Вода в промышленности_ эффективное использование и очистка стоков

1.

В од а в промы шл еннос т и
Эф ф ектив ное испол ь зование и очистка стоков
Промышленность
Вода
Экология
Дата отчета: 21.10.2025

2.

В ведение
Вода является незаменимым ресурсом для промышленного производства, однако растущий дефицит пресной воды и
ужесточение экологических требований к качеству сбрасываемых стоков ставят перед отраслью серьезные вызовы. В
данной презентации будут рассмотрены масштабы водопотребления в промышленности, основные проблемы, связанные
с использованием и загрязнением воды, а также современные методы эффективного водопользования и передовые
технологии очистки сточных вод.
Деф ицит воды
Растущий дефицит пресной воды ставит под
угрозу устойчивое развитие
промышленности во всем мире.
Экологические требования
Ужесточение экологических требований к
качеству сбрасываемых стоков требует
внедрения современных технологий очистки.
Необходимость реф орм
Необходимость перехода к замкнутым
циклам водопользования и эффективному
использованию水资源.
2 / 18

3.

Масштабы водопотребления в промы шленности
Направления испол ь зования воды
Технологические
процессы
Охл аждение
Около 74% всей потребляемой воды
расходуется на охлаждение
Промышленный комплекс с учет ом водных ресурсов
технологического оборудования.
Остальная вода (26%) применяется
для:
Растворения веществ
Промывки систем
Перемещения твердых частиц
Абсорбции, флотации,
экстрагирования
Объ ем потребления
В химической промышленности масштаби
водопотребления может достигать 1 мил л иона
кубических метров в сутки.
В одооборотность
Средняя водооборотность в химической отрасли
составляет 83%, на некоторых предприятиях достигает

4.

Удельные расходы воды в различных отраслях
Сравнительный анализ удельных расходов воды на производство единицы продукции показывает значительные различия между отраслями.
Наибольшие расходы наблюдается в металлургии и химической промышленности.
Высокие расходы
Цинковый и свинцовый заводы имеют самые высокие
удельные расходы воды, что связано с
Средние расходы
Электроэнергетика и шинный завод потребляют
средние объемы воды, что соответствует их
Низкие расходы
Заводы по производству бетона имеют наименьшие
удельные расходы воды.

5.

Основные проблемы водопользования
Жесткость воды и образование накипи
Химическое загрязнение
Высокая жесткость воды приводит к образованию накипи на
поверхностях теплообменного оборудования, что резко
снижает его КПД и может стать причиной поломок.
Сточные воды химических предприятий содержат широкий
спектр опасных веществ, таких как формальдегид, тяжелые
металлы, кислоты, щелочи, фенол и аммиак, которые
представляют угрозу для окружающей среды и здоровья
человека.
Коррозия оборудования
Биологическое обрастание
Растворенные в воде кислород и углекислый газ, а также
продукты химических реакций, вызывают коррозию
металлических элементов систем водоснабжения и
Рост микробной массы на внутренних поверхностях труб и
оборудования приводит к снижению теплопередачи и
способствует подшламовой коррозии.
оборудования.
Неэффективное водопользование и загрязнение воды приводят к увеличению эксплуатационных costs, снижению ресурса оборудования и экологическим последствиям.
5 / 18

6.

Оборотное водоснабжение
Принцип работы
Оборотное водоснабжение — система, при которой
использованная в производственных процессах вода после
Преимущества
Снижение потребл ения воды
Значительное уменьшение потребности в свежей воде
очистки возвращается для повторного использования, а не
сбрасывается в водоемы.
Уровень водооборотности
Сокращение сбросов
Уменьшение объемов сбрасываемых стоков
Повы шение устойчивости
Обеспечение устойчивости производства к изменениям в доступе
к воде
Экономическая эф ф ективность
Снижение затрат на водоснабжение и водоотведение
6 / 18

7.

Тех нологии "нулевого сброс а" (ZL D)
Концепция " нулевого сброс а жидких отходов" (ZL D) представляет собой комплексный подход, направленный на
максимальное повторное использование воды в промышленных процессах и полное исключение сброса сточных вод.
Многост упенчатая очистка
Первичная и тонкая фильтрация
Мембранные тех нол огии
Обратный осмос и электродиализ
Мембранны е тех нологии
Обратный осмос и электродиализ используются для концентрирования
загрязняющих веществ в сточных водах.
Термическая обработка
Испарители и кристаллизаторы
Повторное испол ь зование
До 98% воды для повторного
использования
Термическая обработка
Испарители и кристаллизаторы позволяют извлекать из концентрата товарные соли
и получать воду, пригодную для повторного использования.
Применение и преимущества
Особенно актуальна для водоемких отраслей, таких как нефтепереработка и
химическая промышленность
Снижает водопотребление и минимизирует экологический след предприятия

8.

Циф ров изация и автоматизация водопол ь зования
Искусст венны й интел лект и машинное
обучение
Интернет вещей
Анализ больших объемов данных в реальном времени
Датчики, установленные на очистных сооружениях и в
трубопроводах
Оптимизация дозирования химикатов и расхода энергии
Непрерывный мониторинг качества воды, давления и
работы оборудования
Оперативная реакция на изменения и предиктивное
Прогнозирование сбоев оборудования и автоматизация
принятия решений
Предикт ив ная анал итика
Прогнозирование спроса на воду на основе исторических
данных
Оптимальное распределение ресурсов и предотвращение
перегрузки
обслуживание
Допол ненная и вирт уал ь ная реал ь ность
Обучение операторов с погружением в имитированные
сценарии
Проектирование систем очистки с анализом 3D-моделей
Анализ погодных условий и тенденций потребления
Удаленная поддержка техников на объектах
8 / 18

9.

Физико-химические методы очистки сточных вод
Физико-химические методы очистки сточных вод направлены на удаление различных типов загрязнителей путем изменения их
физического состояния или химического состава. Эти методы широко применяются в промышленной очистке воды как для первичной,
так и для вторичной обработки стоков.
Фильтрация
Удаление твердых частиц и загрязнителей
путем пропускания воды через фильтрующий
материал.
Эффективна для удаления механических
примесей
Окисление
Применение окисляющих агентов (перекись
водорода, ozone) для разрушения
Химическая обработка
Введение химических реагентов для
выпадения в осадок или выделения в виде
аэрозолей загрязняющих веществ.
Флотация
Выделение мелких пузырьков газа в воде
для переноса загрязняющих веществ на
поверхность.
Эффективна для удаления жиров и масел
Быстро реагирует на изменения состава стока
Термическая обработка
Нагрев сточной воды для устранения
биологической активности и
Ионный обмен
Обмен ионов между водой и ионитами для
удаления тяжелых металлов и других

10.

Биологические методы очистки
Биологическая очистка сточных вод основана на использовании микроорганизмов для разложения органических
загрязнителей. Этот метод эффективно удаляет органические вещества, тяжелые металлы и некоторые биологически
активные вещества.
Аэробная обработка
Анаэробная обработка
Процесс очистки в присутствии кислорода, при котором
микроорганизмы разлагают органические вещества.
Высокая эффективность
Быстрое разложение
Процесс очистки без кислорода, при котором микроорганизмы
разлагают органические вещества в жестких условиях.
Производит биогаз
Меньше осадка
Этапы биологической очистки
Загрязненная вода
Микроорганизмы
Разложение органики
Чистая вода
10 / 18

11.

Мембранны е тех нологии
Мембранные технологии играют ключевую роль в современных системах очистки сточных вод, позволяя эффективно удалять
загрязняющие вещества различной природы и концентрировать их для дальнейшей обработки или извлечения полезных компонентов.
Обратны й осмос
Процесс, при котором вода проходит через
полупроницаемую мембрану, блокируя
большинство загрязняющих веществ.
Сток
Эффективно удаляет ионы, молекулы и
частицы
Применяется для концентрирования
загрязняющих веществ
Получение высококачественной
очищенной воды
Ульт раф ил ьт рация
Наноф ил ьт рация
Технология, использующая мембраны с
меньшими порами для удаления крупных
молекул и частиц.
Усовершенствованная версия
ультраф ильтрации с еще более мелкими
порами и selectivity.
Удаляет бактерии, вирусы и крупные
органические молекулы
Выборочное удаление ионов и молекул
Подходит для предварительной очистки
перед другими технологиями
Может использоваться для
концентрирования белков и других
веществ
Подходит для удаления специфических
загрязнителей
Может использоваться для извлечения
ценных компонентов
Концентрат
Очищенная вода

12.

Передов ы е методы обработки ос адков
Современные технологии переработки осадков сточных вод позволяют не только уменьшить объемы отходов, но и получить полезные
продукты и энергию.
Термоф ил ь ное
сбраживание
Производство биогаза для мини-ТЭС
Питание до 50% потребностей очистных
сооружений в электроэнергии
Снижение объема осадка
Замкнут ая сист ема
водооборота
Геотубирование
Переработка накопленных осадков
Обезвоживание и стабилизация
отходов
Освобождение территорий для
хранения осадков
Магнитная сепарация железа из
осадков
Использование осадков для
рекультивации карьеров
Снижение потребления воды
Практические примеры внедрения:
АО «Мосв одоканал »: Термофильное сбраживание
с получением биогаза и производство минеральных
удобрений из осадков.
Магнитогорский метал л ургический комбинат:
Замкнутая система водооборота с магнитной
сепарацией железа из осадков.
ГУП «В одоканал Санкт-Петербурга»: Комплексная
модернизация, включающая строительство заводов
по сжиганию осадка и применение геотубирования.
12 / 18

13.

Экономические преимущества современных технологий
водоочистки
Снижение эксплуатационных
расходов
Получение дополнительного
дохода
Экономия на экологических
платежах
Энергоэффективность: использование
биогаза снижает затраты на внешние
Биогаз: экономия на энергоносителях для
крупных очистных сооружений может
Избежание платежей за размещение
осадков (1679 рублей за тонну отходов IV
класса опасности)
энергоносители на 60-80%
достигать 180-250 млн рублей в год
Оптимизация обслуживания с помощью
интеллектуальных систем мониторинга
Минимизация использования реагентов
благодаря мембранным технологиям
Органические удобрения: доход 20004000 рублей с тонны
Получение статуса "побочной продукции"
освобождает от платежей
Строительные материалы и извлечение
Федеральные и региональные программы
ценных компонентов
поддержки
Современные подходы к водоочистке превращают очистные сооружения в "фабрики ресурсов", обеспечивая экологическую безопасность и
экономическую выгоду.
13 / 18

14.

Практические примеры внедрения
АО "Мосводоканал"
Магнитогорский МКК
Термофильное сбраживание для
получения биогаза
Замкнутая система водооборота
Комплексная модернизация
Магнитная сепарация железа из осадков
Строительство заводов по сжиганию
осадка
Производство минеральных удобрений
Рекультивация карьеров с
Применение геотубирования для
из осадков
использованием осадков
переработки осадков
Использование обеззараженного песка в
строительстве
Эффективное использование ресурсов
Освобождение значительных территорий
Электроэнергия для мини-ТЭС
ГУП "Водоканал СПб"
Потребности в электроэнергии: до 50%
14 / 18

15.

Извлечение ценных компонентов из сточных вод
Фосфор (струвит)
Технология струвитного осаждения позволяет извлекать фосфор —
ценное медленнодействующее удобрение, продаваемое по цене 40-50
тысяч рублей за тонну.
Органические удобрения
Переработанные осадки используются для производства
высококачественных органо-минеральных удобрений, приносящих
доход 2000-4000 рублей с тонны.
Биогаз и биотопливо
Производство биогаза из осадков позволяет генерировать тепловую и
электрическую энергию для собственных нужд или продажи. Экономия
на энергоносителях может достигать 180-250 млн рублей в год.
Строительные материалы
Обезвоженные осадки применяются в производстве кирпича,
керамзита, цемента, снижая себестоимость продукции и расход
природного топлива.
Экономическая эффективность

16.

Государственная поддержка внедрения тех нологий водоочистки
Федеральные и региональные программы поддержки включают субсидирование процентных ставок по кредитам,
инвестиционные налоговые кредиты, ускоренную амортизацию природоохранного оборудования и льготные тарифы на
технологическое присоединение.
Субсидирование процент ны х ст авок
Инвестиционны е налогов ы е кредит ы
Федеральные программы субсидируют процентные ставки по
кредитам, предоставляемым на цели финансирования
инвестиций в природоохранное оборудование.
Предприятиям предоставляются инвестиционные налоговые
кредиты для компенсации части затрат на приобретение и
монтаж современного оборудования для водоочистки.
Ускоренная аморт изация
Льготны е тариф ы
Ускоренная амортизация природоохранного оборудования
позволяет более быстро компенсировать затраты на его
Льготные тариф ы на технологическое присоединение к
системам водоотведения и канализации снижают
приобретение и вывод из эксплуатации.
эксплуатационные расходы предприятий.

17.

Перспективы развития технологий водоочистки
Ключевые тенденции
Перспективные применения
Новые материалы
Искусственный интеллект
Разработка новых фильтрующих материалов, мембран и
адсорбентов с улучшенными свойствами для более
эффективной очистки сточных вод.
Интеграция ИИ для оптимизации процессов очистки,
прогнозирования сбоев и автоматизации принятия решений,
что значительно повысит эффективность и снизит затраты.
Биотехнологии
Использование микроорганизмов и ферментов для
разложения сложных загрязнителей, а также развитие
биоинженерии для создания более эффективных
биологических систем очистки.
Цифровизация
Развитие цифровых двойников, IoT-технологий и
предиктивной аналитики для мониторинга и управления
процессами водоочистки в реальном времени.
Интеграция технологий
Будущее водоочистки lies in the integration of multiple technologies, creating hybrid systems that combine physical, chemical, biological and digital
solutions for maximum efficiency and minimum environmental impact.

18.

Заключение
Современная промышленность сталкивается с растущими вызовами в области
управления водными ресурсами, обусловленными их дефицитом и ужесточением
экологических требований. В ответ на это происходит глубокая трансформация,
характеризующаяся внедрением замкнутых водных циклов и интеграцией цифровых
Кл ючевы е вы воды
Комплексный подход к управлению водой необходим для
устойчивого развития промышленности
технологий.
Трансформация очистных сооружений в "фабрики ресурсов"
приносит экономические и экологические преимущества
Этот комплексный подход, сочетающий передовые методы очистки и повторного
Интеграция цифровых технологий повышает эффективность и
снижает затраты на водоочистку
использования воды, необходим для устойчивого развития предприятий. Превращая
очистные сооружения в "фабрики ресурсов" и используя искусственный интеллект,
промышленность может минимизировать экологический след и получать значительные
экономические выгоды.
Индус триал ьное устойчивое развитие невозможно без эф ф ективного водопол ь зования и очистки стоков
18 / 18