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.