Otvety

На первой стадии очистки из воды удаляются крупные загрязнения. Для этого на очистных сооружениях устанавливаются решетки под углом 60° к горизонту, имеющие прорези 16–20 мм, и барабанные сита, поверхность которых покрыта металлической сеткой.

При вращении барабана уровень жидкости в нем повышается, что способствует его самоочищению. Для удаления из воды песка и других взвешенных частиц используются песколовки. Они бывают вертикальные, горизонтальные и тангенциальные. Для выделения из воды оседающих или плавающих веществ с размером частиц менее 0,1 мм применяются чаще всего отстойники. Отстойники являются наиболее простыми и надежными в эксплуатации очистными сооружениями. Для более тонкой очистки воды применяют механические фильтры.

Химическая очистка сточных вод К химическим методам относятся нейтрализация, окисление или

восстановление. Эти методы применяются для удаления растворенных веществ как перед подачей на биологическую очистку, так и в оборотных системах водопользования. Сточные воды, содержащие кислоты и щелочи, нейтрализуют путем их смешивания с добавлением реагента.

Количество реагента рассчитывается таким образом, чтобы очищенная вода была нейтральной pH = 6,5–8,5. В качестве реагентов-окислителей используют хлор, гипохлориты натрия и кальция, кислород, озон и др. В процессе окислительных реакций токсичные вещества переходят в менее токсичные. Следует отметить, что применение химических реагентов всегда дает хороший эффект. Однако высокая стоимость препятствует их широкому внедрению.

Физико-химическая очистка сточных вод Из физико-химических методов обработки сточных вод применяются:

коагуляция, флотация, адсорбция, экстракция, ионный обмен, ультрафильтрация, обратный осмос, выпаривание и др.

62. Что такое тепловое загрязнение водоемов и способы его предотвращения?

Тепловое загрязнение – поступление теплоты в водный объект, вы% зывающее нарушение норм качества воды.

Тепловое загрязнение составляют стоки подогретой воды от теплоэлектростанций и атомных станций.

Воды после охлаждения конденсаторов турбин и воздухоохладителей несут, как правило, только так называемое тепловое загрязнение, так как их температура на 8...10 С превышает температуру воды в водоисточнике.

Технологические пути решения проблемы охлаждения на электростанциях .

Вместо использования в качестве охладителя воды из естественных водоёмов инженерами разработан метод испарительных или охладительных башен. Вместо спуска нагретой воды в реку электростанция перекачивает эту воду в нижнюю часть 90-150-метровой охладительной башни со скошенными стенками. Нагретая вода из труб разбрызгивается на водоуловитель и охлаждается, стекая через ряд перегородок и планок. Температурные и атмосферные различия, созданные нагретой водой, вызывают приток воздуха, который всасывается снизу, проходит между планками и перегородками и выходит через верхнее отверстие башни. Вода скапливается в бассейне под днищем башни и вновь возвращается в конденсатор. Незначительная часть воды , примерно 2,8-4,0 % , теряется при испарении.

61

Другим типом охладительной башни является испаряющая циркуляционная сухая колонна. В ней используются воздушно-охладительные батареи, через которые при помощи естественной тяги или при помощи механических вентиляторов, приводимых в действие самой станцией, проходят большие объёмы воздуха. Потери воды на испарение в работе такой колонны отсутствуют.

63. От чего зависит допустимая температура нагретых сточных вод?

Температура оказывает мощное воздействие на биоценоз в водоеме. С одной стороны, температура оказывает прямое влияние на скорость протекания химических реакций, с другой - на скорость восстановления дефицита кислорода. При повышении температуры ускоряются процессы размножения гидробионтов.

Восприимчивость живых организмов к токсичным веществам с повышением температуры обычно увеличивается. При повышении температуры до +30 °С сокращается прирост водорослей, поражается фауна, рыбы становятся малоподвижными и перестают кормиться. Кроме того, с ростом температуры уменьшается растворимость кислорода в воде.

Резкий перепад температур, который возникает при сбросе в водоем нагретых вод, приводит к гибели рыбы и представляет серьезную угрозу рыб-ному хозяйству. Влияние сточных вод, температура которых на 6...9 С выше температуры речной воды, губительно даже для рыб, адаптированных к летней температуре до + 25 °С.

Среднемесячная температура воды в расчетном створе водоема хозяй- ственно-питьевого и культурно-бытового водопользования летом после сброса нагретой воды не должна повышаться более чем на 3 °С по сравнению с естественной среднемесячной температурой воды на поверхности водоема или водотока для наиболее жаркого месяца года. Для рыбохозяйственных водоемов температура воды в расчетном створе летом не должна повышаться более чем на 5 °С по сравнению с естественной в месте водовыпуска. Среднемесячная температура воды наиболее жаркого месяца в расчетном створе рыбохозяйственных водоемов не должна превышать 28 °С, а для водоемов с холодноводными рыбами (лососевыми и сиговыми) не должна превышать 20 °С.

Для того чтобы влияние сбросной теплоты не нарушало экосистемы водоема и не привело к тепловому загрязнению водоема, тепловые сбросы по санитарным нормам «Правил охраны поверхностных вод» не должны вызывать повышения собственной максимальной температуры водоема t max более чем на .t доп (.t доп = 3 °С в летнее время и 5 °С – в зимнее). Эти нормы могут быть выдержаны лишь в том случае, если удельная тепловая нагрузка на водоем не превышает 12–17 кДж/м. Для соблюдения этого требования запас воды, или дебит, источника должен в

3–4 раза превышать потребность ТЭС в охлаждающей воде.

64. Как можно полезно использовать сброс нагретой воды от ТЭС.

Важнейшим мероприятием для уменьшения количества тепловых сбросов является использование низкопотенциального тепла охлаждающей воды. Температура воды после конденсаторов не превышает 20–26 °С зимой и 35–42 °С летом. Такая вода может быть использована:

• в тепловых насосах для теплофикационных целей;

62

•для разведения рыбы;

•для полива в теплицах и оранжереях;

•в животноводческих комплексах;

•для подогрева открытого грунта при производстве сельскохозяйственной продукции и дополнительного охлаждения техническойводы;

•для переработки отходов растениеводства и рыбоводства при производстве грибов и т. д.

65. Приведите примеры способов безреагентной очистки сточных вод.

К безреагентной очистке можно отнести методы механической очистки сточных вод.

На первой стадии очистки из воды удаляются крупные загрязнения. Для этого на очистных сооружениях устанавливаются решетки под углом 60° к горизонту, имеющие прорези 16–20 мм, и барабанные сита, поверхность которых покрыта металлической сеткой.

При вращении барабана уровень жидкости в нем повышается, что способствует его самоочищению. Для удаления из воды песка и других взвешенных частиц используются песколовки. Они бывают вертикальные, горизонтальные и тангенциальные. Для выделения из воды оседающих или плавающих веществ с размером частиц менее 0,1 мм применяются чаще всего отстойники. Отстойники являются наиболее простыми и надежными в эксплуатации очистными сооружениями. Для более тонкой очистки воды применяют механические фильтры.

Вмировой практике широкое распространение получили мембранные методы обработки исходных и сточных вод с целью снизить негативное воздействие ВПУ на окружающую среду.

Внастоящее время в нашей стране в системах водоподготовки электростанций работают около десятка установок обратного осмоса (УОО) и электродиализных установок (ЭДУ).

Применяется электромагнитная обработка воды на электромагнитных фильтрах, очистка воды ультразвуком.

66. Образование и способы обработки шламовых вод.

Шлам (шламовые воды) – нерастворимые отложения в паровых котлах в виде ила и твёрдого осадка.

Водно-шламовое хозяйство — совокупность машин, аппаратов, сооружений и транспортных и вспомогательных средств для улавливания, сгущения и обезвоживания шлама.

Сгущение – процесс повышения концентрации вещества в пространстве, например, твёрдого компонента в пульпе вследствие осаждения твёрдых частиц в гравитационном, центробежном или комбинированном поле с одновременным удалением (сливом) слоя очищенной воды. Обезвоживание – удаление излишней влаги.

Способы (схемы) обработки шламовых вод:

1. Одностадийная схема. Шламовая вода после удаления из неё частичек крупностью более 0,5 мм, поступает на флотацию без предварительного сгущения.

63

2. При двухстадийных схемах вся шламовая вода после классификации твёрдой фазы поступает в сгуститель; на флотацию подаётся сгущёный продукт, а слив из сгустителя возвращается в технологический цикл гравитационного отделения.

3. Наиболее перспективны комбинированные схемы, в которых перед флотацией сгущается только часть шламовой воды, что позволяет обеспечить оптимальную концентрацию твердых частиц в сточной воде.

Флотация – один из методов очистки воды. При флотации пузырьки газа или капли масла прилипают к плохо смачиваемым водой частицам и поднимают их к поверхности.

67. Очистка и утилизация грунтовых вод.

Мазутное хозяйство, маслосистемы котлотурбинного цеха и электромеханического оборудования являются источниками попадания нефтепродуктов в сточные воды ТЭС. Недостаточно очищенные сточные воды, попадают в водоемы, образуют пленку на поверхности воды, ухудшая условия аэрации, а тяжелые нефтепродукты, оседая на дно, губительно действуют на водную флору и фауну. Поэтому на нефтепродукты установлены очень жесткие ПДК.

Очистка вод от нефтепродуктов осуществляется комплексным сочетанием методов, позволяющим обеспечить остаточное нефтесодержание на уровне 0,5 – 1,0 мг/дм3.

Наиболее широкое распространение среди комплексных методов получили – нефтеловушки и флотация.

В основу нефтеловушки положен принцип отстаивания, реализуемый за счет разности плотностей воды и нефтепродуктов. Сточная вода подается в приемную камеру и, пройдя под полупогруженной перегородкой, попадает в отстойную камеру, где и происходит процесс разделения эмульсии. Очищенная вода, пройдя под второй полупогруженной перегородкой, выводится из нефтеловушки, а частицы нефтепродуктов, всплывающие на поверхность воды, образуют пленку, которая перемещается специальным движущимся скребковым устройством к нефтесборным трубам. При отстаивании всплытие капель нефтепродуктов происходит медленно – со скоростью порядка долей миллиметра в секунду.

Флотационная очистка воды заключается в образовании комплексов, состоящих из частиц нефтепродуктов и пузырьков воздуха, которыми предварительно насыщают обрабатываемую воду, реализуя принцип напорной флотации. При напорной флотации воздух растворяется в воде под избыточным давлением до 0,5 МПа, для чего он подается в трубопровод перед насосом (обычно с помощью эжектора), а затем воздушная смесь в течение 8-10 мин находится в специальной напорной емкости, откуда направляется во флотатор. Во флотаторе происходит снижение давления, образование пузырьков воздуха и собственно флотационный процесс разделения воды и примеси.

Уловленные нефтепродукты сжигаются.

Рассмотрим удаление нефтепродукта непосредственно из грунтовой воды. Сбор нефтепродуктов с водной поверхности осуществляется механическим

способом с последующим использованием на водной поверхности сорбирующих изделий (рукава сорбирующие, маты сорбирующие и др.), сорбентов и биопрепаратов.

После очистки водной поверхности от скоплений нефтепродукта водоёмы обрабатываются биоактиватором и затем, или одновременно, биопрепаратом.

64

В подземном горизонте после ликвидации линзы гравитационно-подвижных нефтепродуктов остаются «неизвлекаемые» (связанных в порах грунта) нефтепродукты в зоне переменного насыщения.

Утилизация остаточного нефтезагрязнения после ликвидации линзы нефтепродуктов в зонах аэрации и переменного насыщения до безопасного уровня содержания нефтепродуктов в зонах аэрации и переменного насыщения достигается промывкой и насыщением подземного горизонта биологическим раствором. После изъятия свободных нефтепродуктов и промывки среды активным раствором с выносом водосмешанных нефтепродуктов активизируются нефтеокисляющие сообщества, которые развиты в зонах «старого» (остаточного) загрязнения.

68. Приведите примеры применения установок обратного осмоса УОО.

Рисунок 1 – Принципиальная схема полной утилизации регенерационных вод с использованием УОО

Исходная вода 1 из городского водопровода подвергается двухступенчатому Na-катионированию в фильтрах 2 и 3, и после деаэрации в деаэраторе 4 обработанная вода 5 подается на подпитку закрытой теплосети. Воды взрыхления Na-катионитных фильтров 2 и 3 собираются в баке 6, осветляются в механическом фильтре 7 и собираются в УОО 8, для концентрирования части сточных вод с целью довести их общий объем до объема регенерационного раствора. При этом на смешение с исходной водой 1 будет подаваться частично обессоленный фильтрат 18 от УОО 8, что сократит нагрузку на Na-катионитные фильтры 2 и 3 с соответствующим уменьшением количества сточных вод. Регенерационные сточные воды 10

фильтров 2 и 3 с концентрацией солей более 3 кг/м собираются в бакекристаллизаторе 11, где обрабатываются известью И, количество которой в 1,3 раза превышает концентрацию магния в этих сточных водах, а затем содой С. Доза соды должна обеспечить осаждение основной части кальция, поступившего в бак 11 со сточными водами и введенного с известью.

65

Рисунок 2 – Комбинированная технология по переработке минирализованных сточных вод ВПУ с использованием УОО

В США разработана комбинированная технология переработки минерализованных сточных вод с использованием УОО и выпарной установки (рисунок 2).

Продувочные воды ГЗУ подаются в бак-нейтрализатор 1, где обрабатываются известковым молоком. Затем они направляются в осветлитель 2 и обрабатываются химическими реагентами. Осветленная вода сбрасывается в пруд-отстойник 3, куда поступает продувка СОО. Послеобработки химреагентами в баке предварительной очистки 5 стоки проходят через мембранную установку обратного осмоса 6. Фильтрат после ионообменного дообессоливания используется для восполнения потерь пара и конденсата в котлах ТЭС. Рассол УОО собирается в баке 7, затем подвергается дополнительному концентрированию в испарителях 8. Осадок после обезвоживания в шламоуплотнителе 4 сбрасывается на шламоотвал, а дистиллят испарителей используется в схеме ТЭС.

Установки обратного осмоса применяются также (помимо очистки сточных вод):

–опреснение морской воды;

–пищевая промышленность;

–медицина.

66

69. Как определить экономический ущерб от выбросов, если загрязнению подвергаются территории различных категорий?

70. Что такое коэффициент стратификации атмосферы и в каких расчетах он применяется?

Коэффициент температурной стратификации атмосферы (A) – распределение температуры воздуха по вертикали.

Данный коэффициент применяется для определения максимальной приземной концентрации вредного вещества.

где М - суммарный выброс загрязняющего вещества, г/с; Н - высота дымовой трубы;

V1 - объем дымовых газов, выбрасываемых из трубы, м3/с;Т - разность температур газов и окружающего воздуха, ОС;

67

m и n - безразмерные коэффициенты, зависящие от скорости выхода газов из устья трубы;

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость осаждения твердых частиц золы в атмосфере (для газовых примесей равный единице), а для пыли и золы 2,5 при степени очистки в золоуловителях до 90 % и 2 при большой 90 %;

N - число дымовых труб;

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (для ровной и слабопересеченной местности = 1).

68