Водоподготовка на промышленных предприятиях: требования и нормативы

Специфика использования

Вода в промышленности выполняет следующие задачи:

1. Сырье для выпуска товаров. Простейшие примеры – напитки и продукты питания. Нужно отметить, что в таком случае к ней предъявляются особо жесткие требования, вода должна быть на 100% безопасной. Недопустимо бактериальные, органические, химические и другие загрязнения. Отслеживается уровень pH, что способствует повышению качества продукции, улучшению вкусовых, органолептических характеристик.
2. Охлаждение производственных установок и агрегатов. Как правило, используется замкнутый циркуляционный контур. Прямой контакт охлаждаемых устройств и жидкости отсутствует, что обеспечивает безопасность без вреда для эффективности.
3. Реализация определенных технологических процессов и операций. Струя воды под огромным давлением может использоваться, например, для реза твердых материалов, легированных сталей, керамики, камня.
4. Приготовление технологических растворов. Пример – химические щелочные, кислотные растворы, используемые для обработки выпускаемых товаров, либо же сами по себе являющиеся конечными продуктами.
5. Перенос тепловой энергии. Вода – основной теплоноситель как на ТЭЦ, так и на различных промышленных предприятиях. Для решения этой задачи она может использоваться как в жидком агрегатном состоянии, так и в виде насыщенного пара.
6. Уборка территорий, мытье оборудования. Требования к воде в этом случае определяются спецификой производства. Например, на фармацевтических заводах при обеззараживании резервуаров, элементов производственных линий используется стерильная вода, нагретая до 100 градусов, либо находящаяся в состоянии пара.
7. Приготовление продуктов питания, напитков для персонала. В этом случае действуют такие же требования, как и на предприятиях пищевой промышленности. Необходима абсолютная безопасность, хорошие органолептические характеристики.

Нормативно-правовая база

Стандарты и требования, действующие в отношении воды, определяются спецификой ее применения. Наиболее распространенными являются следующие документы и акты:

• СанПиН 2.1.4.1074-01. Определяют характеристики питьевой воды, использующейся для изготовления напитков, вне зависимости от типа, продуктов питания, для употребления персоналом.
• ГОСТ 6709-72. Специальный стандарт для дистиллированной воды. Наиболее значимый параметр – электропроводность, предельное значение которой – 5 мкСм/см. Дистиллированная вода востребована в электронной, химической и других технологичных отраслях промышленности.
• ГОСТ 23732-2011. Стандарт регламентирует характеристики воды, использующейся при производстве железобетонных изделий, растворов на основе цемента, различных строительных смесей. Строго прописаны предельно допустимые концентрации органических, красящих веществ, нефтепродуктов и других посторонних примесей, способных негативно сказаться на качестве готового изделия.

На предприятиях могут действовать и внутренние документы, технические условия, разработанные с учетом специфики производственного процесса, характеристик выпускаемого товара. Например, в электронной, фармацевтической отрасли зачастую существует потребность в деионизированной, сверхчистой воде.

Необходимость 

Правильная, комплексная промышленная водоподготовка способствует улучшению качества выпускаемой продукции, обеспечивает максимально комфортные условия труда для персонала, исключает повышенную нагрузку на производственное, отопительное оборудование и другие системы, взаимодействующие с водой, препятствует интенсивной коррозии, образованию накипи. Проведение водоподготовки направлено на снижение концентраций следующих загрязняющих веществ:

• Механические примеси. Мелкие песчинки, ил, хлопья ржавчины, попадающие в воду в процессе ее прохождения по трубопроводу.
• Посторонние химические компоненты. Наибольшую опасность представляют соли тяжелых металлов, нитраты.
• Бактерии и другие патогенные микроорганизмы, попадание которых в организм чревато серьезными отравлениями.
• Кальциевые, магниевые соли, повышенные концентрации которых делают воду жесткой, оставляющей на металлических поверхностях, в особенности, на нагревательных приборах, выраженный известковый налет, снижающий срок эксплуатации.

Водоподготовка необходима и для решения специфических задач, актуальных на конкретном предприятии, обеспечения заданных характеристик, способствующих корректному течению всех процессов, технологических, производственных, хозяйственных.

Параметры

Водоподготовка направлена не просто на очистку, но на корректировку, нормализацию следующих параметров воды:

• Запах. Один из важнейших органолептических показателей. Использование воды с посторонним запахом в пищевых целях недопустимо, она портит блюда и напитки. Аналогичные утверждения применимы и ко вкусу.
• Содержание взвешенных веществ. Высокие концентрации допустимы только при использовании воды в технических целях, например, для промывки горной породы или другого сырья. В противном случае нужно стремиться к нулевым показателям.
• Цветность. Идеальное состояние – полное отсутствие постороннего оттенка, способного изменить цвет готового товара, испортить его.
• Окисляемость. Водоподготовка направлена на достижение нейтральных значений, исключающих склонность к образованию пены, формированию отложений на нагревательных элементах.
• Кислотно-щелочной баланс. Оптимальное значение – 5.5 pH. В противном случае вода обладает повышенной окислительной активностью, провоцирует интенсивное образование коррозии, известковых отложений на внутренних поверхностях трубопроводов.

Технологии водоподготовки

Водоподготовка – комплексный процесс, состоящий из нескольких стадий, предполагающий использование нескольких методик фильтрации, каждая из которых – дополняет другую, повышая качество конечного результата. Популярный вариант системы водоподготовки подразумевает последовательную обработку следующими методами:

1. Механическая фильтрация. Вода проходит через фильтры, укомплектованные мелкоячеистыми металлическими сетками, имеющими песчаную, гравийную засыпку. Методика идеально подходит для первой стадии очистки, максимально проста в реализации, при этом задерживает крупные механические частицы, мусор, повышает качество воды, готовит ее к стадиям более тонкой фильтрации.
2. Сорбция. Классический сорбент – активированный уголь. Вещество впитывает различные загрязняющие вещества, от органики до нефтепродуктов. По мере утраты впитывающей способности, угольную засыпку нужно менять. В современных системах могут использоваться более технологичные решения, например, полимерные гранулы с высокой пористостью.
3. Удаление органики, солей тяжелых металлов, железа в различных формах. Технология подбирается в соответствии с исходным состоянием воды и требуемыми конечными характеристиками. Например, один из наиболее действенных способов борьбы с органикой – ультрафиолетовая обработка, с тяжелыми металлами – коагуляция, построенная на добавлении химического вещества, заставляющего загрязнения выпадать в осадок, легко удаляемый механически.
4. Ионный обмен. Смысл данного процесса – замещение кальциевых, магниевых ионов натриевыми, безопасными, делающими воду мягкой. Умягчение происходит в специальных установках, где использована засыпка из ионообменной смолы в гранулированной форме.

На последних стадиях водоподготовки возможно использование одной из наиболее совершенных методик фильтрации, мембранного обратного осмоса. Это актуально для организаций, предъявляющих максимально жесткие требования к качеству воды, исключающие присутствие в ней даже незначительных концентраций загрязняющих веществ. 

Мембрана способна задержать самые мелкие посторонние частицы, вплоть до спор грибков и вирусов, так что готовая вода не просто чистая, ее можно назвать стерильной, дистиллированной. Вместе с устранением загрязняющих веществ, улучшаются органолептические показатели, что значимо для пищевых производств.

Подведение итогов

Водоподготовка – необходимость для любой организации, ответственно относящейся к качеству выпускаемой продукции, заботящейся о сотрудниках, желающей исключить трудности при взаимодействии с контролирующими инстанциями. Грамотный подход к выбору, лабораторный анализ исходной воды, учет требований по ее конечным характеристикам – все это поможет выбрать систему водоподготовки, которая на 100% справится с поставленными задачами, окажется надежной, экономичной в эксплуатации.