Даешь воды
Российский рынок систем и реагентов для водоподготовки и водоочистки несколько лет подряд демонстрирует хорошую динамику роста. Альтернативные технологии водоочистки, применение которых сопряжено с меньшим негативным эффектом, приобретают все большую популярность. Вступление России в ВТО открывает рынок для новых иностранных технологий и оборудования. Выбор для компаний, планирующих реконструкцию или строительство новых систем водоочистки и водоподготовки, усложняется. Главный вопрос, каких критериев необходимо придерживаться при выборе технологий и оборудования для промышленной водоподготовки и водоочистки?
Шестая международная конференция компании CREON Energy «Водоподготовка и водоочистка 2013» состоялась 28 мая в Москве. Генеральным партнером мероприятия выступила компания «Энергокаскад».
Неоднозначная ситуация, сложившаяся на отечественном рынке подготовки и очистки воды, послужила главным стимулом собрать на одной площадке профессионалов в данной области и заинтересованных представителей бизнеса с целью разобраться в многообразии предлагаемых решений и определить направление развития отрасли, отметил в приветственном слове генеральный директор CREON Energy Санджар Тургунов.
При современном уровне развития производственных сил пресная вода – наиболее интенсивно расходуемое природное богатство. За одни сутки ее потребление достигает около 10 млрд т, что соответствует годовой добыче всех полезных ископаемых, сообщил в первом докладе конференции генеральный директор «Энергокаскад» Евгений Ефимов. На обеспечение жизни одного жителя экономически развитой страны каждый день уходит порядка 25-30 т пресной воды. В 2010 году ежедневный прямой забор воды на нужды человечества достиг 4,43 трлн т, увеличившись в 2012 году еще на 16%.
Усложнение технологий не приводит к существенному снижению потребления воды на единицу продукции. Потребности в воде на производствах велики, и ее качество должно соответствовать серьезным критериям.
Человеческая цивилизация потребляет колоссальное количество воды – 9 трлн т в год. В мировой структуре потребления воды 70% расходуется на производство продовольствия, 22% на промышленные технологии и энергетику, 8% на санитарно-гигиенические нужды. Объем мирового промышленного производства набирает обороты. Увеличивается расход воды на душу населения, а её доступность из-за прогрессирующего загрязнения падает.
Россия по наличию ресурсов пресной воды занимает второе место в мире после Бразилии и первое место по объему водных ресурсов на человека. Качество отечественной воды с каждым годом ухудшается: только 1% соответствует нормативам первого класса (пригодна к питьевому потреблению без очистки). За один год в реки поступают 893 тыс. т взвешенных веществ, 19,7 тыс. т нефтепродуктов, 160 тыс. т аммонийного азота, около 50 тыс. т фосфата и железа и многое другое. Наиболее интенсивные загрязнения в Московской, Смоленской, Орловской, Оренбургской, Нижегородской и Тульской областях.
На протяжении некоторого времени прослеживалась положительная тенденция: с 1993 по 2011 год суммарный сброс загрязненных сточных вод уменьшился с 27 млрд до 16 млрд т. Источники воды в РФ сейчас несколько чище, чем западные, что связано со сворачиванием промпроизводства в 90-е годы. Тем не менее, 99% водных ресурсов нуждаются в различной степени очистки.
Российская система водоподготовки в промышленности обладает рядом серьезных проблем. Прежде всего, качество используемой предприятиями воды не соответствует действующим стандартам. Одновременно с этим в юридический оборот вводятся еще более строгие и невозможные к исполнению нормы. Практически повсеместно используются устаревшие технологии водоочистки, изношенное и морально устаревшее оборудование, что влечет за собой непродуктивное потребление водных ресурсов, потерю воды и необходимость последующей реабилитации водных объектов. Разработка и внедрение новых технологий финансируются недостаточно, а отечественная научная инфраструктура в данной отрасли попросту разрушена - отдельные исследования российских институтов не складываются в полноценную систему, хотя уровень теоретических основ водоподготовки и очистки воды в стране всегда был высок. Неблагоприятный инвестиционный климат, высокая конкуренция со стороны западных инжиниринговых решений, тяжелые законы в области водоснабжения делают финансирование собственных разработок невыгодным для бизнеса.
Тем не менее, рынок водоподготовки в РФ развивается и является растущим. Обновление технологической базы и методик связано по большей части с появлением зарубежных технологий и продукции по достаточно доступным ценам, а также с началом производства широкого спектра отечественных реагентов.
В отраслевом распределении объектов водоподготовки максимальное количество приходится на муниципальный сектор, энергетика и химическая промышленность находятся на втором месте. В разрезе по регионам по количеству инжиниринговых компаний и проектов по подготовке воды лидирует Москва и ближайшие к ней области.
Среди специфики отечественных заказчиков спикер отметил стремление к реконструкции имеющихся объектов, которая зачастую подразумевает не комплексный подход, а реанимацию жизненно важных частей системы водоподготовки. Он также затронул проблему качества услуг в отрасли, когда по традиционным российским причинам выбор исполнителя проекта не всегда является объективным.
В заключение своего выступления г-н Ефимов подчеркнул, что продвижение серьезных водоподготовительных технологий возможно только в случае высокого профессионализма подрядной организации и грамотного взаимодействия с заказчиком и объектом строительства.
Российские компании сегодня используют технические решения, на разработку и апробирование которых зарубежные специалисты потратили долгие годы, продолжил генеральный директор «Акварекон» Сергей Громов. Укоренившийся в отечественной практике промышленной водоподготовки для целей умягчения и деминерализации с середины 50-х гг. прошлого века метод обработки поверхностных вод, сочетающий коагуляцию (или известкование с коагуляцией) и технологию ионного обмена с параллельно-точной регенерацией ионитов, успешно вытесняется интегрированными мембранными технологиями (ИМТ) и их комбинацией с ионным обменом. В числе основных современных технологий подготовки воды докладчик отметил ультрафильтрацию, обратный осмос, ионный обмен с противоточной регенерацией в зажатом слое, электродеионизацию, упомянув и сложности, подстерегающие при их внедрении.
Определить оптимальную технологию и требуемые характеристики оборудования самим потребителям весьма затруднительно, а инжиниринговые компании изначально субъективны при выборе технологических решений. Найти выход из создавшейся ситуации, по мнению эксперта, можно позаимствовав опыт зарубежной практики – привлекать на всех этапах работы профессиональных независимых консультантов.
Урегулировать проблему эксперт предлагает, взяв на вооружение опять же зарубежную практику – привлекать на всех этапах работы опытных независимых консультантов.
О практической реализации проектов водоподготовки рассказал руководитель отдела водных технологий «Энергокаскад» Роман Макаров. Большинство заказов по водоподготовке в настоящее время связаны с реконструкцией. То есть работа ведется с уже имеющимися оборудованием, ресурсами, инфраструктурными возможностями, и решение локальной задачи зачастую затрагивает всю систему использования воды на предприятии. Поэтому проектной организации необходимо учитывать отраслевые требования к конечному качеству воды и владеть всеми доступными технологиями водоподготовки, сопутствующими специализациями.
В качестве характерного примера комплексного подхода докладчик привел ТЭО, выполненное компанией для Тобольской ТЭЦ. Благодаря целостной работе удалось раскрыть все существующие проблемы предприятия по водоподготовке и утилизации сточных вод, найти наиболее рациональные пути решения, а также дать заказчику возможность определиться со стоимостью капитальных вложений и сроками их окупаемости.
Европейский опыт по комплексному подходу к решению проблем, связанных с очисткой промышленных сточных вод на примере предприятий компании Bayer продемонстрировал руководитель Bayer Technology Services Евгений Белов. На протяжении 150 лет своего существования компания Bayer производила разнообразную химическую и фармацевтическую продукцию. Комплексный подход к решению вопросов охраны окружающей среды стал наиболее актуален в Европе 70-е годы прошлого столетия. В настоящее время на производственных площадках компании Bayer по всему миру реализован единый подход к утилизации промышленных стоков. На первом этапе промышленные сточные воды классифицируются в том числе в соответствие с местным законодательством. На следующем этапе создается «карта» сточных вод производственной площадки и разрабатывается оптимальная концепция очистки стоков, предполагающая возможность мониторинга качества воды в режиме реального времени и эффективного и своевременного управления технологическими процессами очистки. Как правило, концепция предполагает предварительную очистку наиболее сложных стоков в непосредственно близи от источника их образования и до соединения таких стоков с менее сложными для очистки стоками от других источников. Данная работа выполняется с привлечением собственной специализированной инженерной команды Bayer Technology Services, которая сопровождает инвестиционный проект по созданию / модернизации очистных сооружений и работу подрядчиков на всех этапах проекта.
Георгий Каграманов, д.т.н., заведующий кафедрой мембранной технологии РХТУ им. Менделеева, назвал представленную методологию образцом рационального подхода к утилизации сточных вод. При этом в защиту российских производителей он отметил, что отечественных идей и разработок на самом деле достаточно. Основная проблема заключается в отсутствии организационного процесса, которому как раз стоит поучиться у немецких коллег.
Заместитель начальника технологического отдела «Ионообменные технологии» Ирина Устимова поделилась опытом компании по разработке оптимальной схемы водопотребления и водоотведения на примере одного из промышленных предприятий. Так, стоимость сброса содержащихся в стоках ионов SO4-2, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+ колеблется в пределах 7-55 рублей за тонну. Расчеты показывают, что слив неочищенной воды обойдется компании дешевле, чем обработка с помощью оптимально подобранных методов концентрировании и выпаривания.
Г-жа Устимова также отметила, что в последние годы в России начал появляться интерес к бессточным технологиям. Однако на сегодняшний день порядка 8 млн кубов очищенной воды требуют более 40 млн руб. только эксплуатационных затрат ежегодно, поэтому сложно говорить о масштабных инвестициях в данную сферу.
Директор бизнес парка ГУУ Алексей Сазонов рассказал о разработанном ими новом перспективном методе обеззараживания воды с помощью ультрафиолета. Дезинфекция воды по данной технологии происходит с помощью импульсной ксеноновой лампы, которая обеспечивает устранение всей патогенной микрофлоры при отсутствии биообрастания. Оборудование запускается в работу мгновенно и имеет высокую экологическую безопасность. В настоящее время предлагаемая технология находится на стадии доработки лабораторного и выпуска опытно-промышленного образца.
По словам спикера, в настоящее время готовится к принятию более жесткий ГОСТ по водоподготовке с расширенными требованиями к дезактивации, соответствовать которому существующие в зоне ультрафиолета методы уже не смогут. В этой связи запуск новой технологии является более чем актуальным. Ориентировочная себестоимость одной установки производительностью 1 м куб. /час и энергопотреблением 1 кВт составляет 12-15 тыс. руб.
Преодолеть разделяющую промышленность и экологию пропасть помогут мембранные технологии, считает г-н Каграманов. В России мембранный рынок прогрессирует и динамично развивается.
В сравнении с традиционными методами мембранные технологии имеют ряд преимуществ. Среди них компактность, надежность и полная автоматизация установок, возможность изменения свойств мембран в широких пределах, минимальное использование химикатов и низкие энергозатраты, а также возможность получения питьевой воды из морской.
На очистку воды приходится 37% рынка мембранных технологий, переработка промышленных отходов и возврат ценных веществ в производственный цикл занимает 17%, биотехнологии и медицина - 9%, пищевая промышленность - 14%, химическая промышленность - 11%, разделение газовых смесей - 12%.
В 1998 году продажа мембран и мембранных модулей во всем мире превышала 4,4 млрд долл. Благодаря внедрению мембранных процессов в новые сферы, мировой рынок ежегодно прибавляет 8-12% в течение последних 50 лет.
Объем отечественного рынка на 2008 год был оценен в 103,7 млн долл., на долю жидкофазных процессов пришлось около 21 млн долл. Россия существенно отстает от общемировых тенденций в использовании мембран в водоподготовке, водоочистке и разделении смесей. Такое отставание часто связывают с про-блемой внутреннего спроса. Последние 20-25 лет крупные промышленные предприятия практически не возводились, основные фонды просто эксплуатировались на из¬нос (о чем говорят данные о необходимости замены 80% фондов водного хозяйства предприятий и муниципальных учреждений). Сегодня есть все основания полагать, что мембранные методы займут значительное место на российском рынке, поскольку у них просто нет конкурентов по эффективности и стоимости.
Преимущества интегрированных мембранных технологий также высоко оценил технический представитель европейского офиса TORAY по мембранным технологиям Михаил Видякин. Он рассказал о возможностях баромембранных процессов в водоподготовке и очистке сточных вод.
Помимо ставшей уже традиционной технологии обратного осмоса с применением мембранных элементов различных типов, предназначенных для деминерализации воды из низко- и сверхвысокоминерализованных водоисточников, в докладе был дан обзор коммерчески доступных мембранных модулей для других баромембранных процессов, таких как микро- и ультрафильтрации напорного и погружного типов, нанофильтрации, технологии мембранного биореактора для очистки природных и сточных вод.
Автор: Creon Energy
