Склад стічної води хімічного виробництва. Стічні води ТЕС та їх очищення. Методи очищення стічних вод підприємств

5.21.1. Основні проблеми стічних вод в енергетиці

Експлуатація сучасних теплових електричних станцій пов'язана з появою низки рідких відходів стічних вод. До них відносяться води після охолодження різних апаратів - конденсаторів турбін, масло-і повітроохолоджувачів, механізмів, що рухаються, і ін.; скидні води із систем гідрозоловидалення (ГЗП); відпрацьовані розчини після хімічних очищеннятеплосилового обладнання чи його консервації; регенераційні та шламові води від водоочисних установок; нафтозабруднені стоки; розчини, що виникають при обмиваннях зовнішніх поверхонь нагріву головним чином повітропідігрівачів та водяних економайзерів котлоагрегатів, що працюють на сірчистому мазуті. Склади всіх цих стоків та його кількості дуже різні; вони визначаються типом ТЕС і встановленого у ньому устаткування, її потужністю, видом використовуваного палива, складом вихідної води, прийнятим способом водопідготовки переважно виробництві та інші менш істотними обставинами. За Останніми рокамив енергетиці проведена значна робота щодо зменшення кількості стічних вод, вмісту в них різних забруднень та створення оборотних систем водокористування. Намічено шляхи створення повністю безстічних ТЕС, що потребує вирішення низки складних технічних та організаційних завдань, а також певних капіталовкладень.

Створення ТЕС, що не забруднюють природні водоймища, можливе двома шляхами - глибоким очищенням всіх стоків до гранично допустимих концентрацій (ГДК) або організацією систем повторного використання стоків. Перший шлях неперспективний, оскільки органи охорони водойм безперервно підвищують вимоги до ступеня очищення скиданих виробничими підприємствами вод. Так, кілька років тому очищення стоків від нафтопродуктів до залишкового вмісту 0,3 мг/л вважалося достатнім. Пізніше була прийнята як гранично допустима концентрація 0,1 мг/л. Нині цю норму знижено до 0,05 мг/л, і виключено, що з рибогосподарських водойм відбудеться подальше її скорочення. Треба також мати на увазі, що застосування технології водообробки нових матеріалів і реагентів вимагатиме і для них встановлення ГДК. Підвищення ж глибини очищення стоків вимагатиме значного збільшення витрат як на спорудження відповідних установок, так і на їх експлуатацію. Всі ці обставини роблять перший шлях мало перспективним. Найбільш реальним є другий шлях створення оборотних систем з багаторазовим використанням води. При цьому глибокої очистки стоків вже не потрібно, достатньо довести їх якість до рівня, прийнятного для здійснення відповідних технологічних процесів. Такий шлях дає істотне скорочення водоспоживання, тобто різко зменшується та кількість води, яку підприємство забирає з вододжерела. Крім того, за такого підходу різко скорочується кількість питань, що підлягають узгодженню з органами, які контролюють якість стоків. Саме тому шляхи і йде розробка безстічних ТЕС.

Кількість вод, що утворюються після охолодження апаратури, визначається в основному кількістю пари, що відпрацювала, що надходить в конденсатори турбін. Води після охолодження конденсаторів турбін і охолоджувачів повітря несуть, як правило, тільки так зване теплове забруднення, так як їх температура на 8-10 ° С перевищує температуру води у вододжерелі. Однак у деяких випадках охолоджувальні води можуть вносити в природні водойми та сторонні речовини. Це зумовлено тим, що в систему охолодження включені також і охолоджувачі масло, порушення щільності яких може призводити до проникнення нафтопродуктів (масел) в охолоджувальну воду.

Найбільш надійним напрямом вирішення цього завдання є виділення охолодження таких апаратів, як маслоохолоджувачі та подібні до них, в особливу автономну систему, відокремлену від системи охолодження «чистих» апаратів.

На ТЕС, що використовують тверде паливо, видалення значних кількостей золи та шлаку виконується зазвичай гідравлічним способом, що потребує великої кількості води. Так, ТЕС потужністю 2400 МВт, що працює на екібастузькому вугіллі, спалює до 2500 т/год цього палива, при цьому утворюється до 1000 т/год золи та шлаку. Для евакуації цієї кількості зі станції на золошлакові поля потрібно не менше 5000 м 3 /год води. Тому основним напрямом у цій галузі є створення оборотної системи ГЗУ, коли звільнена від частинок золи і шлаку освітлена вода знову прямує зворотним трубопроводом на ТЕС для виконання тієї ж функції. Частина води при цьому обороті виходить із системи, так як затримується в порах осілої золи, вступає в хімічні сполукиз компонентами цієї золи, а також випаровується і в деяких випадках просочується в ґрунт. У той самий час у систему відбувається надходження води з допомогою переважно атмосферних опадів. Тому найважливішим питанням при створенні оборотних систем ДЗП є забезпечення балансу між надходженням та витратою води, що необхідно враховувати у різних технологічних процесах, у тому числі у золоуловлюванні. Наприклад, при використанні мокрих золоуловлювачів головну роль у вирішенні цього завдання грає організація їх живлення освітленою водою. Відсутність збалансованості створює необхідність систематичного скидання частини води із системи ГЗУ.

Необхідність створення оборотних систем ГЗУ обумовлена ​​також тим, що такі води містять у ряді випадків підвищену концентрацію фторидів, миш'яку, ванадію, рідше ртуті та германію (донецьке вугілля) та деяких інших елементів, що мають шкідливі властивості. Води ДЗП також часто містять канцерогенні органічні сполуки, феноли тощо.

Стоки після хімічної промивки або консервації теплосилового обладнання дуже різноманітні за складом внаслідок великої кількості рецептів промивних розчинів. Крім мінеральних кислот - соляної, сірчаної, плавикової, сульфамінової, застосовується багато органічних кислот (лимонна, ортофталева, адипінова, щавлева, мурашина, оцтова тощо). Поряд з ними використовуються трилон і різні суміші кислот, що є відходами виробництв, а як інгібітори корозії вводяться каптакс, поверхнево-активні речовини, сульфовані нафтенові кислоти і т. д. Для зв'язування в комплекс міді в суміші для промивання вводиться тіомочевина. Консерваційні розчини містять гідразин, нітрити, аміак.

Більшість органічних сполук, що застосовуються в промивних розчинах, піддається біологічній переробці і, отже, може бути спрямовано разом з господарсько-побутовими стічними водами на відповідні установки. Перед цим необхідно видалити з відпрацьованих промивних та консерваційних розчинів токсичні речовини, що згубно діють на активну мікрофлору. До таких речовин відносяться нони металів - міді, цинку, нікелю, заліза, а також гідразин та каптакс. Трилон відноситься до біологічно «жорстких» сполук, до того ж він пригнічує активність біологічних факторів, але у формі кальцієвих комплексів допустимо у досить високих концентраціях у стоках, що спрямовуються на біологічну переробку. Усі ці умови диктують певну технологію переробки стоків від хімічної очистки устаткування. Вони повинні бути зібрані в ємність, в якій здійснюється нейтралізація кислотної суміші, причому відбувається осадження гідратів оксидів заліза, міді, цинку, нікелю і т. д. цинку та нікелю не руйнуються навіть при високих значеннях рН. Тому для руйнування цих міцних комплексів застосовують осадження металів у вигляді сульфідів, вводячи сірчистий натрій в рідину.

Осадження сульфідів або гідратів оксидів відбувається повільно, тому після додавання реагентів рідину витримують протягом декількох діб. За цей час відбувається повне окислення гідразину киснем повітря. Потім прозору рідину, що містить лише органічні речовини та надлишок реагентів-осадників, поступово відкачують у магістраль господарсько-побутових стоків.

Звільнену ємність заповнюють стоками від наступного промивання і повторюють операцію осадження. Опади, що накопичилися після декількох очищень, евакуюють; ці опади часто містять значну кількість цінних металів, які можуть бути вилучені металургами. У тих випадках, коли ТЕС розташована на відстані від поселень, що мають пристрої для біологічної переробки господарсько-побутових стічних вод, освітлена рідина може бути спрямована для поливу ділянок або в систему замкнутого охолодження як додаткову воду. На ТЕС, що мають гідрозоловидалення, стоки після хімічних очищення обладнання, часто навіть без попереднього осадження металів (заліза, міді, цинку та ін), можуть бути скинуті в пульпопровод. Подрібнені частинки золи мають високу абсорбційну здатність по відношенню до домішок відпрацьованих розчинів після хімічних очищення обладнання.

Води від обмивання зовнішніх поверхонь нагріву утворюються тільки на ТЕС, що використовують як основне паливо сірчисті мазути. Зольні елементи, що утворюються при згорянні мазуту, мають велику липкість і осідають переважно на поверхні елементів повітропідігрівачів, які внаслідок цього доводиться регулярно очищати. Періодично очищення здійснюється шляхом обмивань; їх результатом є обмивна рідина, що містила вільну сірчану кислоту та сульфати заліза, ванадію, нікелю, міді та натрію. Як незначну домішку в цій рідині присутні й інші метали.

Знешкодження цих обмивних розчинів супроводжується отриманням шламів, що містять цінні речовини – ванадій, нікель тощо.

При експлуатації водоочищення на електростанціях виникають стоки від промивок механічних фільтрів, від видалення шламових вод освітлювачів та в результаті регенерації катіонітних та аніонітних матеріалів.

Промивні води містять лише нетоксичні опади - карбонат кальцію, гідроксиду магнію, заліза та алюмінію, кремнекислоту, органічні, переважно гумінові речовини, глинисті частинки. Оскільки всі ці домішки не мають токсичної властивості, то ці стоки можуть бути скинуті після відділення шламу у водоймища. На сучасних ТЕС ці води після деякого освітлення повертають на водоочищення, а саме - до її головної частини.

Регенераційні стоки містять у розчині значну кількість солей кальцію, магнію та натрію.

З метою зменшення солоних скидів від хімводоочищення пропонуються різні способи попередньої обробки води, що надходить на водоочищення. Наприклад, на електродіалізних установках або установках зворотного осмосу мінералізація вихідної води може бути трохи зменшена. Однак кількість солоних стоків і при цих способах залишається значною, так як у всіх випадках відбирається чиста вода, а солі, що в ній містилися, повертаються у водоймище з тією чи іншою кількістю реагентів.

Пропонується заміна хімічного знесолення випарниками або застосування для випарювання солоних стоків. Установка випарників замість хімобезсолювання можлива на суто конденсаційних ТЕС, але дуже обтяжлива на ТЕЦ з великою віддачею пари виробничим споживачам. Випарювання солоних стоків, очевидно, не вирішує завдання їх видалення, а тільки скорочує обсяги об'єктів, що підлягають евакуації.

Дещо привабливішою є наступна схема переробки стоків: після змішування кислих (від Н-катіоніту) і лужних (від аніоніту) стоків проводиться обробка їх вапном і содою для осадження іонів кальцію і магнію. Розчин після відокремлення від опадів містить тільки солі натрію, хлориди і сульфати. Цей розчин піддають електролізу, отримуючи при цьому кислі та лужні розчини. Вони направляються замість привізних кислот та лугів на регенерацію відповідних фільтрів. Розрахунки показують, що у такий спосіб кількість надлишкових солей може бути зменшено в кілька разів.

Попередня

Ця стаття несе ознайомлювальну інформацію. Компанія Квант Мінерал поділяє не всі положення цієї статті.

Класифікація промислових стічних вод

Так як на різних підприємствах використовуються різноманітні технології, то і перелік шкідливих речовин, що потрапляють у ході технологічних процесів у промислові води, дуже різняться.

Ухвалено умовне розподіл промислових стоків на п'ять груп за видами забруднень. при цьому класифікації відрізняється в межах однієї і тієї ж групи, а за систематизуючий ознака взято подібність використовуваних технологій очищення:

• група 1:домішки у вигляді завислих речовин, механічні домішки, в т.ч. гідроксиди металів
• група 2:домішки у вигляді масляних емульсій, нафтовмісні домішки.
• група 3:домішки у вигляді летких речовин.
• група 4:домішки у вигляді миючих розчинів.
• група 5:домішки у вигляді розчинів органічних і не органічних речовин, Що мають токсичні властивості (ціаніди, сполуки хрому, іони металів).

Методи очищення промислових стоків

Для видалення забруднюючих речовин із промислових стічних вод розроблено кілька методів. Вибір у кожному конкретному випадку здійснюється, ґрунтуючись на та необхідному якісному складі очищеної води. Так як у деяких випадках забруднюючі компоненти відносяться до різних видів, то для таких умов доцільно застосування комбінованих методів очищення.

Методи очищення виробничих стоків від нафтопродуктів та завислих речовин

Для очищення промислових стоків перших двох груп найбільше часто використовується відстоювання, для чого можуть застосовуватися відстійники або гідроциклони. Також в залежності від кількості механічних домішок, розміру зважених частинок та вимог до очищеної води в очисних спорудах здійснюється флотація та . При цьому слід враховувати, що деякі види зважених домішок і олій мають полідисперсні властивості.

Незважаючи на те, що відстоювання є широко використовуваним методом очищення, воно має низку недоліків. Відстоювання промислових стоків для отримання хорошого ступеня очищення зазвичай потребує дуже тривалого часу. Хорошими показниками очищення при відстоюванні вважаються 50-70% масел і 50-60% очищення для завислих речовин.

Більше ефективним методомосвітлення стічних вод є флотація. Флотаційні установки дозволяють значно скоротити час очищення стоків, при цьому ступінь очищення для забруднень нафтопродуктами та механічними домішками досягає показника 90-98%. Така високий ступіньочищення утворюється при флотації протягом 20-40 хвилин.

На виході з флотаційних установок кількість завислих частинок у воді становить близько 10-15 мг/л. У той же час це не відповідає вимогам, що висуваються для оборотних вод низки промислових підприємств, та вимогам екологічного законодавства для скидання промстоків на рельєф. Для якіснішого видалення забруднюючих чинників з виробничих стоків на очисних станціях використовують фільтри. Фільтруючим наповнювачем виступає пористий або дрібнозернистий матеріал, наприклад, кварцовий пісок, антрацит. У фільтрувальних установках останніх модифікацій часто застосовуються наповнювачі з піноуретанів і пінополістиролів, які мають більшу ємність і здатні багаторазово регенерувати для повторного використання.

Реагентний метод

Фільтрування, флотація та відстоювання дозволяють видаляти зі стічних вод механічні домішки від 5 мкм і більше, видалення дрібніших частинок можна здійснити тільки після попередньої . Додавання до промислових стоків коагулянтів і флокулянтів викликає утворення пластівців, які в процесі осадження викликають сорбацію завислих речовин. Деякі види флокулянтів прискорюють процес самокоагуляції частинок. Найбільш поширені як коагулянти хлорне залізо, сірчанокислий алюміній, залізний купорос, як флокулянти – поліакриламід та активована кремнієва кислота. Залежно від технологічних процесів, що застосовуються на основному виробництві, для флокуляції і коагуляції можна використовувати допоміжні речовини, що утворюються на підприємстві. Таким прикладом може бути застосування в машинобудівній галузі відпрацьованих травильних розчинів, що містять сульфат заліза.

Реагентна обробка збільшує показники очищення стічних вод промислового підприємства до 100% від механічних домішок (включаючи дрібнодисперсні), та до 99,5% від емульсій та нафтопродуктів. Мінусом даного методу є ускладнення обслуговування та експлуатації очисної станції, тому на практиці він застосовується лише у випадках підвищених вимог до якості очищення стоків.

На сталеливарних виробництвах зважені речовини у стічних водах можуть більш ніж половину складатися із заліза та його оксидів. Такий склад промислової водидозволяє використовувати для чищення безреагентну коагуляцію. У даному випадку коагуляція забруднюючих залізовмісних частинок здійснюватиметься за рахунок магнітного поля. Очисні станції на такому виробництві є комплексом з магнітокоагулятора, магнітних фільтрів, магнітних фільтроциклонів та інших установок з магнітним принципом дії.

Методи очищення промислових стоків від розчинених газів та ПАР

Третя група промислових стоків є розчинені у воді гази і леткі органічні речовини. Видалення їх із стічних вод здійснюється методом віддування або десорбції. Даний метод полягає у пропущенні через рідину дрібних бульбашок повітря. Пухирці, що піднімаються до поверхні, захоплюють з собою розчинені гази і видаляють їх зі стоків. Барботування повітря через промислові стічні води вимагає спеціальних додаткових пристроїв, крім самої барботажної установки, а утилізація звільнених газів може здійснюватися, наприклад, . Залежно від кількості відпрацьованого газу часом доцільно його спалювання в каталітичних установках.

Для очищення стоків, що містять миючі речовини, застосовується комбінований метод очищення. Цей може бути:

• адсорбція на інертних матеріалах або природних сорбентах,
• іонний обмін,
• коагуляція,
• екстракція,
• пінна сепарація,
• деструктивне руйнування,
• хімічне осадження як нерозчинних сполук.

Комбінація використовуваних способів видалення забруднень з води підбирається за складом вихідних стоків та вимог до очищених стоків.

Методи очищення розчинів органічних та неорганічних речовин, що мають токсичні властивості

У більшості своїй стоки п'ятої групи утворюються на гальванічних і травильних лініях. різними показникамикислотності. Стічні води такого складу на очисних установках піддаються реагентній обробці для того, щоб:

1. знизити кислотність,
2. знизити лужність,
3. коагулювати та осадити солі важких металів.

Залежно від потужностей основного виробництва концентровані та розведені розчини можуть або змішувати, а потім нейтралізувати та освітлювати (малі травильні відділення), або у великих травильних відділеннях виробляти роздільну нейтралізацію та освітлення різних розчинів.

Нейтралізація кислих розчинів зазвичай виконується 5-10%-ним розчином гашеного вапна, при цьому відбувається утворення води та випадання осаду нерозчинних солей та гідроксидів металів:

Крім гашеного вапна в якості нейтралізатора можуть використовуватися луги, сода, аміачна вода, але їх застосування доцільно тільки, якщо вони утворюються як відходи на даному підприємстві. Як видно з рівнянь реакцій, при нейтралізації сірчанокислотних стоків гашеним вапном утворюється гіпс. Гіпс має властивість осідати на внутрішніх поверхнях трубопроводів і викликати тим самим звуження прохідного отвору, особливо схильні до цього трубопроводи з металу. Як профілактика в такій ситуації можливо проводити очищення труб промиванням, а також використовувати трубопроводи з поліетилену.

Поділяють не лише за показником кислотності, а й за їх хімічним складом. У цій класифікації виділяється три групи:

Такий поділ зумовлений специфічними технологіями очищення стоків у кожному випадку.

Очищення хромовмісних стоків

Сульфат заліза – дуже дешевий реагент, тому в минулі роки такий спосіб знешкодження дуже поширений. У той же час зберігання сульфату заліза (II) дуже важко, оскільки він швидко окислюється до сульфату заліза (III), тому розрахувати правильне дозування для очисної установки важко. Це один із двох недоліків даного способу. Другим недоліком є велика кількістьопадів у цій реакції.

Сучасні застосовують газ – діоксид сірки, чи сульфіти. Процеси, що протікають при цьому, описуються такими рівняннями:

На швидкість цих реакцій впливає pH розчину, що вище кислотність, то швидше відновлюється шестивалентний хром до трехвалентного. Найоптимальнішим показником кислотність реакції відновлення хрому є pH=2-2,5, тому при недостатній кислотності розчину його додатково змішують з концентрованими кислотами. Відповідно змішування хромовмісних стоків зі стоками меншої кислотності необґрунтоване та економічно невигідне.

Також з метою економії хромистих стічних вод після відновлення не слід нейтралізувати окремо від інших стоків. Їх з'єднують з іншими, включаючи ціансодержащіе, і піддають загальної нейтралізації. Для профілактики зворотного окислення хрому за рахунок надлишку хлору в ціаністих стоках можна скористатися одним з двох способів - або збільшити кількість відновника в хромистих стоках, або видалити надлишковий хлор у ціаністих стоках натрію тіосульфатом. Випадання осад відбувається при pH=8,5-9,5.

Очищення ціансодержащих стоків

Ціаніди є дуже токсичними речовинами, тому технологія та методи повинні дотримуватися дуже строго.

Виробляється в основному за участю газоподібного хлору, хлорного вапна, або гіпохлориту натрію. Окислення ціанідів до ціанатів відбувається у 2 етапи з проміжним утворенням хлорціану – дуже токсичного газу, при цьому в очисній установці повинні постійно підтримуватися умови, коли швидкість другої реакції перевищує швидкість першої:

Розрахунковим шляхом були виведені, а пізніше і підтверджені практично наступні оптимальні умови для даної реакції: pH>8,5; t стічних вод< 50°C; концентрация цианидов в исходной сточной воде не выше 1 г/л.

Подальша нейтралізація ціанатів може виконуватись двома способами. Вибір способу залежатиме від кислотності розчину:

• при pH=7,5-8,5 здійснюється окислення до вуглекислого газу та газоподібного азоту;
• при pH<3 производится гидролиз до солей аммония:

Важливою умовою для застосування гіпохлоритного методу знешкодження ціанідів є дотримання не вище 100-200 мг/л. Велика концентрація токсичної речовини у стоках вимагає попереднього зниження цього показника шляхом розведення.

Завершальним етапом очищення ціанистих гальванічних стоків виконується видалення з'єднань важких металів та нейтралізація за показником pH. Як зазначалося вище, нейтралізацію ціанистих стоків рекомендується виконувати разом із стоками двох інших видів – хромсодержащими і кислими зі лужними. Гідроокису кадмію, цинку, міді та інших важких металів також доцільніше виділяти та видаляти у вигляді суспензій на змішаних стоках.

Очищення різних стоків (кислих та лужних)

Утворюються при знежиренні, травленні, нікелюванні, фосфатуванні, лудженні тощо. У них не містяться сполуки ціану або, тобто вони не є токсичними, а забруднюючими факторами в них виступають детергенти (поверхнево-активні миючі речовини) та емульговані жири. Очищення кислих та лужних стічних вод гальванічних цехів полягає в їх частково взаємній нейтралізації, а також у нейтралізації за допомогою спеціальних реагентів, таких як розчини соляної чи сірчаної кислоти та вапняне молоко. Взагалі нейтралізацію стоків у разі правильніше називати корекцією pH, оскільки різні по кислотно-лужному складу розчини в результаті будуть приведені до середнього показника кислотності.

Наявність ПАР та масляно-жирових включень у розчинах не заважає реакціям нейтралізації, але знижує загальну якість очищення стоків, тому жири видаляються зі стоків методом фільтрування, а як ПАР необхідно застосовувати тільки м'які детергенти, які здатні біологічно розкладатися.

Кислі та лужні стічні води після нейтралізації у складі змішаних стоків направляють направляються для освітлення у відстійники або центрифуги. У цьому завершується хімічний метод очищення стоків гальванічних ліній.

Крім хімічного методу очищення гальванічних стоків може здійснюватися електрохімічним та іонообмінним методами.

Експлуатація теплових електростанцій пов'язана з використанням великої кількості води. Основна частина води (понад 90%) витрачається в системах охолодження різних апаратів: конденсаторів турбін, масло- та повітроохолоджувачів, рухомих механізмів та ін.

Стічною водою є будь-який потік води, що виводиться із циклу електростанції.

До стічних або скидних вод, крім вод систем охолодження відносяться: скидні води систем гідрозолоуловлювання (ГЗУ), що відпрацювали розчини після хімічних промивань теплосилового обладнання або його консервації: регенераційні та шламові води від водоочисних (водопідготовчих) установок: нафтозабруднені стоки, розчини та розчини що виникають при обмиваннях зовнішніх поверхонь нагріву, головним чином повітропідігрівачів і водяних економайзерів котлів, що спалюють сірчистий мазут.

Склади перелічених стоків різні і визначаються типом ТЕС та основного обладнання, її потужністю, видом палива, складом вихідної води, способом водопідготовки в основному виробництві та, звичайно, рівнем експлуатації.

Води після охолодження конденсаторів турбін і охолоджувачів повітря несуть, як правило, тільки так зване теплове забруднення, оскільки їх температура на 8...10 С перевищує температуру води у вододжерелі. У деяких випадках охолоджувальні води можуть вносити в природні водойми та сторонні речовини. Це зумовлено тим, що в систему охолодження включені також і охолоджувачі масло, порушення щільності яких може призводити до проникнення нафтопродуктів (масел) в охолоджувальну воду. На мазутних ТЕС утворюються стічні води, що містять мазут.

Масла можуть потрапляти в стічні води також з головного корпусу, гаражів, відкритих розподільних пристроїв, маслогосподарств.

Кількість вод систем охолодження визначається в основному кількістю пари, що відпрацювала, що надходить в конденсатори турбін. Отже, найбільше цих вод на конденсаційних ТЕС (КЕС) та АЕС, де кількість води (т/год), що охолоджує конденсатори турбін, може бути знайдена за формулою Q=KWде W- Потужність станції, МВт; До-Коефіцієнт, для ТЕС До= 100...150: АЕС 150...200.

На електростанціях, що використовують тверде паливо, видалення значних кількостей золи та шлаку виконується зазвичай гідравлічним способом, що потребує великої кількості води. На ТЕС потужністю 4000 МВт, що працює на екібастузькому вугіллі, спалюється до 4000 т/год палива, при цьому утворюється близько 1600...1700 т/год золи. Для евакуації цієї кількості зі станції потрібно щонайменше 8000 м 3 /год води. Тому основним напрямом у цій галузі є створення оборотних систем ДЗП, коли звільнена від золи і шлаку освітлена вода прямує знову на ТЕС у систему ДЗП.

Скидні води ДЗП значно забруднені завислими речовинами, мають підвищену мінералізацію та у більшості випадків підвищену лужність. Крім того, в них можуть бути сполуки фтору, миш'яку, ртуті, ванадія.

Стоки після хімічної промивки або консервації теплосилового обладнання дуже різноманітні за складом внаслідок великої кількості промивних розчинів. Для промивок застосовуються соляна, сірчана, плавикова, сульфамінова мінеральні кислоти, а також органічні кислоти: лимонна, ортофталева, адипінова, щавлева, мурашина, оцтова та ін. Поряд з ними використовуються трилон Б, різні інгібітори корозії, поверхнево гідразин, нітрити, аміак.

В результаті хімічних реакцій у процесі промивань або консервації обладнання можуть скидатися різні органічні та неорганічні кислоти, луги, нітрати, солі амонію, заліза, міді, трилон Б, інгібітори, гідразин, фтор, уротропін, каптакс тощо. Така різноманітність хімічних речовин вимагає індивідуального вирішення нейтралізації та захоронення токсичних відходів хімічних промивок.

Води від обмивання зовнішніх поверхонь нагріву утворюються тільки на ТЕС, що використовують як основне паливо сірчистий мазут. Слід пам'ятати, що знешкодження цих обмивних розчинів супроводжується отриманням шламів, містять цінні речовини - сполуки ванадію і нікелю.

Під час експлуатації водопідготовки знесоленої води на ТЕС та АЕС виникають стоки від складу реагентів, промивань механічних фільтрів, видалення шламових вод освітлювачів, регенерації іонітових фільтрів. Ці води несуть значну кількість солей кальцію, магнію, натрію, алюмінію, заліза. Наприклад, на ТЕЦ, що має продуктивність хімводоочищення 2000 т/год, скидається солей до 2,5 т/год.

З передочистки (механічні фільтри та освітлювачі) скидаються нетоксичні опади – карбонат кальцію, гідрооксид заліза та алюмінію, кремнекислота, органічні речовини, глинисті частинки.

І, нарешті, на електростанціях, що використовують у системах мастила та регулювання парових турбін вогнестійкі рідини типу іввіоль або ОМТІ, утворюється невелика кількість стічної води, забрудненої цією речовиною.

Основним нормативним документом, що встановлює систему охорони поверхневих вод, є «Правила охорони поверхневих вод (типове положення)» (М.: Держкомприроди, 1991р.).

стічна вода механічне очищення

Стічні води, що відводяться з території промислових підприємств, за своїм складом можуть бути поділені на три види:

виробничі - використані у технологічному процесі виробництва або які виходять при видобутку корисних копалин (вугілля, нафти, руд тощо);

побутові - від санітарних вузлів виробничих та невиробничих корпусів та будівель;

атмосферні - дощові та від танення снігу.

Забруднені виробничі стічні води містять різні домішки та поділяються на три групи:

забруднені переважно мінеральними домішками (підприємства металургійної, машинобудівної, рудо- та вугледобувної промисловості);

забруднені переважно органічними домішками (підприємства м'ясної, рибної, молочної та харчової, хімічної та мікробіологічної промисловості, заводи з виробництва пластмас та каучуку);

забруднені мінеральними та органічними домішками (підприємства нафтовидобувної, нафтопереробної, нафтохімічної, текстильної, легкої, фармацевтичної промисловості).

За концентрацієюзабруднюючих речовин виробничі стічні води поділяються на чотири групи:

• 1 – 500 мг/л;
• 500 – 5000 мг/л;
• 5000 – 30 000 мг/л;

понад 30000 мг/л.

Виробничі стічні води можуть відрізнятися за фізичними властивостями забруднюючихїх органічних продуктів (наприклад, за температури кипіння: менше 120, 120 - 250 і більше 250 ° С).

За ступенем агресивностіці води поділяються на слабоагресивні (слабокислі з рН=6ч6,5 і слаболужні рН=8ч9), сильноагресивні (сильнокислі з рН6 і сильнолужні з рН>9) і неагресивні (з рН=6,5ч8).

Незабруднені виробничі стічні води надходять від холодильних, компресорних та теплообмінних апаратів. Крім того, вони утворюються при охолодженні основного виробничого обладнання та продуктів виробництва.

На різних підприємствах, навіть за однакових технологічних процесів, склад виробничих стічних вод дуже різний.

Для розробки раціональної схеми водовідведення та оцінки можливості повторного використання виробничих стічних вод вивчається їх склад та режим водовідведення. При цьому аналізуються фізико-хімічні показники стічних вод та режим надходження до каналізаційної мережі не лише загального стоку промислового підприємства, а й стічних вод окремих цехів, а за необхідності від окремих апаратів.

У аналізованих стічних водах має визначатися вміст компонентів, специфічних даного виду виробництва.

Експлуатація ТЕС пов'язана з використанням природної води та утворенням рідких відходів, частина з яких після переробки направляється в цикл повторно, але основна кількість води, що споживається, виводиться у вигляді стоків, до яких відносять:

скидні води систем охолодження;

Шламові, регенераційні та промивні води водопідготовчих установок та конденсатоочищення;

Стічні води систем гідрозоловидалення (ГЗП);

Води, забруднені нафтопродуктами;

Відпрацьовані розчини після очищення стаціонарного обладнання та його консервації;

Води від обмивання конвективних поверхонь ТЕС, що спалюють мазут;

Води від гідравлічного прибирання приміщень;

Дощові та талі води з території енергооб'єкта;

Стічні води систем водозниження.

Склади та кількості перелічених стоків різні. Вони залежать від типу та потужності основного обладнання ТЕС, виду використовуваного палива, якості вихідної води, способів водопідготовки, досконалості прийомів експлуатації та ін. показники води, що ускладнюють процеси самоочищення водойм і впливають на життєздатність водної фауни та флори. Для мінімізації впливу домішок скидних вод на якість поверхневих природних вод встановлені нормативи гранично допустимих скидів шкідливих речовин виходячи з умов неперевищення гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин у контрольному створі водойми.

Всі ці типи стічних вод ТЕС поділяються на дві групи. До першої групи належать стоки системи оборотного охолодження (СОО), ВПУ та гідрозоловидалення (ГЗУ) діючих ТЕС, що характеризуються або більшими обсягами, або підвищеною концентрацією шкідливих речовин, які можуть впливати на якість води водних об'єктів. Тому ці стоки обов'язково підлягають контролю. Інші шість типів скидних вод ТЕС необхідно використовувати повторно після очищення в межах ТЕС або за домовленістю на інших підприємствах або допускається закачування їх у підземні пласти тощо.

Значний вплив на кількість та склад виробничих стічних вод має система водозабезпечення: чим більше використовується води оборотного циклу на технологічні потреби в тих же чи інших операціях даного або сусіднього підприємства, тим менша абсолютна кількість стічних вод та більша кількість забруднень у них міститься.

Кількість виробничих стічних вод визначається залежно від продуктивності підприємства за укрупненими нормами водоспоживання та водовідведення для різних галузей промисловості.

При експлуатації ВПУ утворюються стічні води у кількості 5 - 20 % витрати оброблюваної води, які зазвичай містять шлам, що складається з карбонатів кальцію та магнію, гідроксиду магнію, заліза та алюмінію, органічних речовин, піску, а також різні солі сірчаної та соляної кислот. З урахуванням відомих ГДК шкідливих речовин у водоймищах стоки ВПУ перед їх скиданням повинні відповідним чином очищатися.

Стан довкіллябезпосередньо залежить від ступеня очищення промислових стічних вод близько розташованих підприємств. Останнім часом екологічні питання дуже гостро. За 10 років було розроблено багато нових ефективних технологій очищення стічних вод промислових підприємств.

Очищення виробничих стічних вод різних об'єктів може відбуватися лише у системі. Представники підприємства можуть домовитися з комунальними службами про злив своїх стічних вод у загальну централізовану каналізацію населеного пункту, де вона розташована. Що б це стало можливо, попередньо проводять хімічний аналізстоків. Якщо вони мають допустимий ступінь забруднення, то промислові стічні води будуть зливатися разом із побутовими стоками. Можливе передочищення стічних вод підприємств спеціалізованим обладнанням для ліквідації забруднень певної категорії.

Норми складу промислових стоків для зливу в каналізацію

Промислові використані води можуть мати у складі речовини, які руйнуватимуть каналізаційний трубопровід та станції очищення міста. Якщо вони потраплять у водоймища, то негативно вплинуть на режим використання води та життя в ньому. Наприклад, отруйні речовини при перевищенні ГДК завдадуть шкоди навколишнім водойм і, можливо, людині.

Щоб уникнути подібних проблем, перед очищенням проводиться перевірка гранично допустимих концентрацій різних хімічних та біологічних речовин. Подібні дії є профілактичними заходами правильної роботи каналізаційного трубопроводу, функціонування очисних споруд та екології довкілля.

Вимоги до стоків обліковуються під час проектування монтажу чи реконструкції всіх промислових установ.

Заводи повинні прагнути працювати на технологіях з малою кількістю відходів або без них. Вода має використовуватися повторно.

Стічні води, що відводяться в центральну каналізаційну систему, повинні відповідати наступним нормам:

• БПК 20 повинен бути меншим за допустиме значення проектної документації очисної станції каналізаційної мережі;
• стоки не повинні стати причиною збоїв чи зупинки роботи каналізації та очисної станції;
• стічні води повинні мати температуру вище 40 градусів і рН 6,5-9,0;
• стічна вода має містити абразивні матеріали, пісок і стружку, які можуть утворювати осад в елементах каналізації;
• не повинно бути домішок, які засмічують труби та ґрати;
• стоки не повинні мати агресивних компонентів, що призводять до руйнування труб та інших елементів станцій очищення;
• стічні води повинні мати у своєму складі вибухонебезпечні компоненти; домішки, що не розкладаються біологічним методом; радіоактивні, вірусні, бактеріальні та токсичні речовини;
• ГПК має бути меншим за БПК 5 на 2,5 рази.

Якщо води, що скидаються, не відповідають зазначеним критеріям, то організують місцеве передочищення стічних вод. Прикладом може бути очищення стічних вод гальванічного виробництва. Якість очищення має бути узгоджена організацією, що монтує, з муніципальною владою.

Види забруднень промислових стічних вод

Очищення води має видалити негативні для довкілля речовини. Використовувані технології повинні нейтралізувати та утилізувати компоненти. Як бачимо, методи очищення повинні враховувати початковий склад стоків. Крім токсичних речовин, слід контролювати жорсткість води, її окислюваність тощо.

Кожен шкідливий чинник (ВФ) має власний набір показників. Іноді один показник може говорити про існування кількох ВФ. Усі ВФ поділяють за класами та групами, які мають свої методи очищення:

• грубодисперсні зважені домішки (зважені домішки з фракцією понад 0,5 мм) – просіювання, відстоювання, фільтрація;
• грубодисперсні емульговані частинки - сепарація, фільтрація, флотація;
• мікрочастинки - фільтрація, коагуляція, флокуляція, напірна флотація;
• стабільні емульсії – тонкошарова седиментація, напірна флотація, електрофлотація;
• колоїдні частинки – мікрофільтрація, електрофлотація;
• олії - сепарація, флотація, електрофлотація;
• феноли - біологічне очищення, озонування, сорбція активованим вугіллям, флотація, коагуляція;
• органічні домішки – біологічне очищення, озонування, сорбція активованим вугіллям;
• важкі метали - електрофлотація, відстоювання, електрокоагуляція, електродіаліз, ультрафільтрація, іонний обмін;
• ціаніди – хімічне окиснення, електрофлотація, електрохімічне окиснення;
• чотиривалентний хром – хімічне відновлення, електрофлотація, електрокоагуляція;
• тривалентний хром - електрофлотація, іонний обмін, осадження та фільтрація;
• сульфати – відстоювання з реагентами та подальшою фільтрацією, зворотний осмос;
• хлориди – зворотний осмос, вакуумне випарювання, електродіаліз;
• солі – нанофільтрація, зворотний осмос, електродіаліз, вакуумне випарювання;
• ПАР - сорбція активованим вугіллям, флотація, озонування, ультрафільтрація.

Види стічних вод

Забруднення стоків бувають:

• механічні;
• хімічні – органічні та неорганічні речовини;
• біологічні;
• теплові;
• радіоактивні.

У кожній галузі промисловості склад стічних вод різний. Виділяють три класи, які містять:

1. неорганічні забруднення, у тому числі й токсичні;
2. органіку;
3. неорганічні домішки та органіку.

Перший вид забруднень є у содових, азотних, сульфатних підприємств, які працюють з різними рудами з кислотами, важкими металами та лугами.

Другий тип властивий підприємствам нафтової промисловості, заводам органічного синтезу та ін. У воді багато аміаку, фенолів, смол та інших речовин. Домішки при окисленні призводять до зниження концентрації кисню та зниження органолептичних якостей.

Третій тип виходить у процесі гальванообробки. У стоках багато лугів, кислот, важких металів, барвників тощо.

Методи очищення стічних вод підприємств

Класичне очищення може відбуватися із застосуванням різних методів:

• видалення домішок без зміни їхнього хімічного складу;
• модифікація хімічного складу домішок;
• біологічні методи очищення.

Видалення домішок без зміни їх хімічного складу включає:

• механічне очищення з використанням механічних фільтрів, відстоювання, проціджування, флотації тощо;
• при постійному хімічному складі змінюється фаза: випарювання, дегазація, екстракція, кристалізація, сорбція тощо.

Місцева система очищення стоків ґрунтується на багатьох методах очищення. Вони підбираються під певний вид стічних вод.

• зважені частки видаляються у гідроциклонах;
• забруднення дрібної фракції та осад видаляють у безперервних або періодичних центрифугах;
• флотаційні установки ефективні для очищення від жирів, смол, важких металів;
• газоподібні домішки видаляються дегазаторами.

Очищення стоків зі зміною хімічного складу домішок також поділяється на кілька груп:

• перехід у важкорозчинні електроліти;
• утворення дрібнодисперсних чи комплексних сполук;
• розпад та синтез;
• термоліз;
• окисно-відновні реакції;
• електрохімічні процеси.

Ефективність біологічних методів очищення залежить від видів домішок у стоках, які можуть прискорити або уповільнити руйнування відходів:

• наявність токсичних домішок;
• підвищена концентрація мінеральних речовин;
• харчування біомаси;
• структура домішок;
• біогенні елементи;
• активність середовища.

Щоб очищення промислових стічних вод була результативною, то має бути виконаний ряд умов:

1. Існуючі домішки повинні бути схильні до біологічного розпаду. Хімічний складстоків впливає швидкість біохімічних процесів. Наприклад, первинні спирти окислюються швидше, ніж вторинні. При підвищенні концентрації кисню біохімічні реакції протікають швидше та якісніше.
2. Вміст токсичних речовин має негативно впливати на роботу біологічної установки і технології очищення.
3. ПКД 6 так само не повинно порушувати життєдіяльність мікроорганізмів та процес біологічного окислення.

Стадії очищення стічних вод промислових підприємств

Очищення стічних вод відбувається в кілька етапів з використанням різних методів та технологій. Це досить просто. Не можна робити тонке очищення, якщо у стоках присутні великодисперсні речовини. Багато методах передбачені граничні концентрації за змістом певних речовин. Таким чином, стічні води повинні бути попередньо очищені перед основним методом очищення. Комбінація з кількох методів є максимально економною на підприємствах промисловості.

Кожне виробництво має певну кількість стадій. Воно залежить від виду очисних станцій, способів очищення та складу стічних вод.

Найдоцільнішим способом є чотиристадійне очищення води.

1. Видалення великих частинок та олій, нейтралізація токсинів. Якщо стічні води не містять цього виду домішок, то перша стадія пропускається. Є попереднім очищенням. До неї входить коагуляція, флокуляція, змішування, відстоювання, просіювання.
2. Видалення всіх механічних домішок та підготовка води до третьої стадії. p align="justify"> Є первинною стадією очищення і може складатися з осадження, флотації, сепарації, фільтрації, деемульгації.
3. Видалення забруднюючих речовин до заданого порога. Вторинна обробка включає хімічне окиснення, знешкодження, біохімія, електрокоагуляція, електрофлотація, електроліз, мембранне очищення.
4. Видалення розчинних речовин. Є глибоким очищенням - сорбція активованим вугіллям, зворотний осмос, іонний обмін.

Хімічний та фізичний склад визначає набір методів на кожному етапі. Допускається виключення деяких стадій за відсутності певних забруднень. Однак друга і третя стадія є обов'язковими для очищення промислових стічних вод.

Якщо дотримуватись перелічених вимог, то відведення стічних вод підприємств не завдасть шкоди екологічній обстановці навколишнього середовища.