Минералка
Ну вот Боржоми или Ессентуки. Пользы говорят от нее много. Разливать в бутылки, перевозить. Дорого же. Почему не продавать сухую смесь. Залил дома водой из под крана и пей. Или я чего не понимаю?
0 просмотренных постов скрыто
Правда ли, что жителей ДНР переведут на непригодную для питья воду
ДНР якобы грозит «техногенный геноцид» — в местные водопроводы пустят неочищенную шахтную воду с радиоактивными веществами. Об этом в видеообращении «заявил» полпред президента России в Уральском федеральном округе Артем Жога.
Как на самом деле
Это дипфейк, полпред президента России в Уральском федеральном округе подобных заявлений не делал. Травить жителей ДНР зараженной или грязной водой, естественно, никто не собирается.
На оригинальных кадрах от 1 марта политик поздравил программу «Время героев» с первой годовщиной.
Полпред президента России в Уральском федеральном округе опроверг сообщения, заявив, что их распространяют недруги: «Враг отчаянно пытается хоть как-то навредить нам и посеять панику. Проверяйте факты и верьте своему сердцу!».
При этом планы использовать в ДНР воду из шахт действительно обсуждались, но как один из временных вариантов для сокращения дефицита, сообщил глава республики Денис Пушилин: «Был проведен полный анализ подземных источников: где возможно, где невозможно задействовать. <…> Если есть возможность за вменяемые деньги очищать эту воду, конечно, нужно эту возможность использовать».
В настоящее время ожидаются результаты исследований, но параллельно рассматривается возможность строительства второй ветки водовода из реки Дон.
Провокаторы не первый раз распространяют фейки о якобы лишении жителей ДНР и других новых регионов стабильного жизнеобеспечения. Ранее «Лапша Медиа» опровергла вброс об отключении системы теплоснабжения почти во всех районах Донецка из-за аварийного состояния магистральных сетей.
Источник опровержения
Телеграм-канал полномочного представителя президента России в Уральском федеральном округе Артема Жоги
Показать полностью
5
1
Продолжение поста «Конкуренция помогает снизить цены? Или повысить?»1
Ещё в чём прикол! Изучил этикетку воды 5 литров "Красная цена" от "Пятёрочки" и узнал, что это вода из той же скважины (та же глубина!), что и вода "Долина родников"...
Краснодар (они даже стоят рядом)
Не удивлюсь, что и вода "Моя цена" из "Магнита" - оттуда же (но, не факт)
Показать полностью
1
Конкуренция помогает снизить цены? Или повысить?1
Пару месяцев назад у нас на районе открылся новый "Магнит 24". Цена за 5 литров воды "Моя цена" была 47 рублей! А в "Пятёрочке" рядом - 72-75 рублей! Круто!
Через несколько дней цена на воду "Моя цена" в новом "Магнит 24" достигла 65 рублей! Цена в "Пятерочке" - не изменилась.
Сейчас вода 5 литров "Моя цена" и "Красная цена" в этих магазинах - ОДИНАКОВАЯ!
Замкнутый цикл водоснабжения мегаполиса с использованием дистиллированной воды
Рассмотрим замкнутый цикл водоснабжения мегаполиса, основанный на использовании дистиллированной воды, который будет включать в себя следующие основные элементы
Станция водоподготовки, на которой вырабатывается дистиллированная вода, которая поступает в общий замкнутый цикл
Станция минерализации, которая использует дистиллированную воду из общего замкнутого цикла для ее минерализации и получения питьевой воды (холодной и для производства горячей)
Котельная, которая вырабатывает горячую питьевую воду, получаемую от станции минерализации, и отдельно использует дистиллированную воду для отопления
Станция очистки бытовых сточных вод, которая очищает сточные воды после использования, а полученную дистиллированную воду направляет в общий замкнутый цикл (также при необходимости она может очищать воду из системы отопления).
1) Оптимальный рабочий режим замкнутого цикла — принципы и алгоритм
Ключевая идея: максимизировать возврат воды в общий «дистиллят-пул» и минимизировать потери (утечки, испарение, выброс концентратов), при этом сохранить требуемое качество питьевой и технологической воды. Работает так:
Станция водоподготовки (дистиллят)
• Непрерывная выработка дистиллята в объёме, покрывающем базовый городской спрос + технологические потери/подстраховку.
• Пермеат/дистиллят идёт в общий «буферный пул» (герметичные резервуары, онлайн-контроль качества). Приоритет — стабильность качества и объёма. (RO→MED/дистилляция + рекуперация тепла).Станция минерализации (централизованная) — формирование потребительских потоков
• Из общего пула дистиллята формируются два потока: холодная питьевая (60%) и горячая питьевая / ГВС (40%). Минерализация дозируется по рецепту, для ГВС профиль мягче (меньше Ca/HCO₃).
• После минерализации — финальная УФ/полировка и подача в распределительную сеть или на подогрев в котельную.Котельная / система горячего водоснабжения и отопления
• Горячая питьевая вода нагревается в котельной (или централизованно в ТЭЦ/котельной района). Важное требование — максимальный возврат конденсата/конденсата ГВС в «пул».
• Для отопления (если используется дистиллят как теплоноситель) — закрытый контур с конденсато/возвратом, минимальным выбросом пара и регулярной обработкой (химия, дозирование ингибиторов коррозии).Станция очистки бытовых сточных вод (Центр рециклинга)
• Собирает все возвратные потоки (канализация бытовая, конденсат котельной, промывочные воды минерализации, промывки мембран и т.п.).
• На входе — грубая очистка → физико-химическая предобработка (если надо) → мембранные ступени (UF/RO) → MED (если целим получить дистиллят). Концентраты и осадки обезвоживаются и/или направляются на кристаллизацию/утилизацию.АСУ и оперативная логика
• Централизованная SCADA: баланс потоков, пресс-триггеры по запасам в буферах, аварийный перевод на резервный источник, управление возвратом конденсата.
• Правило «сначала вернуть всё, что можно вернуть»: любой возвратный поток идёт на повторную очистку, если его качество/концентрат и объём делают утилизацию целесообразной.
2) Где и почему происходят потери — основная разбивка (ориентиры)
Потери в распределительной сети (утечки + нелегальные подключения)
Типично: 1–10% (в современных системах 1–5%; в старых сетях — до 20–30%).
Причины: изношенные трубопроводы, аварии, неправильное давление.
Меры: модернизация сети, сегментация и дистанционное обнаружение утечек, снижение напоров, резиновая арматура, программы активного управления давлением.
Потребительские «невозвратные» потери (использование, испарение, инкорпорация в продукты)
Типично: 2–8% (включает приготовление пищи, потерю в продуктах, бассейны, автопромывка, испарение из систем охлаждения и т. п.).
Для большого мегаполиса часть воды «инкорпорируется» в продукты/пищу/строительство; расстояние варьирует.
Меры: экономия воды, повторное использование для полива и технических нужд.
Потери на этапе минерализации (промывки, промывки картриджей, сбросы при регулировке)
Типично: 0.1–1% (в основном потери на промывку/обслуживание, замены картриджей, обратные промывки).
Минерализация сама по себе воды не «сжигает» — добавляет соли; но промывки/замены расходуют небольшие доли.
Меры: рекуперация промывочных вод, оптимизация режима промывок, возврат промывок в станцию очистки.
Потери в котельной / при нагреве (пар, испарение, blow-down котлов)
Типично: 1–10% от горячего потока (зависит от качества возврата конденсата и типа системы).
Детали: бойлерный blow-down (регулярное удаление концентрата) 1–5% типично; не возврачен конденсат (утечки, утечка паром) добавляет ещё.
Меры: возврат конденсата (максимум 85–98%), энергорекуперация, снижение blow-down за счёт деаэрации и мягчения воды, улучшение теплоизоляции.
Потери в станции очистки сточных вод (шламы, концентраты, испарение при сушке осадков/кристаллизации)
Типично: 5–20% от поступившего сточного объёма (вода, потерянная как влага в осадках/концентрате и при утилизации).
Пояснение: при мембранной обработке есть концентрат/бриня — recovery RO/MED обычно 70–95% в зависимости от схемы; остаток идёт в концентрат/шламы. При термической сушке часть влаги уходит в пар.
Меры: повышение recovery RO (пред-обработка + staged RO/ED), использование MED для максимальной рекуперации воды из концентрата, обезвоживание осадков, кристаллизация для извлечения солей и минимизации объёма отхода.
Технологические потери вспомогательных потоков (CIP, промывки мембран, промывки фильтров)
Типично: 0.5–2%.
Меры: закрытые циклы промывок, возврат промывочной воды в предочистку/бак для повторной обработки.
Аварийные и непредвиденные потери (разливы, промышленные аварии)
Невелико при нормальной эксплуатации, но возможны пиковые события; планировать резервные запасы 5–10% мощности.
3) Рекомендуемые целевые (оптимальные) уровни потерь для хорошо спроектированного мегаполиса
(ориентиры для проектирования системы «высокого класса» — с современной насосной станцией, хорошим возвратом конденсата и мембранной схемой)
Сеть + распределение: ≤ 5%
Невозвратные потребительские потери (инкорпорация/испарение): ≈ 3–6%
Минерализация (промывки/обслуживание): ≤ 0.5%
Котельная / возврат конденсата: потери ≤ 5–8% (при хорошем возврате конденсата 92–95%)
Сточная станция (нетто-потери при превращении сточных → дистиллят): ≈ 10–15% (зависит от схем; при RO + MED можно снизить ближе к 5–8% для определённых потоков, но это энерго/капиталозатратно).
4) Упрощённый пример масс-баланса на 1 m³ дистиллята
Возьмём 1.000 m³ дистиллята, поданного из станции водоподготовки в общий пул. Применяем консервативные целевые ориентиры (оптимизированный кейс):
Распределение и потребление
Утечки и сеть: 3% → 0.030 m³ утеряно навсегда.
Невозвратное потребление (пища, впитывание, испарение): 5% → 0.050 m³ «инкорпорировано/испарено».
В итоге возврат в канализацию = 1.000 − 0.030 − 0.050 = 0.920 m³.
Сточная станция — очистка → дистиллят
Пусть сточная станция использует UF → RO → MED и имеет общий recovery дистиллята 85% от входящего сточного объёма (это реалистично для комбинированной схемы с упором на возврат воды, но требует энергетических и CAPEX затрат).
От 0.920 m³ поступает в очистку → 0.782 m³ возвращается в пул (0.920 × 0.85).
Потери в очистке (концентраты, шлам, испарение при сушке) = 0.138 m³ (0.920 × 0.15).
Буферный пул после очистки
В пул возвращено 0.782 m³ дистиллята; суммарно в пуле остаётся 0.782 m³ (плюс новые притоки от водоподготовки плюс возможные привозные резервы).
Чистый «дефицит» после одного оборота: 1.000 → вернулось 0.782 → чистая потеря 0.218 m³ (21,8%). Эта «чистая потеря» — совокупность всех непоправимых потерь (утечки+инкорпорация+концентраты/шламы).
Влияние котельной
Из возвращённого 0.782 m³ предполагаем, что 40% используется как горячая вода (0.313 m³) и 60% как холодная (0.469 m³)
Возврат конденсата котельной — допустим 90% (хороший уровень). Значит из 0.313 m³ горячего: 0.282 m³ возвращается в канализацию/пул; 0.031 m³ теряется как blow-down/пар/испарение (и эта 0.031 m³ позже пойдёт на очистку и частично вернётся по recovery 85%). При итерации в стационарном режиме эти потери уже учтены в общем recovery и «чистой потере» выше.
Итерационная картина
Если цикл многократен, система придёт к стационарному дефициту равному совокупной «чистой потере»/оборот. Для пополнения потребуется либо дополнительная вода из источника (станция водоподготовки генерирует этот дефицит), либо импорт/запас.
Итог (для этого примера):
На каждый 1.000 m³, выпущенный в сеть, ~782 m³ в среднем вернётся в дистиллят-пул после одного полного оборота.
Чистые потери ≈ 218 m³ / 1000 m³ = 21.8% (включают утечки, инкорпорацию и остаточные концентраты/шламы).
При улучшении recovery сточной станции (до 90–95%) и снижении потерь в сети до 1–2% этот коэффициент падает существенно (например: recovery 90% + сеть потери 2% + инкорпор. 4% → чистые потери ≈ 12–8%).
Важно: эти числа — ориентиры/шаблон. Точные значения очень чувствительны к: качеству сети, доле технических/промышленных нагрузок (которые дают больше невозвратных потерь), параметрам RO/MED (recovery), эффективности возврата конденсата и политике использования промывных вод.
5) Тактические рекомендации для минимизации потерь и увеличения возврата
Максимально высокий recovery на станции очистки сточных вод
Комбинация предобработки → staged RO → MED / кристаллизация. Цель: recovery ≥ 85–90% для бытовых потоков. Это снизит соль-шламовые потери.
Вернуть конденсат в 90–98% для котельной — это даёт один из самых больших выигрышей.
Инвестиции в конденсатные сборники, улучшенные теплообменники, герметизацию и мониторинг.
Снижение сетевых потерь
Приоритет: обследование и санация «горячих точек» утечек, секционирование, давление-менеджмент. Двигаться к <5% потерь.
Замкнутые/рециркуляционные схемы для промывок и CIP
Возврат промывной воды в предочистку, либо отдельная паспортизация и возврат в сточную для концентрированной переработки.
Разделение потоков по качеству
Чистые возвраты (конденсат, деионизованные пермеаты) — напрямую в пул. Грязные промывки — в предобработку сточной станции. Это уменьшит нагрузку и улучшит recovery.
Системы утилизации концентратов → минимизация объёма отхода
Кристаллизация, выпаривание, извлечение полезных солей (иногда экономически оправдано) уменьшает объём «водных» потерь.
Рассчитаем суточную производительность станции водоочистки на восполнение потерь при условии, что 1 человек потребляет в сутки на бытовые нужды 300 литров воды (40% горячая), а в систему отопления запитано 50 тыс. м³ дистиллята.
Входные допущения
Население микрорайона = 100 000 чел.
Суточное бытовое потребление на человека = 0.3 m³/чел·сут (300 л) → суммарно 30 000 m³/сут.
Доля горячей бытовой воды = 40% от суточного потребления.
Станция минерализации теряет на промывки и обслуживание 0.5% от поданного дистиллята.
Потери в распределительной сети (утечки) = 3% от объёма, направленного в сеть.
Невозвратные потребительские потери (инкорпорация/испарение и пр.) = 5% от объёма, направленного в сеть.
Потери в котельной по бытовому горячему водоснабжению (blow-down, невозврат паром) = 2% от потока горячей бытовой воды.
Станция очистки бытовых сточных вод (WWTP) даёт 85% recovery — т.е. 85% от поступившего стока возвращается в пул в виде дистиллята.
Отдельный отопительный контур (использует чистый дистиллят) имеет циркулирующий объём 50 000 m³. Потери отопительного контура принимаем параметрически: рассмотрим три варианта ежедневного относительного расхода/потерь r = 0.5% / 1% / 3% (эти проценты — доля объёма сети, теряемая в сутки: утечки, blow-down, испарение, слив при ремонтах и т.п.).
Считаем, что вода, утерянная из отопительного контура, попадает в канализацию и идёт на WWTP (т.е. затем 85% этой величины возвращается). (Если часть отопительных потерь испаряется в атмосферу и не поступает в канализацию, результат изменится — я покажу и этот вариант отдельно.)
Шаги расчёта
A. Базовые объёмы
Суточная выработка/подача дистиллята на минерализацию = 30 000 m³/сут.
B. Минерализация
Потери минерализации = 0.5% × 30 000 = 150.0 m³/сут.
Объём, отправленный в распределение (после минерализации) = 30 000 − 150 = 29 850.0 m³/сут.
C. Потери в сети и у потребителя
Потери в сети = 3% × 29 850 = 895.5 m³/сут.
Невозвратные потребительские потери = 5% × 29 850 = 1 492.5 m³/сут.
D. Бытовая горячая вода — котельные потери
Поток бытовой горячей воды = 40% × 29 850 = 11 940.0 m³/сут.
Потери котельной (по бытовому ГВС) = 2% × 11 940 = 238.8 m³/сут.
E. Объём, поступающий на WWTP (в канализацию)
Возврат в WWTP = 29 850 − (895.5 + 1 492.5 + 238.8)
Сумма вычетов = 895.5 + 1 492.5 + 238.8 = 2 626.8 m³/сут.
→ Возврат в WWTP = 29 850 − 2 626.8 = 27 223.2 m³/сут.
F. WWTP → возврат дистиллята
Возврат из WWTP в виде дистиллята = 85% × 27 223.2 = 23 139.72 m³/сут.
G. Чистая потеря от распределительной цепочки (без отопления)
Чистая потеря (distribution cycle) = 30 000 − 23 139.72 = 6 860.28 m³/сут.
(Это уже включает потери минерализации, сетевые утечки, потребительские потери, потери котельной по ГВС и WWTP recovery.)
H. Учитываем отопительный контур (50 000 m³ circulating)
Пусть относительная дневная потеря отопительного контура = r. Тогда:
Абсолютные суточные потери отопления = L_heat = r × 50 000 m³.
Предположение: эти потери попадают в канализацию и идут на WWTP; следовательно net_loss_heat = L_heat × (1 − 0.85) = L_heat × 0.15.
(Если же отопительные потери НЕ попадают в WWTP — напр., часть уходит паром в атмосферу и не возвращается — тогда net_loss_heat = L_heat.)
Вычислим для трёх сценариев r:
r = 0.5% = 0.005
L_heat = 0.005 × 50 000 = 250.0 m³/сут.
Net_heat = 250 × 0.15 = 37.5 m³/сут.r = 1% = 0.01
L_heat = 0.01 × 50 000 = 500.0 m³/сут.
Net_heat = 500 × 0.15 = 75.0 m³/сут.r = 3% = 0.03
L_heat = 0.03 × 50 000 = 1 500.0 m³/сут.
Net_heat = 1 500 × 0.15 = 225.0 m³/сут.
I. Итог — суммарная чистая суточная потребность (make-up), которую должна давать станция водоподготовки
Суммарный net make-up = (чистая потеря распределительной цепочки) + (net_heat)
При r = 0.5%: 6 860.28 + 37.5 = 6 897.78 m³/сут → ≈ 6.90 тыс. m³/сут.
При r = 1%: 6 860.28 + 75.0 = 6 935.28 m³/сут → ≈ 6.94 тыс. m³/сут.
При r = 3%: 6 860.28 + 225.0 = 7 085.28 m³/сут → ≈ 7.09 тыс. m³/сут.
Альтернативный (консервативный) расчёт — если отопительные потери не поступают в WWTP
Если отопительные потери полностью теряются в атмосферу или выводятся и не идут в канализацию, тогда net_heat = L_heat (без recovery). Тогда:
r = 1% → net_heat = 500 → total = 6 860.28 + 500 = 7 360.28 m³/сут.
(т.е. примерно +~425 m³/сут больше по сравнению с вариантом, где отопительные потери возвращаются на WWTP и там частично восстанавливаются.)
Выводы и замечания
Практический ориентир: при указанных допущениях станция водоподготовки должна производить ≈ 6.9–7.1 тыс. м³/сут дополнительного дистиллята, чтобы восполнять суточные чистые потери системы (в зависимости от реальных потерь отопительного контура).
Чувствительность: главный вклад в make-up даёт сочетание: WWTP recovery (85%) и суммарные потребительские/сетевые потери; отопительный контур в наших сценариях даёт сравнительно небольшой вклад, если его потери попадают в канализацию и далее частично восстанавливаются WWTP.
Если отопительные потери не возвращаются в WWTP (steam venting, выбросы и т.п.), то требуемая производительность может увеличиться на сотни кубов в сутки (в примере r=1% рост ≈ 500 → net +500 m³/сут).
Рекомендации для снижения make-up: повысить recovery WWTP (с 85% → 90%/95%), снижать сетевые утечки (с 3% → 1–2%), уменьшать потребительские невозвратные потери (просвещение/рециркуляция), а также свести потери отопительного контура к минимуму (герметизация, возврат конденсата). Малые улучшения дают значительный экономический эффект.
Показать полностью
Станция водоподготовки с получением на выходе дистиллированной воды
Рассмотрим возможность использовать для станции водоподготовки технологический процесс аналогичный примененному при очистке бытовых сточных вод с получением на выходе дистиллированной воды.
Технически «модульные» блоки очистки бытовых сточных вод — механическая очистка → тонкая фильтрация/мембраны (УФ/НФ/ОО) → дистилляция (MED / вакуумные испарители) — вполне применимы для станции водозабора и способны дать дистиллят.
Однако есть важные различия и практические оговорки, которые нужно учитывать при переносе «как есть»:
Что из процесса очистки сточных вод можно использовать прямо
Модули тонкой очистки: ультрафильтрация → нанофильтрация/обратный осмос полезны и для сырой воды — удаляют микроорганизмы, коллоиды, растворённые вещества.
Многоступенчатая дистилляция (MED) с рекуперацией тепла — эффективно даёт дистиллят при правильной организации тепловых контуров (тепловой насос + MED).
Системы рекуперации тепла, CIP для мембран и схемы утилизации концентрата/шлама — применимы также.
Что нецелесообразно копировать без изменений
Биологическая очистка «активный ил» (аэротенки, анаэробные/денитрификация и т.п.) — применяется при очистке сточных вод для разрушения растворённой органики. Для исходной (сырой) природной воды биологические реакторы обычно не нужны и могут лишь добавить «биологический шлам», увеличить расходы на управление биомассой и риск вторичного загрязнения.
Станции для удаления жиров/грубого ила и сложной утилизации иловых масс — эти блоки нужны при обработке сточных вод; для нормальной поверхностной/подземной воды их роль минимальна.
Риски и технические требования при адаптации
Состав исходной воды. Для поверхностной воды важны мутность, органика, железо/марганец, биоугрозы, цвет, растворённые соли. Подбор предобработки (коагуляция/флокуляция, песчаная фильтрация, окисление для железа/мангана) обязателен — мембраны и дистилляторы нужно защищать.
Концентрат/шламы. RO и MED дают концентрат (солевой шлам). Для водозабора (особенно если вблизи населённых пунктов) потребуется схема безопасной утилизации/обезвоживания концентрата.
Энергетика. Дистилляция энергоёмка; только MED + рекуперация / тепловой насос делают её экономичной. Если планируется большой поток питьевой воды, часто выбирают RO (с последующей полировкой и обеззараживанием) как менее энергоёмкий путь до требуемого качества; MED чаще применяют когда нужен абсолютно высокий уровень дистиллята или когда есть доступ к дешёвому теплу.
Регламенты и санитария. Для водопроводной/питьевой воды существуют нормативы (параметры, методы контроля, дезинфекция). Система, изначально рассчитанная на сточные воды, должна быть перепроектирована и сертифицирована под требования питьевой/технической воды.
Практическая рекомендованная схема для станции водозабора
Приём/усреднение → грубая механика (решётки, песколов) → коагуляция/флокуляция → первичное осветление/седиментация → песчаная/многослойная фильтрация → УФ/О₃ (при необходимости для окисления железа/органики) → УФ/ультрафильтрация (защита мембран) → обратный осмос (при необходимости для деионизации) → MED (если нужен дистиллят) или альтернативно: пермеат ОО → полировка (ионный обмен/УФ/Cl₂) → хранение/распределение. Утилизация концентрата → обезвоживание/сушка.
Рассмотрим подробную поэтапную технологическую схему станции водозабора, которая на выходе даёт дистиллированную воду и обеспечивает её подачу в замкнутый цикл водоснабжения мегаполиса. Схема опирается на блоки и методы, описанные для технологического процесса очистки бытовых сточных вод (мембраны → MED → утилизация осадков → АСУТП и рекуперация тепла), но адаптирована под исходную (сырью для водозабора) и требования к циклу. .
Краткая логика системы
Приём сырой воды → механическая пред-очистка → физико-химическая подготовка (коагуляция/окисление) → тонкая фильтрация → мембранная ступень (УФ/УФильтрация → НФ/RO) → буферный резервуар пермеата → MED (многоступенчатая дистилляция) с рекуперацией тепла → полировка/обеззараживание → хранение дистиллята и подача в замкнутую сеть; концентраты/шламы направляются в модуль упаривания/обезвоживания/кристаллизации и безопасной утилизации.
Поэтапная схема (детально)
Этап 0 — Входные данные, мониторинг и буфер
Пункт приёма сырой воды: водозабор с реки/водохранилища/скважины с измерением дебита, датчиками мутности, температуры, электропроводности, уровня H₂S/Cl₂ и т.д. Поток идёт в усреднительный (буферный) резервуар-усреднитель для сглаживания колебаний качества и расхода.
Этап 1 — Первичная механическая очистка (защита оборудования)
Грубая механика: автоматические решётки (удаление >15–20 мм), шнековый транспортёр, пресс-компактор для твердого мусора.
Тонкие решётки / барабанные ситовые фильтры (5–10 мм).
Песколовки (горизонтальные аэрируемые) — удаление песка/минеральных частиц; шнековая подача в бункер.
Жироуловители / лямельные отстойники — при наличии жиров/масел.
Цель: удалить твердые фракции и грубые загрязнения, защитить мембраны и испарители от абразивной и органической нагрузки.
Этап 2 — Физико-химическая подготовка (если нужно)
Дозирование коагулянта/флокулянта и флокуляция (реакторы/камеры смешения) → снижение мутности и органики, формирование хлопьев. (Нужно при высокой мутности/органике в исходной воде.)
Осветление/радиальные отстойники → удаление флоков, часть фосфатов/коллоидов.
Примечание: биологические аэротенки (активный ил) обычно не применяются в процессе подготовки поверхностной/подземной воды для последующей дистилляции (они характерны для сточных вод); вместо этого — упор на коагуляцию, окисление (Cl₂/О₃/перманганат) для железа/марганца/органики.
Этап 3 — Фильтрация и защита мембран
Многослойная фильтрация (гравий/песок/антракит) и/или картриджные предфильтры для удаления оставшихся взвесей (защита мембран).
Угольные фильтры (GAC) — удаление летучих ОВ, вкуса/запаха, ОВ org. (опционально).
УФ-обеззараживание перед мембранами (для снижения биологической нагрузки и риска биообрастания).
Этап 4 — Мембранная очистка (основной объём растворённых веществ)
Ультрафильтрация (УФ) / нанофильтрация — удаление коллоидов, вирусов, большинства органики.
Обратный осмос (RO) — удаление растворённых солей; пермеат идёт далее, концентрат — в обработку/утилизацию. Ожидаемый коэффициент извлечения пермеата в зависимости от солёности: 50–85% (проектный подбор).
Примечание: для получения экономичного дистиллята часто комбинируют RO (удаляет ~99% солей) и затем MED — это снижает энергозатраты на испарение.
Этап 5 — Буфер пермеата и подготовка к дистилляции
Буферный резервуар чистой воды (пермеат RO) с насосами высокого давления и теплообменниками рекуперации. Контроль качества (TDS, органика, бактерии).
Этап 6 — Финишная очистка — дистилляция (MED)
Преднагрев через рекуперативные теплообменники: пермеат прогревается за счёт тепла конденсата/дистиллята (максимально использовать внутреннюю энергию). Температура предварительного подогрева обычно 40–60 °C (в зависимости от схемы).
Буфер тепла + высокоэффективный тепловой насос (COP ≈ 3–5) нагревает первую ступень MED; дальше идёт каскад многоступенчатого испарения (MED) в вакуумных камерах. Это даёт дистиллят высокой степени очистки
В MED применяются деаэрация, каплеуловители, вакуумные уплотнения; пар/аэросоли проходит через скрубберы и активуголь/УФ для предотвращения выбросов.
Ключевые проектные показатели MED: эффективность MED при оптимизации рекуперации — порядка 6–12 кг воды на 1 кВт·ч; тепловой насос с COP 3–5 активно снижает внешнее энергопотребление.
Этап 7 — Отводы и обработка концентратов / шламов
Концентрат RO и концентраты/шламы из MED направляются в модуль обработки твёрдых остатков: сгущение → обезвоживание (центрифуги / ленточные прессы) → опциональная термическая сушка. Часть солей можно направлять на кристаллизацию/улавливание технических солей (при чистом составе).
Остаточные потоки (CIP, промывочные воды) нейтрализуются и утилизируются согласно регламенту.
Для замкнутого цикла в мегаполисе важно стремиться к «нулевому сбросу»: последовательность упаривания → кристаллизация → утилизация/вторичное использование твёрдых солей/минералов. Это снижает нагрузку на водные источники и окружающую среду.
Этап 8 — Полировка дистиллята и распределение
Полировка дистиллята (если требуется по стандартам сети): вакуумная дегазация, ионообменные смолы (при необходимости), УФ-обеззараживание, озонирование/контроль по TOC. Если город требует дистиллированную воду (например, для ТЭЦ/промышленных нужд), подача идёт напрямую; для бытового водоснабжения можно вводить контрольное дозирование минералов — в замкнутом цикле это делается централизованно и тонко регулируется.
Хранилище дистиллята: герметичные резервуары с аэрацией/вакуумом по проекту, мониторинг качества, сигнализация по любым отклонениям.
Этап 9 — Замкнутый цикл распределения и возврата
Сеть распределения — из хранилища дистиллята создаётся кольцевая сеть с насосными узлами, резервными линиями и станциями подкачки. Важно: проектировать отдельные контуры для технологических нужд (пара, котлы), питьевой воды (если подаётся дистиллят с последующей минерализацией), пожарного контура и т.д.
Сбор стоков / утечек: в замкнутом цикле все возвратные потоки (технические сточные воды, конденсат с теплообменников и т.д.) собираются и возвращаются на станцию для повторной обработки (предварительный осмотр — удаление жира/мусора → повторный цикл мембран/дистилляции). Это требует автоматизации уровня и качества входящих вторичных потоков.
Этап 10 — АСУТП, мониторинг качества и интеграция с городской инфраструктурой
Полная SCADA-система: визуализация, управление пуско-наладкой, прогнозирование загрузок (по погоде/времени суток), переключение мощности (масштабирование), планирование техобслуживания, журналы инцидентов. Станция должна передавать поточные параметры в диспетчерский центр мегаполиса через защищённые каналы.
Лаборатория контроля качества: непрерывный онлайн-мониторинг TDS, TOC, мутности, бактериологии (точечный анализ), хлор/озон, РН; периодические расширенные анализы.
Энергетика и тепловая интеграция
MED + рекуперация конденсата и тепловой насос — основа энергоэффективности: тепловой насос COP 3–5, MED даёт ~6–12 кг/кВт·ч при коррекции на проект. Нужно предусмотреть тепловые буферы, контуры теплоснабжения и возможность интеграции с городской системой теплоснабжения (возвращаем тепло в сеть или используем тепло низкопотенциально).
Утилизация отходов и вторичные продукты
Твердые остатки (шламы, осадки) — сгущение → обезвоживание → сушка → либо на захоронение/сжигание/переработку, либо на промышленную переработку солей (если их состав позволяет). Мембраны/фильтры — сбор и специализированная утилизация/регenerация.
Надёжность, резервирование, безопасность
Дублирование основных насосов/модулей (N+1), критичные линии — резервные параллельные модули.
Локальные автоматические режимы для работы в изолированном режиме.
Система дегазации и скруббер для пара/воздуха из MED, контроль выбросов и VOC.
Особенности для замкнутого цикла мегаполиса (важные замечания)
Контроль утечек и возвратных потоков. Для устойчивого замкнутого контура нужно минимизировать потери (утечка, испарение) и организовать сбор всех технологических стоков для повторной переработки.
Минерализация/полировка для потребителей. Чистый дистиллят не всегда пригоден для прямого бытового использования (вкус, отсутствие минералов, коррозия). Решение: централизованное дозирование минералов перед подачей в бытовую сеть или выдача дистиллята для промышленных нужд и отдельной обработки питьевой воды.
Регламенты и сертификация. Система должна быть спроектирована и сертифицирована под нормативы питьевой и технологической воды; ЛР, санитарные документы и экологические требования.
На основании данных о себестоимости 1 м³ дистиллированной воды при очистке бытовых сточных вод выполним упрощённый, но количественно обоснованный расчет себестоимости 1 м³ дистиллированной воды для станции водоподготовки.
Короткий вывод:
Ориентировочная средняя себестоимость для станции очистки бытовых сточных вод — ≈ 19,3 ₽/м³.
Ориентировочная средняя себестоимость для станции водозабора (сырой поверхностный/подземный источник) с аналогичным выходом дистиллята — ≈ 10,6…15,8 ₽/м³ в зависимости от CAPEX / энерготарифа / расходников (базовый расчёт — ≈ 13,3 ₽/м³).
Данные о станции очистки сточных вод, используемые для расчета
Годовой объём/режим работы и итоговый расчёт себестоимости для станции очистки сточных вод (35,580,000 м³/год; итоговые годовые затраты ≈ 687 млн ₽ → 19,3 ₽/м³).
Электротариф : 6 ₽/кВт·ч (промпотребители).
Ориентиры по удельному электропотреблению по этапам, в т.ч. вклад «биологической» стадии (0,15–0,25 кВт·ч/м³) и общая удельная энергоёмкость 0,53–0,83 кВт·ч/м³.
(эти величины позволили оценить уменьшение энергопотребления при отсутствии биологической стадии для сырой воды).
Методика (упрощённо)
Берём за эталон годовой объём и режим работы станции очистки сточных вод (для честного сравнения — одинаковый объём).
Для сточной станции используем итоговые годовые затраты (CAPEX-амортизация + OPEX) — 687 млн ₽/год → 19,3 ₽/м³.
Для станции водозабора строим аналогичный упрощённый годовой бюджет из базовых статей:
амортизация CAPEX (предполагаем CAPEX ≈ 4,500 млн ₽ ), срок 20 лет;
электроэнергия: берем удельное энергопотребление сравнительно ниже, потому что отсутствует «биологическая» аэрация (вычитаем вклад 0,15–0,25 кВт·ч/м³ из общего удельного потребления).
расходные материалы (коагулянты/антискаланты/CIP и т.п.) — ниже, чем для сточных (оценочно 1,5 ₽/м³ вместо ~2.8 ₽/м³);
персонал/ремонт/прочие — берем немного ниже значений для сточных.
Рассчитываем годовые суммы и переводим в ₽/м³.
Конкретные числовые допущения (базовый сценарий)
Для сточной станции:
Годовой объём: 35 580 000 м³.
Годовые затраты: ≈ 687 000 000 ₽ → 19,3 ₽/м³.
Для станции водозабора (сырой воды → UF/RO → MED → полировка) — базовые допущения:
CAPEX (строительство + оборудование): 4 500 млн ₽ (предположение: ниже, чем у комплекта для полной очистки сточных вод — т.к. отсутствуют большие биоблоки, резервуары и специфичные установки). (CAPEX для сточных ≈ 6 700 млн ₽, поэтому 4,5 млрд — реалистичный ориентир в сравнении).
Амортизация: 20 лет → annual CAPEX = 225 млн ₽/год.
Удельное электропотребление (базовое): принимаем ~0,48 кВт·ч/м³ (после исключения биологической стадии из среднего значения 0,57–0,89).
Тариф электроэнергии: 6 ₽/кВт·ч.
Расходные материалы: 1,5 ₽/м³ (коагулянты, антисептик, антискалант, CIP и т.п.). (для сточных ≈ 2.8 ₽/м³).
Персонал: 20 млн ₽/год; ремонт и обслуживание 45 млн ₽/год; прочие 15 млн ₽/год (в сумме — сопоставимо, но чуть ниже, чем у сточных).
С этими числами получаем (базовый расчёт):
Годовая электроэнергия = 0.48 кВт·ч/м³ × 35 580 000 м³ × 6 ₽/кВт·ч ≈ 102,7 млн ₽/год.
Annual CAPEX (амортизация) = 225 млн ₽/год.
Annual reagents = 1.5 ₽/м³ × 35 580 000 м³ = 53,37 млн ₽/год.
Остальные статьи ≈ 20 + 45 + 15 = 80 млн ₽/год.
Итого годовые затраты ≈ 225 + 102.7 + 53.37 + 80 ≈ 461,1 млн ₽/год.
→ Себестоимость ≈ 461,1 / 35,580,000 ≈ 13,25 ₽/м³.
Чувствительность (диапазон возможных значений)
Если менять ключевые параметры (CAPEX ±20%, удельное энергопотребление 0.38–0.58 кВт·ч/м³, расходные материалы 1,0–2,5 ₽/м³), то диапазон получившейся себестоимости для станции водозабора примерно:
Минимум ≈ 10,6 ₽/м³ (при наиболее благоприятных допущениях),
Максимум ≈ 15,8 ₽/м³ (при худших допущениях).
Таким образом базовый результат ≈13,3 ₽/м³ лежит в разумном диапазоне 10,6–15,8 ₽/м³ в зависимости от проекта.
Почему очистка сточных вод выходит дороже (~19,3 ₽/м³)
Ключевые причины:
Биологическая стадия (аэрация, управление илом) — крупный потребитель электроэнергии и материалов ( 0,15–0,25 кВт·ч/м³ и значительные OPEX).
Больший объём расходных материалов и операций (флокулянты, стабилизация ила, утилизация осадков и пр.).
Выше CAPEX (ориентировочно 6,700 млн ₽ для полной станции сточных вод против допущенных 4,500 млн ₽ для «чистой» водоподготовки).
Кроме того, схема очистки сточных вод при получении дистиллята включает операции, специфичные для удаления продуктов жизнедеятельности и сложных органических комплексов — это увеличивает эксплуатационные расходы и требования к утилизации концентратов/шлаков (и, соответственно, стоимость).
Важные оговорки и риски
Это упрощённый ориентировочный расчёт — для точной экономики нужны: реальный CAPEX по сметам/котировкам, точный химический/бактериологический состав исходной воды, реальные тарифы электро/тепла, режимы работы, коэффициенты восстановления RO/MED, доходы от побочных продуктов, стоимость утилизации концентратов и местные регуляции.
Для водозабора может потребоваться дополнительная подготовка (коагуляция, окисление железа/марганца), что увеличит reagents и CAPEX — это учтено лишь ориентировочно.
Дистиллят без последующей минерализации/полировки — не всегда оптимален для прямой подачи в бытовую сеть (вкус, коррозия). Централизованная минерализация добавит небольшую, но немалую статью OPEX/CAPEX.
Показать полностью