- Водоохранные мероприятия
-
5.4.4 Водоохранные мероприятия
Водоохранные мероприятия должны обеспечивать снижение негативного воздействия на окружающую среду, рациональное водопользование и соблюдение установленных (допустимых) норм отведения в водный объект загрязняющих веществ при любых режимах работы ТЭС.
Безусловное преимущество с точки зрения защиты водной среды имеют ТЭС с парогазовыми циклами и газотурбинными установками, отличающиеся минимальным расходом воды на единицу мощности.
Комплекс водоохранных мероприятий подразумевает 3 уровня: первый - применение современных высокоэффективных видов оборудования и технологий (наилучших существующих (доступных) технологий), второй - применение систем, сооружений и установок для очистки, рециркуляции и утилизации сточных вод [24, 25]. К третьему уровню относятся мероприятия, применяемые в кратковременные периоды при неблагоприятных метеорологических условиях, нештатных режимах работы, а также при стихийных природных явлениях. Допускается ввиду кратковременности действия этих мероприятий предусматривать повышенные эксплуатационные затраты на их реализацию, незначительное ухудшение технико-экономических показателей основного оборудования. Мероприятия всех трех уровней должны обеспечить полное соблюдение всех природоохранных требований при любых условиях работы ТЭС.
К мероприятиям первого уровня относятся:
- модернизация осветлителей;
- внедрение малосточных технологий химводоочистки в схемах ВПУ (ионообменное обессоливание с применением различных видов противоточных фильтров вместо параллельноточных) и мембранные технологии (ультрафильтрация, обратный осмос, электродиализ);
- применение термического обессоливания в качестве альтернативы химическому обессоливанию;
- пароводокислородная очистка и пассивация технологического оборудования, консервация оборудования ТЭС осушенным воздухом для предотвращения стояночной коррозии и увеличения межпромывочного периода.
К мероприятиям второго уровня относится применение установок очистки и утилизации сточных вод, в том числе механические, физико-химические и биологические методы очистки сточных вод. Как элементы схемы обработки сточных вод находят применение испарители и выпарные установки, узлы разбавления сточных вод; реализуются проектные решения по извлечению никеля и ванадия из обмывочных вод регенеративных воздухоподогревателей.
Очистке и обезвреживанию подлежат сточные воды:
а) содержащие нефтепродукты;
б) обессоливающих установок и конденсатоочисток;
в) продувочных вод осветлителей;
г) обмывочные воды регенеративных воздухоподогревателей и конвективных поверхностей нагрева котлов;
д) поверхностные стоки с территории электростанции;
е) пожаротушения трансформаторов.
5.4.4.1 Механическая очистка сточных вод
Первым этапом очистки стоков является механическая очистка.
Для механической очистки сточных вод применяются различного рода решетки, сита и песколовки, где удаляются взвеси с размером фракций от 0,15 до 0,2 мм. Решетки устанавливают под углом к горизонту 60°. Площадь прозоров рабочей части решетки должна быть не менее удвоенной площади живого сечения подводящего канала при ручной очистке и не менее 1,2 живого сечения при механической очистке.
Для задержания волокнистых включений применяются сита барабанного или ленточного типа.
Для удаления из сточных вод песка и других взвешенных частиц используются горизонтальные и вертикальные песколовки. При расходах более 10 тыс. м3/сут используются горизонтальные песколовки с вращательным движением жидкости.
Для выделения из сточных вод оседающих или плавающих веществ с размером менее 0,1 мм применяют вертикальные, горизонтальные и радиальные (по направлению движения основного потока воды) отстойники. Вертикальные отстойники применяют на очистных сооружениях с расходом до 10 тыс. м3/сут, горизонтальные - при расходе от 10 до 15 тыс. м3/сут, радиальные - при расходах более 20 тыс. м3/сут. Иногда в качестве отстойников служат осветлители.
Для нефтесодержащих сточных вод в качестве первой ступени механической очистки применяются решетки, устанавливаемые на входе в песколовку. Максимальная скорость потока через прутья решетки - от 0,8 до 1,0 м/с, минимальная -не менее 0,4 м/с. Механизированная очистка решеток производится при подпоре воды в канале от 10 до 20 см.
Песколовки, оборудованные нефтесборными устройствами, устанавливают перед нефтеловушками. Расчетная скорость воды в песколовках от 0,15 до 0,30 м/с. Для аэрируемых песколовок, применяемых при расходах воды более 70 м3/сут, расчетная скорость воды от 0,08 до 0,12 м/с. Периодичность очистки песколовки - не реже 1 раза в сутки, полное опорожнение - 1 раз в неделю.
Нефтеловушки задерживают основную часть нефтепродуктов и твердых механических примесей. Расчетный объем нефтеловушки принимается равным 2-часовому расходу сточных вод. Средняя скорость движения сточных вод в нефтеловушке 5 мм/с. Для бесперебойной работы нефтеловушки должны иметь не менее двух параллельно работающих секций. Применение многополочных нефтеловушек для очистки воды от светлых нефтепродуктов снижает капитальные затраты, уменьшает занимаемую площадь, сокращает длительность отстаивания нефтепродуктов, повышает эффективность улавливания до 93 %. При равном эффекте осветления в 4 раза повышается гидравлическая нагрузка.
5.4.4.2 Физико-химические методы очистки сточных вод
Физико-химическая очистка нефтесодержащих сточных вод осуществляется на установках напорной флотации как с применением реагентов, так и безреагентных. Последовательное введение в воду воздуха и углекислого газа с различной растворимостью в воде в 2 - 3 раза ускоряет флотационный процесс.
Для солесодержащих стоков возможно применение электрофлотации.
Адсорбционная технология с применением в качестве адсорбента активированных углей применяется в качестве финишной очистки.
На ТЭС с теплофикационными и конденсационными турбоустановками имеет место попадание турбинного масла в линию основного конденсата через охладитель эжекторов. При пусках и остановах турбины содержание нефтепродуктов в конденсате эжекторов уплотнений может превышать 50 мг/дм3. Для локальной очистки конденсата уплотнений эжекторов от нефтепродуктов предлагается следующая схема. На первом этапе очистки применяется нефтеловушка отстойного типа, затем для доочистки конденсата устанавливается пневматическая многокамерная флотационная машина. В камерах происходит аэрация воды, пузырьки воздуха слипаются с загрязнениями, всплывают в виде пены и самотеком удаляются через выходной патрубок. Рабочее давление на входе в аэратор от 0,15 до 0,25 МПа, размеры пор аэраторов от 0,5 до 2,5 мм, расход воздуха не более 100 см3/мин.
5.4.4.3 Меры по сокращению нефтесодержащих стоков
Для сокращения объемов замасленных и замазученных вод рекомендуется применение:
- маслоплотного оборудования;
- густых смазок;
- защитных кожухов на масло- и мазутопроводах;
- обортовки и поддонов в местах установки маслонасосов и маслобаков;
- баков сбора масла из поддонов и от защитных кожухов и мазута от кожухов мазутопроводов;
- обортовки площадок ремонта оборудования, а также участков территории мазутного хозяйства, загрязняемых мазутом в процессе эксплуатации;
- подачи обводненного мазута для сжигания в котлах без отделения содержащейся в нем воды.
Система отведения нефтесодержащих сточных вод должна быть полностью изолирована. В эту систему следует направлять воды охлаждения подшипников и уплотнений сальников насосов и других вращающихся механизмов, дренажные воды полов главного корпуса и вспомогательных помещений, которые могут содержать нефтепродукты, сливы от сети аварийных маслостоков, дождевые и талые воды от открытых складов масла, мазута, дизельного топлива, конденсат с концентрацией мазута более 5 г/м3, отмывочные воды конденсатоочистки.
5.4.4.4 Химические методы очистки сточных вод
К химическим методам очистки чаще всего относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Сточные воды, содержащие кислоты или щелочи, нейтрализуют путем смешивания кислых и щелочных стоков, добавлением реагентов, подаваемых в различных агрегатных состояниях. Количество добавляемого реагента определяется доведением pH сточных вод до значений от 6,5 до 8,5. При неравномерном поступлении на нейтрализацию кислых и щелочных вод должны предусматриваться резервуары-усреднители, вместимость которых определяется в зависимости от колебаний концентраций и графика притока этих сточных вод. Резервуары-усреднители должны быть оборудованы автоматическими дозаторами или насосами, обеспечивающими равномерное поступление кислых или щелочных вод на нейтрализацию.
Для проведения процесса окисления используют окислители: хлор, гипохлориты натрия и кальция, кислород, озон. Кислород используется для очистки воды от железа. Двухвалентное железо окисляется в трехвалентное с выпадением в осадок и последующим удалением гидроксида железа:
4Fe2 + О2 + 2Н2О = 4Fe3+ + 4ОН-, Fe3+ + 3Н2О = Fe(OH)3 + 3Н+.
(5.1)
Окисление озоном применяется для очистки стоков от нефтепродуктов, мышьяка и других токсичных веществ.
Для очистки стоков от сероводорода, гидросульфидов, цианидов успешно используется активный хлор с последующим дехлорированием.
Нейтрализации подвергаются воды кислотных промывок котлов и обмывочные воды поверхностей нагрева. После нейтрализации и отстоя указанные токсичные воды должны собираться в накопители (отдельные для каждого вида стоков) и повторно использоваться для этих же целей. В связи с токсичностью стоков накопители должны быть нефильтруемыми.
5.4.4.5 Биологический способ очистки сточных вод
Биологический способ очистки реализуется в естественных условиях в полях орошения и фильтрации и биологических прудах. Процесс окисления органических веществ наиболее интенсивно происходит в почве на глубине от 0,1 до 0,4 м.
В искусственных условиях наиболее часто применяют аэротенки и биофильтры. После биологической очистки необходима доочистка, как правило, на активированных углях с предшествующим механическим фильтрованием на крупнопористых песчаных фильтрах.
5.4.4.6 Мероприятия по сокращению объема производственных вод
Общее потребление и сброс воды сокращаются при более полном использовании очищенных стоков в производственном цикле ТЭС (оборотных вод):
- частичном использовании продувочных вод цирксистемы;
- последовательном использовании регенерационных и отмывочных вод ионитовых фильтров вторых ступеней для регенерации и взрыхления фильтров первых ступеней ВПУ;
- сбора и повторного использования в осветлителях вод от взрыхления механических фильтров ВПУ;
- сбора и повторного использования вод слива пробоотборных точек;
- сбора продувочных вод осветлителей и повторного использования (после отстоя шлама) в цикле ВПУ;
- промдождевых и дренажных вод с территории ТЭС в цикле ТЭС после очистки в качестве добавочной воды в цирксистеме и на ХВО;
- нефтесодержащих стоков после очистки в цирксистеме или на ХВО;
- воды кислотных промывок котлов и обмывочные воды поверхностей нагрева после нейтрализации и отстоя должны собираться в накопители (отдельные для каждого вида стоков) и повторно использоваться для этих же целей.
Рекомендуются к реализации мероприятия, обеспечивающие обезвоживание и максимально возможное использование различных шламов, образующихся в производстве (известкового шлама ХВО, шлама, образующегося при очистке регенеративных воздухоподогревателей, шлама кислотных промывок котлов).
При невозможности использования перечисленные токсичные шламы должны направляться в нефильтруемые шламонакопители.
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
