Введение в специальность

СОКРАЩЕНИЕ ОБЪЕМА И ЗАГРЯЗНЕННОСТИ СТОЧНЫХ ВОД В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР [19] отме­чается, что решение выдвинутых партией задач по ускорению социально-экономического развития страны, повышению благо­состояния советских людей неразделимо связано с настойчивым и последовательным проведением политики ресурсосбережения во всех сферах экономики. Одним из важнейших направлений в этом деле является рациональное ведение водного хозяйства, от которого в значительной степени зависит развитие производи­тельных сил. Из-за серьезно обострившейся обстановки с водо - обеспечением существенно сдерживается развитие ряда регионов страны. Низкими темпами ведутся работы по внедрению водо­сберегающих технологий, замкнутых водооборотных систем, применению новейших достижений науки и техники для сохране­ния водных источников от загрязнения и истощения, что привело в бассейнах ряда рек к острому дефициту воды. В связи с этим постановлением намечено осуществить в 1988—1990 гг. комплекс неотложных мер по коренному перелому в деле экономного и рационального использования водных ресурсов и охраны бассей­нов рек, озер и других источников от загрязнения и истощения:

В промышленности — резкое наращивание объемов оборотно­повторного водоснабжения, внедрение безводных и маловодных технологических процессов, с тем, чтобы сократить удельный расход воды на единицу продукции не менее чем на 20 %;

В сельском хозяйстве — значительное сокращение непроизво­дительного расходования воды в орошаемом земледелии, после­довательное проведение комплексной реконструкции действующих систем орошения, внедрение автоматизации процессов водо­пользования с тем, чтобы сократить удельный расход воды на гектар орошаемых земель не менее чем на 15%;

В коммунальном хозяйстве — повышение технического уровня эксплуатации систем водоснабжения, их реконструкцию, осна­щение прогрессивными видами оборудования, средствами учета и контроля расходования воды с тем, чтобы сократить расход воды не менее чем на 15 %.

Вместе с тем признано необходимым доводить начиная с 1989 г. до объединений, предприятий и организаций лимиты водопотребления, а с 1991 г.—долговременные экономические нормативы платы за воду. На Госкомприроду СССР возложен государствен­ный контроль за состоянием водопотребления, его соответствием общим задачам охраны поверхностных и подземных вод. Преду­смотрены меры по оборудованию всех водозаборных и водо­выпускных сооружений, стационарных электрофицированных на­сосных станций современными техническими средствами учета

И измерения воды и по организации приборов для этих целей, а также по созданию действенных систем контроля водопотребления в жилищно-коммунальном хозяйстве.

Вместе с тем поручено научным организациям продолжить изучение проблем, связанных с региональным перераспределением водных ресурсов на основе всесторонних экономических и эколо­гических исследований.

ЦК КПСС и Совет Министров СССР считают проведение организационно-практической работы по осуществлению перво­очередных мер по улучшению использования водных ресурсов важнейшей общегосударственной задачей.

Сокращение объема и загрязненности сточных вод непосред­ственно в производственном цикле может быть достигнуто:

Совершенствованием технологического процесса и применяемо­го оборудования;

Организацией замкнутого цикла движения воды путем макси­мального использования систем оборотного водоснабжения при ох­лаждении оборудования, а также в основных и вспомогательных технологических процессах.

Оборотное водоиспользование можно осуществить в виде еди­ной системы для всего промышленного предприятия или в виде от­дельных циклов для одного или группы цехов. Число систем обо­ротного водоиспользования на предприятии определяется с учетом особенностей и характера производства, назначения воды, требо­ваний к ее качеству, температуре, давлению. При решении этого вопроса принимают во внимание генеральный план предприятия, размещение потребителей воды, а также сопоставляют технико­экономические показатели различных вариантов. С целью умень­шения диаметров и протяженности труб коммуникаций следует предусматривать на предприятии раздельные системы оборотного водоснабжения отдельных производств, цехов или установок при максимально возможном приближении сооружений оборотного во­доснабжения к потребителям воды.

Современный уровень развития науки и техники позволяет создать предприятия с минимальным объемом сточных вод — практически бессточные системы.

Для создания экономически приемлемых бессточных систем не­обходим комплексный подход к разработке технологии основного и вспомогательного производства очистки воды на конкретном предприятии.

Анализ недостатков существующих систем водного хозяйства промышленных предприятий показывает, что главная причина их возникновения заключается в несовершенстве традиционных, так называемых, мокрых технологий, рассчитанных на получение мак­симального эффекта путем извлечения наиболее богатой части ак­тивного компонента сырья при одновременном отведении остав­шейся массы сырьевых продуктов в виде трудноразделяемой поликомпонентной смеси жидких отходов — сточных вод.

При создании бессточных систем водоиспользования необхо­димо учитывать следующее:

Снижение удельных расходов воды путем многократного ее использования в оборотных циклах приводит к накоплению в ней минеральных солей как поступающих в технологический процесс с подпиточной водой, так и выщелачиваемых из сырья и веществ, с которыми вода контактирует;

Накопление растворенных минеральных солей в оборотных цик­лах выше определенного уровня отрицательно сказывается на ве­дении технологических процессов основного производства и в ко­нечном счете на качестве получаемой продукции; в связи с этим необходимо разработать и создать высокоэффективные и эконо­мичные методы и средства для обессоливания воды;

При работе замкнутых циклов оборотного водоиспользования возникает проблема утилизации побочных продуктов обессолива­ния сточных вод, с тем чтобы исключить возврат их в водные источники из мест складирования или захоронения. С уменьшени­ем расхода свежей воды сокращается объем сбрасываемых в водо­ем сточных вод. Следовательно, в условиях замкнутого цикла движения воды в производстве сброс можно довести до минимума. При этом имеется в виду предусмотренное схемой технологическо­го процесса производства максимальное использование так назы­ваемых оборотных вод. Оборотными водами называют богатые различными веществами отходящие воды, используемые повторно в цикле производства.

При создании полностью замкнутого цикла прежде всего необходимо определить, какие вещества и в каких количествах участвуют в производстве при установившемся режиме работы и какие концентрации загрязнений можно допустить в оборотных во­дах и готовой продукции, а также наметить пути утилизации загрязняющих веществ.

При нормальном режиме работы производства не должно быть вредных выбросов. Однако в процессе эксплуатации могут быть определенные срывы в работе и, следовательно, возможен выпуск сточных вод в водоем. Во избежание этого для отдельных цехов и отделов предприятия необходимо предусмотреть автоном­ную канализацию с тем, чтобы вновь вернуть эти выбросы в произ­водство. Эти случайные выбросы необходимо контролировать с по­мощью ЭВМ, подключив ее к общей системе управления заводом.

Серьезным препятствием в снижении расхода свежей воды яв­ляется отсутствие научно обоснованных норм расхода воды, что в свою очередь определяется отсутствием одинаковых требований к качеству производственной воды. Видимо, при разработке любой научно-исследовательской темы, предназначенной для производ­ства, следует решать и вопросы водопользования.

В Советском Союзе решается задача организации рациональ­ного и оптимального водоиспользования на основе сочетания замкнутых технологических схем производства с эффективными методами очистки сточных вод. В связи с этим необходимы дальнейшие исследования по определению в полузаводских и про­мышленных условиях влияния качества используемой воды не­посредственно на технологию производства и показатели выпуска­емой продукции, а также разработка современных экспресс-мето­дов анализа производственных и сточных вод.

Создание замкнутых систем водопользования на крупных пред­приятиях связано с большими трудностями, обусловленными, в частности, необходимостью изучения влияния оборотных и очи­щенных сточных вод на материал оборудования и качество Тех­нологических процессов, утилизации рассолов и др.

Замкнутая система использования оборотной воды, хотя и рез­ко снижает потребление свежей воды, имеет и отрицательную сто­рону: происходит накапливание минеральных солей либо интенсив­ное слизеобразование вследствие развития микробиологических процессов.

Повторное использование сточной воды после ее очистки — прямой путь для организации замкнутых систем. Этому способ­ствует и выделение побочных продуктов, образующихся при физи - ко-химической переработке сырья наряду с основными продукта­ми производства.

Чаще всего это содержащиеся в сырье компоненты, не исполь­зуемые в данном производстве, или продукты, образующиеся в результате тех или иных химических преобразований. Использо­вание побочных продуктов в качестве готовой продукции сбере­гает сырьевые ресурсы.

Побочные продукты, получаемые при добыче или обогащении основного сырья, называют попутными продуктами (например, по­путный газ).

Примером комплексного подхода к решению экологических проблем может служить замкнутая схема производственного водоснабжения и переработки отхо­дов на Первомайском ПО «Химпром». В производстве хлора и каустической соды здесь с 1985 г. работает локальный оборотный цикл цеха выпарки щелочи с многократным использованием сточных вод. Это дает возможность уменьшить потребление свежей воды, сократить расход соляной кислоты на 1000 т в год.

Стоки от производства хлорида-оксида (хлорокиси) меди после локальной очистки перерабатывают в товарный раствор хлорида кальция. Установка глу­бокой доочистки сточных вод позволяет получить сложные азотные удобрения. Сточные воды с повышенной степенью минерализации опресняют методом дистил­ляции. Таким образом, полностью прекращен сброс всех видов сточных вод в открытые водоемы. Опыт эксплуатации замкнутой ресурсосберегающей системы подтвердил ее высокую экологическую и экономическую эффективность. Ежегод­ный выпуск продукции из отходов превышает 30 тыс. т, годовой экономический эффект — более 4,5 млн. руб. (10].