Woda słodka jest niezbędnym zasobem w codziennym życiu. Chociaż woda pokrywa 71% powierzchni Ziemi, tylko 3% tej wody to wody słodkie, a zaledwie 1% tych wód słodkich nadaje się do użytku. W obliczu rosnącego zapotrzebowania na wodę zrównoważone gospodarowanie wodą ma większe znaczenie niż kiedykolwiek. Oznacza to wykorzystywanie wody słodkiej w sposób, który zaspokaja obecne potrzeby środowiskowe i gospodarcze, nie ograniczając jednocześnie możliwości zaspokojenia tych potrzeb w przyszłości.
Niezależnie od tego, czy znajdują się w szpitalach, budynkach biurowych czy zakładach produkcyjnych, przemysłowe systemy wodne wykorzystywane do ogrzewania, chłodzenia i procesów technologicznych mogą stanowić cenne możliwości oszczędzania wody i zwiększania zrównoważonego rozwoju.
Jakość i koszt wody
Jakość wody jest ważnym czynnikiem decydującym o oszczędzaniu wody. Zanieczyszczenia zawarte w wodzie słodkiej wykorzystywanej do zasilania systemów wody przemysłowej mogą się znacznie różnić w zależności od lokalizacji oraz pory roku. Ma to duże znaczenie, ponieważ zanieczyszczenia te determinują ryzyko wystąpienia problemów związanych z wodą, takich jak korozja, osady mineralne i zanieczyszczenia mikrobiologiczne. Jak widać na wykresie, istnieją regiony, w których woda słodka zawiera niewiele zanieczyszczeń (np. Seattle w stanie Waszyngton), oraz inne obszary, gdzie poziom zanieczyszczeń jest wysoki (np. San Angelo w stanie Teksas). Koszt wody jest również ważnym elementem równania zrównoważonego rozwoju, który może znacznie różnić się w zależności od miejsca.
Maksymalizacja cykli w celu zminimalizowania zużycia wody
Cykle koncentracji (cykle) mierzą stopień, w jakim rozpuszczone zanieczyszczenia wody uzupełniającej ulegają koncentracji w wieży chłodniczej lub systemie kotła parowego. Maksymalizacja cykli jest ważna dla zrównoważonego rozwoju, ponieważ pozwala to również zminimalizować zużycie wody, energii i środków chemicznych.
Poniższe wykresy przedstawiają obliczone zużycie wody i koszty w systemie wieży chłodniczej pracującym przy obciążeniu 500 ton przy różnych współczynnikach koncentracji. Wraz ze wzrostem współczynnika koncentracji zmniejsza się ilość wody odprowadzanej z systemu. Gdy liczba cykli wzrasta, zużycie wody maleje, ale wzrasta również ryzyko uszkodzenia układu i spadku jego wydajności. Często zwiększenie liczby cykli powyżej 6 może przynieść minimalny zwrot w stosunku do podejmowanego ryzyka. Specjalista ds. uzdatniania wody będzie w stanie określić maksymalną liczbę cykli koncentracji dla konkretnego systemu i jego jakości wody. Można rozważyć inne rozwiązania mające na celu dalsze zmniejszenie zużycia wody słodkiej i zwiększenie cykli koncentracji. Typowe metody przedstawione są w tabeli 2:
Przykładem projektu mającego na celu oszczędność wody kotłowej jest instalacja systemu odwróconej osmozy (RO) w instalacji kotła parowego o mocy 4000 HP, gdzie cykle uzupełniania wody zostały zwiększone z 4 do 20. Zmiana jakości wody uzupełniającej przyniosła oszczędności przekraczające 94 000 USD zarówno w zakresie energii, jak i wody.
Ponowne wykorzystanie wody
W zależności od jakości wody i jej dostępności możliwe jest wykorzystanie wody, która obecnie jest odprowadzana do kanalizacji, w celu uzupełnienia zapotrzebowania na wodę słodką w systemach grzewczych, chłodniczych i innych instalacjach wodnych. Ponowne wykorzystanie tej wody mogłoby potencjalnie przynieść oszczędności w zakresie zużycia wody, ilości ścieków oraz kosztów energii.
Przykładem projektu oszczędnościowego w wieży chłodniczej wykorzystującego alternatywne źródło wody jest centrala wentylacyjna wytwarzająca rocznie ponad 1,1 miliona galonów kondensatu. To źródło wody o wysokiej jakości mogłoby zostać wykorzystane w systemie wieży chłodniczej w celu zastąpienia zapotrzebowania na uzupełnianie świeżą wodą. W przypadku systemu wieży chłodniczej o wydajności 1000 ton, pracującej przy obciążeniu 50%, mogłoby to przynieść roczne oszczędności wody przekraczające 12 000 USD.
Alternatywne źródła wody mają zarówno zalety, jak i wady związane z ich wykorzystaniem, co podsumowano poniżej. Należy je rozważyć przed rozpoczęciem użytkowania.
Wycieki i inne straty wody
Wreszcie, wycieki i niekontrolowane straty wody są jedną z najczęściej pomijanych przyczyn zwiększonego zużycia wody słodkiej. Problem ten może wystąpić we wszystkich typach systemów, a do typowych przykładów należą:
- Przepełnienie zbiornika/misy wieży chłodniczej
- Nieszczelne pompy recyrkulacyjne
- Zawory spustowe/odpowietrzające, które zablokowały się w pozycji otwartej
- Zbyt częste płukanie wsteczne urządzeń filtrujących
- Pobieranie próbek wody przez urządzenia do badań online
Chociaż straty wody w tych miejscach mogą wydawać się niewielkie, szybko się sumują. Na przykład w ciągu roku przepełnienie wieży chłodniczej o natężeniu 2 GPM może doprowadzić do wzrostu zużycia o ponad 3,8 miliona litrów (1 milion galonów), co może oznaczać 10 500 USD dodatkowych kosztów związanych z wodą. Ważne jest, aby zidentyfikować i zminimalizować te straty.
Wniosek
Biorąc pod uwagę liczne możliwości i projekty oszczędzania wody w wieżach chłodniczych, kotłach parowych i innych systemach wodnych, firma Solenis może zapewnić zrównoważone rozwiązania w zakresie gospodarki wodnej dla wielu zastosowań przemysłowych, produkcyjnych i procesowych. Jako światowy lider w dziedzinie indywidualnie dostosowanych programów uzdatniania wody firma Solenis dysponuje doświadczeniem, wiedzą i technologią pozwalającymi skutecznie zoptymalizować zużycie wody i zidentyfikować możliwości oszczędności.