Il funzionamento delle centrali termoelettriche comporta l’utilizzo di grandi quantità di acqua. La parte principale dell'acqua (oltre il 90%) viene consumata nei sistemi di raffreddamento di vari dispositivi: condensatori a turbina, raffreddatori di olio e aria, meccanismi di movimento, ecc.
Le acque reflue sono qualsiasi flusso d'acqua rimosso dal ciclo di una centrale elettrica.
I rifiuti o le acque reflue, oltre all'acqua dei sistemi di raffreddamento, comprendono: acque reflue dai sistemi di raccolta delle ceneri (HSU), soluzioni esaurite dopo il lavaggio chimico delle apparecchiature di energia termica o la loro conservazione: acqua di rigenerazione e fanghi provenienti da impianti di depurazione dell'acqua (trattamento delle acque). : acque reflue, soluzioni e sospensioni contaminate da olio, derivanti dal lavaggio di superfici esterne di riscaldamento, principalmente riscaldatori d'aria ed economizzatori d'acqua di caldaie che bruciano olio combustibile allo zolfo.
Le composizioni delle acque reflue elencate sono diverse e sono determinate dal tipo di centrale termoelettrica e dalle apparecchiature principali, dalla sua potenza, dal tipo di combustibile, dalla composizione dell'acqua di fonte, dal metodo di trattamento dell'acqua nella produzione principale e, naturalmente, dal livello di funzionamento.
L'acqua dopo il raffreddamento dei condensatori delle turbine e dei raffreddatori d'aria trasporta solitamente solo il cosiddetto inquinamento termico, poiché la sua temperatura è di 8...10 °C superiore alla temperatura dell'acqua nella fonte d'acqua. In alcuni casi, le acque di raffreddamento possono introdurre sostanze estranee nei corpi idrici naturali. Ciò è dovuto al fatto che il sistema di raffreddamento comprende anche radiatori dell'olio, la cui violazione della densità può portare alla penetrazione di prodotti petroliferi (oli) nell'acqua di raffreddamento. Nelle centrali termoelettriche a olio combustibile vengono generate acque reflue contenenti olio combustibile.
Gli oli possono anche entrare nelle acque reflue dell'edificio principale, dei garage, dei quadri aperti e degli impianti petroliferi.
La quantità di acqua nei sistemi di raffreddamento è determinata principalmente dalla quantità di vapore di scarico che entra nei condensatori della turbina. Di conseguenza, la maggior parte di quest'acqua si trova nelle centrali termoelettriche a condensazione (CHP) e nelle centrali nucleari, dove la quantità di acqua (t/h) che raffredda i condensatori delle turbine può essere trovata con la formula Q = KW dove W è la potenza del stazione, MW; Fattore K, per centrali termoelettriche K = 100...150: per centrali nucleari 150...200.
Nelle centrali elettriche che utilizzano combustibili solidi, la rimozione di quantità significative di ceneri e scorie viene solitamente effettuata idraulicamente, il che richiede grandi quantità di acqua. In una centrale termoelettrica con una capacità di 4000 MW, funzionante con carbone Ekibastuz, vengono bruciate fino a 4000 t/h di questo combustibile, che produce circa 1600...1700 t/h di ceneri. Per evacuare questa quantità dalla stazione sono necessari almeno 8000 m3/h di acqua. Pertanto, la direzione principale in questo settore è la realizzazione di sistemi di recupero del gas circolante, quando l'acqua chiarificata, liberata da ceneri e scorie, viene rimandata alla centrale termoelettrica nel sistema di recupero del gas.
Le acque reflue degli impianti di trattamento del gas sono significativamente contaminate da sostanze sospese, hanno una maggiore mineralizzazione e, nella maggior parte dei casi, una maggiore alcalinità. Inoltre, possono contenere composti di fluoro, arsenico, mercurio e vanadio.
Gli effluenti dopo il lavaggio chimico o la conservazione delle apparecchiature di energia termica hanno una composizione molto diversificata a causa dell'abbondanza di soluzioni di lavaggio. Per il lavaggio vengono utilizzati acidi minerali cloridrico, solforico, fluoridrico, solfammico, nonché acidi organici: citrico, ortoftalico, adipico, ossalico, formico, acetico, ecc. Insieme a loro, Trilon B, vari inibitori della corrosione, tensioattivi, tiourea, idrazina, nitriti, ammoniaca.
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Le acque reflue contaminate provenienti dalle centrali termoelettriche e dai relativi impianti di trattamento delle acque sono costituite da flussi di diversa quantità e qualità. Includono (in ordine decrescente di quantità):
a) acque reflue provenienti da sistemi di rimozione delle ceneri e delle scorie (HSU) sia a circolazione che a flusso diretto (aperto) di centrali elettriche funzionanti a combustibili solidi;
b) acque di spurgo provenienti dai sistemi di circolazione idrica delle centrali termoelettriche, scaricate in continuo;
c) acque reflue provenienti da impianti di trattamento acque (WTP) e impianti di trattamento condense (CPU), scaricate periodicamente, tra cui: acque fresche, contaminate da fanghi, saline, acide, alcaline, oleose e contaminate da oli dell'edificio principale, olio combustibile e trasformatore impianti di centrali termoelettriche;
d) acqua di spurgo da caldaie a vapore, evaporatori e convertitori di vapore, scaricata in continuo;
e) deflussi di neve e pioggia oleosa e fangosa dal territorio della centrale termoelettrica;
f) acqua di lavaggio da RAH e superfici di riscaldamento delle caldaie (le acque reflue delle caldaie RAH funzionanti a olio combustibile vengono scaricate 1-2 volte al mese o meno, e da altre superfici e quando bruciano combustibili solidi - più spesso);
g) condense esterne oleose e contaminate, idonee dopo la loro depurazione ad alimentare caldaie evaporatrici di vapore;
h) rifiuti, esausti, concentrati, soluzioni di lavaggio acide e alcaline e acque di lavaggio dopo il lavaggio chimico e la conservazione di caldaie a vapore, condensatori, riscaldatori e altre apparecchiature (scaricate più volte all'anno, solitamente in estate);
i) acqua dopo la pulizia idraulica dei depositi di combustibile e di altri locali delle centrali termoelettriche (di solito scaricata una volta al giorno per turno, più spesso durante il giorno).
Rapporto tra acque dolci e reflue delle centrali elettriche
Nelle centrali termoelettriche deve essere presente un sistema unificato di adduzione e drenaggio dell'acqua, in cui le acque reflue di un tipo, direttamente o dopo qualche trattamento, possano costituire fonte per altri consumatori della stessa centrale termoelettrica (o esterni). Ad esempio, le acque reflue dei sistemi di approvvigionamento idrico a flusso diretto dopo i condensatori, nonché le acque di scarico dei sistemi di circolazione con una piccola evaporazione (1,3-1,5 volte), nonché le acque reflue contaminate da olio provenienti da centrali termoelettriche possono essere l'acqua di fonte dell'impianto di trattamento acque, nonché gli ultimi tratti di lavaggio delle acque dei filtri di dissalazione.
Tutte le acque reflue restituite alla “testa” del processo non dovrebbero aver bisogno di essere trattate con reagenti durante il pretrattamento; se è necessario trattare con calce, soda e coagulante, dovrebbero essere miscelate (mediate) in un serbatoio di raccolta. La capacità di questo serbatoio dovrebbe essere progettata per raccogliere ogni giorno il 50% di tutte le acque reflue dall'unità di trattamento dell'acqua, compreso il 30% delle acque reflue provenienti dalla parte di scambio ionico. Non è consigliabile mescolare acque chiare, dolci e fanghi. Si dovrebbe tenere conto che almeno il 50% di tutte le acque reflue dell'impianto di trattamento delle acque, comprese tutte le acque reflue del pretrattamento di tutti i tipi, comprese le acque reflue dopo aver allentato i filtri a scambio ionico con acqua dolce, le ultime porzioni di lavaggio l'acqua dei filtri a scambio ionico degli impianti di dissalazione, nonché l'acqua scaricata durante lo svuotamento degli impianti di chiarificazione e dei filtri a scambio ionico, hanno contenuto di sale, durezza, alcalinità e altri indicatori uguali o addirittura migliori dell'acqua prepurificata e, soprattutto, dell'acqua di fonte , e quindi possono essere restituiti alla “testa” del processo, ai chiarificatori o, meglio ancora, senza ulteriore trattamento con reagenti per la chiarificazione, filtri a scambio cationico H o Na.
Oltre ad un unico sistema fognario comune per tutte le tipologie di acque dolci, devono essere previsti canali di scarico separati per le acque saline e acide (le acque alcaline devono essere completamente utilizzate nel ciclo, anche per la neutralizzazione). Quest'acqua deve essere raccolta in apposite vasche a fossa.
A causa del funzionamento periodico dei pozzi di terra (soprattutto in estate) per le soluzioni detergenti e le acque di lavaggio delle caldaie dopo i lavaggi chimici, dopo gli impianti per la neutralizzazione di queste acque e delle acque di lavaggio, l'RVP dovrebbe fornire la possibilità di fornire vari scarichi acidi, alcalini e salini acque della WPU a queste strutture per la neutralizzazione, la sedimentazione, l'ossidazione congiunta o alternata e il loro trasferimento al sistema di stoccaggio del gas o ad altri consumatori. Quando si ottiene l'ossido di vanadio dalle acque di lavaggio RVP, queste acque non vengono miscelate con altre prima della separazione del vanadio. In questo caso l'impianto neutralizzato o almeno le sue pompe e raccordi devono essere collocati in un locale isolato.
Le acque saline dopo i filtri a scambio cationico Na sono divise in tre parti in base alla loro qualità e utilizzate in modi diversi.
Una soluzione concentrata di sali esauriti contenente il 60-80% della durezza asportata con un eccesso di sale del 50-100% e costituente il 20-30% del volume totale di acqua salina dovrà essere inviata all'impianto di trattamento gas o ad addolcimento con ritorno all'impianto. impianto di trattamento delle acque, o per evaporazione per ottenere sali solidi Ca, Mg, Na, CI, S0 4, o in fosse di terra, da dove, dopo miscelazione con altre acque reflue, diluizione e neutralizzazione congiunta, può essere inviata alla rete fognaria, per le esigenze di centrali termoelettriche o utenze esterne. La seconda parte della soluzione esausta, contenente il 20-30% della durezza totale rimossa con un eccesso di sale del 200-1000%, dovrà essere raccolta in un serbatoio per il riutilizzo. La terza ed ultima parte, l'acqua di lavaggio, viene raccolta in un'altra vasca per essere utilizzata durante la dissodamento, qualora non possa ancora essere inviata al “capo” del processo o per la prima fase di lavaggio.
L'acqua salina concentrata dopo i filtri a scambio cationico Na e l'acqua neutralizzata dai filtri a scambio cationico N e anionico (le prime porzioni) possono essere fornite ai sistemi di trattamento del gas per il trasporto di ceneri e scorie. L'accumulo dei composti gassosi Ca(OH) 2 e CaS0 4 nell'acqua porta alla saturazione e sovrasaturazione dell'acqua con questi composti, rilasciandoli in forma solida sulle pareti di tubazioni e apparecchiature. Oli e prodotti petroliferi provenienti dalle acque reflue che rimangono al loro interno dopo le trappole dell'olio vengono assorbiti dalle ceneri e dalle scorie quando scaricati nel sistema di trattamento del gas. Tuttavia, essendo ad alto contenuto di prodotti petroliferi, questi potrebbero non essere completamente assorbiti e potrebbero essere presenti nelle discariche di ceneri sotto forma di pellicole galleggianti. Per evitare che entrino con le acque scaricate nei corpi idrici pubblici, presso i depositi di ceneri vengono costruiti pozzi riceventi per le acque di scarico con paratoie ("bacini") per trattenere i prodotti petroliferi galleggianti.
Le acque dolci alcaline, a volte calde, di scarico delle caldaie a vapore, degli evaporatori, dei convertitori di vapore dopo aver utilizzato il loro vapore e calore, così come le acque dolci alcaline di lavaggio dei filtri a scambio anionico possono servire come acqua di alimentazione per caldaie a vapore meno esigenti, e anche (nei assenza di scambiatori di calore con tubi in ottone nell'impianto di riscaldamento) acqua di reintegro per impianti di riscaldamento chiusi. Se contengono fosfati Na 3 P0 4 in una quantità superiore al 50% del contenuto totale di sale, possono essere utilizzati per il trattamento di stabilizzazione dell'acqua circolante, nonché per sciogliere il sale per ammorbidire la sua soluzione con gli alcali e i fosfati contenuti nell'acqua che soffia.
Quando si sceglie un metodo per il trattamento di acque saline, acide o alcaline dopo la rigenerazione dei filtri a scambio ionico, è necessario tenere conto delle forti fluttuazioni nelle concentrazioni di sostanze solubili in queste acque: concentrazioni massime nel primo 10-20% del volume totale di acqua scaricata (le soluzioni di scarico effettive) e concentrazioni minime nell'ultimo 60-80% (acqua di lavaggio). Le stesse fluttuazioni di concentrazione si osservano nelle soluzioni di scarico e nelle acque di lavaggio dopo i lavaggi chimici di caldaie a vapore e acqua calda e altri apparecchi.
Mentre le acque di lavaggio con una piccola concentrazione di sostanze solubili possono essere neutralizzate (reciprocamente), ossidate e generalmente purificate da contaminanti rimovibili con relativa facilità, la purificazione di un grande volume di una miscela più concentrata di soluzioni di scarico e acque di lavaggio richiede grandi quantità di attrezzature, notevoli costi di manodopera, fondi e tempo.
Le soluzioni alcaline esauste e le acque di lavaggio dopo la rigenerazione dei filtri a scambio anionico (ad eccezione della prima porzione di soluzione dopo i filtri di 1° grado) devono essere riutilizzate all'interno dell'unità di alimentazione idrica. La prima frazione viene inviata alla neutralizzazione delle acque reflue acide degli impianti di depurazione e delle centrali termoelettriche.
Schema di una centrale termoelettrica drainless
Nella fig. 13.18 mostra come esempio uno schema di approvvigionamento idrico senza drenaggio per una centrale termoelettrica alimentata a carbone. La cenere e le scorie delle caldaie vengono fornite al deposito ceneri 1. L'acqua chiarificata 2 dal deposito ceneri viene restituita alle caldaie. Se necessario, parte di queste acque vengono depurate in un impianto di trattamento locale 3. I rifiuti solidi risultanti 4 vengono conferiti alla discarica ceneri 1. Le ceneri e le scorie parzialmente disidratate vengono smaltite. È anche possibile la rimozione della cenere a secco, che semplifica lo smaltimento di ceneri e scorie.
I gas di combustione di 5 caldaie vengono purificati nell'unità di desolforazione del gas 6. Le acque reflue risultanti vengono purificate utilizzando la tecnologia che utilizza reagenti (calce, polielettroliti). L'acqua purificata viene restituita al sistema di purificazione del gas e i fanghi di gesso risultanti vengono trasportati per la lavorazione.
Le acque reflue 7 generate durante il lavaggio chimico, la conservazione delle apparecchiature e il lavaggio delle superfici riscaldanti convettive delle caldaie vengono fornite alle apposite unità di trattamento 8, dove vengono trattate utilizzando reagenti utilizzando una delle tecnologie precedentemente descritte. La maggior parte dell'acqua purificata 9 viene riutilizzata. Il fango 10 contenente vanadio viene trasportato per lo smaltimento. I fanghi 11 formati durante il trattamento delle acque reflue, insieme a parte dell'acqua, vengono alimentati al deposito ceneri 1 o stoccati in appositi serbatoi di stoccaggio fanghi. Allo stesso tempo, come ha dimostrato l'esperienza operativa di Saransk CHPP-2, quando le caldaie vengono alimentate con distillato distillato, la pulizia operativa delle caldaie non è praticamente necessaria. Di conseguenza, le acque reflue di questo tipo saranno praticamente assenti o la loro quantità sarà insignificante. L'acqua proveniente dalla conservazione delle apparecchiature viene smaltita in modo simile oppure vengono utilizzati metodi di conservazione che non sono accompagnati dalla generazione di acque reflue. Dopo la neutralizzazione, parte di queste acque reflue può essere fornita uniformemente all'impianto di trattamento delle acque per il trattamento insieme alle acque di spurgo del 12 SOO (sistema di raffreddamento a ricircolo).
L'acqua di sorgente viene fornita direttamente o dopo opportuno trattamento presso l'impianto di depurazione alla SOO. La necessità di trattamento e il suo tipo dipendono dalle condizioni operative specifiche della centrale termica, compresa la composizione dell'acqua di fonte, il grado richiesto della sua evaporazione nel liquido di raffreddamento, il tipo di torre di raffreddamento, ecc. Per ridurre l'acqua perdite nel raffreddatore, le torri di raffreddamento possono essere dotate di separatori di gocce oppure possono essere utilizzate torri di raffreddamento semisecche o a secco. L'attrezzatura ausiliaria 13, il cui raffreddamento può contaminare l'acqua circolante con prodotti petroliferi e oli, è separata in un sistema indipendente. L'acqua di questo sistema è sottoposta a purificazione locale da prodotti petroliferi e olio nel nodo 14 e viene raffreddata negli scambiatori di calore 15 dall'acqua 16 proveniente dal circuito di raffreddamento principale COO dei condensatori a turbina. Parte di questa acqua 17 viene utilizzata per reintegrare le perdite nel circuito di raffreddamento delle apparecchiature ausiliarie 13. Olio e prodotti petroliferi 18 separati nell'unità 14 vengono immessi nelle caldaie per la combustione.
Parte dell'acqua 12, riscaldata negli scambiatori di calore 15, viene inviata alla VPU, mentre la sua eccedenza 19 viene inviata a raffreddare nella torre di raffreddamento.
L'acqua soffiata 12 SOO viene elaborata in un impianto di trattamento dell'acqua utilizzando una tecnologia che utilizza reagenti. Una parte dell'acqua addolcita 20 viene fornita per costituire la rete di riscaldamento chiusa prima degli scaldacqua di riscaldamento 21 dell'acqua di rete. Se necessario, parte dell'acqua addolcita può essere restituita al SOO. La quantità richiesta di acqua addolcita 22 viene inviata alla MIU. Qui vengono forniti anche gli scarti di 23 caldaie e la condensa 24 dell'impianto di olio combustibile direttamente o dopo la pulizia nell'unità 25. I prodotti petroliferi 18 separati dalla condensa vengono bruciati nelle caldaie.
Il vapore 26 del primo stadio della MIU viene fornito alla produzione e all'impianto di olio combustibile, e il distillato risultante 27 viene fornito per alimentare le caldaie. Qui viene fornita anche la condensa della produzione e la condensa dei riscaldatori di rete 21 dopo il trattamento in un'unità di trattamento della condensa (CP). Nell'impianto di trattamento delle acque vengono utilizzate le acque reflue di 28 KO e l'impianto di dissalazione dei blocchi BOU. Qui viene fornita anche acqua di soffiaggio 29 MIU per preparare la soluzione di rigenerazione secondo la tecnologia precedentemente descritta.
Le acque meteoriche provenienti dal territorio della centrale termoelettrica vengono raccolte nel serbatoio di stoccaggio delle acque piovane 30 e, dopo il trattamento locale al nodo 31, vengono fornite anche al SOO o all'impianto di trattamento delle acque. Il petrolio e i prodotti petroliferi 18 separati dall'acqua vengono bruciati nelle caldaie. Le acque sotterranee possono anche essere fornite al SWS senza o dopo un adeguato trattamento.
Quando si lavora con la tecnologia descritta, si formeranno fanghi di calce e gesso in quantità significative.
Esistono due direzioni promettenti per la creazione di centrali termoelettriche drainless:
Sviluppo e implementazione di tecnologie innovative avanzate dal punto di vista economico e ambientale per la preparazione dell'acqua aggiuntiva per i generatori di vapore e dell'acqua di reintegro per le reti di riscaldamento;
Sviluppo e implementazione di nanotecnologie innovative per il trattamento e lo smaltimento più completo delle acque reflue generate con la produzione e il riutilizzo dei reagenti chimici iniziali nel ciclo della stazione.
Figura 13. Schema degli impianti termoelettrici ad elevate prestazioni ambientali
All'estero (soprattutto negli Stati Uniti), poiché la licenza per l'esercizio di una centrale elettrica viene spesso rilasciata a condizione che il drenaggio completo, gli schemi di trattamento dell'acqua e di trattamento delle acque reflue siano interconnessi e rappresentino una combinazione di metodi a membrana, scambio ionico e dissalazione termica. Ad esempio, la tecnologia di trattamento dell'acqua presso la centrale elettrica di North Lake (Texas, USA) comprende due sistemi operativi paralleli: coagulazione con solfato ferroso, filtrazione multistrato, quindi osmosi inversa, doppio scambio ionico, scambio ionico a strato misto o elettrodialisi, doppio scambio ionico , scambio ionico in uno strato misto.
Il trattamento dell'acqua presso la centrale nucleare di Braidwood (Illinois, USA) prevede la coagulazione in presenza di un agente clorurante, latte di calce e flocculante, filtrazione su filtri a sabbia o carbone attivo, ultrafiltrazione, elettrodialisi, osmosi inversa, strato di scambio cationico, strato di scambio anionico, strato misto.
Un'analisi delle tecnologie implementate per il trattamento delle acque reflue altamente mineralizzate nelle centrali elettriche domestiche consente di affermare che il riciclaggio completo è fattibile solo attraverso l'evaporazione in vari tipi di impianti di evaporazione. Allo stesso tempo, come prodotti idonei per l'ulteriore vendita, si ottengono fanghi di chiarifica (principalmente carbonato di calcio), fanghi a base di gesso (principalmente solfato di calcio diidrato), cloruro di sodio, solfato di sodio.
Nel CHPP-3 di Kazan è stato creato un ciclo chiuso di consumo di acqua attraverso il complesso trattamento di acque reflue altamente mineralizzate dal complesso di dissalazione termica per produrre una soluzione di rigenerazione e gesso sotto forma di un prodotto commerciale. Operando secondo questo schema si genera una quantità in eccesso di acqua di spurgo dell'unità evaporante in un volume di circa 1 m³/h. Lo spurgo è una soluzione concentrata che contiene principalmente cationi sodio e ioni solfato.
Figura 14. Tecnologia per il trattamento delle acque reflue dal complesso di dissalazione termica di Kazan CHPP-3.
1, 4 – chiarificanti; 2, 5 – vasche per acqua chiarificata; 3, 6 – filtri meccanici; 7 – filtri a scambio cationico di sodio; 8 – cisterna, acqua depurata chimicamente; 9 – acqua depurata chimicamente per la realizzazione della rete di riscaldamento; 10 – serbatoio del concentrato dell'unità di evaporazione; 11 – serbatoio del reattore; 12, 13 – cisterne per usi vari; 14 – serbatoio di soluzione chiarificata per la rigenerazione (previa acidificazione e filtrazione) dei filtri a scambio cationico di sodio; 15 – cristallizzatore; 16 – cristallizzante-neutralizzante; 17 – addolcitore termochimico; 19 – bunker; 20 – fossa; 21 – spurgo evaporatore in eccesso; 22 – filtro con caricamento a carboni attivi; 23 – unità elettrica a membrana (EMU).
È stata sviluppata una nanotecnologia innovativa per il trattamento dell'acqua di spurgo in eccesso di un complesso di dissalazione termica basato su un'installazione elettrica a membrana per produrre acqua alcalina e addolcita. L'essenza del metodo dell'elettromembrana è il trasferimento diretto di ioni dissociati (sali disciolti in acqua) sotto l'influenza di un campo elettrico attraverso membrane a scambio ionico selettivamente permeabili.
Il funzionamento delle centrali termoelettriche comporta l’utilizzo di grandi quantità di acqua. La parte principale dell'acqua (oltre il 90%) viene consumata nei sistemi di raffreddamento di vari dispositivi: condensatori a turbina, raffreddatori di olio e aria, meccanismi di movimento, ecc.
Le acque reflue sono qualsiasi flusso d'acqua rimosso dal ciclo di una centrale elettrica.
I rifiuti o le acque reflue, oltre all'acqua dei sistemi di raffreddamento, comprendono: acque reflue dai sistemi di raccolta delle ceneri (HSU), soluzioni esaurite dopo il lavaggio chimico delle apparecchiature di energia termica o la loro conservazione: acqua di rigenerazione e fanghi provenienti da impianti di depurazione dell'acqua (trattamento delle acque). : acque reflue, soluzioni e sospensioni contaminate da olio, derivanti dal lavaggio di superfici esterne di riscaldamento, principalmente riscaldatori d'aria ed economizzatori d'acqua di caldaie che bruciano olio combustibile allo zolfo.
Le composizioni delle acque reflue elencate sono diverse e sono determinate dal tipo di centrale termoelettrica e dalle apparecchiature principali, dalla sua potenza, dal tipo di combustibile, dalla composizione dell'acqua di fonte, dal metodo di trattamento dell'acqua nella produzione principale e, naturalmente, dal livello di funzionamento.
L'acqua dopo il raffreddamento dei condensatori delle turbine e dei raffreddatori d'aria trasporta solitamente solo il cosiddetto inquinamento termico, poiché la sua temperatura è di 8...10 °C superiore alla temperatura dell'acqua nella fonte d'acqua. In alcuni casi, le acque di raffreddamento possono introdurre sostanze estranee nei corpi idrici naturali. Ciò è dovuto al fatto che il sistema di raffreddamento comprende anche radiatori dell'olio, la cui violazione della densità può portare alla penetrazione di prodotti petroliferi (oli) nell'acqua di raffreddamento. Nelle centrali termoelettriche a olio combustibile vengono generate acque reflue contenenti olio combustibile.
Gli oli possono anche entrare nelle acque reflue dell'edificio principale, dei garage, dei quadri aperti e degli impianti petroliferi.
La quantità di acqua nei sistemi di raffreddamento è determinata principalmente dalla quantità di vapore di scarico che entra nei condensatori della turbina. Di conseguenza, la maggior parte di quest'acqua si trova nelle centrali termoelettriche a condensazione (CHP) e nelle centrali nucleari, dove la quantità di acqua (t/h) che raffredda i condensatori delle turbine può essere trovata con la formula Q=KW Dove W- potenza della stazione, MW; A-coefficiente per le centrali termoelettriche A= 100...150: per le centrali nucleari 150...200.
Nelle centrali elettriche che utilizzano combustibili solidi, la rimozione di quantità significative di ceneri e scorie viene solitamente effettuata idraulicamente, il che richiede grandi quantità di acqua. In una centrale termoelettrica con una capacità di 4000 MW, funzionante con carbone Ekibastuz, vengono bruciate fino a 4000 t/h di questo combustibile, che produce circa 1600...1700 t/h di ceneri. Per evacuare questa quantità dalla stazione sono necessari almeno 8000 m 3 /h di acqua. Pertanto, la direzione principale in questo settore è la realizzazione di sistemi di recupero del gas circolante, quando l'acqua chiarificata, liberata da ceneri e scorie, viene rimandata alla centrale termoelettrica nel sistema di recupero del gas.
Le acque reflue degli impianti di trattamento del gas sono significativamente contaminate da sostanze sospese, hanno una maggiore mineralizzazione e, nella maggior parte dei casi, una maggiore alcalinità. Inoltre, possono contenere composti di fluoro, arsenico, mercurio e vanadio.
Gli effluenti dopo il lavaggio chimico o la conservazione delle apparecchiature di energia termica hanno una composizione molto diversificata a causa dell'abbondanza di soluzioni di lavaggio. Per il lavaggio vengono utilizzati acidi minerali cloridrico, solforico, fluoridrico, solfammico, nonché acidi organici: citrico, ortoftalico, adipico, ossalico, formico, acetico, ecc. Insieme a loro, Trilon B, vari inibitori della corrosione, tensioattivi, tiourea, idrazina, nitriti, ammoniaca.
A seguito di reazioni chimiche nel processo di lavaggio o conservazione delle attrezzature, possono essere rilasciati vari acidi organici e inorganici, alcali, nitrati, sali di ammonio, ferro, rame, Trilon B, inibitori, idrazina, fluoro, metenamina, captax, ecc. Una tale varietà di sostanze chimiche richiede una soluzione individuale per la neutralizzazione e lo smaltimento dei rifiuti tossici derivanti dai lavaggi chimici.
L'acqua proveniente dal lavaggio delle superfici riscaldanti esterne si forma solo nelle centrali termoelettriche che utilizzano olio combustibile allo zolfo come combustibile principale. Va tenuto presente che la neutralizzazione di queste soluzioni di lavaggio è accompagnata dalla produzione di fanghi contenenti sostanze preziose: composti di vanadio e nichel.
Durante il funzionamento del trattamento dell'acqua demineralizzata nelle centrali termoelettriche e nucleari, le acque reflue derivano dallo stoccaggio dei reagenti, dal lavaggio dei filtri meccanici, dalla rimozione dell'acqua dei fanghi dai chiarificatori e dalla rigenerazione dei filtri a scambio ionico. Queste acque trasportano quantità significative di sali di calcio, magnesio, sodio, alluminio e ferro. Ad esempio, in una centrale termoelettrica con una capacità di trattamento chimico dell'acqua di 2000 t/h, i sali vengono scaricati fino a 2,5 t/h.
Dal pretrattamento (filtri meccanici e chiarificatori) vengono scaricati i sedimenti non tossici: carbonato di calcio, idrossido di ferro e alluminio, acido silicico, sostanze organiche, particelle di argilla.
Infine, nelle centrali elettriche che utilizzano liquidi resistenti al fuoco come IVVIOL o OMTI nei sistemi di lubrificazione e controllo delle turbine a vapore, viene generata una piccola quantità di acque reflue contaminate da questa sostanza.
Il principale documento normativo che istituisce il sistema di protezione delle acque superficiali sono le “Norme per la protezione delle acque superficiali (norme standard)” (Mosca: Goskomprirody, 1991).
Acque reflue riscaldate provenienti da centrali termoelettriche e altre industrie
causare “inquinamento termico”, che minaccia piuttosto grave
conseguenze: c'è meno ossigeno nell'acqua riscaldata, il regime termico cambia bruscamente, il che influisce negativamente sulla flora e sulla fauna dei bacini idrici, mentre si creano condizioni favorevoli per il massiccio sviluppo di alghe blu-verdi nei bacini idrici - la cosiddetta "fioritura dell'acqua" .
Se utilizzata nei processi tecnologici, l'acqua viene contaminata da varie sostanze organiche e minerali, comprese quelle tossiche. Una delle fonti di inquinamento ambientale dovuto a sostanze nocive, e principalmente metalli pesanti, sono le acque reflue delle industrie galvaniche.
Calcolo delle caratteristiche degli scarichi di acque reflue dalle imprese nei corpi idrici
Il ciclo tecnologico di una delle imprese industriali richiede il consumo di notevoli quantità di acqua. La sorgente è solitamente un fiume situato vicino all'impresa. Dopo aver attraversato il ciclo tecnologico, l'acqua viene quasi completamente restituita al fiume sotto forma di acque reflue provenienti da un'impresa industriale. A seconda del profilo dell'impresa, le acque reflue possono contenere una varietà di componenti chimici dannosi in termini di caratteristiche sanitarie e tossicologiche. La loro concentrazione, di regola, è molte volte superiore alla concentrazione di questi componenti nel fiume. Ad una certa distanza dal punto di scarico delle acque reflue, acqua
i fiumi vengono presi per esigenze di utilizzo idrico locale di natura molto diversa
(ad esempio, domestico, agricolo). Il problema richiede un calcolo
la concentrazione del componente più dannoso dopo aver diluito le acque reflue dell'impresa con l'acqua del fiume nel luogo di utilizzo dell'acqua e monitorare il cambiamento di questa concentrazione lungo il fairway del fiume. E determinare anche il deflusso massimo consentito (MAF) per un dato componente nel deflusso. Caratteristiche del fiume: velocità del flusso - V, profondità media nella zona - H, distanza dal luogo di utilizzo dell'acqua - L, portata dell'acqua nel fiume - Q1; fase con la quale è necessario tracciare la variazione della concentrazione della componente tossica lungo il fairway fluviale - LS.
Caratteristiche del flusso: componente nociva, flusso d'acqua -Q2, concentrazione
componente nocivo - C, concentrazione di fondo - Sf, concentrazione massima consentita - MAC.
Opzioni per il calcolo delle caratteristiche degli scarichi di acque reflue dalle imprese nei corpi idrici:
ε=1; LÔ/Lpr=1
SOLUZIONE:
Molti fattori: lo stato del fiume, le sponde e le acque reflue influiscono sulla velocità
movimento delle masse d'acqua e determinare la distanza dal luogo di scarico dei rifiuti
acqua (SW) fino al punto di completa miscelazione.
A= γ-Ql+Q2
dove y è il coefficiente, il grado di completezza delle acque reflue nel serbatoio.
Le condizioni per lo scarico delle acque reflue in un serbatoio vengono solitamente valutate tenendo conto della loro influenza
il punto di utilizzo dell'acqua più vicino dove determinare il fattore di diluizione.
Il calcolo viene effettuato utilizzando le formule:
1-β
A= (Q1/ Q2)β
β = esp( -α * ),
Dove α -coefficiente che tiene conto dei fattori di mescolamento idrologico.
L è la distanza dal punto di presa dell'acqua.
α = ε·(Lф/ Lnp) · ,
Dove ε -coefficiente dipendente dal luogo di scarico nel fiume. ε =1, al momento del rilascio
vicino alla riva.
Lf/Lpr è il coefficiente di tortuosità del fiume, pari al rapporto tra la distanza lungo il fairway dell'intera lunghezza del canale dallo sbocco della fornitura idrica al luogo della presa d'acqua più vicina e la distanza tra questi due punti in una linea retta.
Partendo dal fatto che in questo problema si presuppone che i fiumi studiati siano piatti, troveremo il coefficiente D di diffusione turbolenta,
D= V*H = 10.9= 0,0045
dove V è la velocità media della corrente, m/s;
N - profondità media, m.
Conoscendo D troviamo:
γ=
Quindi il vero fattore di diluizione è:
K= 0,025*40+0,7 =2428
La concentrazione effettiva di un componente dannoso in un serbatoio nella posizione più vicina
l'assunzione di acqua è calcolata con la formula:
San= (CON -sf) = 0.5 - 0.001 = 0.2
K2.428
0,2 > 0,01, ciò significa che questo valore supera la concentrazione massima consentita
È anche necessario determinare la quantità di inquinanti che possono
essere reimpostati dall’impresa in modo da non superare gli standard. I calcoli vengono effettuati solo per sostanze conservatrici secondo l'indicatore sanitario e tossicologico di nocività. Il calcolo viene effettuato secondo la formula:
Dall'art.pred. = K·(MPC - C f) + MAC=2,428(0,01-0,001)+0,01=0,032 mg/l=0,000032,mg/m 3
dove C st.limit è la concentrazione massima (limite) che può essere
consentito nell'SV, o quel livello di purificazione dell'SV al quale, dopo averli mescolati con
acqua nel serbatoio al primo punto (di calcolo) di utilizzo dell'acqua, grado di inquinamento
non superi la concentrazione massima consentita.
La portata massima consentita MAP viene calcolata utilizzando la formula:
MDS = C st.pred ·Q2 = 0,000032 ·0,7 = 2,24·10-5 mg/s
Tracciamo la distribuzione della concentrazione di un componente dannoso
A seconda della distanza dal luogo di scarico di SW lungo il letto del fiume con un passo di LS=15 m, SW=f(L):
 |
Conclusioni: Dopo aver risolto questo problema, abbiamo ottenuto la concentrazione reale del componente nocivo nel serbatoio nel punto della presa d'acqua più vicina, St = 0,2, che si è rivelata superiore alla concentrazione massima consentita di sostanze nocive nel serbatoio, il che significa che il serbatoio è molto inquinato e richiede una pulizia immediata, e l'impresa che vi scarica le acque reflue deve essere controllata per quanto riguarda gli standard sanitari.
Elenco della letteratura utilizzata:
1) Podobedov N.s. Risorse naturali della Terra e tutela dell'ambiente.
M, Nedra, 1985.
2) Sladkopevtsev Con": Sistemi di gestione ambientale. M, MNEPU, 1998.
Z) Arustamov E. A. et al. Gestione ambientale: libro di testo. - 7a ed. rielaborato E aggiuntivo - M.: Società editrice e commerciale "Dashkov I Co", 2005.
4) Gurova T.F., Fondamenti di ecologia e gestione ambientale: libro di testo.
indennità / T. F. Gurova, L. V. Nazarenko. - M.: Casa editrice Onyx, 2005.
5) Zelenov V.A. Fondamenti di economia ambientale e tutela dell'ambiente
ambiente. Uh. manuale per le università. - Jaroslavl', 1987.
Le acque reflue provenienti da diverse fonti vengono trattate utilizzando metodi appropriati.
· Da sistemi di raffreddamento a potenza termica
attrezzatura
Vengono utilizzati sistemi di raffreddamento a ricircolo: con torri di raffreddamento,
con dispositivi di spruzzatura, con stagno di raffreddamento. Con l'introduzione dei sistemi di raffreddamento a circolazione, la qualità dell'acqua peggiora nel processo di evaporazione e trascinamento delle goccioline, peggiorando notevolmente le prestazioni tecniche ed economiche delle apparecchiature di energia termica.
Per combattere le incrostazioni biologiche e i depositi minerali nei tubi del condensatore, vengono utilizzati i seguenti metodi: meccanici (sfere di gomma che circolano nei tubi del condensatore); trattamento elettromagnetico dell'acqua; chimico (acidificazione, decarbonizzazione, trattamento con fosfati - OEDPA, cloro, ecc.).
Per mantenere un bilancio salino ottimale nel sistema viene utilizzato un metodo, dirigendo l'acqua di spurgo dalle torri di raffreddamento alla stazione di pompaggio dell'acqua per la preparazione dell'acqua di reintegro per la rete di riscaldamento (questa opzione è utilizzata in molte centrali termoelettriche).
I metodi di controllo biologico comprendono, in particolare, l'allevamento di pesci erbivori nei corpi idrici (in un sistema con stagni di raffreddamento). Se nessun altro tipo di acque reflue viene scaricato nei sistemi di raffreddamento, praticamente da un punto di vista chimico non minacciano i corpi idrici. Tuttavia va detto che i sistemi di raffreddamento comprendono solitamente anche radiatori dell'olio per turbine, il che spesso fa sì che l'olio fluisca nell'acqua di raffreddamento, che poi finisce nei corpi idrici. Recentemente sono stati utilizzati affidabili radiatori dell'olio a piastre che hanno eliminato questo problema.
· Dal trattamento dell'acqua e dal trattamento della condensa
Da un punto di vista economico, la direzione principale per ridurre la quantità di sali scaricati dagli impianti di trattamento delle acque è l'uso di moderne tecnologie di trattamento delle acque con costi ridotti dei reagenti.
Nel trattamento delle acque reflue degli impianti di depurazione occorre distinguere due gruppi di acque reflue: scarichi da impianti di pretrattamento e scarichi da impianti di dissalazione.
I metodi di pretrattamento sono organicamente integrati nei sistemi di trattamento delle acque esistenti e dovrebbero mantenere la loro importanza nel prossimo futuro. Un vantaggio importante del pretrattamento rispetto ad altri metodi, dal punto di vista della protezione dei corpi idrici, è che le impurità scaricate si trovano nell'acqua sotto forma di sedimenti. Ciò rende molto più semplice separarli dall'acqua.
Gli schemi più preferibili per il trattamento dell'acqua di spurgo con chiarificatori sono quelli in cui l'acqua di spurgo chiarificata può essere restituita all'unità di aspirazione dell'aria. Dal punto di vista della riduzione delle superfici occupate dall'unità di neutralizzazione e smaltimento fanghi, quello più interessante è lo schema con ritorno dell'acqua di insufflaggio all'unità di aspirazione dell'aria senza la sua neutralizzazione e con disidratazione dei fanghi tramite filtri pressa o tamburo -filtri per vuoto. In questo caso, la massima quantità possibile di acqua chiarificata da tutte le opzioni può essere restituita all'impianto di trattamento dell'acqua e, quindi, l'eventuale consumo di reagenti durante il pretrattamento e la quantità di impurità scaricate (in particolare, sotto forma di fanghi ) sarà minimo. In questo caso anche l'area necessaria per organizzare uno scarico dei fanghi è notevolmente ridotta. In Russia, un tempo, sono stati effettuati test pilota sulla combustione dei fanghi di chiarifica in apparecchi di combustione sommergibili e sull'ottenimento di calce da essi, che può essere nuovamente utilizzata nello schema VPU. Questo metodo non è stato ampiamente utilizzato per ragioni economiche. Attualmente, di norma, le acque di spurgo vengono sottoposte a decantazione, dopodiché le acque chiarificate vengono reimmesse nel ciclo, ed i fanghi concentrati con parte dell'acqua vengono inviati attraverso il sistema di trattamento gas alla discarica delle ceneri.
A parte una certa quantità di impurità grossolane che entrano nelle acque reflue dalla parte di dissalazione dell'unità di trattamento dell'acqua durante l'allentamento dei filtri, queste acque sono vere e proprie soluzioni di sali, il che complica notevolmente il compito del loro trattamento. Ciò vale anche per l'acqua di spurgo proveniente da evaporatori e convertitori di vapore.
Attualmente, a seconda delle condizioni locali, si consiglia di indirizzare tali acque reflue: 1) verso serbatoi nel rispetto dei requisiti sanitari, igienici e di pesca per la qualità dell'acqua nel serbatoio nella soluzione progettuale; 2) nel sistema idraulico di rimozione ceneri utilizzando sia ceneri che fanghi per le esigenze di trasporto idraulico; 3) in stagni di evaporazione in condizioni climatiche favorevoli; 4) per impianti di evaporazione; 5) nelle falde acquifere sotterranee che non sono adatte a scopi economici e sono isolate in modo affidabile dalle acque sotterranee utilizzate per l'approvvigionamento idrico. L'acqua di lavaggio proveniente dai filtri elettromagnetici viene scaricata in discariche di ceneri e fanghi.
Quando si scaricano le acque reflue da un impianto di trattamento dell'acqua, si dovrebbe tenere conto della sua portata fortemente variabile e delle fluttuazioni significative dei valori del pH. Pertanto si consiglia di raccogliere le acque reflue provenienti dall'impianto di trattamento delle acque in appositi serbatoi di stoccaggio. La capacità di tali serbatoi deve essere scelta tenendo conto dei cicli di rigenerazione dei filtri. Quando si scaricano le acque reflue dall'impianto di trattamento delle acque nel sistema di rimozione delle ceneri (GSU), queste acque non dovrebbero modificare la composizione dell'acqua circolante nel sistema, ad es. non portare a depositi.
Tuttavia, il processo più diffuso è la neutralizzazione con latte di calce, poiché in questo caso il contenuto di sale non aumenta così bruscamente come quando si utilizzano altri reagenti. Ciò è spiegato dal fatto che la neutralizzazione con calce è accompagnata dalla formazione di sedimenti che possono essere rimossi dall'acqua.
Il processo tecnologico di neutralizzazione consiste nel riempire i serbatoi di neutralizzazione con acque acide e alcaline, fornire una certa quantità di reagente neutralizzante e mescolare il liquido nel serbatoio fino a stabilire un valore di pH costante dell'acqua neutralizzata.
Per ridurre le emissioni, le acque di allentamento, rigenerazione e lavaggio vengono riutilizzate nell'impianto di trattamento delle acque. Tuttavia è possibile ridurre sensibilmente gli scarichi solo se si utilizzano moderne tecnologie di trattamento delle acque (schemi di ionizzazione in controcorrente e a doppio flusso controcorrente), che consentono di ridurre il consumo di reagenti (acidi e alcali) a 1,5 stechiometrie rispetto alla quantità di sali trattenuti. Queste tecnologie in varie modifiche sono state ampiamente utilizzate all'estero per molto tempo e vengono sempre più utilizzate in Russia. Un impianto di dissalazione che utilizza questa tecnologia è in funzione da molto tempo presso il CHPP-2 di Volzhskaya, mentre il consumo specifico di reagenti è di 1,7...1,8 g-eq./g-eq.
Le tecnologie a membrana per la desalinizzazione dell'acqua (elettrodialisi e osmosi inversa) differiscono significativamente dalla desalinizzazione chimica. In questo caso la dissalazione avviene praticamente senza l'utilizzo di reagenti, solo attraverso membrane a scambio ionico, ad es. La stessa quantità di sali che ne veniva prelevata con l'acqua viene restituita alla natura, ma solo in forma più concentrata (in meno acqua). Va tenuto presente che le tecnologie di purificazione dell'acqua a membrana sono economicamente fattibili, di norma, quando la qualità dell'acqua di fonte è bassa, 2...4 volte peggiore dell'acqua media. Presso il CHPP di Voronezh è in funzione un'unità di osmosi inversa (ROU) con una capacità di 50 m3/h. La depurazione preliminare dell'acqua prima dell'immissione all'impianto di trattamento viene effettuata mediante pretrattamento (coagulazione con calcinaio e rimozione delle sostanze sospese su filtri meccanici) e successivo addolcimento su filtri Na-cationici. Un'unità di elettrodialisi monostadio (UEO-100-4/25) con una capacità di 100 m3/h ha permesso, ad esempio, di ridurre il contenuto di sale nell'acqua del 75%. Lo schema schematico di un impianto di trattamento chimico basato su unità di elettrodialisi si basa sul principio: pretrattamento; post-trattamento mediante filtri fini; dissalazione in unità di elettrodialisi; post-trattamento mediante filtri a scambio ionico e FSD.
Il metodo per preparare acqua aggiuntiva per caldaie a vapore utilizzando evaporatori ha trovato ampia applicazione nel settore energetico (sia in Russia che all'estero). I più promettenti e ottimali dal punto di vista economico sono gli evaporatori flash (IEV). Prima di fornire acqua agli evaporatori è necessaria la stessa prepulizia prevista per l'UOO.
Il regime chimico-acqua-ossigeno attualmente utilizzato in quasi tutte le centrali elettriche russe con caldaie a flusso diretto consente di aumentare di 3...5 volte il ciclo di filtrazione dei filtri depuratori di condensa (CPF), riducendo così gli scarichi nell'ambiente da parte del la stessa quantità.
· da prodotti petroliferi
La sedimentazione è il metodo più comune per separare i prodotti petroliferi dalle acque reflue di varie imprese. Le ragioni principali di ciò sono la spontaneità, l'economicità del processo e l'apparentemente ovvia semplicità di calcolo e progettazione delle strutture di sedimentazione.
La flottazione delle particelle disperse dalle acque reflue si basa sulla loro capacità di attaccarsi ad una superficie idrofobica immersa nell'acqua. Come tale superficie viene solitamente utilizzata la superficie delle bolle di gas di cui è precedentemente saturo il liquido trattato. Le bolle che galleggiano o si formano nel volume del liquido catturano le particelle e le trasportano in superficie, da dove le particelle vengono rimosse sotto forma di concentrato.
L'acqua viene saturata con aria nelle unità di flottazione a pressione sciogliendola sotto pressione in serbatoi a pressione. Le acque reflue vengono prelevate dal serbatoio di stoccaggio tramite una pompa e immesse nel serbatoio a pressione. Sulla linea di ricircolo dell'acqua dal tubo di pressione della pompa al tubo di aspirazione è installato un eiettore d'aria, che fornisce aria in un volume pari al 3...5\% del flusso d'acqua attraverso la pompa. La miscela aria-vapore compressa nella pompa viene mantenuta in un serbatoio a pressione per 3...5 minuti, dopodiché viene immessa tramite valvole di strozzamento nel serbatoio di flottazione, dove le bolle, passando attraverso uno strato d'acqua, fanno galleggiare particelle di olio. .
L'efficienza media della purificazione dell'acqua secondo lo schema di flottazione a pressione in tali sedimentatori di flottazione ad una pressione nel serbatoio a pressione di 4,0...4,5 kgf/cm2 e utilizzando la coagulazione è di circa l'88%.
La filtrazione viene solitamente utilizzata nelle fasi finali del trattamento delle acque reflue e su questa base è spesso classificata come metodo di post-trattamento. Tuttavia, il metodo di filtrazione può essere utilizzato con successo come principale se la concentrazione di prodotti petroliferi nelle acque reflue fornite per il trattamento non supera 10...20 mg/dm3.
Il processo di filtraggio delle acque reflue contaminate da prodotti petroliferi si basa sull'adesione (adesione) di gocce emulsionate di prodotti petroliferi alla superficie dei grani del materiale filtrante. In generale, il processo di filtrazione è determinato da molti parametri tecnologici, principalmente dalle proprietà del mezzo poroso e filtrato, dalle condizioni del processo idrodinamico e dalla temperatura.
Durante la filtrazione, le particelle di olio vengono intrappolate in uno strato, riempiendo parte del volume dei pori e saturando questo volume. Un aumento della saturazione porta al fatto che il materiale filtrante non è in grado di trattenere l'olio intrappolato e questo scorre sotto forma di pellicola lungo le pareti del canale a strati nella direzione del flusso. Ad un certo punto, nella sezione trasversale dello strato, si stabilisce un equilibrio tra la quantità di olio rilasciata dal flusso sulla superficie dello strato e la quantità di olio che scorre da questo volume sotto forma di pellicola verso profondità strati. In questo caso la concentrazione raggiunge un valore critico, che può essere considerato la massima saturazione dello strato con olio nelle condizioni date dal processo di filtrazione. Nel tempo, il fronte di massima saturazione si sposta verso il limite inferiore dello strato e la concentrazione di olio nel filtrato aumenta. Serve come segnale per spegnere il filtro per la rigenerazione se non si spegne a causa di una differenza di pressione dell'acqua.
Gli schemi degli impianti di trattamento per le centrali termoelettriche presentano più o meno completamente i metodi sopra descritti per purificare l'acqua dai prodotti petroliferi. Le acque reflue contaminate da prodotti petroliferi vengono raccolte in una vasca di bilanciamento, solitamente progettata per una capacità delle strutture di due ore.
Nel serbatoio avviene la sedimentazione primaria dei prodotti petroliferi grossolani e delle impurità che affondano (sabbia, prodotti di corrosione, ecc.). La rimozione dei prodotti petroliferi galleggianti viene effettuata tramite un imbuto installato sul galleggiante e le impurità sedimentate vengono rimosse tramite un tubo nella parte inferiore del serbatoio. Dopo la decantazione iniziale, le acque reflue vengono inviate ad un sifone. L'acqua purificata nel separatore dell'olio viene scaricata in un serbatoio intermedio e pompata in un'unità di flottazione a pressione, dopo di che viene purificata in due fasi di filtrazione. Tipicamente, come primo stadio vengono utilizzati filtri caricati con antracite. Nella seconda fase, la purificazione viene effettuata utilizzando filtri a carbone attivo. I filtri contaminati vengono lavati con acqua calda e scaricati in una vasca di omogeneizzazione.
La capacità di assorbimento dei prodotti petroliferi, g/g, per varie marche di carbone attivo è in media: AG-5 – 0,15; AG-3 – 0,08; AP-3 – 0,06; BAU – 0,04; Berezovsky - 0,03. Come puoi vedere, il carbone di grado AG-5 ha la capacità maggiore, mentre la capacità degli altri è molto inferiore ed è approssimativamente dello stesso ordine. Considerando la carenza di carboni attivi e il loro costo elevato, si stanno cercando altri assorbenti. Attualmente, al posto del carbone attivo, viene offerto il bioassorbente C-verad, che non è inferiore ad esso in termini di capacità di assorbimento ed è molte volte più economico. Poiché C-verad immobilizza i batteri che trasformano i prodotti petroliferi in fanghi attivi, dopo un certo tempo non rimane più olio nell'adsorbente esaurito, quindi non ci sono problemi con il suo smaltimento.
Quando si utilizza la flottazione dei reagenti, gli impianti vengono integrati con un impianto di reagenti (coagulante), simile al trattamento chimico dell'acqua. Il coagulante viene fornito prima del sedimentatore di flottazione (nel settore energetico gli schemi che utilizzano un coagulante non sono stati ampiamente utilizzati a causa della mancanza di effetti significativi nel suo utilizzo). I prodotti petroliferi e i sedimenti rilasciati negli impianti vengono raccolti in appositi serbatoi, da dove vengono pompati per la neutralizzazione (incenerimento, interramento).
La tipologia di strutture ottimali, sia dal punto di vista economico che tenendo conto della conseguente qualità della depurazione, sono: fanghi, flottazione, filtri meccanici e filtri a carboni attivi, rigenerati dal vapore - tutti i dispositivi sono realizzati in metallo in un terreno- progettazione basata. Questo schema consente di ottenere una qualità di acqua depurata non superiore a 1 mg/dm3, con un contenuto di olio dell'acqua fornita per il trattamento fino a 100 mg/dm3.
· DAL lavaggio dell'RVP e delle superfici riscaldanti delle caldaie
Considerando la presenza di sostanze tossiche in questi reflui, è necessario assicurarne la neutralizzazione e la neutralizzazione prima dello scarico nel serbatoio. Le acque di lavaggio vengono inviate alle vasche di neutralizzazione ed ogni vasca di neutralizzazione deve contenere le acque di lavaggio di un RVP ed i reagenti per il loro trattamento. I serbatoi provvedono alla precipitazione dei fanghi contenenti vanadio che soddisfano i requisiti degli impianti metallurgici.
Nella prima fase viene effettuata la neutralizzazione con soda caustica ad un valore di pH di 4,5...5, per la precipitazione degli ossidi di vanadio e la successiva separazione dei fanghi contenenti vanadio - su filtropressa del tipo FPAKM. Nella seconda fase, l'acqua chiarificata della prima fase viene trattata con una soluzione di calce ad un valore di pH compreso tra 9,5 e 10 - per far precipitare gli ossidi di ferro, nichel, rame e solfato di calcio. I fanghi risultanti vengono inviati ad una discarica fanghi non filtrati e l'acqua chiarificata viene riutilizzata per il lavaggio.
La dimensione media approssimativa del flusso di acqua di lavaggio per una grande centrale elettrica distrettuale statale è di 10...15 t/h.
Acque reflue chimiche
Uno dei principali svantaggi di questi scarichi è la loro portata fortemente variabile, “a raffica” e il cambiamento delle concentrazioni e della composizione delle impurità durante il lavaggio. Ciò porta alla necessità di disporre di contenitori che, come minimo, devono essere progettati per l'intero volume di acqua scaricata, tenendo conto della sua triplice diluizione.
La presenza e la concentrazione di alcune impurità dipendono completamente dal metodo di lavaggio (C1-, formaldeide, idrazina, ecc.), mentre le concentrazioni di ferro e formatori di schiuma sono quasi le stesse per tutti i metodi. Per comodità di scelta del metodo di trattamento delle acque di lavaggio, queste possono essere divise in tre gruppi in base all'influenza delle impurità in esse contenute sul regime sanitario dei corpi idrici:
1) sostanze inorganiche, la cui concentrazione non supera i valori MPC nei corpi idrici; si tratta di solfati e cloruri di calcio, magnesio e sodio;
2) sostanze tossiche, il cui contenuto supera significativamente le concentrazioni massime consentite nei corpi idrici; questi sono sali di ferro, rame, zinco, composti contenenti fluoro, idrazina;
3) sostanze organiche, sali di ammonio, nitriti, solfuri, che possono essere soggette ad ossidazione batterica o diretta; Lo scarico di tali sostanze deve essere calcolato in base al BOD nel serbatoio.
In pratica, quando si neutralizza l'acqua di lavaggio, le sostanze del secondo gruppo dovrebbero essere sottoposte a rilascio e le sostanze del terzo gruppo dovrebbero essere ossidate a un BOD accettabile.
Fondamentalmente la modalità di depurazione delle acque di lavaggio e conservazione dipende dal tipo di combustibile utilizzato e dallo schema di rimozione delle ceneri adottato. Da questo punto di vista esistono due opzioni per trattare tali acque:
1) pulizia nelle centrali termoelettriche funzionanti con combustibili liquidi e gassosi, nonché nelle centrali termoelettriche funzionanti con combustibile solido con un sistema di protezione del gas a circuito aperto;
2) pulizia nelle centrali termoelettriche funzionanti a combustibile solido con un sistema di controllo del gas a circuito chiuso. Nelle centrali termoelettriche a gasolio gli scarichi delle acque di lavaggio contenenti impurità grossolane devono essere convogliati in un contenitore aperto per separarle, il cui volume viene scelto in funzione del tipo di caldaia e del volume dei circuiti lavati.
Nei TPP a gasolio e nei TPP con sistema GSU a circuito aperto, lo schema di trattamento delle acque di lavaggio prevede tre fasi:
1) raccolta di tutte le soluzioni esauste e di parte delle acque di lavaggio più contaminate (pH< 6) в емкости-усреднители;
2) separazione delle sostanze tossiche del secondo gruppo dalla soluzione
con smaltimento fanghi in vasche di neutralizzazione;
3) purificazione dell'acqua da sostanze del terzo gruppo.
Quando si neutralizzano le acque di risciacquo di scarico, i compiti principali sono la distruzione dei complessi metallici con i reagenti formati durante il risciacquo, il rilascio di questi metalli nei sedimenti e la distruzione dei composti organici. La precipitazione degli ioni di metalli pesanti (Fe, Cu, Zn) si ottiene aumentando il pH a 11,0 (soluzione di calce) quando per il lavaggio vengono utilizzate soluzioni di acido cloridrico, adipico, ftalico e dicarbossilico. Nel caso di utilizzo di una soluzione di citrato a pH = 10, si osserva la completa distruzione dei complessi di citrato di ferro. I complessi di rame e zinco con trilon non vengono distrutti nell'intero intervallo di pH.
Nelle centrali termoelettriche con sistema chiuso di trattamento del gas, è possibile scaricare le soluzioni di lavaggio esaurite direttamente nella discarica delle ceneri se il pH dell'acqua chiarificata della discarica delle ceneri è superiore a 8,0. In caso contrario è necessaria la neutralizzazione preliminare delle soluzioni di lavaggio. In ogni caso, per prevenire la corrosione delle pompe di raccolta, il valore del pH nel sistema di trattamento dei gas derivanti dallo scarico non deve essere inferiore a 7,0. I dati sperimentali confermano l'elevata capacità di adsorbimento delle ceneri verso le impurità del secondo e terzo gruppo.
Idrazina, nitrito di sodio e ammoniaca sono presenti in grandi quantità nelle acque reflue dopo lo stoccaggio delle apparecchiature. Un modo conveniente per decomporre l'idrazina è trattare la soluzione con candeggina o cloro liquido.
Per eseguire il processo di pulizia delle soluzioni conservanti scaricate, viene utilizzato il seguente schema. La soluzione esausta viene raccolta in un serbatoio, la cui capacità deve essere sufficiente a riceverne l'intera quantità in una sola volta. Come tali contenitori vengono utilizzati i serbatoi per la preparazione delle soluzioni conservanti. Se il processo di pulizia è organizzato in un serbatoio di neutralizzazione con un volume di circa 20 m3, ad esso vengono inviati anche reagenti e vapore. Per accelerare il processo di pulizia e spurgo della soluzione con aria con un coefficiente di espulsione di almeno 10, la circolazione è organizzata utilizzando una pompa con una capacità di 80...150 m3/h e una pressione fino a 20 kgf/cm
con installazione di un eiettore acqua-aria.
Per decomporre il nitrito si introduce acido solforico in quantità maggiore del 10...15% rispetto a quella stechiometrica. È stato stabilito che il nitrito si decompone più intensamente se l'acido viene fornito in due dosi: il primo 50% della quantità calcolata e dopo 1 ora il resto. Lo spurgo dell'aria aiuta ad accelerare la decomposizione di nitriti e idrazina e rimuove l'ammoniaca. L'aumento della temperatura consente di ridurre il processo di decomposizione delle impurità e il consumo di aria per lo spurgo dei componenti gassosi.
Lo svantaggio della neutralizzazione acida è la formazione di ossidi di azoto dannosi, il cui smaltimento non viene effettuato con questo schema. Uno svantaggio comune dei processi di purificazione sopra descritti per il lavaggio e la conservazione delle soluzioni è l'elevato consumo di reagenti, che aumenta significativamente il contenuto di sale dei flussi di acqua scaricati.
Negli ultimi 15...20 anni, un metodo ecologico di pulizia preliminare e operativa senza l'uso di reagenti, il cosiddetto metodo di pulizia con acqua calda-vapore-ossigeno e passivazione delle apparecchiature di energia termica, è stato ampiamente diffuso usato. Il metodo consiste nel trattare le superfici con acqua calda ad elevata purezza (con conduttività elettrica non superiore a 1 µS/cm) e vapore ad una determinata temperatura e velocità ed elevate concentrazioni di ossigeno (fino a 2...3 g/dm3). Grazie a questo trattamento è possibile rimuovere i depositi (fino a 300 g/m2) e creare sul metallo un film protettivo durevole, che presenta la stessa resistenza agli agenti corrosivi dell'acciaio inox.
· Sistemi idraulici di rimozione cenere
VTI ha proposto un metodo industriale pilota per purificare l'acqua GZU da fluoro, vanadio, arsenico e fenoli, che consiste in due fasi. Nella prima fase, l'acqua viene trattata con calce e anidride carbonica dai gas di scarico, che porta alla precipitazione del carbonato di calcio a causa del superamento dei limiti di solubilità. Allo stesso tempo, il contenuto di fluoro viene parzialmente ridotto. La seconda fase consiste nel trattare il liquido risultante con solfato di alluminio alla dose di circa 70 mg/dm3 di prodotto anidro. Questo trattamento in due fasi permette di ridurre il contenuto di fluoro da 60 a 1,5 mg/dm3 e di liberarlo completamente da vanadio, arsenico e fenoli.
Con l'avvento dei sistemi chiusi di stoccaggio del gas, il mantenimento di un bilancio salino ottimale del sistema è diventato estremamente necessario e viene effettuato in vari modi in base alle condizioni reali e a considerazioni economiche. Ove possibile, il sistema viene spurgato nei corpi idrici nel rispetto delle condizioni necessarie, così come l'acqua di spurgo viene evaporata mediante appositi dispositivi. Per rimuovere i depositi sulle tubazioni e sulle apparecchiature degli impianti di trattamento del gas, l'acqua viene trattata con i gas di scarico (pulizia del sistema dai depositi). Per prevenire i depositi vengono dosati i complessoni (IOMS) che in quantità estremamente ridotte prevengono i depositi salini.
Acqua nel percorso di alimentazione del carburante
L'acqua inquinata è principalmente sottoposta a decantazione e l'acqua chiarificata viene riutilizzata. Le impurità e i fanghi depositati vengono periodicamente rimossi portandoli in un cumulo di carbone.
Pulizia e riutilizzo
deflusso superficiale delle centrali termoelettriche
Quando si scelgono gli schemi di trattamento e si utilizza il deflusso superficiale, è necessario tenere conto del bilancio idrico della centrale elettrica, delle specificità del suo funzionamento (ovvero del grado richiesto di trattamento delle acque reflue) e della fattibilità economica di varie opzioni per il trattamento e l'utilizzo queste acque.
Il verificarsi del deflusso delle piogge rende necessaria la costruzione di una vasca di controllo. Lo schema comprende: un dissabbiatore, una camera di separazione, un dispositivo di drenaggio, una vasca di controllo e una vasca di decantazione. Se la tecnologia per l'utilizzo del deflusso superficiale non consente di limitare la profondità di purificazione ottenuta (sedimentazione), è necessario prevedere un'ulteriore filtrazione. Le acque reflue possono essere ulteriormente purificate utilizzando filtri caricati con semi-coke di carbone Kansk-Achinsk (KAU) o antracite.
A seconda delle condizioni operative delle centrali termoelettriche, si possono prendere in considerazione i seguenti schemi principali per l'utilizzo del deflusso superficiale: nel sistema di raffreddamento a ricircolo, per i sistemi di utilizzo dell'acqua delle stazioni di alimentazione (nel trattamento chimico dell'acqua o in un impianto di evaporazione), insieme a acque reflue contenenti olio nella stazione, per il lavaggio di ceneri e scorie nel sistema idraulico di rimozione delle ceneri.
Quando si utilizza il deflusso superficiale per alimentare il sistema di raffreddamento a ricircolo, nonostante la maggiore mineralizzazione del deflusso in determinati periodi, l'alcalinità del carbonato è relativamente bassa, quindi alimentarlo nel sistema di ricircolo non porterà a una notevole interruzione del regime chimico dell'acqua.
Il deflusso superficiale può essere fornito al trattamento chimico dell'acqua con pretrattamento dopo la sedimentazione; Negli impianti di trattamento dell'acqua senza pretrattamento è necessaria una filtrazione aggiuntiva. Se la centrale elettrica dispone di impianti per il trattamento delle acque reflue oleose, il deflusso superficiale può essere diretto ad essi. In presenza di disoleatori i deflussi vengono solo accumulati, in loro assenza vengono inviati agli impianti di trattamento dopo la decantazione. Quando l'acqua superficiale viene fornita al sistema idraulico di rimozione delle ceneri, è necessario solo l'accumulo del deflusso. La depurazione e l'utilizzo dei deflussi superficiali nel ciclo delle centrali elettriche consentono di ridurre l'inquinamento dei corpi idrici e il consumo di acqua delle centrali termoelettriche.
