Для большинства современных промышленных предприятий стало правилом, что система водоснабжения должна быть оборотной — общей для всего предприятия или в виде замкнутых циклов для отдельных цехов. В металлургической, нефтеперерабатывающей, химической и некоторых других отраслях промышленности уже имеются предприятия, где экономия свежей воды за счет внедрения водооборота достигает 90 %. Более того, на отдельных предприятиях этот процент экономии значительно выше. Например, на новых нефтеперерабатывающих заводах — Рязанском, Пермском, Новоярославском, Новгородском и ряде других, а также на некоторых предприятиях черной металлургии он достигает 92 % и более.
Велико значение оборотного водоснабжения при переработке угля мокрым способом. Средний расход воды на 1 т обогащенного угля по нормам составляет от 4,0 до 5,5 м3.
Применение замкнутых водных циклов на углеобогатительных фабриках необходимо не только с точки зрения сокращения расходов свежей воды, соображений экономического порядка, но и охраны водоемов от загрязнения. Так, неотъемлемой частью схем оборотного водоснабжения при переработке угля на обогатительных фабриках является флотация, заключающаяся в извлечении ценных компонентов из шлама с разделением выделенных тонких частиц угля и породы.
При осуществлении схем оборотного водоснабжения следует заранее учитывать такие отрицательные явления, как коррозия металла и загрязнение теплообменных аппаратов и сооружений системы, которые появляются в результате отложения карбоната кальция и биологических обрастаний.
С каждым годом все шире распространяется метод повторного использования очищенных сточных вод.
Вот только несколько примеров его применения на различных предприятиях страны. На Волгоградском НПЗ для подпитки оборотных систем с успехом служат нейтральные сточные воды, прошедшие механическую очистку и доочистку на флотационной установке. На Краснодарском химзаводе предусмотрено использование в оборотных системах после очистки фторсодержащих сточных вод. На Челябинском тракторном заводе после биологической очистки сточные воды направляются в оборотный цикл завода.
В настоящее время огромную роль играет применение научно обоснованных норм водопотребления, что ведет к значительному сокращению объемов сбрасываемых сточных вод.
О значении мероприятий, направленных на сокращение водопотребления, говорит и то, что на единицу продукции тратятся огромные количества воды. Так, из водного источника ежегодно забирается для производства 1 т вискозного шелка 1010 м3 воды, 1 т синтетических антибиотиков — 5000 м3, 1 т силикатных эмалей — 1280 м3 и т. д. Промышленные объекты нефтеперерабатывающей, химической, металлургической, коксохимической, пищевой, а также ряда других отраслей промышленности расходуют большое количество воды для конденсации и охлаждения технических продуктов. При этом широкое распространение имеют теплообменные аппараты с водяным охлаждением.
Оказывается, что огромные расходы воды, а также капитальные и эксплуатационные затраты на очистные сооружения, градирни, насосные, на электроэнергию, используемую при перекачке воды, можно уменьшить, если перейти от водяного охлаждения технологического оборудования к воздушному. Переход к воздушному охлаждению позволяет легко осуществлять автоматическое регулирование процессом.
Воздушное охлаждение сокращает на 60–70 % расход оборотной и свежей воды и в сотни раз — количество загрязняющих сточных вод. Так, по данным ВНИИнефтемаша воздушное охлаждение позволило в 1974 г. сократить в стране потребление воды более чем на 6,5 млрд. м3.
Для очистки сточных вод, образующихся в промышленности и городах, строятся очистные сооружения (рис. 4).
Современный уровень научно-технических достижений свидетельствует о том, что в ближайшей и далекой перспективе для защиты водоемов от загрязнения сточными водами останутся в силе механические, химические, биохимические и физико-химические способы очистки.
Говоря о механических способах очистки сточных вод, необходимо подчеркнуть, что в результате научных исследований разработаны методы расчета отстойников любой конструкции, учитывающей явления, сопутствующие отстаиванию в динамических условиях. Были созданы отстойники с вращающимся водораспределительным и сборным устройством. Такая конструкция позволяет значительно (на 20–25 %) увеличить гидравлическую нагрузку на единицу объема сооружения, сохраняя тот же эффект осветления (рис. 5).