Международный экономический форум 2013

Игнатьев В.М., Семенченко М.Ю.

Экономическая оценка систем обеззараживания питьевой воды катализаторами

В результате статистической обработки экспериментальных данных были получены следующие константы в уравнения связи (1) для указанных препаратов. Значения констант A и B сведены в табл. 1.

По формуле (1) для выбранного препарата можно рассчитать длительность проведения обеззараживания питьевой воды в минутах t. Получив это значение t в часах и разделив 24 на t, получим суточную потребность в препарате для обеззараживания или производительность

T = 24*60 / t. (2)

В столбце 2 табл. 1 приведены удельные концентрации препарата, которые необходимы для обеззараживания одного литра воды. Зная цены на каждую единицу вещества, можно рассчитать стоимость препарата для обеззараживания одного литра воды S.

Процесс обеззараживания питьевой воды оценивается двумя параметрами: суточной потребностью в препарате и стоимостью препарата, расходуемого на один литр воды. Критерием выбора препарата F предлагается использовать отношение F = S / T. (3)

Таблица 1 – Константы A и B для различных препаратов обеззараживания

Препарат

Ионы цинка Zn2+

1,0

42,5

1,15

Ионы серебра Ag+

0,005

2,17

Двуокись марганца MnO2

0,1

210,8

0,762

Ионы меди Cu2+

0,5

38,05

1,2

Диоксид титана TiO2

0,5

298,4

0,8

Пероксид водорода H2O2

200

65,28

0,82

Пероксид водорода  и ионы цинка

200; 1,0

22,08

1,015

Пероксид водорода  и ионы серебра

200;0,005

8,13

0,83

Пероксид водорода  и двуокись марганца

200;0,1

14,12

0,97

Пероксид водорода  и ионы меди

200;0,5

19,2

1,045

Пероксид водорода  и диоксид титана

200;0,1

18,4

0,9

Озон

0,55

4,6

1,05

Озон

0,5

1,62

2,18

Ионы серебра Ag+

0,01

11,2

0,98

Ионы меди Cu2+

0,1

67

0,36

Озон и ионы серебра

0,55; 0,01

1,7

0,97

Озон и ионы меди

0,5; 0,1

1,06

2,27

После подстановки значения T из формулы (2) в формулу (3) получаем следующий критерий: F = S × t / (24 × 60). (4)

Критерий F, вычисленный по формуле (4), необходимо минимизировать или минимизировать произведение S×t. Результаты расчетов сведены в табл. 2. Применение озона для обеззараживания воды не рассматриваем, так как его стоимость на порядок выше, чем у других препаратов. Наилучшим препаратом по критерию (4) являются ионы меди Cu2+. Затем следует двуокись марганца MnO2

Таблица 2  – Продолжительность и стоимость обеззараживания для различных препаратов

Препарат

Концентрации, мг/л

Стоимость обез., коп./м3

Время обез. для К=3, минут

S×t

Ионы цинка Zn2+

1,0

0,0112

150,4

1,68

Ионы серебра Ag+

0,005

0,004

182,3

0,73

Двуокись марганца MnO2

0,1

0,00085

486,9

0,414

Ионы меди Cu2+

0,5

0,0027

142,2

0,384

Диоксид титана TiO2

0,5

0,008

718,6

5,75

Пероксид водорода H2O2

200

0,7

160,7

112,5

Пероксид водорода  и ионы цинка

200;

1,0

0,7112

67,4

47,9

Пероксид водорода  и ионы серебра

200;

0,005

0,704

20,2

14,22

Пероксид водорода  и двуокись марганца

200;

0,1

0,700112

41

28,7

Пероксид водорода  и ионы меди

200;

0,5

0,7027

60,52

42,5

Пероксид водорода  и диоксид титана

200;

0,1

0,708

49,46

35

Литература:

1. Игнатьев В.М., Денисова И.А. Обработка данных экспериментов по обеззараживанию питьевой воды химическими препаратами / В.М. Игнатьев, И.А. Денисова  // Научная мысль Кавказа. Приложение. – Ростов-на-Дону, 2001. - №11. - С.46-53.