3 в год. Валовое потребление воды для этих станций в перспективе возрастает примерно в 9 - 10 раз .

Особое место в использовании водных ресурсов занимает водопотребление для нужд населения. На хозяйственно-питьевые цели в нашей стране приходится около 10% водопотребления. При этом обязательными являются бесперебойность водоснабжения, а также строгое соблюдение научно обоснованных санитарно-гигиенических нормативов .

По данным Государственного водного кадастра, в Российской Федерации суммарный забор воды из природных водных объектов в 1995 г. составил 96,9 км 3 . В том числе для нужд народного хозяйства было использовано свыше 70 км 3, в том числе на :

Промышленное водоснабжение - 46 км 3 ;

Орошение - 13,1 км 3 ;

Сельскохозяйственное водоснабжение - 3,9 км 3 ;

Прочие нужды - 7,5 км 3 .

Потребности промышленности на 23% удовлетворялись за счет забора воды из природных водных объектов и на 77% - системой оборотного и повторно - последовательного водоснабжения .

Наиболее водоемкими производствами являются предприятия черной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, машиностроения.

Водные объекты по условиям функционирования промышленных предприятий и воздействию последних на состоянии вод могут быть подразделены на 3 группы :

а) реки и водоемы, находящиеся в местах сброса сточных водоемкими производствами нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности;

б) водные объекты, расположенные в местах сброса сточных вод предприятиями цветной и черной металлургии;

в) объекты, находящиеся в пределах эксплуатируемых нефтяных месторождений и условиях влияния сельскохозяйственного производства.

Таблица 3. Динамика забора воды по отраслям экономики Республики Башкортостан

Большое влияние на объем потребляемой воды оказывает системы промышленного водоснабжения. При прямоточной системе вода из источника водоснабжения подается на предприятие, после использования и очистки, возвращается в источник. В системах оборотного водоснабжения воду после технологического процесса охлаждают, очищают и затем снова направляют в производственный цикл .

Промышленное водоснабжение характеризуется чрезвычайно сложностью, ведомственной разобщенностью, высокой капиталоемкостью водохозяйственных сооружений и сетей .

Вода в промышленном производстве используется как сырье, растворитель, теплоноситель, и, как среда, поглощающая и транспортирующая растворенные примеси .

Особое место в использовании водных ресурсов занимает водопотребление для нужд населения. На хозяйственно - питьевые цели в нашей стране приходится около 10% водопотребления. При этом обязательными являются бесперебойность водоснабжения, а также строгое соблюдение научно обоснованных санитарно - гигиенических нормативов .

Использование воды для хозяйственных целей - одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опресненной. Другая часть (составляющая, например, при водоснабжении городов и большинства промышленных предприятий 90%) сбрасывается в водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства .

Различными отраслями промышленности в водные источники сбрасывается от 2 до 18% нормативно - очищенных сточных вод, на долю загрязненных приходится 82-89%. Особенно серьезную опасность представляют аварийные (залповые) сбросы загрязненных вод. Причинами залповых сбросов являются прорыв либо необходимость опорожнения накопителей, нарушения в работе очистных сооружений, временный выход из строя отдельных элементов сооружений и оборудования .

На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод выявили тенденцию к росту их загрязненности. Ежегодно увеличивается число створов с высоким уровнем загрязнения воды (более 10 ПДК) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК). Предельно допустимая концентрация - утвержденный в законодательном порядке санитарно - химический норматив. ПДК - это максимальная концентрация загрязняющего вещества в воде, при превышении которой вода становится не пригодной для одного или нескольких видов водопользования .

Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности.

Воздействие промышленности и жилищно-коммунального хозяйства на речной сток многообразно. Оно проявляется в изъятии воды из источников, сбросе в них сточных вод, изменении условий формирования речного стока в результате горных выработок и разработок.

Вода, используемая в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве, как правило, возвращается в водные объекты. Основное влияние на изменение стока оказывают безвозвратные потери примеси, поступающие в реки пресными водами .

Жилищно-коммунальное хозяйство - это отрасль, призванная обеспечивать жизнедеятельность населения.

Жилищно-коммунальное хозяйство принадлежит к числу крупнейших водопотребителей. Водные ресурсы используется отраслью и для собственных нужд, и для передачи другим потребителям - промышленным предприятиям и организациям социально-культурной и бытовой сферы.

Объемы использованной воды в промышленности определяются темпами роста производства, уровнем технологических процессов, осуществлением мероприятий по экономии расходов свежей воды и экологическими последствиями сброса сточных вод в реки и водоемы.

Другой отличительной чертой промышленного водопользования является то, что разные предприятия предъявляют различные требования к качеству используемой воды. Наиболее жесткие требования - в пищевой и медицинской промышленности, менее жесткие - в машиностроении, на ряде химических производств, в черной металлургии.

Отрасли промышленности по-разному влияют на качество природных источников, сбрасывая в них отработанные воды. К одному из видов загрязнения природных вод относится и тепловое загрязнение. Промышленные предприятия, электростанции сбрасывают в водоемы (водохранилища) подогретую воду, приводящую к повышению в них температуры .

Промышленность остается одним из самых главных водопотребителей и основным источником загрязнения природных вод. Вода один из важнейших факторов, определяющих размещение производительных сил. Увеличение расхода воды в промышленности связано не только с ее быстрым развитием, но и с увеличением расхода воды на единицу времени.

Итак, делая выводы можно понять, что промышленность вносит определенный вклад в изменение водного режима рек. Из-за этого высыхают и загрязняются реки (то есть происходит как количественное, так и качественное изменения).

Использование природных вод на Урале.

Огромные объемы воды расходуются промышленностью, сельским хозяйством, а в последнее время увеличилась потребность человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Сейчас из 18414 рек области шесть рек включены в список наиболее загрязненных объектов РФ это бассейн рек Исеть, В. Пышма, Тура, Тавда, Чусовая, Уфа.

В промышленности вода используется:

• Для охлаждения и нагревания жидкостей, газов и газовых смесей;
• Как растворитель;
• Для приготовления и очистки растворов;
• Для транспортировки материалов и сырья по трубам;
• Для теплоэнергетических целей, в качестве пара для преобразования тепла или давления;
• Для удаления отходов и т. д.

Если в производстве необходима чистая вода, ее берут из водопроводной системы. В тех случаях, когда вода может быть не особенно чистой, фабрики и заводы пользуются речную воду. Такие возможности используются на большинстве бумажных комбинатов. Потребление воды промышленностью в настоящее время достигло огромных размеров. По оценкам специалистов, безвозвратное водопотребление составляло около 150 куб. км в год, то есть 1% устойчивого стока пресных вод. По расчетам, потребность в воде на Земле до 2000 года будет возрастать в среднем на 3,1% в год. В настоящее время люди ежегодно расходуют 3000 км пресной воды.

На долю сельского хозяйства приходиться более 2/3 мирового потребления воды, примерно 17% посевных площадей во всем мире являются орошаемыми. Сейчас в мире под посевные площади занято около 15млн. квад. км.

Устойчивое ведение сельского хозяйства на Урале требует огромное потребление водных ресурсов, не смотря на то, что Свердловская область имеет низкую освоенность территорий (не более 13% всей территории). (Двинский В.М., Бриль А.Б., Видревич М.Б. Экологический менеджмент)

Тем самым промышленность использует 150 км куб в год.

Использование воды в промышленности, быту и сельском хозяйстве

В структуре водоотведения 35% приходится на все отрасли промышленности, кроме теплоэнергетики, 33% - на теплоэнергетику, 18% состовляют сбросы стоков с мелиорированных полей и 14%- сбросы коммунально-бытового хозяйства городов и сельских населенных пунктов.

Одним из главных потребителей воды является орошаемое земледелие - 190 м3/год. Чтобы вырастить 1 т. хлопка, требуется 4-5 тыс.м3 пресной воды, 1 т. риса - 8 тыс.м3 . При орошении большая часть воды расходуется безвозвратно. Водопотребление на орошение зависит от трех факторов: площадей полива, состава культур и техники полива.

Главным способом полива является дождевание. Коэффициент полезного действия оросительных систем не превышает 0,6. Много воды просачивается в оросительных каналах, поднимая уровень грунтовых вод и вызывая засоление почвы. Значительно сокращаются потери воды при применении прогреccивных способов полива: капельного орошения, предпочвенного и мелко дисперсионного полива. Совершенствование оросительных систем, бетонирование дна, применение закрытых дренажей способствуют повышению КПД этих систем, но эти методы еще не полностью используются.

Коммунально-бытовое потреление воды превышает 20 км3/год.Уровень развития коммунального водоснабжения определяется двумя показателями: обеспеченностью населения централизированным водоснабжением и велечиной удельного водопотреблнения. Важной задачей является сокращение потребления водопроводной воды на технические нужды. В Москве, например, на долю промышленности приходится 25% подаваемой в столицу водопроводной воды. Однако нет никакой необходимости использовать питьевую воду на технические нужды. Для этого необходимо расширить сеть технических водопроводов, что существенно снизит себестоимость потребляемой воды.

Велики расходы воды в промышленности (около 90 км3/год). Для выплавки 1 т. стали требуется 200-250 м3 воды, 1 т. целлюлозы - 1300 м3,... Велики резервы экономии воды в промышленности за счет внедрения прогрессивных технологических процессов. Например, на старых нефтехимических заводах для переработки 1т. нефти расходуется 18-22 м3 воды, в то время, как на современных заводах с оборотным водоснабжением и системами воздушного охлаждения - около 0,12 м3/год.

В настоящее время положение усугубляется тем, что после приватизации основного числа предприятий, в том числе и экологически грязных предприятий, новым хозяевам не хватает денег для постройки или модернизации очистных сооружений.

Работу выполнил ученик 11 В

Класса, гимназии №1

Солодилов Дмитрий.

Человек зависит от воды ежедневно и повсеместно. По сути, сферы ее использования можно разделить на личную, бытовую и производственную. Требования к личной, довольно высоки. Ведь, мы хотим пить только , готовить на ней и купаться в душе, без риска навредить своему организму.

Но и в бытовом аспекте, степень чистоты должна контролироваться. В поливе, уборке, глажке, для работы множества домашних приборов также нужно знать, чем пользоваться. Например, обрабатывая ткани жесткой водой, уже через пару месяцев Вы увидите неутешительные результаты. Соли жесткости начинают оседать на одежде, портя ее. Подобное происходит и в организме, но значительно медленнее. Излишек минералов, металлов и солей оседает в почках, возникают песок и камни. Только, к примеру, с чайника накипь вывести труда не составит, а вот со своим организмом Вы такого чуда не сотворите.

Даже бытовая вода должна быть чистой

Очистка для технических нужд не менее важна, а иногда это основоположный фактор. Есть основные технические правила, и поэтому, многие этапы рабочих процессов .

Сделав выводы, можно сказать, что чистота воды одинаково важна в любой из сфер жизнедеятельности, дабы процессы проходили слаженно, не неся за собой разрушительных последствий.

Огонь, вода и медные трубы

Рассмотрим водные потребности в некоторых сферах промышленности:

• В крупнейшей отрасли — металлургии, чистая вода используется в огромных количествах, особенно, в производстве чугуна и стали. Когда эти металлы раскалены, их охлаждают. И важно, чтобы вода была мягкой, так как соли жесткости проникая в поры, влияют на прочность и качество продукции.
• Водоснабжение, также, одна из важнейших областей, ведь в системе постоянно образуются ил и накипь. С этим и связанны, так любимые нами, сезонные отключения. В эти дни проводится промышленная очистка и подготовка систем водоснабжения к отоплению. После горячей воды остается больше налета и накипи, чем после холодной и постоянно чистить трубы, естественно, никто не будет. Да и объемы воды поражают масштабом. Поэтому в фаворе недорогие методы, к примеру, безреагентный «Акващит».
• В сфере производства соков, напитков, пива и алкоголя, тоже необходима специальная мягкая вода, только высокого качества очистки и обеззараживания.
• Для потребностей микробиологии, химии, фармацевтики и медицины получают продукт сверхочистки. Это не просто чистая жидкость, у нее заданы определенные параметры качества – точное количества примесей, температура, рН.

Вода в металлургии нужна для качества продукции

Как происходит очистка

Как же выбрать правильный метод? Даже зная исходный источник, мы всё равно не можем точно предугадать, какое оборудование пригодится. Поэтому, первостепенно, делается точный химический анализ состава воды, которая идет на очистку.

Вода должна пройти несколько этапов, которые изменяются, исходя от нужд производства. Ниже представлены основные.

Предварительная фильтрация

Для устранения твердых примесей, песка, мутности, используют два вида фильтров: сорбционный (основа — активированный уголь) и механический (гравийная основа или сетка). Если в составе преобладает определенный загрязнитель, используют соответствующие устранители. К примеру, при большом количестве железа, применяют фильтр-обезжелезиватель.

Умягчение воды

Для этого в промышленности используют два способа:

• Электромагнитный, с помощью прибора, который отвечает за удаление накипи и солевых отложений в технических аппаратах.
• Ионообменный, с помощью гелеподобной смолы, которая задерживает соли жесткости.

Принцип работы ионообменного умягчителя для воды

Основная водоочистка

Обеззараживание

Убрав с воды примеси и взвеси, нужно позаботиться об удалении бактерий, грибков и другой микрофлоры. В промышленной дезинфекции есть два основных способа:

• Безреагентный – ультрафиолетовые лампы или более современное обеззараживание озоном. Последний, эффективен на 99,9% и абсолютно безопасен.
• Реагентный – более дешевый способ, заключается в введении химического реагента в воду. Такого как хлор, натрий хлор или фосфор.

Сточные воды

Отдельно из производственных отраслей, хочется отметить, очистку сточных вод. Под это понятие подпадают бытовые, хозяйственные, технические и атмосферные отходы, которые через канализацию попадают в водоемы. В условиях дефицита воздуха и объемного образования сероводорода, начинаются процессы «цветения». Также, в загрязнении участвует большое количество моющих средств, в состав которых входят поверхностно-активные вещества (ПАВ) и перекисные соединения. Именно они затрудняют растворение загрязнителей, так как способствуют сильному пенообразованию, нарушают кислородный обмен, негативно влияют на флору и фауну.

Сточные воды — проблема промышленности

Способы чистки

Очищают сточные воды различными способами, основные из них:

• Механический, подразумевает фильтрацию от нерастворимых примесей (с помощью решеток, пескоуловителей, маслоотделителей, гидроциклонов). Это самый дешевый и посредственный метод.
• Химический, проводится путем введения специальных реагентов. Используется в узкой направленности, так как, в ходе таких реакций происходит выделение газов и выпадение большого осадка.
• В физико-химический входит экстракция, коагуляция, кристаллизация, электролиз и ионный обмен.
• Биохимический, используют после механической обработки. Оставшиеся загрязнения поддают окислению микроорганизмами, которые способны осуществлять минерализацию органических частиц. Может проходить в естественных условиях (биологические пруды) и искусственных (аэротенки). А для дезинфекции обычно используют хлор или хлорную известь.

В аэротенках происходит биохимическая очистка

Очень часто на производстве применяют сразу несколько методов для повышения эффективности очистки. А оставшиеся осадки, от некоторых промышленных отраслей, отличное удобрение для сельского хозяйства.

ТМ «Наяда» занимается водоочисткой и внедряет самые современные методы уже 16-ть лет. Что бы оценить качество нашей продукции, на дом или на работу. Сама доставка осуществляется бесплатно, ежедневно и без выходных, в любой уголок Днепра (Днепропетровск), Каменского (Днепродзержинск) и пригорода Днепропетровской области. А заказ можно сделать прямо на страницах онлайн-магазина, после чего с Вами свяжется представитель компании.