Сброс любых сточных вод с теплоэлектростанций в окружающую среду или централизованные канализационные системы без предварительной подготовки запрещен. Стоки должны пройти несколько стадий очистки и обезвреживания, а для этого необходимо специальное оборудование. Оно помогает удалять из воды не только механические примеси, но и растворенные химические вещества. Система проектируется в соответствии с типом ТЭС и объемами стоков.
Предприятия подвергаются регулярным проверкам. Если в ходе лабораторного анализа будут выявлены нарушения, то это может привести к крупным штрафам, которые накладываются на должностных лиц и руководителей.
Виды сточных вод на теплоэлектростанциях
Сточные воды на тепловых электростанциях делятся на несколько видов:
- От прямоточных и оборотных систем гидрозолошлакоудаления (при использовании твердого топлива);
- Продувочная вода котлов, систем водоснабжения, а также водоподготовки, включая «рассолы» обратного осмоса;
- Естественные атмосферные стоки со зданий и прилегающих территорий, бытовые сточные воды;
- Конденсаты, загрязненные нефтепродуктами, кислотные и щелочные растворы.
Проще говоря, любая вода, которая сливается с объекта, должна проходить предварительную подготовку.
Зачем очищать сточные воды
В стоках содержится большое количество разных механических примесей и растворенных веществ. Это могут быть нефтепродукты или химикаты, опасные для окружающей среды. Их выбросы могут привести к загрязнению водоемов и грунтовых вод.
Негативное влияние предприятия на окружающую среду недопустимо. Опасные загрязнители могут попадать в водоемы, из которых осуществляется водозабор для питья и удовлетворения бытовых потребностей. Оборудование для очистки сточных вод помогает решить эту проблему.
Методы очистки стоков
Для удаления опасных загрязнений применяются следующие методы:
- Механическая предварительная очистка – помогает удалять крупные твердые фрагменты мусора, которые могут затруднять процесс на последующих этапах;
- Физико-химическая очистка – использование реагентов, гравитационных и других воздействий для сепарации, нейтрализации активных примесей;
- Финишная доочистка – тонкая фильтрация, адсорбция, удаление мельчайших и микроскопических примесей.
Рассмотрим подробнее специфику процессов и возможности оборудования на каждом этапе.
Механическая предварительная очистка
В стоки может попадать крупный мусор, включая ветки, листву и другие механические примеси. Они приводят к быстрому засорению водостоков, труб, фильтров, отстойников. Для их удаления используется простое, но эффективное оборудование, включая статичные и механизированные решетки, дробилки, сита, песколовки. Они помогают не только отделять, но и предварительно перерабатывать мусор, подготавливая его к дальнейшей утилизации.
Физико-химическая очистка
На этом этапе используются химические реагенты и физические свойства жидкостей, растворов. К ним относится отстаивание, сепарация в центрифугах и других видах оборудования. Примеси с отрицательной плавучестью оседают, а легкие – всплывают на поверхность. Химикаты коагулянты помогают формировать осадок или плавучую пленку для упрощенного отделения растворенных веществ.
Дополнительно применяется аэрация и другие виды воздействий высокой эффективности.
Финишная доочистка
Для нее могут использоваться тонкослойные отстойники, системы обратного осмоса, обеззараживающие УФ установки и другие виды оборудования. В результате финишной доочистки из стоков удаляются остатки реагентов, микроскопических примесей.
Обычно такая мера применяется на опасных производствах или там, где используется замкнутая система рециркуляции воды. В остальных случаях стоки уже считаются безопасными для окружающей среды, если по результатам лабораторного анализа ни один из показателей не выходит за допустимые пределы.
Технологическая схема процесса очистки сточных вод тепловой электростанции
Рассмотрим технологическую схему процесса очистки стоков на примере теплоэлектростанции, работающей на газовом топливе. В некоторых случаях для кислотных и щелочных стоков используется нейтрализация в гидродинамических кавитационных реакторах. Но в большинстве случаев после механической очистки стоки сразу поступают в приемные камеры усреднителей, где они смешиваются и далее проходят весь процесс очистки.
Кислотно-щелочная нейтрализация
Кислотные и щелочные стоки должны собираться отдельно. Для упрощения процессов разработаны гидродинамические кавитационные аппараты с монтажом непосредственно на участки трубопроводов. Оборудование автоматически усредняет концентрации растворов, щелочные и кислые воды направляются на взаимную нейтрализацию. При необходимости в смесь подаются дополнительные объемы щелочи и известкового молока. Главная задача на этом этапе – добиться pH нейтральности.
Предварительная механическая очистка
Она необходима для защиты трубопроводов и узлов системы от крупного мусора, который может попасть в стоки извне. В первую очередь это касается ливневых стоков, в которых могут присутствовать ветви деревьев, листья, любой другой мусор, попавший с поверхности. Механические решетки с дробилками и сита позволяют эффективно избавляться от них. Это способствует полноценному использованию ресурса фильтров и облегчению очистки на последующих этапах.
Усреднение стоков (смешивание в первичных приемниках)
Наиболее эффективным считается многоканальный способ усреднения с использованием барботеров. Зачем это нужно? У каждого типа сточных вод могут быть свои концентрации примесей, своя степень вязкости. Их раздельная подготовка перед утилизацией нецелесообразна. Нагрузка на систему очистки должна быть равномерной. Поэтому первоначально абсолютно все стоки попадают в специальные резервуары, где они смешиваются и частично гомогенизируются.
Дезинфекционные мероприятия
Для этого используют гипохлорит натрия (натриевая соль хлорноватистой кислоты), который в нужной концентрации поступает прямо в резервуар усреднителя. Это необходимо для первичной дезинфекции исходной воды. За счет этого удается заранее снижать уровень микробиологического загрязнения, что способствует формированию благоприятной общей санитарно-эпидемиологической обстановки на объекте. Отсюда стоки перекачиваются на следующий этап специальными насосами высокой производительности.
Умягчение реагентами
Для умягчения используются содово-натриевые смеси. Они помогают очищать воду от присутствующих в ней ионов кальция, магния. В противном случае труднорастворимые соли (карбонаты) приведут к ускоренному засорению обратноосмотических мембран. В реакторе есть несколько секций с мешалками, в которые подаются реагенты. Во второй и третьей камере происходит кристаллизация карбонатов и хлорида магния, которые в виде хлопьев выпадают в осадок. В некоторых случаях используется метод повторной рециркуляции для повышения качества очистки.
Аэрация, коагуляция и флокуляция
Коагулянты и флокулянты – это разновидности реагентов, которые помогают в формировании из микрочастиц более крупных образований. Для этого используются соли алюминия или железа. В результате реакции гидролиза образуются хлопья гидроксидов, которые адсорбируют микрочастицы. Флокулянты же – это полиакриламиды, которые дополнительно укрупняют хлопья гидроксида железа. На этапе отстаивания происходит расслоение. За счет этого частицы с отрицательной плавучестью тонут, оседая на рабочих поверхностях, а плавучая пена удаляется уловителями.
Тонкослойное отстаивание
Это заключительный этап грубой очистки, на котором происходит осветление воды. В больших стальных емкостях установлены сотоблоки, которые способствуют эффективному выпадению осадка. Он отводится насосами в шламовые емкости, затем обезвоживается и используется вторично либо утилизируется. Следующие этапы необходимы только для воды, которая используется вторично в системах замкнутого цикла или сливается с объектов с повышенным уровнем опасности.
Ультрафильтрация
Трубчатая ультрафильтрация осуществляется с применением специальных мембранных фильтров, предназначенных для очистки воды с мутностью 40 г/л. Рабочее давление должно быть на уровне 4 атмосфер. Фильтр представляет собой цилиндрическую емкость с размещенными внутри пористыми трубками с пропускной способностью пор не выше 0,02 микрон.
Сорбционная очистка
Еще один этап – фильтрация с использованием активированного угля. Сорбционный процесс позволяет избавляться от микроскопических органических соединений. Это один из способов обеззараживания очищенной воды.
Обратный осмос
Еще один этап мембранной очистки, на котором из стока удаляется 99.99% любых примесей. После такой обработки вода не просто может сливаться в окружающую среду без рисков, но и использоваться в бытовых целях. Обратноосмотическая мембрана удаляет все примеси крупнее молекулы воды. Она не пропускает бактерии, вирусы, механические примеси и растворенные в воде микроэлементы.
Вакуумное выпаривание и обезвоживание шламов
Оборудование для обезвоживания осадка сточных вод и шламов позволяет на начальном этапе получать осадочные соли с влажностью в пределах 40-60%. Эти соли уже могут утилизироваться в качестве твердых отходов. После обезвоживания шламы могут использоваться вторично в зависимости от их состава или поступать на утилизацию сразу после фильтр-пресса.
Где купить оборудование для очистки стоков
Оборудование для очистки сточных вод можно заказать в компании «ТЕХМЕТМАШ». Мы изготавливаем, вводим в эксплуатацию, выполняем ремонт и обслуживание оборудования для водоподготовки и водоочистки. Получить дополнительную информацию можно по указанным телефонным номерам.