Основные стоки тепловых и атомных электростанций

К основным стокам тепловых и атомных электростанций относятся:

– охлаждающая вода конденсаторов турбин;

– вода гидравлического удаления золы и шлаков;

– вода цехов химводоочистки;

– вода после обмывки наружных поверхностей оборудования;

– вода от внутренних промывок и консервации оборудования;

– вода, загрязненная нефтепродуктами.

Проанализируем каждый из этих стоков в отдельности.

1. Общее количество охлаждающей воды конденсаторов турбин на ТЭС составляет до 80 % от их общих стоков и примерно в 40…70 раз превышает количество конденсирующегося пара. Охлаждающая вода практически не загрязняется химическими примесями и в процессе ее использования только нагревается на 5…10 ⁰С, т.е. происходит тепловое загрязнение окружающей среды.

На современных крупных ТЭС рекомендуется применять оборотные системы охлаждения конденсаторов турбин. В оборотной системе происходит со временем накопление растворенных примесей. Степень повышения концентрации солей в оборотной, охлаждающей воде определяется по уравнению

,

где – количество подводимой воды, т/ч;

– количество испарившейся влаги, т/ч.

Оборотная система охлаждения требует добавок воды в количестве =.

В настоящее время на электростанциях не предусматривается очистка оборотной охлаждающей воды от загрязняющих ее примесей. Для полезного использования низкопотенциального тепла на ТЭС и АЭС имеются различные рекомендации и приемы. В основном для этого используются подогреватели различного назначения.

2. Вода гидравлического удаления золы и шлака в зависимости от топлива, сжигаемого в котлах, содержит: до 2000 мг/л солей (сульфатов кальция СаSO₄, магния MgSO₄, натрия NaSO₄); до 150 мг/л фторидов (соединения фтора и соли фтористоводородной кислоты); до 2…3 мг/л мышьяка; до 1 мг/л ванадия и других примесей. Таким образом, с водой гидрошлакоудаления сбрасывается до 10…15 т/ч солей кальция, магния, до 0,100 т/ч фтора; до 0,010 т/ч ванадия и до 0,03 т/ч мышьяка и др. Поскольку вода перенасыщена солями, она сразу же не может быть использована повторно. Сброс такой воды в открытые водоемы не допускается. На ТЭС создается система отстойников для очистки воды гидроудаления золы и шлака от твердых примесей, а также золошлакоотвалы, занимающие большие площади, куда вместе с золой и шлаком попадает вода, которая проходит частично естественную фильтрацию и испарение. Поэтому в замкнутую систему гидрозолоудаления требуются добавки. Однако в период больших осадков возможны и неконтролируемые сбросы воды в водоемы помимо отстойников гидрошлакоудаления электростанций.

3. Вода цехов химводоочистки загрязнена в основном шламом, состоящим из карбонатов кальция и магния, гидроокиси железа и алюминия, песка и органических соединений, которые являются достаточно ценным сырьем и могут быть использованы для вторичного производства. Стоки регенерации фильтров могут содержать также соли соляной и серной кислот. Сброс такой воды в открытые водоемы также не допускается. Вода должна проходить сложную систему очистки перед сбросом. Методы очистки могут быть разными: нейтрализация примесей, мембранный метод (электролиз и обратный осмос), выпарка концентрированных стоков с получением сухих химических осадков. При большом содержании примесей сбросная вода химического цеха должна проходить каскад испарителей.

4. Вода после обмывки наружных поверхностей нагрева (особенно воздухоподогревателя) при сжигании мазута содержит до 4…5 г/л серной кислоты H₂SO₄; до 9…11 г/л сернокислого железа FeSO₄; до 1,5 г/л сернокислого ванадия ; до 0,2…0,3 г/л сернокислого никеля ; до 0,1…0,13 г/л сернокислой меди CuSO₄. По санитарным нормам в природной воде предельно допустимая концентрация ванадия, меди и никеля должна составлять до 0,1 мг/л в сумме. По токсичности среди этих элементов особенно выделяется ванадий. Таким образом, обмывочная вода перед сбросом требует очистки от примесей с выделением ванадия, как ценного продукта.

5. Вода от промывок и консервации оборудования загрязнена добавками, используемыми в процессе такой обработки: растворами кислот (соляной HCl, лимонной (CH₂COOH)₂C(OH)COOH, фталевой и др.), ингибиторами, различными комплексонами, а также пассиваторами (растворы гидразина, аммиака NH₃, перекиси водорода H₂O₂, нитрита – солей азотистой кислоты HNO₂, натрия Na). Сюда же попадают и продукты промывок, т.е. соли железа, меди, цинка, кальция, магния и др. Сложный состав промывочной воды не допускает сброса в открытые водоемы. Технология очистки такой воды сводится к разрушению основных вредных компонентов: окисление хлором или хлорной известью, осаждение металлов, удаление образующегося шлама. Обезвреживание стоков заканчивается биохимическим разрушением остаточных органических веществ.

6. Вода, загрязненная нефтепродуктами, появляется вследствие дефектов оборудования, допускающего утечки масел и мазута. Загрязнение воды зависит от уровня и культуры эксплуатации и поэтому концентрация нефтепродуктов в стоках может быть различной, от 20…30 до 200…300_мг/л и более. Очистка воды от масел и мазута должна осуществляться обязательно. Она проводится сложными и дорогостоящими методами, к которым относятся: напорная и импеллерная флотации, механическая фильтрация, очистка в отстойниках и др. При этом остаточная концентрация нефтепродуктов в стоках снижается до 0,5…1,0 мг/л.