УДК 628.212.2
АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД В СИСТЕМАХ ВОДООТВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ
А. В. Имешкенов[1], В. Г. Судникович[2]
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет,
664074, 3.
Проведен сравнительный анализ существующих и проектируемых систем водоотведения поверхностных вод тепловых электростанций. Приведен качественный состав поверхностного стока ТЭС. Даны предложения по оптимизации систем водоотведения поверхностных вод с целью рационального водопользования путем внедрения малоотходной и безотходной технологии.
Табл. 1. Библиогр. 6 назв.
Ключевые слова: поверхностный сток; очистка поверхностных вод; оборотная система техводоснабжения.
ANALYSIS OF WASTE WATER PRODUCTION IN DRAINAGE SYSTEMS OF THERMAL POWER STATIONS
A. Imeshkenov, dnikovich
National Research Irkutsk State Technical University,
83 st. Lermontov, Irkutsk, 664074
Comparative analysis of existing and proposed drainage systems of surface water of thermal power plants is made. The qualitative composition of the runoff TPSis given. For the purpose ofrationalwater consumption we have suggested the ways to optimize the drainage systems of surface water through introduction of low-wasted and wasteless technology.
Table. 1. Bibliography: 6 titles.
Keywords: surface runoff, surface water purification, water recycling system.
В настоящее время на большинстве тепловых электростанций имеется значительное количество сточных вод, объём сброса в водоёмы которых достигает 10–14 % от количества воды, поступающей на ТЭС. К этим водам относятся: воды после охлаждения различных аппаратов – конденсаторов турбин, масло – и воздухоохладителей, движущихся механизмов; сточные воды водоподготовительных установок и конденсатоочисток; воды, загрязнённые нефтепродуктами; воды от обмывок наружных поверхностей парогенераторов и пиковых водогрейных котлов, работающих на мазуте; отработанные растворы после химической очистки теплосилового оборудования и его консервации; воды систем гидрозолоудаления на ТЭС, работающих на твёрдом топливе; бытовые и хозяйственные воды; воды от гидравлической уборки помещений тракта топливоподачи на ТЭС, работающих на твёрдом топливе; дождевые (ливневые) воды с территории ТЭС.
Расходы и составы всех перечисленных стоков весьма различны и определяются типом ТЭС, видом установленного на ней оборудования, её мощностью, видом используемого топлива, составом исходной воды, принятым способом водоподготовки и другими менее существенными условиями.
В предшествующие годы в энергетике проведена значительная работа по уменьшению количества сточных вод, содержания в них различных загрязнений и по созданию оборотных систем водопользования с целью постепенной реализации концепции создания полностью бессточной ТЭС. Тем не менее, анализ работы действующих на территории Иркутской области наиболее значимых теплоисточников, входящих в структуру (Н-ИТЭЦ, ТЭЦ-6, ТЭЦ-7, ТЭЦ-9, ТЭЦ-10 и др.), а также проектируемых теплоисточников, показал, что наиболее актуальным вопросом в части организации рационального водоотведения для ТЭС является сбор, очистка и повторное использование поверхностного стока с территории площадок ТЭС, так как расходы данных стоков в определённый период являются наибольшими в общем объёме сточных вод.
Поверхностный сток с территории ТЭС формируется из дождевого стока в летний период; талых вод весной, от накопившегося за зиму снега; поливо-моечных вод. Кроме того, как правило, в систему производственно-дождевой канализации сбрасываются постоянные и периодические стоки от ТЭС (нормативно очищенные).
Дождевой сток ТЭС – наименее прогнозируемый, ввиду изменчивости факторов, вызывающих выпадение осадков по их количеству, продолжительности и интенсивности.
Талый сток формируется за счёт осадков, накопившихся в холодный период года, а режим стока талых вод зависит от климатических условий района расположения площадки ТЭС.
Поливо-моечные воды направляются в производственно-дождевую сеть от поливки асфальтированной территории и мойки машин. Данный сток незначителен по сравнению с расходами дождевых и талых вод, однако по загрязнённости он может превосходить весь остальной сток.
Производственные сточные воды формируются из постоянных сбросов из отстойников водных промывок котлов, аварийных сбросов и переливов ёмкостей, дренажа площадки, периодического опорожнения градирен.
Качественный состав поверхностного стока зависит от благоустройства территории площадки, от культуры её состояния, от интенсивности движения транспорта, наличия локальной очистки в местах наибольшего скопления загрязнений (склады угля, мазутохранилища и т. д.).
Основными загрязняющими веществами в поверхностном стоке ТЭС являются взвешенные вещества, нефтепродукты и плавающий мусор. Обследованиями на ряде электростанций, работающих на разных видах топлива, установлено, что возможно загрязнение поверхностного стока токсичными веществами. Так для станций, работающих на мазуте, характерно появление соединений ванадия, а для станций, работающих на угле – соединений фтора и мышьяка. Наименьшая степень загрязнения поверхностного стока наблюдается летом. Концентрация примесей в дождевом стоке изменяется, уменьшаясь от начала к концу дождя.
Ориентировочные усреднённые значения концентраций загрязнений в поверхностном стоке с площадок ТЭС по данным УралВТИ приведены в таблице.
Усреднённые показатели качества поверхностного стока
тепловых электростанций
Показатель | Газомазутные ТЭС | Пылеугольные ТЭС | ПДКрыб, мг/л | ||
Талые воды | Дождевые воды | Талые воды | Дождевые воды | ||
Взвешенные вещества, мг/л | 1825 | 1200 | 1900 | 1250 | +0,25 к фону |
Сухой остаток, мг/л | 805 | 690 | 660 | 625 | - |
Жёсткость общая, мг-экв/л | 6,9 | 6,9 | 4,2 | 5,2 | - |
Щёлочность общая, мг-экв/л | 1,8 | 1,4 | 2,1 | 1,7 | - |
Хлориды, мг/л | 83 | 40 | 45 | 55 | 300 |
Сульфаты, мг/л | 295 | 315 | 175 | 160 | 100 |
Железо, мг/л | 4,4 | 1,8 | 4,2 | 1,3 | 0,1 |
Ванадий, мг/л | 0,3 | 0,25 | 0,95 | 0,8 | 0,01 |
Никель, мг/л | 0,1 | 0,13 | - | - | 0,01 |
Мышьяк, мг/л | - | - | 0,3 | 0,05 | 0,05 |
Фтор, мг/л | - | - | 3,1 | 5,0 | +0,05 к фону, но не выше 0,75 мг/л |
Нефтепродукты, мг/л | 21 | 19 | 10 | 4,5 | 0,5 |
БПК, мг/л | 10 | 8 | 21 | 4 | 3 |
В нормативных документах отсутствуют различия к условиям сброса бытовых, производственных и поверхностных стоков. Таким образом, к качеству поверхностных сточных вод перед их сбросом предъявляются достаточно жесткие требования, при этом лимитирующими показателями загрязнений являются нефтепродукты и взвешенные вещества.
Качество поверхностных сточных вод должно обеспечивать в контрольном створе нормативное качество воды водоёма в соответствии с его категорией водопользования (питьевого, хозяйственно-бытового и рекреационного) и рыбохозяйственного значения. Иногда, исходя из условий водоотведения, качество сточных вод в месте сброса уже должно отвечать нормативным требованиям, предъявляемым к составу и свойствам водных объектов. Как видно из таблицы, некоторые усреднённые показатели качественного состава поверхностных сточных вод с площадки ТЭС превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) для водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей.
Создание ТЭС, не загрязняющих водную среду дождевыми стоками, возможно двумя путями:
- глубокой очисткой дождевых вод до ПДК с последующим сбросом очищенных сточных вод в природные водоёмы;
-организацией систем повторного использования дождевых стоков.
При сбросе очищенных сточных вод в природные водоёмы для достижения нормируемых показателей требуется очень дорогая и сложная в эксплуатации очистка, в основе технологической схемы которой, как правило, заложены следующие группы методов: механические, биохимические, физико-химические или электрохимические. Кроме того, организация водоотведения дождевых вод по прямоточному варианту (со сбросом очищенных поверхностных вод) не будет способствовать рациональному использованию водных ресурсов, так как современные крупные теплоэлектростанции потребляют огромное количество воды. Только одна станция мощностью 300 тыс. кВт расходует до 120 м³/с или более 300 млн м³/год воды. Валовое потребление воды для ТЭС постоянно возрастает, и поэтому использование дождевых вод взамен свежей воды на производственные нужды будет способствовать рациональному использованию водных ресурсов,
Поэтому на ТЭЦ, как правило, имеющих оборотные системы, экономически целесообразно использовать производственно-дождевой сток для подпитки циркуляционной системы техводоснабжения или на сооружения водоподготовки свежей воды (ХВО). Для возможности использования поверхностных вод в цикле ТЭЦ необходима их предочистка: отстаивание и фильтрация на механических фильтрах.
Таким образом, при решении схемы канализации следует, прежде всего, рассматривать возможность использования поверхностного стока в цикле ТЭЦ и только при соответствующем обосновании, когда его использование на станции технически невозможно или экономически нецелесообразно, предусматривать сброс его после очистки в ближайший водоём с согласованием условий сброса с контролирующими организациями.
Организацию повторного использования очищенных сточных вод ТЭС необходимо обосновывать экономическими и экологическими расчетами и сравнивать с существующими системами.
Рациональное использование водных ресурсов в энергетике должно стимулироваться внедрением технологических нормативов водопользования, основанных на использовании более совершенных технологических решений.
В целом разработка предприятий с безотходной и малоотходной технологией является настоящим и будущим промышленности. Малоотходная и безотходная технологии включают в себя разработку и внедрение технологических процессов, производство и оборудование, обеспечивающие комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов, существенное уменьшение или полное исключение загрязнения окружающей среды отходами производства и создание замкнутых систем производственного водоснабжения.
Одним из основных условий в начале внедрения малоотходной и безотходной технологии является наличие систем повторного и оборотного использования воды. Совершенствование основного технологического процесса, методов очистки сточных вод, использование образующихся осадков позволяет в дальнейшем создавать системы замкнутого (бессточного) водоснабжения. При создании оборотных и замкнутых систем водоснабжения необходимо рассматривать основной технологический процесс и очистку сточных вод как единое целое.
Библиографический список
1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Изд-во ФГУП ЦПП, 2006. 87 с.
2. Проектирование сооружений для очистки сточных вод / ВНИИ ВОДГЕО: справочное пособие к СНиП 2.04.03-85. М.: Стройиздат, 1990.
3. Временные рекомендации по сбору, очистке и использованию поверхностного стока с площадок ТЭЦ. 2-е изд. М.: Минэнерго. 1982. 31 с.
4. И., М. Организация отведения поверхностного (дождевого и талого) стока с урбанизированных территорий: учеб. пособие.. М.: Изд-во АСВ. 2000.
352 с.
5. Отведение и очистка поверхностных сточных вод / B. C. Дикаревский [и др.]. Л.: Стройиздат, 1990. 224 с.
6. СанПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. М, 2000.
[1] Имешкенов Александр Викторович, студент гр. ВВ-07-1 кафедры инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения Института архитектуры и строительства
[2] Судникович Вера Геннадьевна, канд. техн. наук, доцент кафедры инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения Института архитектуры и строительства,
Основные порталы (построено редакторами)