3579

территорий, отмывочные воды фильтров конденсатоочистки. Система отведения таких сточных вод должна быть полностью изолирована.

Рис. 60. Типовая нефтеловушка пропускной способностью

3

396 м /ч: 1 – нефтезаборная труба; 2, 3 – скребковой транспортер, соответственно левый и правый; 4 - гидроэлеватор;

5, 6 - задвижки с электроприводом; 7 - подача воды к гидроэлеватору

При невозможности утилизации выделенных осадков вод, загрязненных нефтепродуктами, применяют биологическую очистку с использованием аэротенков. После соответствующей очистки сточные воды могут быть направлены в систему хозяйственной фекальной канализации или использоваться в дальнейшем в оборотной системе.

120

Обезвреживание и повторное использование обмывочных вод конвективных поверхностей нагрева котлов. Обезвреживание достигается извлечением из оборотной воды соединений ванадия или никеля. Технология извлечения предусматривает одну или две ступени. Для очистки сточных вод применяют обработку известковым молоком до pH = 9,0 – 9,5 (одноступенчатая очистка), с последующим удалением шлама V2О5 с концентрацией твердой фазы до 5 %. При этом наблюдается повышенное содержание гипса в шламе (свыше 50 %), что негативно сказывается на эксплуатации оборудования.

При двухступенчатой очистке вначале сточные воды подвергают обработке гидроксидом натрия до pH = 4,5 – 5,0 с последующим отстаиванием в течение диапазона от 5 до 6 часов. Объем шлама при этом составит до 20 % от объема воды, содержание твердой фазы до 5 % (в том числе оксид ванадия до 30 %, соединения железа до 60 %, гипс и другие вещества до 10 %). Осветленная вода направляется в нейтрализатор для дальнейшей обработки известковым молоком, как и в случае с одноступенчатой очисткой. Вторичная очистка осуществляется на протяжении диапазона времени от 7 до 9 часов, при этом объем шлама составляет около 25 % объема воды, а концентрация твердой фазы увеличится практически вдвое и составит около 9 %. В составе шлама преобладают соединения железа (40 %), гипс (от 40 до 55 %), соединение никеля, меди и прочие вещества (от 5 до 15 %).

Повышенное содержание ванадия в шламе, полученном на первой ступени, упрощает его использование в металлургии.

Шлам после обработки направляется в шламонакопитель, а очищенная и осветленная вода с повышенным pH используется для обмывки оборудования. Вода при этом содержит сульфат натрия и незначительную концентрацию никеля и ванадия, меди и железа.

121

Очищенную воду после обмывок направляют либо в оборотный цикл для последующих промывок, либо в систему гидрозолоудаления. Система отведения обмывочных вод должна быть полностью изолированной и не иметь связи с другими системами водоотведения и выпуском вод в водоисточник.

Обезвреживание сточных вод химических промывок и консервации оборудования. Схема очистки сточных вод после химических промывок напрямую зависит от состава и объема химических реагентов, которые в свою очередь определяются принятыми методами химической очистки и консервации. При обезвреживании сточных промывочных вод основной задачей является разрушение образовавшихся при промывках комплексов металлов с реагентами, выделение металлов в осадок и разрушение органических соединений. Как правило, применяют двухступенчатую схему, одна из которых служит для химической очистки, а вторая для механической очистки от твердых примесей. Обезвреживание и нейтрализация промывочных растворов осуществляются в бакахнейтрализаторах с применением различных реагентов. Концентрация веществ в осветленной воде после обеззараживания промывочных растворов приведена в табл. 6.

Осаждение соединений железа происходит при обработке известковым молоком до соответствующего значения pH:

– растворов, содержащих соляную и серную кислоту с фторидами, до pH = 10,0;

– растворов после очистки фталевой кислотой до pH = 11,0;

– растворов после очистки композициями на основе комплексонот до pH = 11,5 после их аэрации в течение не менее двух суток.

После подобной очистки воду используют в цикле ТЭС, а в ряде случаев данную воду можно использовать даже для подпитки котлов. Для осаждения меди и цинка применяют сульфид натрия, который добавляется после отделения осадка

122

гидроксида железа. При наличии гидразина раствор обрабатывают хлорной известью.

Таблица 6 Концентрация веществ в осветленной воде после

обеззараживания промывочных растворов

Утилизация осадка достигается сжиганием или сушкой на открытых площадках с последующим захоронением.

Очистка вод золошлакоудаления. Поскольку объему вод гидрозолоудаления невелики и составляют от 1 до 3 % общего объема, то далеко не всегда является целесообразным обустройство бессточной системы водоснабжения. Основная масса воды проходит очистку и осветление, продувочная вода обеззараживается от токсичных примесей и направляется на сброс вместе с другими сточными водами ТЭС. В качестве обеззараживателя широко применяют известь. В результате образуются малорастворимые соединения, содержащие мышь-

як [Ca3(AsО4)2, Ca(AsО3)2 или Ca(AsО2)2], фтор (CaF2), хром

[Сг(ОН)2], которые выпадают в осадок и отделяются от воды.

123

Для глубокой очистки дополнительно используют соли железа, магния, алюминия. Доочистку сточных вод производят сорбцией. В качестве сорбентов предлагается использовать различные ионообменные смолы и специально синтезируемые гидроксиды поливалентных металлов (железа, алюминия, титана, марганца, меди и др.).

При больших объемах сточных вод возможно обустройство оборотных систем гидрозолоудаления. В данную систему также могут быть включены продувочные воды осветлителей и сточные воды химических промывок оборудования (при условии соблюдения требований к технической воде после очистки). При этом должны использоваться установки сгущения пульпы.

Радикальным решением этой проблемы может стать переход на систему сухого разделения золы и шлака, которые обладают ценными свойствами как строительные материалы. Наиболее перспективно использование золошлаковых отходов ТЭС в производстве ячеистого бетона, в строительстве автодорог, площадок, полов промышленных зданий, при укреплении грунтовых оснований, укрепительной цементации оснований плотин, производстве дешевых местных низкомарочных вяжущих веществ, при замене части цемента и песка в тяжелых и легких бетонах. Мировой опыт свидетельствует об использовании в ряде стран от 50 до 90 % ежегодного выхода золошлаковых отходов, предпочтительно с непосредственной отгрузкой потребителям. Невостребованная часть складируется с минимальным воздействием на окружающую среду. Увеличение объемов использования золошлаков приводит к снижению стоимости производства электроэнергии.

Снижение минерализации и количества сточных вод водоподготовительных установок. При обработке воды на водоподготовительных установках образуются сточные воды двух основных типов:

124

–воды, получающиеся на стадии предочистки воды при ее коагуляции и известковании и содержащие взвешенные вещества;

–воды повышенной минерализации, образующиеся в процессе умягчения и обессоливания воды.

В сточных водах предочистки в твердом виде содержатся органические вещества, повышающие биологическое потребление кислорода водой, грубодисперсные примеси исходной воды, соединения железа и алюминия, а также карбонат кальция, гидроксид магния. При известковании вода, кроме того, имеет повышенное значение pH (от 10,0 до 10,4). Сброс таких вод в водоемы запрещен.

Для утилизации сточных вод предочистки на ТЭС сооружают шламоуплотнительные станции, в которых шлам обезвоживается, а вода возвращается в технологический цикл. Обезвоженный шлам осветлителей, прежде всего известковый, используется для производства извести, в строительстве, для раскисления почв и т.п.

В случае использования ионообменных установок продувочная вода имеет повышенную минерализацию, что приводит к необходимости использования реагентов на регенерацию с соответствующим увеличением очищенных сточных вод. Одним из способов снижения расхода реагентов

иочищенной воды является многократное использование регенерационных вод в водоподготовительном цикле и применение более совершенных технологий ионного обмена. Подходы к созданию подобного рода систем приведены в «Методических указаниях по проектированию обессоливающих установок с сокращенными расходами реагентов и сокращенными стоками» [12].

Снижение сточных вод и расходов реагента может быть достигнуто переходом от прямоточного химического обессоливания на противоточное.

Однако применение даже самых совершенных технологий ионного обмена не может исключить образования сточных вод

125

повышенной минерализации. В связи с этим разработано большое число способов обработки и утилизации регенерационных сточных вод подобного типа, в том числе получение их в виде растворов, пригодных для применения в сельском хозяйстве (в виде удобрений), применение мембранных установок для концентрирования сточных вод и их регенерации с получением исходных растворов кислоты и щелочи, сброс стоков в топки паровых котлов, впрыск стоков в дымоходы котлов перед электрофильтрами и др.

Очистка и утилизация грунтовых, ливневых и талых сточных вод с территории ТЭС. Технология обработки и утилизация грунтовых, ливневых и талых сточных вод зависит от их количества и конкретного состава. Данные воды могут быть использованы после соответствующей очистки как технические в цикле станции, так и могут сбрасываться в водоемы. Основные загрязнители - это взвешенные вещества и нефтепродукты.

Технология очистки от нефтепродуктов описана в данном пособии. В случае очистки вышеуказанных стоков целесообразно не допускать попадания в стоки нефтепродуктов. К этому следует отнести разработку и внедрение мероприятий по повышению культуры производства и недопущению розлива нефтепродуктов на территории ТЭС. Места работы с нефтепродуктами должны быть надежно изолированы от остальной территории ТЭС, исключая таким образом распространение загрязнителя.

Для сокращения выноса взвешенных веществ применяют регулярную уборку территории, своевременный ремонт дорожных покрытий, ограждение зон озеленения бордюрами, исключающими смыв грунта во время дождей, озеленение открытых пространств.

Система отведения поверхностных сточных вод с территории электростанции должна быть, как правило, самостоятельной и не иметь связи с другими системами водоотведения (до очистки поверхностного стока).

126

Как правило, сточные воды отводятся в систему ливневой канализации для дальнейшей транспортировки к очистным сооружениям с последующим сбросом в водоемы. Тем не менее, возможна разработка локальной системы очистки на ТЭС с целью дальнейшего использования воды на нужды станции (пополнение оборотных систем водоснабжения, полив озелененной территории и пр.).

При наличии локальной системы очистки сбор такой воды осуществляется либо в пруды-отстойники, либо в специальные емкости. Собранная вода в дальнейшем поступает в отстойники, где происходит отделение твердых частиц, а также нефтепродуктов, а затем в фильтры, загруженные антрацитом или активированным углем. Очистку производят в несколько ступеней. В качестве первой ступени используют фильтр, загруженный антрацитом с размером фракции от 0,5 до 1,5 мм. Скорость фильтрации воды поддерживают от 0,001 до 0,002 м/с. Остаточное содержание нефтепродуктов после

фильтрации обычно не превышает диапазон от 4 до 5 г/м3. Фильтры второй ступени загружают активированным

углем. Скорость фильтрации аналогична. Содержание нефтепродуктов после фильтрации не более 1 г/м3.

Для регенерации фильтров используется пар или сжатый воздух.

Данная схема сбора вод активно применяется в странах, испытывающих дефицит воды, например, в Израиле и Палестине, Индии и странах Африки. Несмотря на то, что Россия не относится к таким странам, опыт использования такой воды может оказаться крайне полезен. Для сбора дождевой или талой воды с крыш зданий и сооружений могут быть использованы различные емкости. В настоящее время выпускаются емкости различного объема и конфигурации. Как правило, они выполняются из металла или пластика, могут быть надземными или подземными.

127

случаев обеспечивается самоокупаемость. Самым простым способом использования метана – это превращение его в источник тепловой, механической и электрической энергии. Крупные очистные станции, вполне вероятно, могли бы быть выгодной базой для создания некоторых химических производств, вырабатывающих ценные продукты.

Получение тепловой, механической и электрической энергии. Выделяемый метантенками газ характерен содержанием чистого метана (от 60 до 70 %), углекислоты (от

26 до

34 %), азота (от 1 до 3 %), водорода (от 1 до 3 %) и следов сероводорода. Теплотворная способность такого газа обычно колеблется от 20,9 до 2700 кДж/кг. Температура горения чистого метана от 1300 до 1400 °С. 1 м3 газа из метантенков дает примерно 6,5 кг пара; 1000 м3 газа заменяет 0,8 т условного топлива.

Метан имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими видами газообразного топлива. Это полнота сгорания, отсутствие шлаков, копоти и сажи, что существенно снижает экологическую нагрузку на окружающую среду. Кроме этого сжигание метана в котельной на очистных сооружениях позволяет обогревать метантенки для поддержания оптимального процесса очистки, осуществлять теплоснабжение очистной станции в целом. Сжигание осуществляется совместно с природным газом. Это обусловлено высокой влажностью получаемого метана. Установка дополнительных очистных и осушающих устройств как правило, экономически нецелесообразна. Кроме того, природный газ необходим для компенсации неравномерности выработки метана. Поскольку потребление электроэнергии на очистных сооружениях составляет 60-70% всех эксплуатационных расходов, целесообразно использование метана для генерации электрической энергии для покрытия нужд станции. Генерация осуществляется путем сжигания в газовых турбинах. Организация энергетического хозяйства на

129