ТХ_ЭБ_merged. 310,4 гквтч (2025 г.)
 Скачать 3.11 Mb.
|
|
8. Сточные воды ВПУ. Характеристик и основные направления сокращения сточных вод данного типа При работе котлов и турбин имеют место основные потери пара и конденсата. Для восполнения потерь парового цикла на современных ТЭС используется обессоленная вода, подготовка которой осуществляется в несколько этапов. На первом этапе воду осветляют с одновременным снижением содержания в ней органических и кремнекислых соединений путем коагуляции с флокуляцией. Данный процесс часто совмещают с известкованием воды, что приводит к снижение ее жесткости и щелочности. Шламы, образующиеся в осветлителе при коагуляции или коагуляции и известковании, выводятся с непрерывной и периодической продувкой в специальные шламонакопители. В данных сооружениях шлам оседает, а вода возвращается в осветлители. Технология обработки воды на втором этапе зависит от последующего ее использования. По мере работы фильтров качество обработанной воды начинает ухудшаться и после достижения заданного уровня фильтры отключаются на регенерацию. Истощенный фильтр вначале взрыхляют, в результате чего образуются сточные воды, содержащие взвесь, отфильтрованную в процессе работы фильтра, а также продукты разрушения ионообменного материала. После проведения регенерации фильтр необходимо отмыть от продуктов регенерации. Это приводит к образованию дополнительного количества сточных вод повышенной минерализации. Сточные воды, образующиеся в процессе регенерации и отмывки фильтров, содержат до 10-40 г/л минеральных соединений, а их количество составляет от 3 до 10% от количества обработанной воды. Обычно такие сточные воды разбавляют маломинерализованной водой до ПДК и сбрасывают в водоисточники. При обработке воды на ТЭС образуются сточные воды двух основных типов: 1. сточные воды, содержащие взвешенные вещества и образующиеся на стадии предо- чистки воды при ее коагуляции и известковании; 2. сточные воды повышенной минерализации, образующиеся в процессе умягчения и обессоливания воды. 1.Для утилизации сточных вод предочистки на ТЭС сооружают шламоуплотнительные станции (ШУС), в которых шлам обезвоживается, а вода возвращается в технологический цикл. Обезвоженный шлам осветлителей, в первую очередь известковый, используется для производства извести, в строительстве, для раскисления почв и т.д 2. Предлагается многократное использование регенерационных сточных вод в цикле ВПУ и использование более совершенных технологий ионного обмена. Эффективным методом снижения расхода реагентов и соответствующего уменьшения сброса сточных вод и минеральных примесей является замена традиционного для отечественной практики многоступенчатого прямоточного химического обессоливания на противоточное. Основным препятствием на пути широкого использования этой технологии является сложность в эксплуатации верхней дренажной системы (Однако применение даже самых совершенных технологий ионного обмена не может исключить образование сточных вод повышенной минерализации. В этой связи разработано большое количество направлений по обработке и утилизации регенеративных сточных вод ВПУ , в том числе получение их в виде растворов, пригодных для применения в сельском хозяйстве (в виде удобрений), применение мембранных установок для концентрирования сточных вод и для их регенерации с получением исходных растворов кислоты и щелочи, сброс стоков в топки паровых котлов, впрыск стоков в дымоходы котлов перед электрофильтрами, вывоз продуктов упаривания стоков в моря и океаны) 9. Сточные воды МИС очистки газов от SO 2 . Характеристика и основные направления сокращения сточных вод данного типа В качестве исходной воды при мокро-известняковом скрубберном методе очистки дымовых газов обычно используют техническую воду. Часть ее при контакте с горячими дымовыми газами выпаривается. В результате выпаривания и растворения примесей из дымовых газов минерализация воды увеличивается и для поддержания необходимого водного режима часть ее продувается. В сточных водах установок десульфуризации такого типа наряду с оксидами и дитионатом серы (S 2 O 6 2- ), который является побочным продуктом окисления серы, имеются соединения хлористого (HCl ) и фтористого (HF) водорода, азотная (HNO 3 ) и кремниевая (H 2 SiO 3 ) кислоты, другие соединения. В первую очередь это кальций, концентрация которого достигает 1500-2000 мг/л. Содержание магния и других щелочных металлов превышает 100 мг/л. Концентрация ионов водорода (в мг-экв) составляет в среднем 50% от общей концентрации катионов, в результате чего сточные воды из абсорбера имеют очень низкое значение рН (около 1). Среди анионов преобладают хлориды и сульфаты. Нитраты, дитионаты, фториды и кремниевая кислота содержатся в количестве от 100 до 1000 мг/л. Органические соединения имеют преимущественно форму гумматов, что придает стокам желто-зеленую окраску. В среднем концентрация гумматов составляет 50 мг/л. Обработка сточных вод МИС На рис. 5.2 приведена схема установки по переработке сточных вод сероочистки энергоблока мощностью 740 МВт на электростанции Scholven (ФРГ). Сточные воды в количестве 36 м3/час нейтрализуются в двух резервуарах 1 и 2 при последовательном перетекании раствора из одного в другой. Емкость баков 1 и 2 составляет по 30 м 3 , продолжительность обработки в каждом из них - 50 мин. Обработка (нейтрализация) проводится известковым молоком. В результате первичной нейтрализации рН раствора достигает 5, последующей - от 7 до 9,5. Нейтрализованная вода поступает в сгуститель 3, где выпадающий шлам осаждается и складируется. Подаваемые в сгуститель полиэлектролиты улучшают осаждение шлама. Шлам из конической части сгустителя периодически отводится в шламосборник 4, а оттуда через камерный фильтр 5 в разгрузочное отделение. Влажность полученного шлама составляет 25-30%. В стекающих из сгустителя отработанных сточных водах корректируется рН, после чего они возвращаются в систему ДСУ или сбрасываются. Такая схема позволяет получать в качестве конечного продукта очистки от серы относительно чистый гипс, пригодный для дальнейшего использования при производстве строительных материалов. 10. Бессточное и малоотходное водоснабжение ТЭС. Опыт создания термической водоподготовки с утилизацией сточных вод на Саранской ТЭЦ-2. Конкретная схема очистки сточных вод такого типа зависит от состава примесей в воде, который определяется принятыми методами химических очисток и консервации. При обезвреживании сточных промывочных вод основными задачами является разрушение образовавшихся при промывках комплексов металлов с реагентами, выделение металлов в осадок и разрушение органических соединений. Существующие технологические схемы предусматривают сбор и нейтрализацию отработанных растворов в специальных баках-нейтрализаторах, объем которых рассчитывается на прием всех промывочных растворов в количестве не менее десятикратного объема промываемого контура. Для сбора стоков от операций водных промывок, являющихся частью технологии химочистки, предусматриваются специальные открытые резервуары в виде бассейнов с двумя секциями: одна для отстаивания сточных вод от механических примесей, а другая для сбора полученной в первой секции осветленной воды, которую можно использовать повторно в циклах ТЭС. Обезвреживание и нейтрализация промывочных растворов осуществляется в баках –нейтрализаторах с применением различных реагентов. Осаждение соединений железа осуществляется путем обработки известковым молоком до соответствующего значения рН: растворы, содержащие соляную и серную кислоту с фторидами – до рН =10,0; растворы после очистки фталевой кислотой – до рН=11,0; растворы после очистки композициями на основе комплексонов – до рН=11,5 после их аэрации в течение не менее двух суток. Для осаждения меди и цинка из отработанных растворов, содержащих комплексоны, применяют сульфид натрия, который добавляется после отделения осадка гидроксида железа. При наличии гидразина раствор обрабатывают хлорной известью с расходом технического продукта около 1 кг/м 3 . Полученный шлам подается на нефильтруемый шламоотвал. Осветленная вода подкисляется до рН=6,5-8,5. Основные направления решения проблемы использования обезвреженных вод: создание накопителей – отстойников на ТЭС любого типа; использование воды из отстойников в системе ГЗУ, работающей по замкнутому оборотному циклу – на угольных ТЭС; вода из отстойников подается на сжигание в топку котла через специально смонтированную форсунку или в хозбытовую канализацию (по согласованию с соответствующими органами), имеющей в своем составе сооружение полной биологической очистки, обеспечивающей доочистку этих вод от органических соединений − на ТЭС любого типа; применение безреагентных технологий парокислородной очистки и пассивации оборудования, его консервация осушенным воздухом и др. Значительное сокращение количества химических промывок, а, следовательно, и количества сточных вод этого типа, можно обеспечить за счет подпитки котлов добавочной водой соответствующего качества. Так, например, подпитка котлов ТГМЕ-464 на Саранской ТЭЦ-2 дистиллятом испарителя обеспечила их эксплуатацию в течение более 15 лет без водно-химических промывок. 11. Утилизация шламов, образующихся при коагуляции и при известковании и коагуляции воды. Основными компонентами такого шлама, образующегося при коагуляции, являются гидроокись алюминия, кремнекислые и органические соединения. В небольших количествах содержатся соединения кальция и магния, соли тяжелых металлов, нефтепродукты, биогенные и другие вещества. Традиционная схема кислотной регенерации включает уплотнение осадка, обработку его серной или соляной кислотой, разделение реакционной смеси на раствор регенерированного коагулянта и вторичный кислый осадок, нейтрализацию вторичного осадка известью и его обезвоживание. По такой технологии в зависимости от состава осадка, времени обработки, вида и количества кислоты в растворенное состояние переводится до 50-75% гидроксида алюминия при использовании серной кислоты. Основные этапы обработки и использования шламов, образующихся при коагуляции воды, приведены на рис. 6.6. Рис. 6.6. Обезвоживание и утилизация шламов, образующихся при коагуляции воды Состав шламов, образующихся при известковании и коагуляции природных вод, зависит от состава обрабатываемой воды и режима обработки, однако, во всех случаях основным компонентом является карбонат кальция (75÷85%). Кроме того, в шламе по 4÷8% содержатся гидроокиси магния и железа, а также кремнекислые и органические соединения. Шлам относится к категории мелкозернистых и аморфно-кристаллических, в основном состоит из частичек размером от 5 до 25 мм. По своему химическому составу этот шлам близок к природным известнякам, из которых путем обжига при температуре 900÷1300 °С получают негашеную известь 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 → 𝐶𝑎𝑂 + 𝐶𝑂 2 𝑀𝑔(𝑂𝐻) 2 → 𝑀𝑔𝑂 + 𝐻 2 𝑂 При известковании природных вод основная часть извести расходуется на осаждение бикарбоната кальция 𝐶𝑎(𝐻𝐶𝑂 3 ) 2 + 𝐶𝑎(𝑂𝐻) 2 → 2𝐶𝑎𝐶𝑂 3 + 2𝐻 2 𝑂 Рис. 6.8. Обезвоживание и утилизация шламов, образующихся при известковании и коагуляции воды Основные этапы обработки и утилизации шламов, образующихся при известковании и коагуляции воды, представлены на рис. 6.8. Приведенные данные показывают, что использование известкового шлама возможно только после обезвоживания либо сушки. 12. Утилизация гипсовых шламов. Гипс является сырьем, широко используемым в строительстве и производстве строительных изделий. Шламы такого типа образуются из сточных вод при регенерации водород-катионитных фильтров серной кислотой и натрий-катионитных фильтров раствором, содержащим сульфат натрия. Содержание в них двуводного сернокислого кальция зависит от технологии переработки регенерационных сточных вод. При осаждении из них только гипса это соединение является основным компонентом шлама и соответствует требованиям к гипсовому камню первого сорта. При использовании для обработки сточных вод извести в шламе будут содержаться помимо гипса гидроокись магния, карбонат кальция и другие примеси, поступившие с известковым молоком При содержании влаги сверх кристаллизационной не более 5 %, гипсовый шлам в виде гипсовой муки может быть использован в сельском хозяйстве для гипсования почв. Обработка солонцовых почв гипсом проводится для замены поглощенного натрия кальцием, что улучшает физические свойства почв и повышает их плодородие. На 1 га почв требуется от 0,5 до 5 т гипса. Гипсовая мука для удобрений должна содержать двуводного гипса не менее 85 % (класс А) или не менее 70 % (класс Б). Определенные требования предъявляются и к тонкости помола, которая может быть обеспечена измельчением шлама в шахтных или аэробильных мельницах. Наиболее универсальным является вариант переработки шлама в гипсовое вяжущее вещество. Известно, что для получения вяжущего вещества из гипса нужно удалить определенное количество кристаллизационной воды. Наибольшее распространение в отечественной практике получили технологии производства вяжущих, основной составной частью которых является полугидрат (полуводный сульфат кальция - CaSO4 х 0.5H2). Отмечен ряд преимуществ вяжущих, по сравнению с вяжущими из наиболее распространенного природного сырья: - светлая окраска, позволяющая получать чистые цвета изделий при объемном окрашивании; - хорошие формующие свойства, позволяющие получать изделия с тонким и глубоким рельефом; - возможность получать вяжущие с широкой гаммой по прочности и срокам схватывания при небольшой разнице между началом и концом схватывания, что имеет особую ценность для строительной площадки. |