Диссертация (1090191), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Так, при наличии внешних потребителей воды, не имеющих своего источника воды, и использовании добавочной воды, минуя оборотную систему водоснабжения (например, на частные цеховые нужды, такие как охлаждениемеханизмов вспомогательных цехов, которые отстоят далеко от основных станционных водоводов, снабжающих водой оборотную систему), водобалансоваясхема преобразуется в рисунок 6.12:264ВОЛЖСКАЯ ВОДА (ВВ)ПОТРЕБИТЕЛИТЭЦВВТЭЦ + ОСНОВА ЦВУНОС ВЛАГИ ИЗ ГРАДИРЕН(1,2 % ОТ РАСХОДА ЦВ ЗИМОЙ1,9 % ОТ РАСХОДА ЦВ ЛЕТОМ)ВСПОМОГАТ. ЦЕХПЛК(ВВ–ВЫПАР– ПРОИЗВ.ВОДА+ ВСПОМОГАТ. ЦЕХ)ПРОИЗВЕДЕННАЯ ВОДА(ХОЧ + ХОВ + ДИСТИЛЛЯТ)Рисунок 6.12 – Балансовая схема воды для ТЭЦ с внешними потребителями водыЭто был рассмотрен баланс волжской воды, но стоки в ПЛК формируются нетолько за счет волжской воды [433].
Поэтому общий станционный сброс воды вПЛК будет выглядеть следующим образом (рисунок 6.13):ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕСТОКИЛИВНЕВЫЕСТОКИОТРАБОТАННЫЕРЕАГЕНТЫПЛКРисунок 6.13 – Образование сточных водСледовательно, расходомеры, установленные на сбросе сточных вод из ПЛК,будут показывать количество сточных вод, увеличенное на количество использованных реагентов и ливневых стоков. Количество производственных стоков рассчитывается по разности объемов потребленной и произведенной воды с учетомвыпара градирен. Объем испаряемой воды определяется по справочным данным впроцентном отношении от расхода оборотной воды.
Количество ливнестоков находится расчетным путем для территории, охваченной ливневой канализацией. Натерритории, не охваченной ливневой канализацией, сброс ливнестоков будет неорганизованным, на рельеф местности, и поэтому при расчете стоков в ПЛК неучитывается. Количество использованных реагентов определяется по актам списания цехами материалов и сырья.265По небалансу расчетных сбросов из ПЛК и показаниям расходомеров можнобудет обнаружить сверхнормативные потери в пароводяном цикле станции и установить их локализацию.Таким образом, в предлагаемом нами подходе к построению и использованиюводобалансовой схемы ТЭЦ [451] учитываются только входящие извне и выходящие во внешнюю для данного структурного подразделения (предприятия в целом) среду потоки воды и не берутся в расчет любые круговороты воды внутриэтого подразделения.
Пользуясь нашей схемой, можно в любое время составитьводный баланс и расчет прихода и расхода воды. Применение данного подходасразу покажет эффективность использования предприятием или отдельным цехомводных ресурсов, возможные места потерь и перерасхода воды для скорейшего ихустранения.6.2.2.2 Балансовые схемы и шламВ разделе 6.2.2.1 была доказана возможность применения упрощенных балансовых схем для оценки водопотребления и водоотведения. Частным случаем водоотведения является загрязнение сточных вод и образование твердых осадков врезультате технологического процесса [455].На анализируемых предприятиях теплоэнергетики, где потребляемая вода –один из самых крупнотоннажных ресурсов, значительное количество образующихся отходов представляют собой отходы водоподготовки – недопал извести,шлам химводоочистки (ХВО), фильтрующие материалы и т.п.
На большинстветаких предприятий имеются находящиеся на балансе самого предприятия и согласованные с природоохранными органами места временного размещения данныхвидов отходов – шламоотвалы, золоотвалы и др.Шлам образуется на водоподготовительных установках (ВПУ) при обработкеводы, предназначенной для восполнения потерь пара, конденсата, сетевой водыТЭЦ и потребителей. Качество очищенной воды, подаваемой в пароводяной циклкотлов, должно обеспечить безаварийный (безнакипной, безкоррозионный) режим266их работы, от чего во многом зависит надежность и экономичность работы всейТЭЦ.Первой ступенью ХВО является предочистка, которая обычно состоит из известкования, коагуляции в осветлителях, отстоя в баках, осветления на механических фильтрах.
Такая технология традиционно применяется на татарстанскихобъектах энергетики – на Казанской ТЭЦ-1, Казанской ТЭЦ-3, НижнекамскойТЭЦ. На некоторых ТЭЦ, например, на Казанской ТЭЦ-2 технология водоподготовки включает процессы микрофильтрации и обратного осмоса [529]. При предочистке происходит очистка воды от механических, взвешенных, органических,коллоидных веществ, от солей бикарбонатной жесткости, железа и кремнекислоты (частично).При химической водоподготовке в процессе обработки воды в осветлитель дозируются известь и сернокислое железо (коагулянт).
В результате обработки образуется карбонатный шлам, состоящий в основном из взвешенных веществ, СаСО3, Mg(ОН)2 и гидроокиси железа Fе(ОН)3, а также органических веществ типагуматов и пр. Шлам с водой в виде продувки с осветлителей направляется в систему шламоудаления с шламоотстойником. Туда же могут направляться высокоминерализованные сточные воды от регенерации ионообменных фильтров, содержащие, в зависимости от принятой схемы дальнейшей водоочистки, хлоридыи сульфаты кальция, магния и натрия (до нескольких десятков г/дм3). Регенерационные стоки могут также содержать измельченный фильтрующий материал ипримеси, входящие в состав исходных регенерационных растворов (например,техническая поваренная соль включает до 7 % различных примесей [406]).Результатом химводоподготовки является очищенная вода, используемая далеев пароводяном цикле станции.
Но кроме этого целевого продукта – воды, образуются также сточные воды и шлам, являющиеся отходами (жидкими и твердыми)производства очищенной воды.Количество исходной (свежей) и сточной воды на предприятии сначала – настадии проектирования систем водоснабжения и водоотведения – нормируется, азатем, на стадии эксплуатации, в зависимости от наличия или отсутствия прибо-267ров учета либо определяется фактически по инструментальным замерам, либорасчетным путем с помощью установленных нормативов для конкретных технологических процессов.Качество обработанной и сточной воды также устанавливается при перспективном планировании в соответствии с нормативными документами.
Нормированию подлежат сбросы загрязняющих веществ системами водоподготовки, охлаждения, гидрозолоудаления, с поверхностным стоком. Концентрация загрязняющих веществ (ЗВ) зависит от содержания катионов (кальция, магния, железа и др.)и анионов (сульфатов, карбонатов, силикатов и др.) в исходной воде и дозы используемых реагентов – извести и коагулянта.
При этом общее количество осаждающихся веществ G на 1 м3 обработанной воды составляет (г/м3) [149]:оргвИ отхG = G CaCO3 + G M g ( OH ) 2 + G Fe ( OH ) 3 + G SiO 2 + G + G +;GCaCO3 = 50 2(Жкарисх−Жкар ост.)+СО2,исхгде Ж кар, Жкар.ост – карбонатная жесткость воды до и после предварительной об-работки, мг-экв/дм3;G Fe ( OH )3 = 53,5d k +GMg ( OH )2 = 29 ( Mg107 исхFe ;56остисх− Mg);GSiO2 = 0,65SiO2исх ;ОргGорг =0,75 исх;Gв =Висх, г/м3;Иотх – количество недопала извести, определяемое по формуле:И отх =И (100 − С0 ), г/м3,С0гдеИ = 28(Жисх+Mgисх – Mgост+Feисх+ dk+ CO2+0,2), г/м3.268Данные формулы используются при установлении норм водоотведения дляТЭЦ.Количество шлама и загрязняющих веществ в стоках определяется на предприятиях по факту их образования либо расчетным путем также в зависимостиот качества исходной воды и схемы ее подготовки.
Шлам при работе ВПУ рассматривается не просто как отход, оказывающий отрицательное влияние на окружающую среду, но как важный показатель ведения технологического режимаосветлителя – он влияет на процесс осветления воды: количество осадка Ки, образующегося в осветлителе при коагуляции, зависит от мутности исходной и осветленной воды, М и Мо, соответственно, дозы коагулянта Dк и количества в немнерастворимых примесей αнр [150]:Ки = Dк (26 + 1,11αнр ) + М − М0 , мг/л.Количество шлама Qш, образующегося при совместном известковании с коагуляцией обрабатываемой воды, мг/л, определяется по уравнению [406]Qщ = В + 50(ЖСа + Dи) + 0,56αи Dи + 53 Dк+29ЖMg,где В — количество взвешенных веществ в исходной воде, мг/л; ЖСа и ЖMg – соответственно кальциевая и магниевая жесткость, удаляемая при известковании иопределяемая экспериментально, мг-экв/л; αи — количество примесей в дозируемом известковом молоке, принимается равным 20—50 %; Dи – доза извести приизвестковании, определяемая по уравнениям в зависимости от состава исходнойводы, мг-экв/л; DK – доза коагулянта (сернокислого железа) при известковании,устанавливаемая экспериментально, мг-экв/л.Количество продувочной воды на 1 м3 обработанной воды (м3/м3):g=G ⋅100αшл ⋅106 ,где αшл – концентрация шлама (осадка) в шламосборнике, равная примерно 3 %(при известковании с коагуляцией).Приводимые формулы хороши при проектировании установок для водоподготовки, для соблюдения шламового режима осветлителя, но предприятию, такжекак и контролирующим органам, важно знать, сколько отходов производит пред-269приятие, во-первых, для расчета платежей за негативное воздействие на окружающую среду, во-вторых, для отвода земель под складирование отходов, втретьих, для определения скорости накопления отходов в местах размещения (захоронения) и, в-четвертых, для оценки количества уже ранее накопленных отходов.Для определения количества отходов воспользуемся упрощенным методом построения балансовых схем.Балансовая схема расхода ресурсов при производстве очищенной воды выглядит следующим образом:Исходная (сырая) вода+реагентычистая вода+сточные воды (стоки) + шлам.(6.149)В исходной воде содержатся различные примеси ЗВисх, которые при водоподготовке переходят в нерастворимый твердый осадок – шлам.
Кроме того, в шлампереходят и действующие вещества (соли) реагентов Действ.в-ва. Но часть примесей остается в сточных водах, загрязняя их. То есть можно сказать, что валовыйсброс загрязняющих веществ с ВПУ (ЗВВПУ) состоит из шлама и загрязняющихвеществ сточных вод ЗВст:ЗВВПУ = ЗВст + Шлам.(6.150)За год масса загрязняющих веществ ЗВ в различных видах производственныхвод составляет:ЗВисх = Vисх ˑ СЗВисх, т/год;(6.151)ЗВчист.в = Vчист.в ˑ СЗВчист.в, т/год;(6.152)ЗВст = Vст ˑ СЗВст, т/год;(6.153)Реагенты = Мреаг = Σ (Мдейств.в-ва + Балласт (% от Мреаг)), т/год,(6.154)где Vисх, Vчист.в, Vст – объемы исходной, чистой и сточной воды, соответственно(м3/год);СЗВисх, СЗВчист.в, СЗВст – концентрации загрязняющих веществ в исходной, чистой источной воде, соответственно (мг/дм3);Мреаг, Мдейств.в-ва, Балласт (% от Мреаг)), – масса, соответственно, реагентов, действующего вещества и балласта в каждом реагенте (содержание действующего вещества обычно приводится в паспортных данных о реагенте, например, 45 %-аящелочь или известь, содержащая 20 % СаО) (т/год).270Так как балластная часть реагентов (Балласт) представляет собой либо нерастворимую часть Балластн.р (недопал извести), сразу переходящую в отходы, либоводу Балластв (в 45 %-ом растворе каустической соды содержится 55 % воды),увеличивающую объем поступающей воды, то тогда балансовая схема веществпри образовании шлама представляет собой:ЗВисх + Мреаг.н.р + Мдейств.в-ва.в = ЗВчист.в + ЗВст + Шлам,(6.155)где Мреаг.н.р – масса сухих реагентов, содержащих в своем составе и действующеевещество, и нерастворимые примеси;Мдейств.в-ва.в – масса действующего вещества реагентов, представляющих собойводный раствор.Из уравнений (6.150) и (6.155) вытекают формулы (6.156) и (6.157):ЗВВПУ = ЗВисх + Мреаг.н.р + Мдейств.в-ва.в – ЗВчист.в,(6.156)Шлам (обезвож) = ЗВисх + Мреаг.н.р + Мдейств.в-ва.в – ЗВчист.в – ЗВст.(6.157)Если недопал извести или другие балластные фракции не поступают на шламоотвал, а складируются отдельно и затем вывозятся с территории предприятия,то формула (6.157) преобразуется в вид:Шлам (обезвож) = ЗВисх + Мдейств.в-ва.в – ЗВчист.в – ЗВст.(6.158)Как видно из выведенных уравнений (6.157) и (6.158), количество образующегося на станции шлама легко рассчитать, обладая минимумом исходной информации – концентрациями загрязняющих веществ в сырой, сточной и чистой воде,объемами этих вод и массой использованных реагентов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
