Epurarea apelor industriale uzate - studiu de caz

ACADEMIA DE STUDII ECONOMICE

BUCURESTI

EPURAREA APELOR INDUSTRIALE UZATE

Studiu de caz

IANUARIE

Justificarea proiectului

Din multe instalatii industriale rezulta ape iuzate care trebuie purificateinainte de a fi reintroduse in circuitul natural. Problema epurarii acestor ape uzate nu este simpla deorece aceste ape contin diversi poluanti solizi, lichizi sau gazosi in concentratii diferite, dizolvati sau nu, poluanti care pot interactiona intre ei. Instalatiile de epurare se plaseaza la sfarsitul procesului tehnologic, functioneaza de cele mai multe ori incontinuu, iar costurile epurarii se aduna la costurile de productie marind astfel costul produsului, de aceea alegerea corecta a unui proces tehnologic cat mai simplu care indeparteaza poluantii sub limitele concentratiilor admise de standard cu consumuri reduse de reactivi si energie, cu recuperarea unor substante valoroase, acolo unde este posibil, trebuie sa fie preocuparea constanta a celor care lucreaza in domeniul epurararii apelor uzate industrial. In cazul in care concentratiile de poluanti din apele uzate sunt reduse, acestea pot fi deversate in reteaua de canalizare urbana, urmand ca epurarea lor sa se realizeze la statia central de epurare a orasului.

Se considera o intreprindere industrial care epureaza in instalatia proprie o cantitate de apa uzata ce contine substante organice. Acestea sunt retinute prin adsorbtie de carbune active. Carbunele este apoi uscat prin suflare de aer cald si tratat cu un solvent pentru eluarea substantelor organice. Solutia de solvent si substante organice extrase din carbunele active este distilata pentru separarea substantelor organice de solventul care se recircula.

Fluxul tehnologic este prezentat in figura:

Tema proiectului

Sa se studieze eficienta procesului de epurare a apelor reziduale dintr-o intreprindere in cazul recuperarii si valorificarii substantelor organice continute in apa

Se vor calcula costurile unitare ale apelor epurate in cazul nerecuperarii substantelor organice precum si in cazul recuperarii si valorifcarii lor

Date de proiectare

Se iau in calcul datele prezentate in tabel

Notatiile din tabel sunt urmatoarele:

D=debit apa uzata exprimata in m³/h

Vv=viteza volumetrica in m³ apa/( m³ carbine x h)

Ci=concentratia initiala de poluant in apa in kg/ m³ apa

Cf=concentratia finala a poluantului in apa, in kg/ m³ apa

Da=debitul de aer cald pentru uscarea carbunelui in m³/h

S= cantitatea de solvent necesar pentru eluare, in kg/ciclu

A=energia termica a aburului, in G kal/ciclu

dc=densitatea carbunelui activ, in kg/ m³

ca=capacitatea de adsorbtie a carbunelui, in kg poluant/kg carbine

Alte date necesare rezolvarii proiectului sunt:

Tf=timpul de functionare a instalatiei; 330 x 24 h/an

Tu=timpul de uscare; 2h/ciclu

E ea=energia electrica pentru suflare aer; 0,002 kwh/ m³ aer

Eei=energia electrica necesara functionarii instalatiei; 2 kwh

Am=amortizare; 20 000 lei/an

In calcul se iau in consideratie urmatoarele preturi:

Apa uzata: Pa=0,1 lei/ m³

Energie electrica: Pe=0,2 lei/kwh

Carbune activ: Pc=10 lei/kg

Abur: Pab=35 lei/Gkal

Solvent: Ps=5 lei/kg

Substante organice: Pso=10 lei/kg

Nr muncitori=3

Salarii: Sal=1 leu/h

Profit 5%

TVA 19%

Pierderile din timpul procesului se inregistreaza la:

Carbune activ: pc=1 % la fiecare ciclu de fabricatie. Pierderea se completeaza la sfarsitul fiecarui ciclu, iar la finele anului se inlocuieste intreaga cantitate

Solvent: ps=2 % la fiecare ciclu. Se inlocuiesc pierderile la sfarsitul fiecarui ciclu, fara a se elimina solventul la finele anului

Substante organice: pso=3 % din ceea ce coloana a retinut in timpul unui ciclu

Costul unitar al apei epurate (cu sau fara recuperare de substante organice)

Se prezinta pe cazul 0 calculatia costurilor unui m³ apa epurata in variant fara recuperare si cu recuperare substantelor organice

Am ales codul 164003205

Volumul de carbune active necesar epurarii apei uzate

Vca=D/Vv=0,70/0,20=3,5 m³ carbune

Masa carbunelui active

Mca=Vca x dc= 3,5 x 370=1295 kg

Substanta organic retinuta la un ciclu de fabricatie

So=Mca x Ca=1295 x 0,22=284,9 kg

Volumul de apa epurata la un ciclu de fabricatie

Vae= So x 1 m³/ Ci-Cf=284,9/1,3-0,10=284,9/1,2=237,416 m³

Durata unui ciclu de epurare

Tc=Vae/D=237,416/0,70=339,166 h/ciclu

Numarul de ciclii de epurare dintr-un an

N=Tf/Tc=330 x 24/339,166=23,35= 23 ciclii

Cantitatea de carbune ce se completeaza in urma pierderilor

Mce= 0,01 x Mca x (N-1)= 0,01 x 1295 x (23-1)=284,9

Cantitatea de solvent ce trebuie completata

Msc=0,02 x S x N=0,02 x 110 x 23=50,6

Cantitatea de energie termica

Et=A x N=0,33 x 23=7,59

Cantitatea de energie electrica necesara pentru suflare aer cald

Es=Eea x Tu x Da x (N-1)= 0,002 x 2 x 7500 x 22=660 kwh/an

Energia electrica pentru alte utilaje

Eu=Eei x Tf=2 x 330 x 24= 15 840 kwh/an

Total consum energie electrica

Ee=Es + Eu= 660 + 15840=16 500 kwh/an

Cantitatea de substanta organic recuperate

Sor=So x 0,97 x N= 284,9 x 0,97 x 23=6356,119 kg/an

Cantitatea de apa epurata dintr-un an

Ae=D x Tf= 0,70 x 330 x 24=5544 m³/an

Costul carbunelui active

Cca=Cc=(Mca + Mcc) x Pc= (1295 + 284,9) x 10=15 799 lei/an

Costul solventului pe care il introduce

Cs= Msc x Ps= 50,6 x 5=253 lei/an

Cost energie termica

Cab= Et x Pab= 7,59 x 35=265,65 lei/an

Costul energiei electrice

Cee= Ee x P ee= 16 500 x 0,2 =3300 lei/an

Cost apa uzata

Cau= Ae x Pa= 5544 x 0,1=554,4 lei/an

Costul de productie

Cp=Cca+Cs+Cab+Cee+Cau=15799 + 253 + 265,65 + 3300 + 554,4= 20172,05 lei/an

Cost substanta organica recuperate

Cso= Sor x Pso= 6356,119 x 10= 63561,19 lei/an

Salarii

Csal=Nr muncitori x Ps x Tf=3 x 1 x 330 x 24=23 760 lei/an

C.A.S

C.A.S= Csal x 5%= 23 760 x 0,05=1188 lei/an

24. Costurile intreprinderii

Ci=Cp + Csal + CAS +Am= 20172 + 23 760 + 1188 + 20 000=65120,05 lei/an

Costurile intreprinderii

Ci=Cp + Csal + CAS +Am= 20172,05 + 23 760 + 1188 + 20 000=65120,05 lei/an

Profit

P=0,05 x Ci=3256,0025 lei/an

Total 1=Ci + Profit= 68376,0525 lei/an

TVA = 0,19 x T1= 12991,45 lei/an

Total 2=T1+TVA=81376, 5 lei/an

Cost unitar apa epurata fara recuperarea substantelor organice

Costul 1= T2/Ae=22,83 lei/m³

Costul 2=(T2-Cso)/Ae=17 815,31/ 3564=4, 99 lei/m³

Concluzie

Recuperarea si valorificarea substantelor organice din apele uzate duce la scaderea apreciabila a costului unitar al apei epurate (22,83 ~ 5 x)