Глава IX
ИСКАНЕ ЗА ИНДУСТРИАЛНА ВОДА
За повечето индустрии водата е фактор на производството. Той може да се използва като суровина и да бъде включен в крайния продукт или да действа като помощно средство по време на производствения процес. Промишленото използване на водата е изключително разнообразно. Съвсем специфичните физични и химични свойства на водата очевидно се използват добре, но често нейното относително изобилие и ниската цена определят използването й за употреби, които не са непременно специфични. И накрая, трябва да се отбележи, че всеки промишлен потребител обикновено използва вода за различни цели.
9.1. ПРОМИШЛЕНИ УПОТРЕБИ НА ВОДА
Ще цитираме, без да твърдим, че са изчерпателни, някои промишлени употреби на вода. Водата е суровина в текстила, канцеларските материали, химикалите и хранителната промишленост. Водата се използва за транспортиране на материали по време на производствения процес, например в хартиени фабрики. Водата се използва за сортиране на материали чрез флотация или утаяване. Понякога се използват разтворителните свойства на водата, както при сладките, при които захарта се извлича от цвекло. Водата се използва в стоманолеярни за закаляване на метали. Течната вода се използва за производство на водни пари в котли, пара, използвана за производството на механична енергия или за транспортиране на калории. Водата се използва за охлаждане, по-специално в топлоцентралите, където играе ролята на източник на студ, но също така и в химическата и стоманената промишленост. И накрая, водата се използва за многобройни измивания и за евакуация на органични, минерални или калорични отпадъци в естествената среда.
Дадена употреба изисква обем или поток вода. Но тази употреба обикновено не може да побере никаква вода. Способността на водата да задоволи дадена употреба се оценява според физическите, химичните или бактериологичните критерии, специфични за тази употреба. Някои употреби са много чувствителни към промени в количеството или качеството на водата, която им се доставя. Тогава техните изисквания са добре известни. Такъв е случаят с водата, предназначена за производството на пара в котлите (таблица 9.1). За други, по-малко чувствителни приложения изискванията често са много по-неясни. Такъв ще бъде случаят с охлаждащата вода на ТЕЦ, което ще проучим по-специално по-долу.
Условия, на които трябва да отговаря водата на котела,
с любезното съдействие на Сосиете Дегремон (1972)
Работно налягане
до 15 бара
Тип котел 1
рН при 25 o C максимум
ОДУ в градуси макс
Френски мини
Na 3 PO 4 в mg/l минимум
SiO 2 в mg/l макс
ОДУ във френски градуси
Свободен NaOH (mg/l макс
Общо соли в g/l макс
1 A: Котел за димни тръби;
B: Воден тръбен котел с естествена циркулация;
C: Воден тръбен котел с изкуствена циркулация.
Като се има предвид използването, използвано изолирано (фиг. 9.1), търсенето D се удовлетворява чрез изтегляне P от външната среда и чрез рециклиране на водата, използвана по време на употреба. Част от водата се консумира. Тази консумация рядко съответства на изчезване на самата водна молекула (това обаче е случаят с някои електролизи), но обикновено се състои от водата, включена в продукта, както и водата, излизаща от веригите, най-често под формата на пара, по време на процеса на използване. Част от водата се рециклира след употреба, друга се изпуска в естествената среда.
Фиг. 9.1. Диаграма на промишленото използване на водата.
Определяме скоростта на рециклиране като съотношение:
Тази ставка, нула, когато налогът е равен на търсенето, ще има тенденция към 1, ако налогът има тенденция към 0.
Използването на вода в промишлеността променя, често дълбоко, нейните физико-химични характеристики. Обща характеристика на отпадъчните води от различни индустрии може да се намери в Таблица 9.2. Заустванията, натоварени с органични, минерални или калорични отпадъци, са в основата на хронично замърсяване на водната среда, което не бива да се бърка със случайно замърсяване в резултат на неизправности на промишлени инсталации, прекъсвания на вериги или транспортни произшествия. Всъщност, дори ако тези два вида замърсявания имат общо, че нарушават водните екосистеми в по-голяма или по-малка степен, те не го правят по същия начин и най-вече средствата за борба с тях се различават значително.
Характеристики на отпадъчните води от различни видове индустрии и естеството на изхвърляните продукти, според Degrémont (1972) и AFB Seine-Normandie (1976 b), с разрешение на Degrémont, документ Agence de l'eau Seine-Normandie
Характеристики на отпадъчните води и замърсителите
Висока концентрация на разтворени и суспендирани органични вещества, кръв, протеини, мазнини.
Висока концентрация на разтворени органични вещества и главно протеини, лактози и мазнини. Много кисела или много алкална вода.
Таблица 9.2 (продължение)
Пивоварни и дестилерии
Висока концентрация на разтворени и суспендирани органични вещества (захари и протеини).
Високо съдържание на разтворени органични вещества, съдържащи захар и ферментирало нишесте. Азотна материя.
Повърхностна обработка
и електрометалургия
Високо съдържание на сухо вещество (особено органично) и БПК. Силна киселинност.
Изобилие от мазнини, висока киселинност и соленост, много високо BOD.
Високи нива на БПК и разтворени органични вещества (нишесте и странични продукти), високи нива на калий, азот.
Глини, наноси и масла от промивни операции и от руди. Много киселинно рН, нитропроизводни, висока ХПК (производство на оцветители и органичен синтез). Високо съдържание на хлориди, висока BOD (производство на каучук и синтетични полимери).
Високи нива на алкалност и органични вещества, детергенти.
Наличие на разтворители, оцветители, сулфиди, мазнини, редуциращи химикали: много високо BOD.
Алкална или кисела вода: евентуално пестициди.
Висока ХПК и БПК, изобилие от органични вещества, изобилие от суспендирани вещества, лигнин, сулфити, влакна, алуминий, титан, живачни соли, сулфиди, феноли, меркаптани, производни на лигнин.
Води, които могат да бъдат много натоварени с цианиди и сулфиди.
Мазнини и масла
Киселинни или алкални, хроматирани, цианидни, флуорирани, желязо, мед и алуминий, повърхностноактивно вещество, Cr, Cd, Cu, Pb и др.
Киселини, флуороводородна киселина, железен хлорид, суспендирани вещества, желязо, тежки метали, живак.
Живак, флуориди, SO 2, суспендирани твърди вещества.
Таблица 9.2 (продължение)
Ядрена енергия и радиоактивни материали
Рафинерии, нефтохимикали
Радиоактивни елементи, топла вода
Алифатни и ароматни въглеводороди, сулфиди, суспендирани твърди вещества малко БПК.