Экономика в сфере безопасности. Экономические методы определения эффективности использования природных ресурсов. Практикум

41

Практическое занятие 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

4.1. Общие сведения

Выделяют следующие виды водоохранных мероприятий:

1.Мероприятия, направленные на совершенствование самой технологии использования воды.

Это сокращение потребления воды на единицу произведенной продукции, применение оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, борьба с потерями воды на производстве и т.д. Оборотное водоснабжение – это относительно быстрое повторное поступление использованной воды в технологические циклы после ее очистки. При повторно-последовательном водоснабжении вся отработанная вода направляется для вторичного использования в другом производстве без промежуточной очистки.

2.Мероприятия по очистке сточных вод.

3.Мероприятия, осуществляемые непосредственно на водоемах. К ним относится очистка водной поверхности от нефтяной пленки

иплавающих предметов, удаление загрязненного грунта, периодическая уборка макрофитов. Нефть, обработанная таким веществом, быстро коагулируется в комки, которые оседают на дно, смешиваются с илом и разлагаются бактериями.

4.Мероприятия, проводимые на водосборе.

Это создание водоохранных зон и лесозащитных полос, проведение противоэрозионных мероприятий, строительство прудов, организация безопасной технологии складирования, использования минеральных удобрений, ядохимикатов и др.

Очистка сточных вод осуществляется механическими, химическими, физико-химическими, биологическими методами. Наиболее дешевая – механическая очистка сточных вод применяется для вы-

деления взвесей. Основными формами очистки являются процеживание, отстаивание, фильтрование. Методы механической очистки применяются во всех отраслях народного хозяйства в качестве предварительного этапа. Этот способ очистки является основным в металлургии, горнорудной и горно-химической промышленности. Ме-

42

ханическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 2/3 нерастворимых примесей, а из промышленных – более 9/10.

Химическая очистка сточных вод применяется для выделения не-

органических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, выделение растворенных соединений, обесцвечивание и обеззараживание стоков. Химические методы позволяют очищать сточные воды со значительными колебаниями в них концентраций загрязняющих веществ. Определенным недостатком метода является накопление в процессе очистки значительного количества осадков.

Физико-химическая очистка применяется для очистки сточных вод от грубо- и мелкодисперсионных частиц, коллоидных примесей, растворенных соединений. Это высокопроизводительный способ очистки, но отличается высокой стоимостью. К физико-химическим методам относитсяфлотация,экстракция,адсорбция,ионныйобменидр.

Флотация ускоряет осветление промышленных сточных вод и удаляет из них взвешенные вещества, нефть, нефтепродукты, жиры, поверхностно-активные вещества. Сущность этого процесса состоит

внасыщении стоков воздухом, к пузырькам которого прилипают частицы твердых веществ, всплывающие на поверхность.

Адсорбцию применяют при невысоком содержании органических веществ в сточных водах. В качестве адсорбента используется активированный уголь и органические, синтетические сорбенты. При ионообменном способе очистки легкие ионы водорода или ионы щелочных металлов замещаются на ионы цветных и тяжелых металлов. При этом удаляемое вещество концентрируется, а не разрушается. Для этого способа применяют синтетические ионообменные смолы.

Окисление – один из перспективных методов очистки сточных вод. Используется озон, хлор, диоксид хлора, перманганат калия и другие окислители, позволяющие окислять остаточные растворенные

вводе, устойчивые к биологическому разрушению органические вещества. При эвапорации сточные воды нагревают до кипения. Насыщенный водяной пар извлекает из воды примеси. Затем пар пропускают через нагретый поглотитель, в котором примеси задерживаются.

Биологический метод очистки сточных вод применяется для уда-

ления растворенных органических соединений. Метод основан на способности микроорганизмов разлагать растворенные органические соединения. Биологическая очистка осуществляется как в очистных сооружениях, так и в естественных условиях. К недостаткам метода

43

относится способность активного ила увеличиваться в размерах при перегрузке очистных сооружений и выносить в водоемы после очистки соединения азота и фосфора. Имеется несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

Вбиофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биохимического окисления.

Вбиологических прудах в очистке сточных вод участвуют все организмы, населяющие водоем. Заросли камыша наряду с бактериями

иводорослями выполняют роль живых фильтров, поглощающих многие загрязняющие вещества, уничтожают своими выделениями болезнетворные бактерии. Густые заросли тростника на площади 1 га поглощают из воды и почвы и аккумулируют в своих тканях до 5…6 т различных солей. За сутки с 1 га водной поверхности гиацинтом извлекается 44 кг N, 44 кг К, 34 кг Nа, 22 кг Са, 4 кг Mn.

Аэротенки – огромные резервуары из железобетона, заполненные активным илом из бактерии и микроскопических животных. Эти живые организмы быстро развиваются. Из-за значительного количества органических веществ в сточных водах и избытка подаваемого кислорода, бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, которые минерализуют органические соединения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, амебы и другие животные используют в пищу бактерии, не слипающиеся в хлопья.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее химической или физико-химической. Биологический метод дает хороший результат при очистке коммунальнобытовых стоков. Его применяют для очистки сточных вод нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, химической промышленности.

Применяемые методы очистки позволяют снизить уровень загрязнения воды лишь на 80 %, в более совершенных сооружениях – до 95 %. Даже в высокоразвитых странах мира очищают не все сточные воды. В Германии очищают 64 % бытовых стоков, в Швеции – 10 % стоков остаются неочищенными, 15 % подвергают механической очистке. Стоимость очистных сооружений часто достигает 10–20 % стоимости строительства предприятий. В отдельных отраслях промышленности, например, в целлюлозно-бумажной и нефтехимической, затраты на очистку достигают 25 % всех производственных

44

затрат. С повышением степени очистки до 98–99 % стоимость очистных сооружений увеличивается в несколько раз.

Только очистными сооружениями полностью предотвратить загрязнение водоемов не удается. В комплексной охране водных ресурсов важное значение придается экономии чистой воды. Для этого сокращают нормы потребления ее на технологические процессы, ведут борьбу с утечкой, водяное охлаждение заменяют воздушным и т.д. Большое внимание уделяется сохранению растительности, имеющей водоохранное значение. В промышленности значительное количество воды экономится при внедрении прогрессивных технологических процессов. На старых нефтехимических заводах для переработки 1 т нефти расходуется 18 … 22 м3 воды, на современных заводах с оборотным водоснабжением и системами воздушного охлаждения – 0,12 м3/год.

4.2.Методические указания к расчету экономической эффективности водоохранных мероприятий

Пример 4.1. Требуется определить экономическую эффективность комплекса водоохранных мероприятий и выяснить эффективно или не эффективно осуществлять проект доочистки сбрасываемых сточных вод промышленных предприятий в реку Дон.

Исходные данные: для предотвращения загрязнения водного объекта в бассейне реки Дон (северо-восточная часть Ростовской области) разработан проект доочистки сбрасываемых сточных вод промышленных предприятий.

Основные технико-экономические показатели для расчета экономической эффективности природоохранного мероприятия приведены в табл. 4.1.

45

4.2.1. Методика расчета экономической эффективности проведения водоохранных мероприятий

Экономическую эффективность инвестиций в ПМ можно оценить

спомощью следующих показателей:

–чистый дисконтный доход (ЧДД);

–индекс доходности (ИД);

–внутренняя норма доходности (ВНД);

–срок окупаемости.

Величина предотвращенного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды равна разности между расчетными величинами ущерба, который имел место до осуществления рассматриваемого природоохранного мероприятия, и остаточного ущерба после проведения этого мероприятия.

Предотвращенный ущерб, руб., определяется по формуле

где У1 и У2 – ущерб соответственно до и после осуществления водоохранного мероприятия.

Экономическая оценка ущерба от сброса загрязняющих веществ У, руб., в водохозяйственный участок, согласно методике [4], определяется по формуле

где Y – показатель удельного ущерба, численное значение которого может меняться в зависимости от уровня цен или уровня инфляции (примем его значение равным 400 руб/усл. т); Кинд – коэффициент индексации удельного ущерба;

δк – константа, имеющая разное значение для различных водохозяйственных участков (коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния водных объектов по бассейнам рек), определяется по табл. 4.8; М – приведенная масса годового сброса примесей данного источника в водохозяйственный участок.

Значение величины М, усл. т, определяется по формуле

i 1

46

где i – вид сбрасываемой примеси;

N – общее количество примесей, сбрасываемых в водный объект промышленным предприятием;

Аi – показатель относительной опасности сброса i-го вещества в водоем. Величина этого показателя приведена в табл. 4.9;

mi –общаямассагодовогосбросаi-йпримесивданныйводный объект.

Так как предприятие сбрасывает сточные воды, нескольких типов, различающихся степенью очистки, то необходимо определить общую массу годового сброса i-й примеси в водоем, т, поступающую со всеми типами выпускающих сточных вод, по формуле

j 1

где mij – масса годового сброса i-го вещества в водоем от данного источника со сточными водами j-го типа.

Если принять, что концентрация i-й примеси в поступающих в водоем сточных водах j-го типа в течение года относительно постоянна, то масса годового поступления i-го вещества со сточными водами, т, может быть определена по формуле

где Сij – концентрация i-й примеси, поступающей со сточными водами j-го типа;

Vсj – объем годового сброса в водоем сточных вод j-го типа данным предприятием.

Исходные данные для расчета ущерба до и после проведения мероприятия на рассматриваемом водохозяйственном участке приведены в табл. 4.2 и 4.3.

Рекомендации по расчету экономической эффективности природоохранного проекта:

1.Вычислить по формуле (4.2) годовую оценку ущерба до и после проведения мероприятия, предварительно рассчитав значение приведенной массы годового сброса примесей по формуле (4.3).

2.Определить значения ЧДД, ИД и ВНД от осуществления данного экологического мероприятия.

3.Рассчитать срок окупаемости капитальных вложений, используемых на строительство станции доочистки.

47

48

Окончание табл. 4.3

4.2.2. Пример расчета экономической эффективности проведения водоохранных мероприятий

Определить экономический эффект и общую экономическую эффективность защиты водоема от загрязнения сточными водами завода, расположенного в г. Новосибирске. Капиталовложения на строительство очистных сооружений К по предварительным подсчетам составляют 130 тыс. руб., текущие затраты С на их эксплуатацию – 50 тыс. руб/год, среднеустойчивый сброс сточных вод w 490 м3/сут. Содержание загрязнителей К, приведено в табл. 4.4

49

Методика расчета:

1. Годовой сброс сточных вод (W) определяется по формуле W = w (количество дней в году).

В нашем случае

W490 365 179 103 м3/год.

2.Значение приведенной * массы годового сброса примесей определяется по формуле

где Ki – концентрация i-го вещества, т/м3.

Расчет приведенной массы годового сброса загрязняющих веществ сводим в табл. 4.5

3. Определяем годовую оценку ущерба до У1 и после У2 проведения водоохранных мероприятий на рассматриваемом участке по

4. Определяем экономическую эффективность проведения запланированных водоохранных мероприятий с учетом данных по капитальным вложениям и текущим затратам. Результаты расчета сводим в табл. 4.6.

50