Экономическое обоснование очистки воды в замкнутых циклах
Для каждого данного производства уравнение по решению экономического эффекта от внедрения замкнутого водообеспечения решается с учетом конкретных обстоятельств, включающих уровень требований городских очистных сооружений к полноте очистки принимаемых сточных вод, или отвечающих условиям сброса сточных вод в водоем. Если вещества, извлеченные из сточных вод, утилизируют, например, хромовый ангидрид, в числитель формулы вводят годовой экономический эффект от утилизации загрязняющих примесей.
В качестве примера рассматривается очистка сточных вод цеха специальной обработки стальной фольги перед их сбросом в канализацию и варианты очистки до кондиций, позволяющих направлять воду в производство. Цех использует 60 м3/ч водопроводной воды минерализованностью 5 экв/м3. Вода загрязняется органическими веществами, сброс которых в канализацию разрешен, и солями железа (FeCl3 и FeCl2), которые удаляются перед сбросом воды подщелачиванием и осветлением.
Прирост солей составляет 2 экв/м3 в каждом акте использования воды. Для повторного использования воду дополнительно осветляют, очищают сорбционным методом от органических веществ, а солл извлекают ионообменным, обратно-осмотическнм и электродиализным способами. Ежечасно из воды необходимо извлечь 120 экв солей. Для этого ионным обменом обессоливают 20 м3/ч предварительно очищенной воды; обратным осмосом — 24 м3/ч на I ступени с выходом по обессоленной воде 15 м3/ч и 9 м3/ч на II ступени с выходом фильтрата 6 м3/ч; электродиализом частично обессоливают (с 7 до 5 экв/м3) всю воду, прошедшую предварительную очистку, а затем пропущенную через осветлительный и сорбционный фильтры.
Недостатки и преимущества каждого метода деминерализации по этим данным очевидны. Дополнительный расчет показал, что в случае прироста солей на 4 экв/м3 и более в каждом акте ее использования ионообменный метод становится неконкурентоспособным из-за повышающегося расхода реагентов и воды на подготовку фильтров к работе и на подпитку системы.
В ряде случаев невыгодность оборотного водоснабжения из-за больших капитальных затрат при низких ценах на сырую воду можно рассматривать как плату за экологическую целесообразность. Утилизация извлеченных из воды примесей резко повышает экономичность замкнутого водообеспечения.