Диссертация
Электронная библиотека

АНАЛИЗ ПОТРЕБЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД ОАО "Концерн "СТИРОЛ"

Поль Е.А., Белогуров Ю.Н.

На ОАО "Концерн "Стирол" в настоящее время находится в эксплуатации три группы производств:
1) производство неорганических веществ;
2) производство полистиролов и изделий из полимерных материалов;
3) производство фармацевтических препаратов.

В 1996 году данное предприятие потребляло 23 млн.м3 речной воды. Речная вода поступала на Концерн из канала "Северский Донец - Донбасс" от сетей Горловского районного управления ГПП "Укрпромводчермет" в количестве до 1100 м3/час. Речная вода использовалась для технологических нужд на водоподготовке Концерна (до 955 м3/час), на вспомогательные производства (до 35 м3/час) и часть передавалась сторонним потребителям (до 110 м3/час).

Всю воду, потребляемую для нужд ОАО "Концерн "Стирол", можно разделить на 3 группы:
1) глубоко обессоленная вода для систем парообразования Р=10 МПа;
2) Na-катионированная вода для котлов Ру = 4 МПа (мягкая вода);
3) оборотная вода.

В агрегатах аммиака ОАО "Концерн "Стирол", работающих по энерготехнологической схеме, для приводов компрессоров и насосов используется пар высоких параметров: давление Р = 10 МПа, температура Т = 500 0С. Для производства пара с таким давлением используется глубоко деминерализованная вода, качество которой по проводимости составляет не более 0,2 мкСМ/см.

Для получения глубоко деминерализованной воды на Концерне использовалась речная вода с общим солесодержанием примерно 600 мг/л. Речная вода проходила предварительную очистку на осветлителях и механических фильтрах для удаления взвешенных частиц, содержащихся в воде, в том числе от биоорганических веществ.

Осветленная и фильтрованная вода затем проходила обессоливание на смолах ионитных Н+ и ОН- - фильтров до общего содержания солей около 10 мг/л.

Глубокая деминерализация проходила в фильтрах смешанного действия, загруженных ионнообменными смолами (ионитом и катионитом). На этой стадии очистки достигалась требуемая проводимость воды.

Ионнообменные смолы по мере их насыщения катионами и анионами солей, растворенных в исходной воде, периодически подвергались регенерации реагентами каустической содой (NaОН) и серной кислотой. При регенерации ионнообменных смол реагенты и соли удалялись в сточные воды. Ионнообменный метод обессоливания воды применяется только при общем солесодержании в исходной воде не более 700 мг/л, т.е. практически при использовании речной воды.

Учитывая высокую стоимость реагентов (особенно NaОН), а также речной воды дальнейшее использование существующих установок деминерализации воды на базе ионнообменного метода являлся экономически нецелесообразным.

Более целесообразным является обессоливание воды на мембранах обратного осмоса. Суть метода обратного осмоса заключается в разделении растворов путем их фильтрования через полупроницаемые мембраны, которые пропускают воду, но задерживают гидратированные ионы солей и молекулы органических соединений.

В 1998 году был разработан "Бизнес план по модернизации установки обессоливания воды с применением технологии обратного осмоса" и в сентябре 1998 году установка обратного осмоса заменила ионнообменный метод глубокой деминерализации.

Метод обратного осмоса позволяет использовать в качестве исходной воды не речную воду, а сточные воды Концерна с общим солесодержанием 2000 мг/л и минимальным использованием дорогостоящих реагентов на стадии глубокой деминерализации.

Уже в 1998 году забор свежей речной воды уменьшился до 13,5 млн.м3, а в 2001 году сократился до 5,0 млн.м3.

На сегодня в качестве исходной воды на установку обессоливания обратным осмосом подается вода из водохранилища N1, где собираются промывные воды фильтровальной станции питьевого водоснабжения, шахтные воды, ливневые стоки Северной промплощадки Концерна, которые могут быть загрязнены азотсодержащими соединениями. Вода проходит несколько предварительных стадий очистки, на которых удаляются взвешенные вещества размером больше 5 мкм, биологические соединения, происходит окисление 2-хвалентного железа в 3-хвалентное, которое задерживается на фильтрах.

На мембранах обратного осмоса происходит обессоливание с образованием деминерализованной воды (пермеата), с содержанием солей около 2-10 мг/л. В качестве отхода образуется концентрат, с которым удаляются все соли, поступающие с исходной водой. Концентрат после установки обратного осмоса подается на БХО, где происходит очистка от азотсодержащих соединений с помощью двухступенчатой биологической очисткой методом нитри-денитрификации, и частичное разбавление концентрата. Затем очищенные соленые стоки через пруды N1 и N2 сбрасываются в водохранилище N2, где за счет разбавления происходит уменьшение солесодержания. Доочищенные сточные воды из водохранилища N2 поступают на северную и южную промплощадки для технологических нужд.

Модернизация установки обессоливания воды с заменой существующей ионнообменной технологии на технологию обратного осмоса одновременно является мероприятием по сокращению затрат на получение глубоко обессоленной воды и мероприятием по улучшению состояния окружающей среды.

Улучшение экологического состояния достигается за счет следующего:
- вместо речной воды используются технологические и ливневые сточные воды. Экономится речная вода в количестве 18 млн.м3/год;
- резко сокращается потребление NaОН и Н24 на регенерацию ионнообменных смол, которые уходят с регенерационными водами в стоки и далее, в конечном итоге в виде ионов Na+ и SО42-, в естественные водоемы.

По данным бизнес-плана сокращение платежей за загрязнение окружающей среды ионами Na+ составляет 26578 $ США, ионами SО42- - 7063 $ США. Сокращение платежей за пользование пресными водами - 204260 $ США.