Экология/2.Экологические и метеорологические проб­лемы 

 больших городов и промышленных зон.

Рамазанова Э.М.

Саратовский государственный аграрный университет, Россия

Источники образования сточных вод, их очистка и дальнейшее использование.

При эксплуатации тепловых электрических станций необходимо использование большого количества воды. Основная часть воды (более 90%) расходуется в системах охлаждения оборудования: конденсаторов турбин, масло и воздухоохладителей, движущихся механизмов и др.

Сточной водой является любой поток воды, выводимый из цикла электростанции. Составы стоков различны и определяются типом, мощностью, видом топлива, уровнем эксплуатации составом исходной воды и основного оборудования ТЭС.

Воды после охлаждения конденсаторов турбин и воздухоохладителей несут только так называемое тепловое загрязнение, т.к. температура такой воды на 8-10 ˚C выше температуры воды в водоисточнике. Иногда охлаждающие воды могут вносить в природные водоемы и посторонние вещества. Это связано с тем, что в систему охлаждения включены маслоохладители, которые при нарушении плотности соединений, может приводить к проникновению нефтепродуктов в охлаждающую воду. Количество вод систем охлаждения определяется количеством отработавшего пара. На электростанциях использующих твердое топливо для удаления золы и шлака необходимо большое количество воды. Основным направлением в данной области является создание оборотных систем ГЗУ, когда освободившаяся от золы и шлака осветленная вода направляется вновь на ТЭС в систему ГЗУ. Сбросные воды ГЗУ значительно загрязнены взвешенными веществами, имеют повышенную минерализацию, а в большинстве случаев повышенную щелочность. Также в них могут содержаться соединения фтора, мышьяка, ртути, ванадия.

Стоки после химической промывки или консервации теплосилового оборудования весьма разнообразны по своему составу.  Для промывок  применяются как минеральные, так и органические кислоты.  Так же используются  трилон Б, различные ингибиторы коррозии, поверхностно-активные вещества, гидразин, нитриты, аммиак.

Воды от обмывки наружных поверхностей нагрева образуются только на ТЭС, использующих в качестве основного топлива сернистый мазут. Необходимо учесть, что обезвреживание этих обмывочных растворов сопровождается получением шламов, содержащих ценные вещества – соединения ванадия и никеля.

При эксплуатации водоподготовки обессоленной воды на ТЭС и АЭС возникают стоки от склада реагентов, промывок механических фильтров удаления шламовых вод  осветлителей, регенерации ионитовых фильтров. Эти воды несут значительное количество солей кальция, магния, натрия, алюминия, железа.  С предочистки  сбрасываются нетоксичные осадки – карбонат кальция, гидрооксид железа и алюминия и др.

На электростанциях, использующих в системах смазки и регулирования паровых турбин огнестойкие жидкости, образуется небольшое количество сточной воды, загрязненной этим веществом.

Методы очистки сточных вод подразделяются : механические (физические), физико-химические, химические и биохимические.

К механическим и физико-химическим методам выделения примесей из сточных вод относятся: механическое удаление крупных примесей (на решетках, сетках); микропроцеживание (мелкие сетки); отстаивание и осветление; применение гидроциклонов; центрифугирование; фильтрование; флотация; электрофорез и др.

Физико-химические методы выделения примесей с изменением фазового состояния воды следующие: примесь – газовая фаза, вода – жидкая фаза (дегазация или отгонка с паром); примесь – жидкая или твердая фаза, вода – жидкая фаза (выпаривание); примесь и вода – две жидкие не смешивающиеся фазы (экстракция и коалесценция); примесь- твердая фаза, вода- твердая фаза (вымораживание); примесь- твердая фаза, вода- жидкая фаза (кристаллизация, сорбция, коагуляция).

Методы очистки сточных вод путем превращения примесей с  изменением их химического состава (химические и физико-химические методы) разделяются по характеру процессов на группы: образование труднорастворимых соединений; синтез и разложение; окислительно-восстановительные процессы; термическая переработка.

Наибольшее практическое значение при очистке сточных вод ТЭС имеют методы: отстаивание, флотация, фильтрование, коагуляция, сорбция, известкование, разложение и окисление веществ. В зависимости от качества исходной воды и требований к качеству добавочной воды котлов применяются различные варианты схем водоподготовительных установок. Непосредственный сброс сточных вод водоподготовительных установок в водоемы недопустим из-за резкопеременных значений рН, выходящих за пределы 6,5-8,5 оптимальных для водоемов, а также высокой концентрации в них грубодисперсных примесей и солей.

Продувочная вода осветлителей обрабатывается и повторно используется после осветления ее на шламоотвале, или в специальных отстойниках, или на фильтр-прессах или барабанно- вакуумных фильтрах с возвратом воды во всех случаях в баки повторного использования промывочных вод механических фильтров. Шлам из отстойников периодического действия направляется на шламоотвал с использованием для этой цели нейтрализованных регенерационных вод  ионитовых  фильтров. Обезвоженный шлам, полученный на фильтр - прессе, необходимо вывозить в места захоронения, имеющие надежную защиту от попадания вредных веществ в окружающую среду. Продувка осветлителей может направляться также в систему ГЗУ или на нейтрализацию кислых стоков (при рН>9).

Вода от промывки механических фильтров при наличии предочистки направляется либо в линию исходной воды (при коагуляции), либо в нижнюю часть каждого осветлителя. Для обеспечения постоянного расхода эта вода предварительно собирается в бак регенерации промывочных вод механических фильтров. При отсутствии предочистки вода от промывки механических фильтров может либо обрабатываться отстаиванием в специальном отстойнике. С возвратом осветленной воды в линию исходной воды и удалением отстоявшегося шлама на шламоотвал, либо использоваться в системе ГЗУ, либо направляется в систему сбора регенерационных вод ионитовых фильтров. Сточные воды ионообменной части водоподготовительной установки представляют собой истинные растворы солей,  с содержанием небольшого количества грубодисперсных примесей, поступающих при взрыхлении фильтров. В зависимости  от местных условий эти воды направляются в водоемы с соблюдением санитарно-гигиенических и рыбохозяйственных требований; в системы гидрозолоудаления; в пруды-испарители при благоприятных климатических условиях, на выпарные установки; в подземные водоносные горизонты.

И так, если сброс сточных вод в водоем нарушает санитарно-гигиенические нормы и правила, то необходимо применять предварительную нейтрализацию. Для нейтрализации применяют щелочные реагенты, различные щелочи, но чаще всего известь. Положительный опыт получен при нейтрализации сточных вод аммиачной водой, также применяются и выпарные установки для концентрирования и глубокого упаривания сточных вод.

Литература:

1. Сычев, А.Я. Каталитические реакции и охрана окружающей среды. [ Текст] / Сычев А.Я., Травин С.О., Дука Г.Г., и др.- Кишинев: Штиинца, 1983, 272 с.

2. Семенова, И.В. Промышленная экология. [ Текст] / И.В. Семенова – М. Издательский центр «Академия», 2009.- 528с.

3. «Правила охраны поверхностных вод (типовое положение)» - М.: Госкомприроды, 1991.