4 В том числе: 20 м3/ч 400 м3/ч

Известковое молоко 2,3 м³/ч

Неучтенные потери 12,7 м³/ч

Сульфат железа 0,4 м³/ч

Шламовые воды с осветлителей

10 м³/ч

Рисунок 11- Балансовая блок-схема вещественных потоков станции водоподготовки

- Материальный баланс станции подготовки речной воды с использованием ультрафильтрационной установки

Для производства осветленной воды исходными материальными потоками являются сырье (речная вода) и вспомогательный материал (коагулянт Аква-Аурат-Al(OH)_xClnH₂O (10 мас.%). Выходящим потоком является целевой продукт (осветленная вода). Часть очищенной воды используется для обратной и химически усиленной промывки ультрафильтрационных модулей. В ходе данного процесса используютс вспомогательные материалы (серная кислота (92,5мас.%), гидроксид натрия (26 мас.%) и гипохлорид натрия(14 мас.%)).

Материальный баланс системы подготовки речной воды составлен для условий согласно [6]:

-производительность очистных сооружений станции водоподготовки:	500 м3/ч
-продолжительность работы очистных сооружений в год:	365 дней
-расход реагентов, поступающих для очистки:	0,0389 м3/ч
-расход воды на обратную и химически усиленную промывку:	48 м3/ч

Исходные и расчетные данные материального баланса станции подготовки речной воды представлены в таблице 8, по данным [7].

Разница между суммарной массой исходных продуктов и суммарной массой конечных продуктов определена неучтенными потерями выходящих потоков.

Неучтенные потери воды определены по формуле:

G_пот= (G_заб+ G_реаг )- (G_осв+ G_отх) = (500+0,0389+0,6387) - (452+43,3389+1,5787) = 3,76 м³/ч

Балансовая блок–схема вещественных потоков станции водоподготовки с использованием ультрафильтрационных мембран для подготовки речной воды представлена на рисунке 12.

Таблица 8 – Материальный баланс станции подготовки речной воды с ультрафильтрационым модулем

Статья баланса	Количественная характеристика, м3/ч	Статья баланса	Количественная характеристика, м3/ч
Приход		Расход
Речная вода, Gзаб	500	Вода осветленная, Gосв	452
коагулянт Аква-Аурат-Al(OH)xClnH2O 10 %-раствор	0,0389	Сточные воды В том числе:	44,9176
Серная кислота 92,5% раствор	0,0654	С обратной промывки ультрафильтрационных моделей	43,3389
Гидроксид натрия 26% раствор	0,328	С химически усиленной промывки ультрафильтрационных модулей	1,5787
Гипохлорид натрия 14% раствор	0,2453	Неучтенные потери	3,76
Итого:	500,6776	Итого:	500,6776

Рисунок 12 - Балансовая блок-схема вещественных потоков станции водоподготовки с использованием ультрафильтрационных модулей

Расчет массы загрязняющих веществ, поступающих на полигон предприятия со шламовыми водами, образующимися на станции подготовки речной воды проводиться по формуле:

М_i = V · C_i · 10^-6, т/год,

где V – объем сбрасываемых шламовых вод, м³/год; С_i – концентрация i – го загрязняющего вещества в шламовых водах, г/ м³.

М = ∑М_i, т/год,

Антропогенная нагрузка рассчитывается по формуле:

А = М · 10³/V, кг/м³,

Масса загрязняющих веществ, поступающих на полигон предприятия со шламовыми водами от существующей технологической схемы очистки речной воды с применением коагулянтов и последующем осветлением на механических фильтрах, по данным приложения 3, составляет 1863 т/год.

Масса загрязняющих веществ в шламовых водах, образующихся после промывки ультрафильтрационных модулей рассчитывается:

М = М_обр+М_усил = М_обр + (М_щел+М_кисл),

где М_обр - масса загрязняющих веществ в шламовых водах после обратной промывки ультрафильтрационных мембран, т/год; М_усил - масса загрязняющих веществ в шламовых водах после химически усиленной промывки ультрафильтрационных мембран, т/год; М_щел - масса загрязняющих веществ в шламовых водах после щелочной промывки ультрафильтрационных мембран, т/год; М_кисл- масса загрязняющих веществ в шламовых водах после кислотной промывки ультрафильтрационных мембран, т/год.

Годовой расход шламовых вод от обратной промывки ультрафильтрационной установки составит 379648,764 м³/год, а от химически усиленной промывки 13829,412 м³/год.

Показатели качества промывных шламовых вод от ультрафильтрационных мембран после каждой стадии представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Качество шламовых вод при обработке речной воды

Определяемый показатель	Концентрация загрязняющих веществ в воде, г/м3
	Исходная вода	Сток после обратной промывки	Сток после кислотной промывки	Сток после щелочной промывки
рН	7,6	7	3	9
Железо	0,6	6,5	-	-
Алюминий	0,08	36	121	26
Сульфаты	25	58	560	-
Хлориды	5,0	6,0	25,0	187,0
Взвешенные вещества	2,5	225,0	-	-

Масса загрязняющих веществ составит от обратной промывки:

М (в.в.) = 225 · 379648,764 · 10^-6 = 85,0 т/год,

М (железо) = 6,5· 379648,764 · 10^-6 = 2,4 т/год,

М (алюминий) = 36· 379648,764 · 10^-6 = 13,7 т/год,

М (сульфаты) = 58· 379648,764 · 10^-6 = 22,0 т/год,

М (хлориды) = 6· 379648,764 · 10^-6 = 2,3 т/год,

М_обр = 85,0+2,4+13,7+22,0+2,3 = 125,4 т/год

Масса загрязняющих веществ составит от кислотной промывки:

М (алюминий) = 121· 13829,412 · 10^-6 = 1,7 т/год,

М (сульфаты) = 560· 13829,412 · 10^-6 = 7,7 т/год,

М (хлориды) = 25· 13829,412 · 10^-6 = 0,35 т/год,

М_кисл = 1,7+7,7+0,35 = 9,75 т/год

Масса загрязняющих веществ составит от щелочной промывки:

М (алюминий) = 26· 13829,412 · 10^-6 = 0,36 т/год,

М (хлориды) = 187· 13829,412 · 10^-6 = 2,6 т/год,

М_щел = 2,6+0,36 = 2,96 т/год

М = 125,4 + (9,75+2,96) = 138,1 т/год.

Антропогенная нагрузка от существующей на предприятии технологии очистки речной воды цеха по производству жидкого аммиака составит:

А = 1863 · 10³/87600=21,3 кг/м³

Антропогенная нагрузка от внедряемой установки по очистке речной воды цеха по производству жидкого аммиака составит:

А = 138,1 · 10³/393478,176=0,35 кг/м³

Следовательно, замена существующего оборудования на блок очистных сооружений с установкой ульрафильтрации приведет к снижению антропогенной нагрузки в 60,8 раза. Объемы образования шлама снизятся в 13,4 раза. При этом данное техническое решение позволит повысить качество воды на выходе из блока очистных сооружений и, тем самым снизить, а в некоторой степени исключить, воздействие на оборудование, использующее данную воду в технологическом процессе.