Электростанциялардың қалдық сулары және оларды залалсыздандыру технологиясы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 18 бет
Таңдаулыға:

8-тарау

Электростанциялардың қалдық сулары және оларды залалсыздандыру
технологиясы

8.1 Жалпы мағлұматтар

ЖЭС-тың жұмыс істеуі табиғи суды пайдаланумен және сұйық қалдықтардың
түзілуімен қатар жүреді, бұл қалдық сулардың бір бөлігі қайта өңдеуден
кейін қайтадан циклге жіберіледі, бірақ пайдаланылатын судың негізгі бөлігі
қалдық түрінде шығарылады. Қалдық суларға мыналар жатады:
1) салқындату жүйелерінің қалдық сулары;
2) судайындау және шықтазалау қондырғыларының лай, регенерациялық және
жуатын сулары;
3) сұйықкүлшығару (СКШ) жүйесінің қалдық сулары;
4) мұнай заттарымен ластанған сулар;
5) станцияның жабдықтарын химиялық тазалағаннан және оны
консервациялағаннан кейінгі пайдаланылған ерітінділер;
6) мазут жағатын ЖЭС-тың ағындықты қыздыру беттерін жуатын сулар;
7) жайды гидравликалық тазалаудан кейінгі сулар;
8) энергообъектінің аймағындағы жауын-шашын және еріген сулар;
9) су төмендету жүйелеріндегі қалдық сулар;
Аталған қалдық сулардың құрамы мен мөлшері әр түрлі. Олар ЖЭС-тың
негізгі жабдықтарының түрі мен қуатына, пайдаланылатын отын түріне,
бастапқы судың сапасына, судайындау тәсіліне, жұмыс істеу мүлтіксіздігіне
және т.б. байланысты. Өзендер мен суаттарға түскен қалдық су қоспалары
судағы тұз құрамын, оттегі мөлшірін, рН көрсеткішін, температураны, ҚДҚ
(қатты дисперсті қоспалар) мөлшерін және т.б. көрсеткіштерін өзгертіп
жіберуі мүмкін, бұл суаттардың өздігінен тазалануын қиындатады және судағы
өсімдіктер мен жәндіктердің тіршілігіне әсер етеді.
Қалдық сулардың табиғи жер үсті суларының сапасына тигізетін әсерін
төмендету мақсатында суаттың бақылауға алынған ерітіндісінде зиянды
заттардың шектік мүмкін концентрациясының шамадан аспау шартына сүйеніп,
қалдық сулардың әрбір шығарылуына зиянды заттардың мүмкін жіберілетін шегі
белгіленген.
8.1-кесте
Зиянды химиялық заттардың ШМК-ның қосымша нормативтері

Көрсеткіш ШМК Көрсеткіш ШМК
Бензол 0,01 Беттік-белсенді заттар, 0,5
аниондыбелсенділер
Ванадий 0,1 Сутегі пероксиды 0,1
Каптакс 5,0 Пиперидин 0,06
Метанол 3,0 Күкіртсутек 0,003
Метилмеркаптан 0,0002 Күкірткөміртек 1,0
Молибден 0,25 Толуол 0,5
Морфолин 0,04 Фреон 12 10,0
Натрий 200 Фреон 253 0,1
Нитриты 3,0 Төртхлорлы көміртек 0,006

Ауыз судың ШМК-сы суға геохимиялық процестердің әсерінен, сонымен
қатар суды өңдеу процесі және адамның өндірістік-шаруашылығы кезінде сумен
қамдау көздеріне түсетін жүздеген зиянды химиялық заттар бойынша
белгіленген (САНПиН 2.1.4.559-96). 1.1-кестеге қосымша 8.1-кестеде
энергетикалық қондырғылардың қалдық суларында бар болуы мүмкін зиянды
заттардың ШМК-сы келтірілген.
Балықшаруашылық маңызы бар суаттар үшін келтірілген мәндер қаталырақ
болуы мүмкін, мысалы мұндай суаттар үшін мұнай заттарының ШМК-сы 0,05
мгдм3-ке тең болуы керек.
ЖЭС-тың қалдық суларының келтірілген түрлерін екі топқа бөлуге болады.
Бірінші топқа не үлкен көлемімен, не су объектілерінің сапасына әсер ететін
зиянды заттардың жоғары концентрациясымен сипатталатын ЖСЖ, СДҚ, СКШ-ның
қалдық сулары жатады. Сондықтан бұл қалдық сулар міндетті түрде бақылауға
алынады (8.2-кесте).
ЖЭС-тан шығарылатын қалдық сулардың қалған алты түрін тазалаудан кейін
ЖЭС аумағында немесе келісім бойынша басқа кәсіпорындарда қайта пайдалану
керек, сонымен қатар оларды жерасты қабатына жіберуге де болады.

8.2-кесте
ЖЭС-тың бақыланатын қалдық су сапасының көрсеткіштері

Көрсеткіш Қалдық су шығатын жүйе
ЖСЖ градирняларыменСДҚ СКШ
бірге
Ілініп тұрған заттар + + +
Сутектік көрсеткіш рН + + +
Оттегіні биологиялық тұтыну - - +
Тұз мөлшері + + +
Хлоридтар1 + + +
Сульфаттар + + +
Мұнай заттары + + +
Кальций - - +
Темір1 - + +
Алюминий1 - + +
Мыс + - -

1 Қолданылатын реагентке байланысты бақыланады

ЖЭС-те суды пайдалану үнемділігі үшін, қалдық суларды шығаруды шектеу
және барлық су объектілерін ластанудан, тұзданудан, кеуіп кетуден сақтау
мақсатында 1998 жылы қалдық суларды шығару, қатты қалдықтарды сақтау және
шығару үшін заңды түрде салық төлеу енгізілді.

8.2. Салқындату жүйелерінің қалдық сулары

Шығыр шықтағышынан, газ, ауа, май салқындатқышынан және т.б. табиғи
көздердің суын ешқандай химиялық, механикалық қоспалармен ластамай, оны тек
қыздыратын жылуалмастырғыш құралдарынан шығарылатын тураағынды салқындату
жүйелерінің қалдық суларын тазаламауға болады. Мұндай жүйелерден
шығарылатын сулардың температурасы су көзінің температурасынан әдетте 8-10
0С-ға жоғары болып, су көзінің жылулық ластануына әкеледі.Қыздырылған суды
шығаруды есептеген кезде ішуге арналған және мәдени мақсаттағы су
объектілерінің жаздық есептеулік мәні 30С-дан, ал қыстық есептеулік мәні
50С-дан аспауы керектігін ескеру қажет.
Су температурасының қажетті деңгейін қамтамасыз ету үшін:
1) тереңдік су алулар және беттік су шығарулар;
2) әкету арналарының акваториялары үстіндегі шашыратқыш қондырғылар;
3) қысқы кезеңде шықтағышты салқындату еселігін көбейту;
4) ілестіргіш сушығарулар
қолданылады.
Градирнялары бар ЖСЖ-де үрленетін сулар тек қыздырылған емес, сонымен
қатар жоғары тұз мөлшерімен сипатталады. Мұндай жүйелердегі шоғырлану
еселеуіші:

Qбул Qүрлеу + Qәк (8.1)

мұндағы Qбул, Qүрлеу, Qәк – буланатын судың, үрлеу суының және
тамшылық әкетілетін судың сәйкес мөлшерлері.
(8.1)-ге сүйенсек, үрлеу және тамшылық әкету шамасын кеміту -
нің және салқындату жүйелеріндегі тұз мөлшерінің көбеюіне әкеледі (7.1-
кестені қара). Азминералданған қосылатын суларды пайдаланған ЖСЖ-нің үрлеу
сулары ЖЭС-тың басқа су пайдаланатын жүйелеріне керек болуы мүмкін.
Осылайша, ЖСЖ-ның үрлеу суын, егер бастапқы судағы тұз мөлшері 500 мгдм3 –
ден аз болғанда градирнялардағы шоғырлану еселеуіші 1,5-тен аспайтын болса,
ал бастапқы судағы тұз мөлшері 500 мгдм3 – ден көп болғанда 1,2-тен
аспайтын болса, нормативті құжаттармен СДҚ-да пайдалануға жіберу
ұсынылады.
ЖЭС-тың ЖСЖ мен СДҚ қиыстырылған жұмысы ретінде жылумен қамдаудың
жабық жүйесі үшін үлкен көлемде толықтыратын су дайындауға есептелген 8.1-
суреттегі сүлбені келтіруге болады. Сүлбе бойынша, мысалы ең үлкен қыстық
жүктеме тәртібінде жылулық жүйені толықтырудың (ЖЖТ) максимал мәні ЖСЖ-ны
максимал үрлеуді және шоғырлану еселеуішінің төмендеуін көрсетеді (6-
ысырма жабық, 7,8-ысырмалар ашық). Жаз кезінде, жылулық жүйені толықтыру
үшін су шығыны азайғанда СДҚ ЖЖТ бос қуаты ЖСЖ-нің толықтыратын суының бір
бөлігін жұмсартуға қолданылады (6-ысырма ашық), бұл салқындату жүйесінің су-
химиялық режимінің бұзылу қауіпін төмендетеді.

8.1-сурет Жылумен қамдаудың жабық жүйесі бар ЖЭС-тегі ЖСЖ мен СДҚ –ның
қиыстырылған жұмысының сүлбесі.
1 – градирня; 2 – шықтағыш; 3 – мөлдірлеткіш; 4 - мөлдірлеткіш сүзгі; 5 –
Na-катионитті сүзгі; 6-8 – ысырмалар;

8.3. Судайындау қондырғыларының қалдық сулары

СДҚ-ның жұмыс істеуі үлкен көлемде ізбесті, коагулянтты, реагенттерді
(H2SO4, NaOH, NaCl) пайдаланумен байланысты. Алдын ала тазалау суларында әр
түрлі құрамдағы қалдықтар болады. Регенерациялайтын заттардың негізгі
бөлігі регенерацияның қалдық суларына өтеді және табиғи су объектілерін
ластаудың мүмкін көзі болып табылады (8.3-кесте). СДҚ суларының сандық
сипаттамалары тәсілдемелік есептеулерде анықталады.
Мұндай ластанған суларды шығару тұзсыздандыру қондырғыларының (8.2-
сурет) қышқылды және сілтілі қалдықтарының өзара бейтарапталғаннан кейін де
тек табиғи суат зиянды химиялық заттарды олардың мәні ШМК-ға жеткенге дейін
араластыра алатын қасиеті бар болса ғана рұқсат етіледі.
СДҚ-ның экономикалық және экологиялық сүлбелері қазіргі кезде келесі
бағытта жетілдірілуде:
1) СДҚ-ның сүлбелерінде қарсы ағынды сүлбелерді қолдану;
2) Мембраналық технологияны пайдалану;
3) Технологиялық сүлбелердің әр түрлі түйіндерінің өзара ішкі
байланысын өзгерту және өз мұқтажына кететін реагенттер мен су
шығынын төмендетуге болатын жабдықтарды қолдану, қалдық сулардан
құнды құраушыларды алып қалу, демек аз қалдықты СДҚ сүлбесін жасау.

8.2-сурет Тұзсыздандыру қондырғыларының қалдық суларын бейтараптау сүлбесі
1 – Н –катионитті сүзгі; 2 – анионитті сүзгі; 3 – ізбес сүтін араластырғыш;
4,7 – айдайтын сорғылар; 5 – мөлшерлегіш сорғы; 6 – регенерациялық суларды
жинауға арналған аралық күбі; 8 – бейтараптаушы күбі; 9 – араластыру және
шығару сорғысы; 10 – салқындататын немесе табиғи су

8.3-кесте

Ионитті СДҚ-ның негізгі тұзды қалдықтарының сипаттамалары

Су өңдеу Жалпы Концентрация, гдм3
сүлбесі кермектік,
мг-эквдм3
Тұз мөлшері Хлоридтер Сульфаттар
Nа-катиондау 58 – 160 9,9 – 14,6 6,0 – 8,1 Бастапқы
Аштық 40 – 64 3,3 – 4,7 Бастапқы 1,75 – 3,0
регенерациясы
бар Н-катиондау
Тізбектеу 15,6 – 19,0 3,2 – 4,5 0,1 – 0,4 1,8 – 2,2
сүлбесімен
химиялық
тұзсыздандыру

Дәстүрлі технологиялық сүлбелердің ішкі өзара байланыстарының өзгіру
мысалы ретінде қалдық суларды ішінара пайдаға асыруы бар Na-катиондаудың
қағидалық сүлбесін қарастырайық (8.3-сурет). Бастапқы су Na-катионитті
сүзгіде жұмсартылады, газсызданады және жылулық торапты толықтыруға
жіберіледі. Сүзгілерді жуатын су 6 – күбіде жиналады да, 7 – сүзгіде
мөлдірленіп, 8 – күбіге жіберіледі, бұл күбі сүзгілерді жуатын сулардың аз
минералды бөлігін жинау үшін де қолданылады. 8 – күбіден су жұмыстық
сүзгілерді қопсытуға жіберіледі, ал артық мөлшері бастапқы сумен араласады.
10 – регенерациялық қалдық сулардың негізгі бөлігі 11 – кристалдандыру
күбісіне жиналады да, Ca2+ және Mg2+ иондарының концентрацияларын азайту
үшін содалы – ізбестеу арқылы өңдеуге ұшырайды.

8.3-сурет Қалдық суларды ішінара пайдаға асыруы бар Na – катиондаудың
қағидалық сүлбесі
1 – бастапқы су; 2,3 – Na-катионитті сүзгілер; 4 – газсыздандырғыш; 5 –
жылу торабына жіберілетін жұмсартылған су; 6,8 – күбілер; 7,13 –
мөлдірлеткіш сүзгілер; 9 – жуатын сулар; 10,18 – регенерациялық қалдық
сулар; 11 – кристаллдандырушы; 12 – мөлдірленген ерітінді; 14 –
регенерациялық ерітінді; 15 – тұнба; 16 – вакуумды сүзгі; 17 –
сусыздандырылған тұнба; 19 – канализацияға түсіру; 20 – мөлдірленген қалдық
сулар

Мөлдірленген ерітінді механикалық сүзгіден өтіп, NaСІ қосылып, катионитті
сүзгілерді регенерациялауға қайта пайдаланылады. 15 – қалдық зат
кристаллизатордан вакуум-сүзгіге залалсыздандыруға жіберіліп, одан кейін
пайдаланылады. Келтірілген сүлбені енгізу минералды тұздарды арнамаға
шығаруды 60% - ға азайтты. Қарастырылған технологияның кемшілігіне оның
күрделілігін, қосымша реагенттер мен жабдықтарды пайдалану қажеттігін
жатқызуға болады.

8.4. Сұйық қожшығару жүйелерінің сулары

Қатты отын жағатын ЖЭС-та күл мен қож әдетте су арқылы күл төгіндісіне
шығарылады. Күл мен қожды тасуға кеткен су шығыны 15 – 40 м3т құрайды.
Қоспаның еруіне байланысты тасымалдайтын су текше дециметрде бірнеше
миллиграм концентрацияға дейін қанығады, оның рН көрсеткіші
күштіқышқылдыдан күштінегіздіге дейін өзгеруі мүмкін. СКШ жүйелерінің
суларының ластану құрамы мен деңгейі химиялық бақылаулардың іс жүзіндегі
мәліметтері негізінде алынуы керек. Тұздық тепе-теңдікті ұстап тұру үшін
және құбырларда, сорғыларда, мөлдірленген су жолдарында қарқынды тұнба
түзілуінің алдын алу мақсатында айналма судың бір бөлігі суаттарға
шығарылып, жаңа сумен ауыстырылады. Бірақ, СКШ жүйесінің қалдық суларында
мышьяк, ванадий, фтор т.б. уытты түзгілер болуы мүмкін, сондықтан қазіргі
кездегі жіктеу бойынша олар уытты қалдық суларға жатады. Осыған байланысты
жаңа және қайта құрылған ЖЭС-тың айналмалы жүйелері айналма суды ЖЭС-тың
өндірістік мұқтажына пайдалана алатын және оларды қайтадан СКШ жүйесіне
жібере алатын ағынсыз болуы керек. СКШ-ның үрлеусіз айналмалы жүйелерін
құрастырғанда оларға жауын-шашын суларының, градирнялардың үрлеу суларының,
СДҚ-ның минералды қалдық суларының араласып кетуін болдырмау керек. Су
теңестігінің жетіспеуі кезінде СКШ жүйесіне мөлдірлеткіштердің үрлеу суын
және жабдықтарды химиялық тазалау қалдық суларын жіберуге болады.
СКШ айналма жүйесін пайдалану – қоршаған ортаның ластану мәселесінің
жалғыз шешімі емес. Бірқатар шет елдерде күл мен қожды құрғақ түрде
шығарып, оларды механикалық берік және химиялық инертті түйіршіктерге
айналдыру тәсілі қолданылады.

8.5. Мұнай заттарымен ластанған қалдық сулар

Мазут шаруашылығы, қазан-шығырлы цех пен электротехникалық
қондырғылардың май жүйесі, гараждар мұнай заттарының ЖЭС-тың қалдық
суларына түсуінің көздері болып табылады. Әдетте мұндай сулардың құрамында
мазут, жағар майлар, оқшаулағыш майлар, қосынды концентрациясы 30-дан 200
мгдм3-ге дейін бензин (орташа есептік мәні 100 мгдм3) болады, ал олардың
мөлшері пайдаланылатын отынның түріне және ЖЭС-тың белгіленген қуатына
байланысты сағатына ондаған текше метрге дейін жетеді.
Толық тазаланбаған мұнай заттары бар қалдық сулар суаттарға
жіберілгенде су бетінде қабыршық түзеді де, газдандыруды нашарлатады, ал
ауыр мұнай заттары су түбіне тұнып, су өсімдіктері мен жәндіктеріне кері
әсерін тигізеді.Сондықтан, мұнай заттары әлсіз тотығатын болғандықтан
оларға өте қатал ШМК белгіленген (1.1-кестені қара). Әрекет етуші
нормативтерге байланысты ЖЭС-тың мұнай заттары бар қалдық сулары тазаланып,
СДҚ мен ЖСЖ және басқа да жүйелердің бастапқы суы ретінде қайта
пайдаланылуы керек, ал ұсталынған мұнай заттары – қазандарда жағылуы керек.

8.4-сурет Мұнай заттарымен ластанған суларды тазалау сүлбесі
1 – мазуттанған және майланған сулар құбыры; 2 – қабылдайтын тұндыру
күбісі; 3 – мұнайұстағыш; 4 – аралық қойма; 5 – суды ауамен қанықтыратын
ілестіргіш; 6 – сорғы; 7 – тегеурінді күбі; 8 – сұйықты ажыратқыш; 9 –
аралық қойма; 10 – коагулянт ұяшығы; 11 – коагулянтты айдауға арналған
сорғы; 12 – коагулянттың мөлдірлеткіш сүзгісі; 13 – коагулянтты өлшегіш
күбі; 14 – коагулянтты мөлшерлегіш сорғы; 15 – сүзгіге су жіберетін сорғы;
16 – екі қабатты мөлдірлеткіш сүзгі; 17 – көмір толтырылған сүзгі; 18 –
тазаланған су резервуары; 19 – тазаланған су сорғысы; 20 – тұнба жинауға
арналған ыдыс; 21 – ұсталынған мұнай өнімдерін жинауға арналған ыдыс; 22 -
ұсталынған мұнай өнімдерін жағуға жіберітін сорғы; 23 – тұнбаны
жинағыштарға жіберетін сорғы; 24 – тазаланған суды қайтадан пайдалануға
жіберетін құбыр; 25 – сүзгілерді жуатын суларды жинағыш құбыр; 26 – сүзгі
жадығатын жуатын құбыр

Суды мұнай заттарынан тазалау мұнай заттарының қалдық мөлшерінің 0,5 –
1,0 мгдм3 деңгейін қамтамасыз ететін кешенді біріктірілген әдістермен
жүргізіледі.
Мұнай заттарынан тазалаудың кешенді сүлбесінің көптеген құраушыларының
ішінен мұнайұстағыштар мен сұйықты ажыратқыштардың жұмыс істеу қағидасы
бұрындары қарастырылмаған болатын. Мұнайұстағыш (8.5-сурет) негізінде су
мен мұнай заттарының әр түрлі тығыздықтарына негізделген тұндыру қағидасы
жатыр. Қалдық су қабылдау құтысына жіберіледі, жартылай батырылған қалқалар
астынан өтіп, тұндыру құтысына барады, мұнда эмульсиялардың ажырау әрекеті
жүреді. Тазаланған су екінші жартылай батырылған қалқалар арқылы өтіп,
мұнайұстағыштан шығарылады, ал су бетіне қалқып шыққан мұнай заттары
қабыршақ түзеді де арнайы қозғалмалы құрылғы арқылы мұнайжинағыш саңылаулы
құбырларға жіберіледі.Тұндыру кезінде мұнай заттарының тамшыларының қалқып
шығуы баяу өтеді – шамамен секундына миллиметр үлесі жылдамдықпен.

8.5-сурет Мұнайұстағыштың сүлбесі
1 – қалдық су; 2 – қабылдағыш құты; 3 – тұну аймағы; 4 – тазаланған су; 5 –
жартылай батырылған тік қалқалар; 6 – мұнайжинағыш саңылаулы құбырлар; 7 –
қалқып шыққан мұнай заттарының қабыршағы

Сұйықты ажырату арқылы суды тазалау мұнай заттары мен өңделетін суды
алдын ала қанықтырған ауа көбіршіктерінің кешенін құрауға және тегеурінді
сұйықты ажырату қағидасын іске асыруға негізделген. Бұл жағдайда кешеннің
қалқып шығу жылдамдығы майдың қалқып шығу жылдамдығынан екі-үш есе жоғары
болады. Сұйықты тегеурінді ажырату кезінде (8.6-сурет) ауа 0,5 МПа артық
қысымда суда ериді, ол үшін сорғы алдындағы құбырға беріледі (әдетте
ілестіргіш арқылы), содан соң су-ауа қоспасы 8 – 10 мин аралығында арнайы
тегеурінді ыдыста болып, одан сұйық ажыратқышқа жіберіледі. Сұйық
ажыратқышта қысым төмендейді, ауа көпіршіктері пайда болады және су мен
қоспалардың ажырау процесі жүреді. ЖЭС-та көпқұтылы жатық және радикалды
сұйық ажыратқыштар қолданылады, оларға тазалаудың тиімділігін жоғарылату
үшін коагулянт ерітінділері енгізіледі.
Мұнай заттарының аз концентрацияларында, шамамен 10 – 20 мгдм3,
тазалаудың кешенді сүлбелерінде кейбір түзгілердің болмауы мүмкін, мысалы,
үлкен өлшемді мұнайұстағыш пен сұйық ажыратқыш. www.vpu.ru сайтының
Calc_Oil_Water.mcd Mathcad-құжатында мұнайұстағыш пен сұйық ажыратқышты
есептеудің әдістемесі бағдарламаланған.

8.6-сурет Тегеурінді сұйықты ажырату қондырғысының сүлбесі
1 – су кірісі; 2 – қабылдағыш ыдыс; 3 ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.