Основные потребители воды и характеристика сточных вод

Для конденсации 1 кг пара в конденсаторе необходимо в среднем 60-100 кг воды. Кроме конденсации пара в конденсаторах часть воды используется для охлаждения масла и газа в масло- и газоохладителях турбины.

В настоящее время на большинстве ТЭС используются системы оборотного охлаждения (СОО) с водохранилищами-охладителями, брызгальными бассейнами или градирнями, хотя затраты на их сооружение и эксплуатацию достаточно высоки. Основным стимулом к широкому использованию СОО явилось введение платы за свежую воду и сброс сточных вод. Кроме того, при прямоточной системе охлаждения возникают трудности с соблюдением нормативных требований “Правил охраны поверхностных вод”, ограничивающих повышение температуры в водных объектах более чем на 5 ^оС зимой и на 3 ^оС – летом.

На ТЭС, сжигающих твердое топливо, образуются зола и шлак, которые обычно удаляются водой на золоотвалы. Более экологичные сухие системы не нашли пока широкого распространения. Используют прямоточные и оборотные системы гидрозолоудаления (ГЗУ). Расход воды в них составляет 15–40 м³/т золы и шлака. В прямоточных системах грубодиссперсные примеси отстаивают на золоотвалах, а осветленная вода сбрасывается в водоемы. Такие системы применяют, если в воде не растворяются токсичные примеси золы и шлака.

Более совершенны оборотные системы. При их работе часть золы и шлака растворяется в воде. Состав золы и шлака зависит от марки топлива. Кроме того, при мокром золоулавливании (очистке газов) растворяются оксиды серы, азота, углекислый газ. Возможно растворение и токсичных веществ: ванадия, мышьяка, фтора, ртути и др. Значение рН воды в оборотных системах гидрозолоудаления может быть от сильнокислотного до сильнощелочного. Возможно образование отложений в виде СаСО₃, Са(ОН)₂, СаSО₄ 2Н₂О и др. Для поддержания солевого баланса и предотвращения интенсивного образования отложений часть оборотной воды сбрасывают в водоемы и заменяют ее свежей.

Источниками нефтепродуктов в стоках ТЭС являются мазутное хозяйство, маслосистемы турбин и подшипников различных механизмов (насосов, дымососов, вентиляторов, мельниц и др.), электротехническое оборудование, гаражи, оборудование вспомогательных служб. Загрязненные нефтепродуктами воды ТЭС содержат мазут, смазочные и изоляционные масла, керосин, бензин и пр.

Значительное количество замасленных вод образуется при охлаждении маслосистем турбин и подшипников вращающихся механизмов в главном корпусе. Низкая культура эксплуатации приводит в ряде случаев к увеличению потерь масла в трансформаторах в 3-5 раз по сравнению с нормами.

В результате количество сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, оказывается значительным, что создает проблему их очистки и повторного использования. Сброс недостаточно очищенных от нефтепродуктов сточных вод представляет особую опасность для водоемов. Легкие нефтепродукты образуют пленки на поверхности воды, ухудшая условия аэрации водоемов. Тяжелые нефтепродукты оседают на дне, губительно действуют на флору и фауну. Воздействие нефтепродуктов на водоемы имеет длительный характер, так как они являются слабо окисляющимися веществами.

В процессе эксплуатации на конвективных поверхностях нагрева котлов и в регенеративных воздухоподогревателях (РВП) при контакте с дымовыми газами образуются отложения, что приводит к росту сопротивления газового тракта котла и повышению температуры уходящих газов. В результате периодически возникает необходимость в очистке этих поверхностей.

Для удаления образовавшихся отложений часто используют промывку водой, при этом отложения растворяются в ней и делают ее очень токсичной. Особенно остро эта проблема стоит для котлов, сжигающих жидкое и твердое топливо.

Образующиеся при обмывке сточные воды содержат до 0,5% серной кислоты и токсичные соединения ванадия, никеля, меди и др.

При обмывке хвостовых поверхностей котлов, сжигающих твердое топливо, сточные воды в зависимости от характеристики топлива содержат механические примеси, различные растворимые соли, фтор, мышьяк и другие загрязнители.

Для восполнения потерь парового цикла на современных ТЭС применяется обессоленная вода. Расходы этой воды и воды на собственные нужды обессоливающих установок и установки очистки конденсата составляют объем водопотребления парового технологического цикла. Кроме того, при подаче с ТЭС горячей воды имеют место потери сетевой воды. Для восполнения этих потерь также используют природную воду, обработка которой до соответствующего качества сопровождается образованием сточных вод.

На первом этапе воду осветляют, одновременно снижая путем коагуляции содержание в ней органических и кремнекислых соединений. Часто этот процесс совмещают с известкованием воды, что обеспечивает снижение ее жесткости и щелочности. Осветление воды обычно осуществляют в осветлителях со взвешенным слоем осадка.

При осветлении исходной воды образуются шламовые воды с концентрацией твердых частиц от 5 до 50 кг/м³. Сброс таких вод в водоисточники запрещен.

Технология обработки воды на втором этапе связана с последующим ее использованием. При подготовке воды для подпитки теплосети или котлов низкого давления известкованную и осветленную воду обычно подвергают Nа-катионитному умягчению, в процессе которого основная часть ионов Cа и Mg заменяется на ионы Nа, анионный состав воды остается без изменения. Остаточная жесткость умягченной воды зависит от ее исходного состава, количества ступеней обработки и условий регенерации катионита.

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.

Сточные воды, образующиеся при взрыхлении фильтров, собирают и равномерно подают в осветлители вместе с водами взрыхляющих промывок механических фильтров.

Сточные воды, образующиеся в процессе регенерации и отмывки катионитов и минерализованные сточные воды, после химического обессоливания разбавляют водой до предельно допустимых концентраций (ПДК) и сбрасывают в водоемы.