Эколого-экономическая оценка установки




PDF просмотр
НазваниеЭколого-экономическая оценка установки
Дата конвертации18.10.2012
Размер28.5 Kb.
ТипДокументы
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСТАНОВКИ 
ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ МЕТОДОМ ОБРАТНОГО ОСМОСА 
 
Поль Екатерина Анатольевна 
 
ДонНТУ 
Кафедра ПЭ и ООС 
pol_ea@ukrtop.com 
 
Abstract   
Katya A. Pole, Feasibility Study of Technical Water Treatment by reverse osmosis. Its 
association with one of the acute problems faced by Donetsk region.  On the one end it is a 
great quantity of salt infused mine waters which needs to be desalinated and on the other end 
a lack of fresh water which probably will no longer be delivered to our area through Dnieper-
Donbass canal.   
 
Одной  из  актуальных  проблем  Донецкого  региона  является    с  одной  стороны -  
наличие  большого  количества  засоленных  шахтных  вод,  которые  необходимо 
опреснять,  а  с  другой  стороны,  нехваткой  пресной  воды,  которая  уже,  наверное,  не 
придет в наш край по каналу "Днепр - Донбасс".   
 
При  выборе  метода  обессоливания  воды  решающее  значение  имеет 
экономическая  эффективность  процессов,  показателями  которой  являются  объем 
капитальных вложений и величина эксплуатационных затрат. В связи с этим интересно 
сопоставить  экономичность  различных  методов  деминерализации  воды,  выявить 
области их целесообразного применения. На Украине основными способами получения 
деминерализованной воды являются ионный обмен и дистилляция.  
 
В  ОАО  “Концерн  “Стирол”  существовали  оба  способа  получения  обессоленной 
воды.  Для  приготовления  глубоко  обессоленной  воды  систем  парообразования  трех 
агрегатов  аммиака  были  смонтированы  две  установки  водоподготовки  с 
двухступенчатым  катионированием  и  анионированием  и  последующей  доочисткой  на 
фильтрах  смешанного  действия.  Исходной  водой  для  этих  водоподготовок  служила 
 
611 

речная вода из канала “Северский Донец – Донбасс” с общей минерализацией до 700 
мг/л.  Общий  объем  забора  речной  воды  составлял  при  этом  около 1000 м3/ч  или 8,76 
млн.м3/год. При эксплуатации ионообменных смол на этих водоподготовках ежегодно 
затрачивалось  для  проведения  регенераций  около 12 тысяч  тонн  серной  кислоты  и 
каустической  соды.  Эти  два  фактора  (забор  большого  объема  речной  воды  из  канала 
“Северский  Донец – Донбасс”  и  ежегодный  сброс  в  водоемы  Донбасса  до 14 тысяч 
тонн различных солей) очень отрицательно сказывались на экологической ситуации в 
регионе.  Себестоимость  приготовления 1 м3  глубоко  обессоленной  воды  методом 
ионного  обмена  составляла $1-1,2. Высокая  себестоимость  воды  приводила  к 
снижению  конкурентоспособности  продукции  предприятия  на  мировом  рынке  в 
условиях жесткой конкуренции. 
 
Наряду  с  водоподготовками  на  базе  ионного  обмена  в  ОАО  “Концерн  “Стирол” 
эксплуатировались  две  многоступенчатые  испарительные  установки.  Дистиллят  этих 
установок  с  солесодержанием  до 10 мг/л  подавался  в  качестве  исходной  воды  для 
фильтров  смешанного  действия  водоподготовок  агрегатов  аммиака  и  использовался  в 
качестве питательной воды для котлоагрегатов с давлением 4,0 МПа. Исходной водой 
для  предочисток  испарительных  установок  должна  была  быть  смесь  речной  воды  из 
канала  и  регенерационных  стоков  ионнообменных  водоподготовок  аммиаков  с  общей 
минерализацией 3-4 г/л.  Себестоимость  получения  дистиллята  составляла  $2 за 1 м3. 
При этом энергетические затраты в структуре себестоимости составляли 70%. 
 
В  свете  указанных  выше  недостатков  большой  интерес  представляет 
безреагентный  мембранный  метод  очистки  воды – обратный  осмос.  Метод  обратного 
осмоса  заключается  в  фильтровании  воды  под  давлением  через  полупроницаемые 
мембраны,  пропускающие  растворитель  и  полностью  или  частично  задерживающие 
растворенные вещества.  
 
В 1996 году  руководство  ОАО  “Концерн  “Стирол”  приняло  решение  о 
радикальной модернизации водоподготовок с использованием мембранной технологии 
и обратного осмоса. Тендер на проектирование и изготовление водоподготовки на базе 
обратного  осмоса  для  концерна  выиграла  фирма  “Осмоникс” (США).  В  качестве 
исходной  воды  для  обратного  осмоса  была  запроектирована  сточная  вода,  состоящая  
из  смеси  шахтных  вод  и  ливневых  вод  промышленной  площадки  с  суммарной 
 
612 


минерализацией 2 г/л,  что  позволило  сократить  забор  свежей  речной  воды.  В  состав 
водоподготовки  вошли  десять  механических  фильтров  (рисунок 1) с  загрузкой  из 
марганцевого  песка,  шесть  обратноосмотических  машин,  четыре  декарбонизатора, 
шесть  фильтров  смешанного  действия  и  все  необходимое  вспомогательное 
оборудование  (установка  химической  промывки  мембран,  блоки  фильтров  тонкой 
очистки,  модули  по  вводу  реагентов).  Общая  производительность  водоподготовки  по 
глубоко  обессоленной  воде  составила 700 м3/ч  с  солесодержанием  не  более 0,2 
микросименса  и 870 м3/ч  по  пермеату  после  машин  обратного  осмоса  с 
солесодержанием до 50 мг/л и общей жесткостью до 10 мкг-экв/л. В конце 1998 года 
новая  водоподготовка  на  базе  обратноосмотической  технологии  была  пущена  в  ОАО 
“Концерн “Стирол” в эксплуатацию.  
 
Рисунок 1 – Технологическая схема обессоливания воды методом обратного осмоса 
 
Финансовым  отделом  концерна  в 1998 году  был  разработан  бизнес-план 
инвестиционного  проекта  “Модернизация  установки  обессоливания  воды  с 
применением  технологии  обратного  осмоса”.  Финансирование  данного  проекта 
осуществлялось  за  счет  средств  концерна – прибыли,  полученной  в  результате 
 
613 

хозяйственной  деятельности  и  накопленной  амортизации.  Инвестиционные  затраты 
проекта составили $5,5 млн.   
 
В  ходе  исследований  были  изучены  показатели  качества  воды  на  некоторых  стадиях 
обессоливания.  В  таблице 1 представлены  результаты  анализов.  Были  определены  катионы  жесткости 
(Ca2+  и Mg2+),  содержание Na+  и  некоторых  других  анионов.  Анализы  выполнялись  как  в  лаборатории 
ОАО  “Концерн  “Стирол”,  так  и  в  лаборатории  Донецкого  национального  технического  университета. 
Для  определения  ионов  использовались  стандартные  методики  с  применением  физико-химических 
анализов.  
 
Таблица 1 – Показатели качества очищаемой воды 
Содержа-
Фильтрован-
Вход на 
Пермеат 
Концентрат 
Деминерализо-
ние ионов, 
ная вода 
обратный осмос 
ванная вода 
мг/л 
Проект  Факт  Проект 
Факт 
Проект 
Факт 
Проект 
Факт 
Проект  Факт 
Ca2+ 100 94  —* 
0.2 —  —  —  1  — — 
Mg2+ 
32 31 — 0.1 —  —  — 0.6 — — 
Na+ 
500 292  —  392  —  23.5  —  2465  0.01 0.01 
Cl- 290 
266 — 227 — 11.8 — 1429 — — 
SO 2- 
4
750 581  —  495  —  29  —  3118  —  — 
NO - 
3
250 50  —  43  —  2.9  —  268  —  — 
SiO2 6 5.6 —  8  — 0.21 — 31.36 
0.02 
0.02 
 
*В  проектной  документации  не  предусмотрены  показатели  качества  очищаемой  воды  по 
стадиям очистки, поэтому в таблице стоят прочерки 
 
Из таблицы видно, что применение обратноосмотического метода обессоливания 
воды  позволяет  достигнуть  необходимого  качества  деминерализованной  воды  без 
превышения проектной мощности. 
 
В  ОАО  “Концерн  “Стирол”  установлено 6 аппаратов  обратного  осмоса.  Они 
смонтированы  в  три  цикла  по 2 аппарата  (параллельно-последовательно).  Концентрат 
от  первого  цикла  подается  в  качестве  исходной  воды  на  очистку  в  аппараты  второго 
цикла, а пермеат отводится  в сборник пермеата. Аналогично работает и третий цикл. 
Степень  очистки  воды  на  установках  обратного  осмоса  составляет 75%, т.е.  из  всего 
количества  исходной  воды  на  каждой  стадии 75% составляет  пермеат,  а 25% - 
концентрат.  Однако  в  ходе  исследований  было  обнаружено,  что  на  третью  стадию 
 
614 

подается  сильно  засоленная  вода,  что  приводит  к  забиванию  пор  мембраны,  а 
следовательно к уменьшению выхода пермеата.  
 
Учитывая  нерешенную  проблему  очистки  концентрата,  нами  были  даны 
рекомендации  по  замене  имеющихся RO-машин  третьей  ступени  на 2 
обратноосмотические  машины  морского  типа,  которые  рассчитаны  на  большую 
минерализацию, а имеющиеся 6 машин смонтировать в 2 цикла. 
 
Себестоимость  получения 1 м3  глубоко  обессоленной  воды  на  базе  обратного 
осмоса  составила $0,64. При  этом  около 40% себестоимости  составляет  амортизация 
нового оборудования. Вся водоподготовка полностью автоматизирована и управляется 
при  помощи  компьютера.  Пуск  обратноосмотической  водоподготовки  позволил 
сократить   забор     речной     воды      из канала “Северский Донец-Донбасс” почти на 
10  млн.м3  в  год  (рисунок 2), сократить  потребление  тепловой  энергии  на  нужды 
предварительной очистки исходной воды на 170 тыс. ГКал в год, снизить сброс солей в 
водоемы Донбасса на 12 тыс. т в год. 
30000
25000
2391422593
20000
18670
15000
13440
10000
10325
7287
5000
5451
0
0
1994
1996
1998
2000
2002
2004
 
Рисунок 2 – Динамика потребления речной воды (в тыс.м3) 
 
Работа  новой  водоподготовки  на  базе  обратного  осмоса  позволила  вывести  из 
эксплуатации две водоподготовки деминерализации воды методом ионного обмена для 
нужд  систем  парообразования  аммиаков,  две  испарительные  установки  и  полностью 
закрыть одну из энергетических котельных, как морально и физически устаревшую. В 
результате  этого  было  высвобождено  и  трудоустроено  на  другие  рабочие  места 70 
работников концерна, работавших ранее на этих объектах. 
Таким  образом,  выполненные  исследования  подтвердили  целесообразность  и 
эффективность применения метода обратного осмоса в процессах подготовки воды для 
 
615 

производственных  и  хозяйственных  нужд.  Использование  данного  метода 
деминерализации позволило полностью исключить забор свежей речной воды и сброс 
сточных вод в водоемы.  
 
Улучшение экологического состояния достигается за счет следующего: 
- вместо речной воды используются технологические и ливневые сточные воды. 
-  резко  сокращается  потребление NaОН  и  Н2SO4 на регенерацию ионообменных 
смол, которые уходят с регенерационными водами в стоки и далее, в конечном итоге в 
виде ионов Na+ и SО 2-
4  , в естественные водоемы. 
 
Сокращение платежей за загрязнение окружающей среды ионами Na+ составляет 
$ 26578, ионами SО 2- 
4  - $ 7063. Сокращение платежей за пользование пресными водами  
составляет $ 204260. Общий  суммарный  экономический  эффект  составил  свыше $2,5 
млн.  в  год.  Срок  окупаемости  новой  обратноосмотической  технологии  получения 
обессоленной воды составил 2,3 года. 
 
616 

Document Outline

  • Содержание



Похожие:

Эколого-экономическая оценка установки iconМетодические указания по дисциплине «экономическая оценка инвестициий»
«Экономическая оценка инвестиций» для студентов заочного обучения / Владим гос ун-т; Сост
Эколого-экономическая оценка установки iconПодсорин В. А. Экономическая оценка инвестиций: методические указания по дисциплине «Экономическая оценка инвестиций»
Рекомендовано редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний для студентов специальности 080502 «Экономика...
Эколого-экономическая оценка установки iconМетодические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Экономическая оценка инвестиций»
...
Эколого-экономическая оценка установки iconЛекция №1 к главе Оценка земель: понятие и содержание оценки земель. Экономическая оценка недвижимости и система платежей за землю

Эколого-экономическая оценка установки iconЛекция №1 к главе Оценка земель: понятие и содержание оценки земель. Экономическая оценка недвижимости и система платежей за землю

Эколого-экономическая оценка установки iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Экономическая оценка инвестиций»
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Экономическая оценка инвестиций»для студентов всех форм обучения...
Эколого-экономическая оценка установки iconМетодические указания к практическим занятиям по дисциплинам «Экономическая оценка инвестиций»
Общая часть
Эколого-экономическая оценка установки iconЭкономическая оценка инвестиций курс лекций
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Эколого-экономическая оценка установки iconП. А. Соловьева в качестве учебного пособия
Михайлова Э. А., Орлова Л. Н. Экономическая оценка инвестиций: Учебное пособие. Рыбинск: ргата, 2008. 176 с
Эколого-экономическая оценка установки iconКонтрольная работа по дисциплине Экономическая оценка инвестиций
...
Разместите кнопку на своём сайте:
Бизнес-планы


База данных защищена авторским правом ©bus.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Бизнес-планы
Главная страница