Очистка сточных вод

      Объем влажного шлама при этом  составляет 30 %, а сухой массы — 9 %'• объема обмывочной воды.. Из этих данных видно, что практически весь ванадий осаждается на первой стадии, а остальные токсические вещества — на второй стадии нейтрализации, однако содержание пятиокиси ванадия в шламе невелико и составляет лишь 20—30 %. Прочие вещества в осадке не идентифицированы, но применение для осаждения NaOH заставляет предполагать наличие в них натрия. Известно, что присутствие натрия также ухудшает качество осадка. Снижения содержания натрия в осадке можно достичь введением в раствор перед осаждением аммонийных солей (например, NH₄C1). При этом минимальное содержание натрия в осадке получается при соотношении NH₄CI/VO = 1,5 +2,0. Кроме того, введение хлористого аммония благоприятно действует на процессы гидролиза и кристаллизации осадка, а извлечение ванадия увеличивается путем образования декаванадата аммония, обладающего низким значением произведения растворимости. Отмечается, что железо и кремний начинают заметно соосаждаться с ванадиевым осадком при концентрации их, равной 0,5 г/л.

      Поэтому кремний, содержание которого  в обмывочной воде незначительно, не будет осаждаться в заметных количествах, а железо осаждается. Для получения чистой пятиокиси ванадия, следовательно, необходимо предварительное удаление железа из раствора, что в производственных условиях ТЭС сделать затруднительно. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.   Расчет

      Расчет обессоливающей установки с блочным включением фильтров (расчет «цепочек»). 

Задание. Рассчитать технологическую схему двухступенчатого обессоливания с предварительным известкованием и коагуляцией производительностью 330 м³/ч.  

Особые  условия и рекомендации 

      При данном расчете применена  упрощенная методика с использованием  показателей, приведенных в рекомендованной  литературе.

     В отличие от расчетной схемы  в данном примере декарбонизатор  с баком декарбонизованной воды устанавливается перед Н-катионитным фильтром 2-й ступени, на 1-й ступени катионирования предусматривается как возможный вариант включения последовательно двух Н-катионитных фильтров с загрузкой их сульфоуглем и катионитом КУ-2 (при ).

      В дополнение к методическим  указаниям по расчету схем  обессоливания следует отметить некоторые специфические допущения, положенные в основу расчета «цепочек».

1. Расчет  объемов загрузки фильтров «цепочки»  проводят, предполагая, что в первую очередь истощается фильтр А₁.

2. Расчет  начинают с первого по ходу  воды фильтра, в связи с чем  продолжительность работы последующих фильтров в дальнейшем принимают с коэффициентом запаса в пределах от 1,1 до 1,5 в зависимости от качества исходной воды.   В процессе расчета коэффициент запаса уточняется и при необходимости расчет корректируется.

3. При  заданной скорости фильтрования  порядка 25 м/ч производительность  «цепочек» на основе стандартного  ряда фильтров диаметром 1; 1,5; 2; 2,6; 3 и 3,4 м принимают равной соответственно 20; 45; 80; 130; 175 и 225 м³/ч.

4. Для  проведения ремонтов оборудования  предусматривают резервные «цепочки», не загруженные ионообменными материалами.

5. Все  операции по регенерации «цепочки»  проводятся автоматически в соответствии с программой регенерации, при составлении которой учитывается следующее:

      - взрыхление фильтров проводится  поочередно, начиная с А₂, водой, прошедшей «цепочку» предыдущих фильтров;

      - регенерационные растворы кислот, приготовленные на осветленной воде, и щелочи, приготовленные на обессоленной воде, поступают двумя параллельными потоками соответственно на фильтры Для приготовления регенерационных растворов используются насосы-дозаторы;

- отмывка  фильтров проводится по трассе регенерации;

- доотмывка  фильтров осуществляется вначале  для каждого фильтра и заканчивается рециркуляцией декарбонизованной воды через всю «цепочку» в обвод декарбонизатора с помощью насосов декарбонизованной воды.

Расчет  Н-катионитных фильтров 1-й ступени ( )

   1. Исходя из общей производительности  ВПУ, единичную производительность «цепочки» выбираем равной 175 м³/ч на основе фильтров диаметром 3 м. Высота слоя загрузки в Н-фильтрах 1-й ступени принята равной 2,5 м, объем загрузки составляет 17,7 м³. Фильтрующий материал в фильтре – сульфоуголь, – катионит КУ-2.

   2. Количество воды, которое может  быть обработано в первом корпусе  до проскока жесткости при моль/дм³: = 17,7·350/2 = 3100 м³.

   3. Количество ионита КУ-2, необходимое  для поглощения натрия из 3100 м³ воды во втором корпусе при моль/дм³: 3100·1,08/400 = 8,4 м³.

   4. Остальное количество катионита  КУ-2 в фильтре Н₁, т.е.  
17,7 – 8,4 = 9,3 м³, может быть использовано условно до проскока натрия. Принимая, что рабочая емкость КУ-2 по натрию в 2,1 раза меньше, чем по жесткости, определяем количество воды, которое фильтр Н₁ может пропустить дополнительно при = 800 моль/дм³: 9,3·800/(2 + 2,1·1,08) = 1750 м³.

   5. Общее количество воды, которое  могут пропустить оба корпуса  i-й ступени за фильтроцикл, составит 3100 + 1750 = 4850 м³.

   6. Коэффициент запаса, учитывающий расход воды на собственные нужды, принимаем равным 1,1. 

   Расчет  анионитных фильтров 1-й ступени (А₁)

   1. Количество воды, пропущенной через  фильтр А₁ в межгенерационный период, составляет 4850/1,1 = 4400 м³.

   2. Объем анионита АН-31, необходимый для обработки 4400 м³ воды при  
Е_ан = 900 моль/дм³ и = 2,41 ммоль/дм³, будет 4400·2,41/900 = 11,8 м³.

   3. В результате использования емкости  анионита АН-31 при отмывке фильтров Н₁, Н₂ и А₂ в течение соответственно 30, 20 и 30 мин при скорости отмывки 10 м/ч необходимый объем досыпки анионита в фильтр А₁ составит 7,1·10(30+30)/(60·2,41·900) = 2,5 м³.

   4. Общая высота слоя анионита  в фильтре А₁ (11,8+2,5)/7,1 = 2 м.

   5. Коэффициент запаса принимаем  равным 1. 

   Расчет  Н-катионитных фильтров 2-й ступени ( )

   1. Материалы загрузки фильтров  – сульфоуголь ( моль/дм³).

   2. Необходимый объем загрузки сульфоугля в фильтр Н₂ при  
С_Na  = 0,2 ммоль/дм³ равен 4400·0,2/200 = 4,4 м³.

   3. Необходимый объем досыпки в фильтр сульфоугля, емкость которого используется в процессе отмывки «цепочки» осветленной воды в течение 150 мин со скоростью 10 м/ч, равен 7,1·10·150/(60·3,08·350) = 1,6 м³.

   4. Общая высота слоя сульфоугля  в фильтре Н₂ 4,4 + 1,6/7,1 = 0,9 м. 

   Расчет  анионитных фильтров 2-й ступени (А₂)

   1. Материал загрузки фильтров –  анионит АВ-17.

   2. Количество анионита, необходимого  для поглощения 10/76 + 4/44 =  
= 0,36 ммоль/дм³ анионитов слабых кислот из 4400 м³ воды, будет 4400·0,36/200 = = 7,9 м³.

   3. Высота слоя анионита в фильтре А₂ равняется 7,9/7,1 = 1,1 м.

   Количество  одновременно работающих «цепочек»  с учетом расхода обессоленной воды на собственные нужды, принятого равным 5 %, будет 330·1,05/175 = 2.

   К установке принимают четыре «цепочки», из которых две – рабочие: одна – регенерационная и одна – резервная без загрузки материалов в фильтры.

   Выбор вспомогательного оборудования ВПУ, расчет воды на собственные нужды и определение  продолжительности отдельных операций при регенерации проводят по методике, рассмотренной ранее.

   В соответствии с программой регенерации фильтров уточненный расход воды на соответствующие нужды «цепочек» составляет:

   обессоленной  воды 21 + 73 = 94 м³, т.е. 94·100/4400 = 2,2 %,

   осветленной воды 18 + 18 + 18 + 18 + 35 + 24 + 178 + 35 + 35 + 35 + 24 + 35 =  
= 491 м³, т.е. 491·100/4400 = 11,0 %.

   С учетом расхода осветленной воды на собственные нужды принятый коэффициент запаса, равный 1,1, для Н-фильтрования 1-й ступени требует формального уточнения, однако, принимая во внимание заданную точность расчета (до первого знака после запятой), полученные параметры расчетной схемы достоверны. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  литературы 

1. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и  человек: учеб. пособие для вузов, средних школ и колледжей. - 3-е  изд., испр. и доп. / Ю.В. Новиков. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2005. - 736 с.
2. Повышение экологической безопасности ТЭС: учеб. пособие для вузов / Абрамов А.И.,, Елизаров Д.П.,  Ремезов А.Н. и др.; под ред. Седлова А.С.. – М.: МЭИ, 2002. – 376 с.
3. Контроль вредных выбросов ТЭС в атмосферу: учеб. пособие для вузов / Росляков П.В., Ионкин И.Л,. Закиров И.А и др.; под ред. П.В. Рослякова. – М: МЭИ, 2004. – 227 с.
4. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб.пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. - 2-е изд., перераб. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 480 с.
5. Природоохранные технологии на ТЭС: учеб. пособие для вузов / под ред. П.А. Щинникова. – М.: Энергоатомиздат, 2002. – 280 с.
6. Природоохранные технологии на ТЭС: сборник научных статей / под ред. Г.Г. Ольховского. – М.: ВТЦ, 1996. – 172 с.
7. Хван Т.А. Промышленная экология: учеб. пособие / Т.А. Хван. – Ростов/Д.: Феникс, 2003. – 320 с.

8. Сточные воды предприятий теплоэнергетики.: - [Электронный ресурс].: режим доступа  WWW.URL http//www.fos.ru/ecology/

8. Белан Ф.И. Водоподготовка. М.: Энергия. 1990. 256 с.

 

9. Белоконова  А.Ф. Водно-химические режимы тепловых электростанций М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ. 1985. 246 с.
10. Лифшиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных установок. М.: Энергия. 1986. 238 с.
11. Пааль Л.Л. и др. Очистка природных и сточных вод. Справочник Л.Л. Пааль, Я.Я. Кару, Х.А. Мельдер, Б.Н. Репин. М.: Высш. шк. 1994. 336 с.
12. Стерман Л.С., Покровский В.Н. Физические и химические методы обработки воды на ТЭС. М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ. 1991. 328 с.
13. Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 2003.
14. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов ПБ 10-574-03. М., 2003.
15. Кострикин Ю.М. Инструкция по анализу воды, пара и отложений в теплосиловом хозяйстве. М.: Энергия 1987. 296 с.

 
 
 
 
 
 
 

Содержание  
 

          Введение  …………………………………………………………….. 

1. Экологические проблемы теплоэнергетики ……………………….

 

2. Характеристика  выбросов предприятий теплоэнергетики, их влияние на окружающую среду и здоровье человека………………………….

 

3. Сточные воды ТЭС…………………………………………………….

 

1. Классификация сточных вод ТЭС……………………………….

 

1. Тепловые  воды………………………………………………………

 

2. Воды  гидрозолоудаления………………………………………….

 

3. Обмывочные  воды………………………………………………….

 

4. Нефтезагрязненные воды………………………………………….

 

4. Влияние сточных вод ТЭС на природные  водоемы……………….