Решения за повторно използване на индустриални води

В и КСп. Инженеринг ревю - брой 2/2021 • 21.04.2021

  • Нараства търсенето на решения за повторна употреба, допринасящи за справянето с проблеми, свързани с недостиг, разходи и нормативни разпоредби

  • Процесът на повторна употреба на индустриални води включва няколко етапа, като налага необходимост от система, в която компонентите могат лесно да бъдат интегрирани за автоматизация и проактивна комуникация

  • Помпената система трябва да може да отговори на предизвикателствата, свързани с променливия характер на постъпващата вода, за което може да спомогне използването на честотни регулатори

 

Ежедневната необходимост от вода е толкова фундаментална, че често този ресурс се приема за даденост. В съвременните предприятия водата трябва да е с определено качество, за да отговори на изискванията за конкретното й приложение. Операторите все по-ясно разбират, че сладководните ресурси са ограничени, което обуславя търсенето на решения за повторна употреба, допринасящи за справянето с проблеми, свързани с недостиг, разходи и нормативни разпоредби.

Потреблението на вода в индустрията представлява значителен дял от глобалната консумация на вода, поради което е нужно да му се отдели специално внимание.

 

Повторна употреба

Водата играе важна роля в промишлените предприятия – като разтворител, охлаждаща течност, за промиване на продукция, почистване на оборудване и др.

Вследствие на употребата съставът на технологичната вода се променя, което налага третирането или рециклирането й преди повторното й използване с цел да се избегне замърсяване на водния цикъл.

Процесът на повторна употреба на индустриални води включва няколко етапа. Първо, използваната вода се транспортира до пречиствателна станция. В зависимост от химичния състав и съдържанието на частици на водата за транспортирането й се използват различни видове помпи. Изборът на материал и конструкция на помпата се определя от състоянието на водата, неръждаемата стомана например е подходяща за високи съдържания на хлориди.

Биологичното третиране има съществено значение при пречистването на битови и промишлени отпадъчни води. В рамките на този етап се регулират съдържанието на азот, биохимичната потребност от кислород и химичната потребност от кислород с цел понижаване на концентрацията на азот и фосфор. В някои случаи този етап се комбинира с процес на физично пречистване, насочено към отстраняване на частиците от водата. Често се използват мембранни биореактори, когато част от водата няма да бъде използвана повторно, а се предвижда да бъде изпусната в околната среда.

Ако е нужно по-цялостно пречистване, може да се приложи и химично или физично третиране. В този етап се регулира стойността на pH, използват се коагуланти за по-лесно отстраняване на суспендираните частици, както и мембрани за ултрафилтрация или обратна осмоза.

Понякога в процеса на третиране на концентрата могат да възникнат трудности. Две от основните предизвикателства са високите енергийни потребности и концентрации на йони, както и относително малкото количество вода. Този етап често се реализира чрез обратна осмоза и кристализация. Трудности по отношение на обратната осмоза могат да бъдат високото налягане и изискванията за химичния състав на водата, които могат да се окажат проблемни за мембраните и другите компоненти в системата – тръби, вентили и помпи.

 

Системи за контрол

По време на целия процес различни измервателни и контролни функции спомагат за постигането на надеждни резултати. Обикновено се измерват хидравлични параметри като температура, дебит и налягане или химични показатели като pH, мътност, проводимост и общ органичен въглерод. По отношение на нормативите за отпадъчни води, най-важни са биохимичната и химичната потребност от кислород и параметрите, свързани със съдържанието на азот и фосфор.

Цялостният процесен контрол е от изключително голямо значение за всяко пречистване на води. В повечето случаи програмируем логически контролер анализира всички измерени сигнали от различните етапи и контролира процеса така, че да се осигури успешно и прецизно пречистване. За преноса на тези данни обикновено се използват стандартни комуникационни технологии като Profibus или Ethernet. По-съвременните системи включват облачни решения и автоматизирано дистанционно управление.

 

Решения за повторна употреба

Както беше споменато, химичното и физичното третиране са важни за процеса на повторно използване на индустриални води. Много често именно фазата на отстраняване на частици е в основата на процеса, тъй като адекватната предварителна филтрация е от ключово значение за успешното и ефективно протичане на следващите етапи. На пазара се предлага богата гама от усъвършенствани помпи и помпени системи, които не само допринасят за надеждността на процеса на ултрафилтрация, но осигуряват и готовност за бъдещето, включително за предизвикателства като нарастващите потребности от повторно използване на производствените води.

Основни предизвикателства при ултрафилтрацията могат да бъдат измененията в характеристиките на постъпващата вода или промени по отношение на изискванията за пречистената вода. Тези проблеми трябва да бъдат разрешени с помощта на съвременни технологии. Един такъв процес налага необходимост от система, в която компонентите могат лесно да бъдат интегрирани за автоматизация и проактивна комуникация за бързо предоставяне на надеждна информация за качеството на водата. В същото време процесът трябва да бъде енергийно ефективен и рентабилен, с минимално въздействие върху околната среда.

Помпената система трябва да може да отговори на тези предизвикателства, свързани с променливия характер на постъпващата вода. Промени в сезонните условия, технологични флуктуации или дори ограничения в доставките на вода могат да доведат до вариации в системата. Използването на подходящ за целта честотен регулатор може да спомогне за контролиране на потока, без да се губи енергия, какъвто е случаят при употребата на дроселни клапи. В допълнение честотният регулатор може да осигури опростен непрекъснат контрол на дебита независимо от промените в налягането или постъпващите в системата количества вода.

Всички мембрани в крайна сметка се замърсяват и се нуждаят от почистване. Запушванията на мембраните водят до увеличаване на необходимото налягане за третиране на водата при същия дебит. Ако няма честотен регулатор, системата, включваща работеща с постоянна скорост помпа, ще започне да предоставя по-малки количества пермеат. Съвременните честотни регулатори и помпи могат лесно да се справят с изменения в налягането, осигурявайки по-дълги периоди между почистванията на мембраната и гарантирайки постоянно качество на пречистената вода.

По-новите модели помпи често включват интегрирани честотни регулатори, които са оптимизирани за съответния двигател. Това може да допринесе за редуциране на размера на помпените двигатели, които да са оптимизирани за експлоатационните характеристики на системата. Честотните регулатори, проектирани за специфичен модел помпа, предлагат и други предимства – по-лесен монтаж и настройка, както и повишена ефективност.

Ултрафилтрацията изисква изключително прецизно дозиране на химичните добавки. Съвременните дозиращи помпи могат да осигурят необходимите количества химикали с висока прецизност. Интегриран сензор за налягане и алгоритъм за следене на дебита контролират потока, давайки възможност за получаване на обратна връзка за действителния дебит спрямо зададения. Освен това интелигентните дозиращи помпи са модулни, което позволява лесно интегриране в системата.

 

ЕКСКЛУЗИВНО

Top