Глава шестнадцатая Краткие технологии очистки сточных вод теплоэнергетики
16.1. Основные понятия о сточных водах тэс и котельных
Работающая электростанция, котельная поглощают топливо, воздух для горения топлива и воду для охлаждения ряда аппаратов и для восполнения ее потерь в различных циклах – основном, теплофикационном, охладительном и т.д.
При эксплуатации ТЭС, котельной возникают следующие стоки:
1) воды химводоочисток;
2) отработавшие растворы от промывок и консервации теплосилового оборудования;
3) теплые воды;
4) воды гидрозолоудаления;
5) обмывочные воды;
6) нефтезагрязненные воды.
16.2. Воды химводоочисток
Подготовка воды для питания паровых котлов на современных ТЭС осуществляется методами глубокого химического обессоливания с применением ионитов. При достаточно положительных показателях этого метода его недостатком является большой объем сточных вод, достигающий на многих установках 20–30 % количества поступающей на водоочистку воды. Эти стоки к тому же высокоминерализованы, так как содержат не только соли, поглощенные ионитами из воды, но и реагенты, использованные для регенерации ионитов, т. е. серную кислоту и щелочь. Все это приводит к тому, что количество сбрасываемых солей превышает количество извлеченных из воды в 2–2,5 раза.
Например, мощная химводоочистка на одной ТЭЦ, расположенной на берегу реки Камы, имеет производительность около 2 000 т/ч. Солесодержание речной воды в створе этой ТЭС составляет 500–600 мг/дм3. Следовательно, за 1 ч извлекается водоочисткой 1,0–1,2 т солей, а сбрасывается 2–3 т. За год это составляет внушительную цифру – 15–20 тыс. т. солей. Такое количество сбрасываемых солей не сильно отражается на составе воды реки Камы, но для рек с меньшим водостоком солевой сброс водоочисток уже ощутим. Так, солесодержание реки Уй, на которой расположена Троицкая ГРЭС, ежегодно повышается на 30–50 мг/дм3. Такое же и даже более значительное повышение отмечается для многих рек Урала и других районов нашей страны. Закон об охране природы запрещает такие сбросы, и они должны быть прекращены для рек бассейна Волги, Урала, Днепра и Дона. Какие же пути намечаются для реализации этого?
Одним из предлагаемых путей является отказ от ионитного способа водоподготовки и переход на испарители. Однако он связан со многими трудноразрешимыми задачами. Необходимо, во-первых, иметь испарители высокой производительности и при том такие, которые могли бы выдавать достаточно чистый дистиллят при их питании совсем не очищенной водой или водой, только умягченной известковым либо содово-известковым способом. Другой путь – применение испарителей для упаривания солевых стоков. Здесь возникает задача, где можно использовать образующуюся смесь солей.
Разрабатываются и многие другие пути. Интересным направлением является разработка такой технологии переработки стоков, при которой продукты этой переработки могли бы использоваться в водоочистке. Схема подобного устройства показана на рис. 16.1. Регенерационные воды от Н-катионитных фильтров, содержащие избыток кислоты и соли кальция, магния и натрия, и от анионитных фильтров, содержащие избыток щелочи и натриевые соли соляной, кремниевой и серной кислот, смешиваются в отстойнике, в который добавляется также сода, если избыток щелочей недостаточен для нейтрализации избытка кислоты и осаждения кальция, магния, железа и алюминия. В отдельных случаях к отстойнику-смесителю могут подводиться предварительно подогретые регенерационные растворы. Осадки, содержащие также кремнекислоту и значительную часть органических веществ, удаляются из отстойника и окончательно отделяются от воды в механическом фильтре. Свободная от солей щелочно-земельных металлов, кремнекислоты, окислов, железа и алюминия, а также от большей части органических загрязнений, жидкость, являющаяся раствором натриевых солей соляной и серной кислот, поступает на электродиализную установку, где и происходит разделение кислот (НС1, H2SО4) от щелочи (NaOH). Растворы этих реагентов возвращаются для регенерации ионитных фильтров.
Рис.16.1. Схема использования регенерационных вод установки полного химического обессоливания:
1 – Н-катионитный фильтр; 2 – анионитный фильтр; 3 – отстойник-смеситель для выделения СаСО3, Mg(OH)2 и других осадков; 4 – механический фильтр; 5 – сброс шлама из отстойника; 6 – электролизер-диализатор; 7 – щелочные потоки; 8 – кислые потоки.