'Кругообіг води' градирень: як зменшити скидання стічних вод і досягти ефективного використання водних ресурсів? ​

Градирні відіграють вирішальну роль у відведенні тепла в промисловому виробництві та експлуатації сучасних установок. Проте поступово проблеми споживання водних ресурсів та скидання стічних вод при його експлуатації стають актуальними. У поточній ситуації, коли глобальні водні ресурси дедалі обмежені, а вимоги до захисту навколишнього середовища стають дедалі суворішими, дослідження шляхів оптимізації системи циркуляції води в градирнях для досягнення ефективного використання водних ресурсів і скорочення стічних вод стало неминучим трендом у розвитку галузі.

Огляд системи циркуляції води градирні

Система циркуляції води в градирнях в основному поділяється на два типи: відкрита градирня та закрита градирня. У відкритій системі циркуляції води вода і повітря безпосередньо контактують для теплообміну. Робочий процес виглядає наступним чином: гаряча вода витікає з обладнання, яке потрібно охолодити, і надходить у верхню частину градирні. Він рівномірно розподіляється до водорозподільного пристрою через водорозподільну систему. У пристрої розподілу води вода розсіюється на дрібні водяні краплі або водяні плівки та повністю контактує з повітрям, що тече вгору. Тепло передається повітрю шляхом випаровування та конвекції. Після того, як температура води падає, вона збирається в басейні для збору води на дні градирні, а потім водяним насосом повертається до обладнання для переробки. Однак ця система має істотні недоліки. Оскільки вода безпосередньо контактує з повітрям, кількість втрат на випаровування є великою. У той же час вона схильна до забруднення пилом, домішками та мікроорганізмами, що призводить до погіршення якості води. Для підтримки якості води необхідний частий скид стічних вод, що, у свою чергу, спричиняє значну витрату водних ресурсів.

Закрита система циркуляції води ефективно дозволяє уникнути цих проблем. Візьміть загальне закрита градирня як приклад. Технологічна рідина, яку потрібно охолодити (наприклад, гаряча вода, розчин води та етиленгліколю тощо), циркулює в закритому змійовику й не вступає в безпосередній контакт із зовнішнім повітрям і розпиленою водою. Система розбризкування води забирає воду з резервуара для збору води та рівномірно розпилює її на зовнішню поверхню змійовика через форсунки, утворюючи водяну плівку. Під дією вентилятора зовнішнє повітря протікає через зону змійовика. У цей момент гаряча технологічна рідина всередині змійовика спочатку передає тепло розбризкуваній воді через стінку труби (відчутна теплопередача). Частина нагрітої розбризкуваної води поглинає тепло і випаровується у водяну пару, забираючи велику кількість прихованого тепла, тим самим досягаючи охолодження рідини всередині змійовика. Невипарована розбризкувана вода повертається в лоток для збору води для повторного використання. Невелика кількість концентрованої води регулярно скидається через зливний клапан, тоді як клапан підживлювальної води автоматично поповнює свіжу воду для підтримки стабільності якості води та рівня води. Закриті системи значно зменшують випаровування води та забруднення, а також значно підвищують ефективність використання водних ресурсів.

Стратегії зменшення скиду стічних вод і покращення використання водних ресурсів

1. Оптимізація технології очищення води

Стабілізація якості води є вирішальним кроком. Додаючи відповідні стабілізатори якості води, такі як інгібітори накипу, інгібітори корозії, біоциди та альгіциди, можна ефективно контролювати проблеми утворення накипу, корозії та зростання мікробів у циркулюючій воді. Інгібітори накипу можуть запобігти утворенню нерозчинних солей кальцієм, магнієм та іншими іонами у воді, які прилипають до поверхні труб і обладнання, знижують ефективність теплообміну і, таким чином, зменшують скидання стічних вод, спричинене очищенням накипу. Інгібітори корозії можуть утворювати захисну плівку на поверхні металу, перешкоджати корозії металу, продовжувати термін служби обладнання та зменшувати додаткове споживання води, викликане корозійним обслуговуванням або заміною обладнання. Бактерицид і альгіцид можуть вбивати бактерії, водорості та інші мікроорганізми в циркулюючій воді, запобігати засміченню труб мікробним слизом і впливати на якість води, а також уникати частого скидання стічних вод через погіршення якості води.

Крім того, за допомогою передових технологій фільтрації, таких як ультрафільтрація та технології мембранної фільтрації зворотного осмосу, дрібні частинки, колоїди, органічні речовини та деякі іони в циркулюючій воді можна ефективно видалити, ще більше покращуючи якість води, зменшуючи вплив домішок на систему, і, таким чином, зменшуючи кількість стічних вод, що скидаються. Деякі підприємства впровадили в систему оборотної води градирні пристрої ультрафільтрації, які можуть видаляти з води домішки з розміром частинок більше 0,01 мкм, значно знижуючи каламутність оборотної води. Це значно зменшує скидання стічних вод, спричинене проблемами якості води, і одночасно покращує швидкість повторного використання циркулюючої води.

2. Впровадити точний контроль скидів забруднень

Традиційному регулярному методу скидання стічних вод часто не вистачає специфічності, і він скидає велику кількість водних ресурсів, навіть якщо якість води все ще хороша. За допомогою датчиків контролю якості води та систем автоматичного контролю можна досягти точного скидання стічних вод. У режимі реального часу здійснюється моніторинг основних показників, таких як провідність, значення рН, жорсткість і каламутність оборотної води. Коли параметри якості води перевищують встановлений розумний діапазон, автоматичний дренажний пристрій активується для скидання відповідної кількості концентрованої води та поповнення свіжої води, гарантуючи, що якість води завжди підтримується у відповідному робочому діапазоні. Велике хімічне підприємство встановило інтелектуальну систему моніторингу якості води та контролю скидання стічних вод у системі циркуляції води градирні. Він точно контролює об’єм скиду стічних вод на основі змін провідності. Порівняно з попереднім регулярним скидом стічних вод об’єм скиду стічних вод зменшено більш ніж на 30%, а також зекономлено значну кількість підживлювальної води.

3. Здійснювати переробку та повторне використання стічних вод

Після поглибленого очищення стічні води, що скидаються з градирні, можуть бути повторно використані для непитних цілей. Наприклад, очищені стічні води можна використовувати для зрошення зелених насаджень заводу, миття доріг, змивання туалетів тощо. Побудувавши спеціальні очисні станції та запровадивши такі процеси, як нейтралізація, осадження, фільтрація та дезінфекція, можна видалити шкідливі речовини зі стічних вод, щоб відповідати відповідним стандартам повторного використання. У деяких районах з дефіцитом води деякі електростанції використовують очищені стічні води з градирень для зрошення зелених насаджень на території заводу. Це не тільки реалізує переробку водних ресурсів, зменшує використання ресурсів прісної води, але також знижує вартість очищення стічних вод, досягаючи хороших економічних та екологічних переваг.

4. Аналіз успішних кейсів

Компанія Zhejiang Aoshuai Refrigeration Co., LTD  досягла чудових результатів у очищенні стічних вод виробництва паперу та повторному використанні води для підживлення градирні. Компанія застосовує процес обробки дискової фільтрації, стерилізації та дезінфекції стічних вод виробництва паперу, гарантуючи, що якість очищеної води відповідає вимогам до якості води для підживлення в градирнях. Цей захід може заощаджувати від 600 до 1000 кубічних метрів води для підживлення градирні щодня, від 250 000 до 300 000 кубічних метрів води на рік і зменшити споживання води на одиницю продукту на 2,5%, значно зменшуючи споживання чистої води та скидання забруднювачів стічних вод на електростанціях.  Zhejiang Aoshuai Refrigeration Co., LTD  також досягла чудових результатів. У цій системі використовується інтегрована технологія керування «повітряне охолодження + циркуляційний насос». Вода транспортується до градирні циркуляційний насос , а потік води примусово охолоджується високоефективним вентилятором. Потім охолоджена вода повертається до тестової установки через трубопровід із замкнутим циклом, утворюючи повний режим рециркуляції. У порівнянні з традиційним методом прямого охолодження вихлопних газів, він економить 28 700 кубічних метрів води на рік, забезпечуючи достовірний приклад водозберігаючих технологічних перетворень у промисловій сфері.

Оптимізація системи циркуляції води в градирнях має велике значення для зменшення скиду стічних вод і досягнення ефективного використання водних ресурсів. Застосовуючи передові технології очищення води, точні заходи контролю над викидами забруднюючих речовин, активно просуваючи переробку та повторне використання стічних вод, а також спираючись на практичний досвід успішних підприємств, різні галузі можуть значно скоротити споживання води та мінімізувати негативний вплив на навколишнє середовище, забезпечуючи виробництво та експлуатацію, рухаючись до зеленого та сталого напрямку. Це не лише необхідний захід для вирішення проблеми дефіциту води, але й ключовий шлях для підприємств у виконанні своїх соціальних обов’язків і підвищенні власної конкурентоспроможності, який заслуговує на глибоке дослідження та широке просування всією галуззю.