Расчет балансовых схем движения воды и примеси в системах промышленного водоснабжения (стр. 4 )

а в случае последовательного использования:

Сотр(посл) = [Sтex+ (Sпост - Sтер)]посл / Qотр (42)

Общий расход примеси, подлежащей выделению, будет несколько меньше при последовательном использовании за счет меньшего количества примесей, поступающих с водой водоисточника. Так, если при последовательном использовании поды примесей поступает Sтex, то при прямотоке в технологический процесс поступает nSтex примеси. Однако концентрация примеси в обрабатываемой воде будет при последовательном использовании примерно в n раз выше, чем при прямоточном, что, как правило, облегчает освобождение воды от примеси.

4. Если на каждом этапе использования вода обогащается не одной одинаковой примесью, а различными, то концентрация некоторой из этих примесей (X) в обрабатываемой воде при последовательном использовании будет

Сотр(x) = [(Sтex+ Sпост - Sтер)]·X / Qотр (43)

При сравнении различных систем водоиспользования необходимо рассматривать следующие показатели:

1) расход свежей воды, подаваемый из промышленного водопровода;

2) расход воды, сбрасываемой в сток;

3) концентрацию примеси в отработавшей воде;

4) расход примесей, сбрасываемых в сток;

5) скорость роста отложений или скорость коррозии;

6) единовременные затраты;

7) годовой выпуск продукции;

8) стоимость воды;

9) потери народного хозяйства от сброса в водоем 1м3 загрязненных стоков.

Расчет экономической эффективности систем водоиспользования можно проводить по формуле:

Э =[(Qвод2 - Qвод1)·Цвод+ (Qсбр2 - Qсбр1) ·р]·V/(1+R)t - (К2 - К1), (44)

где Qвод2 - удельный расход свежей воды на единицу продукции во втором варианте схемы водоиспользования; Qвод1 - тоже, в первом варианте схемы; Цвод - себестоимость свежей воды; Qсбр2 - удельный сброс загрязненных стоков на единицу продукции во второй схеме; Qсбр1- тоже в первой схеме; p - потери народного хозяйства от сброса предприятиями в водоем 1 м3 загрязненных стоков; V - годовой выпуск продукции; R - норма дисконта;

T- горизонт расчета, лет; К2, К1- объем капиталовложений по второму и первому вариантам схем.

Потери народного хозяйства от сброса неочищенных стоков включают: стоимость сбрасываемых со сточными водами сырьевых компонентов (р1), стоимость тепловой энергии, расходуемой на подогрев воды для использования в технологическом процессе (р2), ущерб от загрязнения сточными водами водоемов (р3), расходы по очистке воды перед сбросом (р4).

Размеры потерь от сброса неочищенных стоков предприятия во внешние источники определяется по формуле:

р = р1 + р2 + р3 + р4 (45)

Пример: Рассмотрим оценку эффективности систем водоиспользования в цементной промышленности, где предусматривается значительное сокращение потребления свежей воды и полное прекращение загрязнений водоёмов.

Водоиспользование в цементной промышленности характеризуется показателями, представленными в табл. 1.

Концентрация сырьевых компонентов, теряемых предприятиями со сбрасываемыми неочищенными стоками, составила в первом варианте

1200 г/м3, а во втором (после реконструкции) снизится до 200 г/м3.

Исходя из объемов использования оборотной воды будет утилизировано 26. тыс. т сырья на сумму 50 тыс. руб. в год, что в пересчете на 1 м3 составит р1 = 0,001 руб.

Стоимость энергетических ресурсов на подогрев и использование в технологическом процессе воды р2, составляет 20% от стоимости приобретения воды, т. е. р2 = 8·0,2 =1,6 коп/м3. В перспективе (после реконструкции) стоимость воды будет 0,14 руб. за 1м3, следовательно, затраты на энергоресурсы возрастут до 2,8 коп. за 1м3 промышленных стоков.

Таблица 1

Сводные данные о перспективном развитии водоиспользования

в цементной промышленности (в ценах 1984 года).

Наименование показателей	Показатели
Вариант 1	Вариант 2
Годовой выпуск продукции, млн. т.	95,2	350,0
Удельный расход свежей воды, м3/т.	3,40	1,08
Стоимость воды, руб/м3.	0,08	0,14
Объем сточных вод, млн. м3.	161,84	16,80
Концентрация сырьевых компонентов, теряемых со сточными водами, г/м3.	1200	200
Потери производства от сброса в водоем 1 м3 загрязненных стоков, руб.	0,23	-
Объем годовых единовременных затрат, млн. руб.	8,2	24,5
Норма дисконта.	0,12	0,12
Горизонт расчета, лет	6	6

По данным исследований 1м3 загрязненных стоков на цементных заводах может привести в негодность в среднем 13 м2 площади водоема, a 1 м2 дает в год до 10 г товарной рыбы стоимостью 1 руб. за 1 кг.

По данным прогноза объем сточных вод по стране составит к 2010 г. 16,8 млн. кубических метров.

Размер ущерба р3 составит 16,8·13·0,01·1 = 2,2 млн. руб., или

2,2/16,8 = 0,13 руб. на 1 м3 сточных вод.

Стоимость очистки сточных вод и использования оборотных вод р4 составит не менее 100% стоимости приобретения свежей воды, т. е. в первом варианте их стоимость была 8 коп/м3, а во втором (после реконструкции) она возрастет до 14 коп.

Общие потери для народного хозяйства от сброса предприятиями в водоёмы неочищенных вод на 1 м3 стоков составят:

р = 0,1 + 1,6 + 13 + 8 = 22,7 = 23 коп. на 1 м3 стоков.

Годовой экономический эффект, который может быть получен в результате рационального водоиспользования, сокращения удельного расхода свежей воды на единицу продукции и прекращения сброса сточных вод в водоемы, будет:

или в среднем 166221427 руб/год.

Из приведенных данных видно, что результат экономического эффекта на 46 % зависит от степени снижения удельного расхода свежей воды и на 54 % от уменьшения сброса сточных вод в водоем.

Таким образом, оборотное и последовательное водоиспользование обладают значительным резервом в деле водоснабжения, позволяя устранить трудности с водоснабжением и водоотведением в ряде районов страны.

Особое значение для целей водоснабжения и водоотведения имеет оборотное и последовательное водоиспользование в случаях:

1) когда количество воды в источнике водоснабжения для прямоточной системы крупного водопотребителя недостаточно;

2) когда объект, снабжаемый водой, отдален от водоисточника или расположен на отметках, значительно больших по сравнению с отметками воды в водоисточнике.

Наряду с этим, оборотное и последовательное использование воды позволяет облегчить и улучшить технологические процессы:

1) вторично использовать ценные реагенты, задерживаемые из сбрасываемой воды;

2) быстро и легко обнаружить неполадки в производстве и устранить их вредные последствия, например, утечки воды, отработавших растворов;

3) предотвратить переход в раствор растворимых примесей, так как последние образуют насыщенный раствор и могут быть выделены путем отстаивания, что особенно важно для уменьшения потерь производства и обеспечения задачи обработки использованных вод;

4) создать более благоприятные условия для технологических процессов и водных коммуникаций. Например, в северных районах, где климат очень суров, оборотное и последовательное водоиспользование поддерживают более высокую температуру и этим улучшают условия борьбы с обмерзанием трубопроводов;

5) резко снизить загрязнение водоема, так как расход сбрасываемой воды и количество сбрасываемых в водоем примесей получаются минимальными;

6) обеспечить регулирование аварийных сбросов сточных вод, направляемых на сжигание, испарительные устройства, поглощающие скважины.

Библиографический список

1. СНиП 2.04.02 – 84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения –М.: Стройиздат, 1986.- 120 с.

2. , Кривоногов указания к составлению балансовых схем движения воды и примесей в системах промышленного водоиспользования. - Горький: ГИСИ, 1979. – 26 с.

3. , , и др. Экологические вопросы строительства, расширения и реконструкции объектов водоснабжения и водоотведения: Учебное пособие. – Иваново: ИГАСА, 2003. – 101 с.

4. , Крупнов экономической эффективности капитальных вложений в объекты водоснабжения и водоотведения: Методические указания для выполнения экономической части дипломного проекта. - Иваново: ИГАСА, 2001. – 20 с.