Сточные воды от теплоэнергетических станций и их очистка | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 10 октября, печатный экземпляр отправим 14 октября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Филатова, Е. В. Сточные воды от теплоэнергетических станций и их очистка / Е. В. Филатова, Д. А. Курганова, Е. О. Реховская. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 51 (289). — С. 318-321. — URL: https://moluch.ru/archive/289/65631/ (дата обращения: 27.09.2020).



Эксплуатация тепловых электрических станций и теплоцентралей связана с использованием большого количества воды. Основная часть воды (более 90 %) расходуется в системах охлаждения различных аппаратов: конденсаторов турбин, масло- и воздухоохладителей, движущихся механизмов и прочее. Сточные воды — это воды, бывшие в употреблении или прошедшие какую-либо загрязненную территорию. Очищенные сточные воды обычно сбрасывают в природные водоемы. Есть ли лучший способ очистки сточных вод с меньшими материальными затратами и без расположения на огромной территории?

Ключевые слова: сточные воды, очистные сооружения, ионный обмен, обратный осмос, эффективность очистки.

Традиционные очистные сооружения — это довольно большие наружные объекты, которые обладают множеством неблагоприятных качеств. В основном это их внешний вид и запах. Они не только неприятны, они требуют огромных инфраструктурных бюджетов, требуя от инвесторов не только построить собственное сооружение, но и спланировать и создать всю инфраструктуру по доставке их на завод по переработке сточных вод. Проще говоря, эти методы очистки являются неэффективной системой, и хотя они очищают сточные воды, они не являются ни устойчивыми, ни экономичными [1, 2].

Хотя в прошлом эти объекты считались первоклассными, они были построены десятилетия назад, что позволило появиться альтернативным, более устойчивым решениям. Это и привело к устареванию таких огромных инфраструктур. Есть несколько огромных проблем, с которыми сталкиваются сточные воды и очистные сооружения, однако их решение этой проблемы очень простое.

Сточные воды — это воды, бывшие в употреблении или прошедшие какую-либо загрязненную территорию. В зависимости от условий образования сточные воды разделяют на производственные (образуются в результате использования воды в технологических процессах), хозяйственно-бытовые (образуются в результате деятельности человека, в них преобладают органические примеси), поверхностные, атмосферные (образуются в результате выпадения осадков и стекания с загрязненной территории) [3].

К сточным водам теплоэнергетических станций относятся воды систем охлаждения, гидрозолоудаления (ГЗУ), воды после химических промывок теплосилового оборудования, замазученные или замасленные промышленные стоки, шламовые воды от водоочистительных установок, нефтезагрязненные, хозяйственно-бытовые, поверхностные ливневые стоки и т. д. Их количественный состав определяется, в первую очередь, особенностями технологических процессов, мощностью предприятия, местными условиями водоотведения. Сточные воды с теплоэнергетических станций содержат высокую концентрацию сульфатов. Ее можно уменьшить путем применения эффективных методов очистки. Как известно, сульфаты легко удаляются несколькими способами, такими как ионообменная очистка и обратный осмос. Рассмотрим оба метода, для выявления наиболее эффективного и наименее затратного.

Метод ионного обмена. Ионообменная очистка применяется для извлечения и утилизации из сточных вод тяжелых металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия, марганца), а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных веществ. Метод позволяет очищать сточную воду до предельно допустимых концентраций с последующим ее использованием в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения.

Метод ионного обмена длительное время использовался для подготовки питательной воды водогрейных и паровых котлов. Эта технология широко использовалась и позволяла эффективно удалять из воды катионы жесткости, снижать щелочность и общее солесодержание. Но у данного метода есть свои недостатки, связанные с необходимостью использования большого количество реагентов для регенерации ионообменных смол (катионитов и анионитов) [4]. Это создавало некоторые проблемы, связанные с утилизацией высококонцентрированных рассолов, использованных в регенерации смол, а также повышало затраты на эксплуатацию установок ионного обмена.

На данный момент очень широкое применение находит «экологически чистые» технологии, такие как мембранные методы водоподготовки. Мембранные методы — электродиализ и обратный осмос, могут удалять растворенные ионы солей из воды без применения реагентов. Для очистки воды используются полупроницаемые мембранные перегородки (мембраны), избирательно пропускающие молекулы воды или ионы солей. Применение мембран в промышленной водоподготовке позволяет сократить расходы систем водоподготовки на реагенты и избавиться от проблемы вредных солевых рассолов, загрязняющих водоемы.

Метод обратного осмоса. Обратный осмос наряду с микрофильтрацией является одним из наиболее часто применяемых процессов мембранного разделения. Он широко используется для обессоливания (опреснения) всех типов вод в установках самой разной производительности — от мелких бытовых и лабораторных до крупных промышленных. Рассмотрим процедуру очистки воды с помощью обратного осмоса [5]. Стоит отметить, что по сравнению с другими системами очистки обратноосмотические фильтры решают задачу очистки наиболее эффективно. Одно из очевидных преимуществ обратноосмотического оборудования — независимость результата очистки от исходного солесодержания очищаемой воды. Эта особенность обратноосмотических фильтров позволяет с их помощью успешно очищать как водопроводную воду, так и воду из поверхностных источников водозабора.

Процесс хорошо отработан как с точки зрения его организации, так и аппаратурного оформления. Мембранные элементы разных производителей имеют стандартизированные размеры и взаимозаменяемы. Данное оборудование компактно, поэтому для его размещения не требуется больших площадей. Обратноосмотические установки исключают применение агрессивных химических реагентов, что делает их экологически чистыми. В результате очистки воды на обратноосмотических установках происходит практически полное ее избавление от примесей — как сульфатов, так и азота аммонийного, железа, нитратов, хлоридов, кальция и магния. Полезное побочное действие такой очистки — снижение жесткости воды, приводящей к образованию кальциевых и магниевых отложений в процессе нагрева воды в теплообменниках, к проблемам с бытовой техникой и сантехникой.

Для очистки сточных вод на предприятии теплоэнергетики были рассмотрены два высокоэффективных метода: метод ионного обмена и метод обратного осмоса. Оба метода имеют свои достоинства и недостатки. Метод ионного обмена намного дешевле, позволяет снижать щелочность и общее солесодержание. Но у данного метода есть существенный недостаток. Из-за использования большого количество реагентов для регенерации ионообменных смол (катионитов и анионитов), создается проблема, связанная с утилизацией высококонцентрированных рассолов, использованных в регенерации смол, а также повышает затраты на эксплуатацию установок ионного обмена.

В то время как очистка сточной воды методом обратного осмоса не требует применения реагентов, а также не образовывает вредных солевых рассолов. Хоть данный метод является достаточно дорогим при первоначальных вложениях, зато на долгосрочную перспективу является менее затратным на реагенты и ремонт оборудования (табл. 1).

Таблица 1

Эксплуатационные затраты на оборудование для умягчения воды

Наименование

Эксплуатационные затраты

Ежемесячны затраты на очистку воды (руб.)

Ионный обмен

Гидроксид натрия или таблетированная соль

600–750

Обратный осмос

Мембрана обратного осмоса, антискалант

1 250

Этот современный метод очистки эффективно уменьшает количество процессов, используемых для очистки сточных вод, а также уменьшается объем шлама. В будущем технология может даже позволить создать полностью экологичную программу по управлению осадком.

Литература:

  1. Кузнецова В. М., Овсянкина А. В. Современный взгляд на методы очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах и предприятиях // Молодой ученый. 2017. № 32 (166). С. 4–9.
  2. Штриплинг Л. О. Основы очистки сточных вод и переработки твердых отходов: учеб. пособие для вузов / Л. О. Штриплинг, Ф. П. Туренко. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. 192 с.
  3. Выгузова М. А., Наумова Е. В. Методы очистки сточных вод на предприятиях // Вестник КИГИТ. 2013. № 3 (33). С. 59–62.
  4. Томус И. Ю. К вопросу применения ионного обмена для очистки сточных вод // Водосбережение, мелиорация и гидротехнические сооружения как основа формирования агрокультурных кластеров России в XXI веке Сборник докладов XVIII Международной научно-практической конференции: в 3-х томах. 2016. С. 172–177.
  5. Володин С. Л., Захаров С. Л. Современные проблемы очистки водных растворов обратным осмосом // Ползуновский вестник. 2015. № 1. С. 15–17.
Основные термины (генерируются автоматически): обратный осмос, ионный обмен, вод, ионообменная очистка, какая-либо загрязненная территория, общее солесодержание, очистка воды, регенерация смол, сточная вода, эксплуатация установок.


Ключевые слова

сточные воды, очистные сооружения, эффективность очистки, ионный обмен, обратный осмос

Похожие статьи

Повышение качества многоступенчатого процесса очистки воды

– Умягчение водыионный обмен с использованием ионообменной смолы; – Мембранные методы — обратный осмос

Для умягчения воды используется установка, в которой в качестве фильтрующего материала применяется ионообменная смола — сильнокислотный...

Опреснение воды: современное состояние и перспективы развития

Очистка воды производится с помощью специальных наномембран при многократном

питьевая вода, обратный осмос, активированный уголь, обессоливание воды, качество коагулянта, ионный обмен, вод, умягчение воды, исходная вода, ионообменная смола.

Обзор основных методов обезжелезивания воды

Синтетические ионообменные смолы способны удалять из воды не только растворённое

Обратный осмос. Метод основан на продавливании воды через полупроницаемую

Обратный осмос. — Глубокая степень обезжелезивания; — очистка воды практически от...

Роль водоочищения и водоподготовки в обеспечении населения...

Употребление неочищенной воды угрожает серьёзными последствиями как здоровью человека, так и состоянию бытовых приборов, и работе предприятий. Избежать этих, порой очень существенных, неприятностей позволяют различные системы очистки воды.

Ионный состав природных вод Астаринского района Азербайджана

Количество речных вод, поступающих с территории Азербайджана, составляет 73,3 млн. м3.

Помимо веществ ионного типа природные воды содержат также газы и органические и грубодисперсные взвеси.

Повышение качества многоступенчатого процесса очистки воды.

Современный взгляд на методы очистки сточных вод на...

очистка загрязненной воды. – утилизация отходов. В качестве поглотителей нефтепродуктов широко используют отходы деревообрабатывающей

Буренин В. В. Очистка и обезвреживание нефтесодержащих сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий...

Доочистка водопроводной воды: оценка необходимости

Основные термины (генерируются автоматически): питьевая вода, водопроводная вода, автономная

Основные показатели загрязнения родниковых вод. Уровень солесодержания в питьевой воде обусловлен

Некоторые исследования питьевой воды, или какую воду мы...

Разработка блочно-модульной установки для очистки...

На практике очистку воды проводят до трех уровней: для использования воды в оборотном

К основным мембранным методам разделения жидких систем относятся обратный осмос

Технологию очистки загрязненных нефтесодержащих вод установки рассмотрим на примере...

Виды сточных вод и основные методы анализа загрязнителей

Воды и атмосферные осадки, которые поступают в естественные водоемы с территорий населенных пунктов и предприятий, принято называть сточными водами. Отвод данных вод осуществляется посредством канализации или естественным путем.

Изучение солесодержания питьевых вод | Статья в журнале...

Солесодержание или минерализация — это показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ, главным образом, неорганических солей. За рубежом минерализацию также называют «общим количеством растворённых частиц» — Total Dissolved Solids (TDS).

Похожие статьи

Повышение качества многоступенчатого процесса очистки воды

– Умягчение водыионный обмен с использованием ионообменной смолы; – Мембранные методы — обратный осмос

Для умягчения воды используется установка, в которой в качестве фильтрующего материала применяется ионообменная смола — сильнокислотный...

Опреснение воды: современное состояние и перспективы развития

Очистка воды производится с помощью специальных наномембран при многократном

питьевая вода, обратный осмос, активированный уголь, обессоливание воды, качество коагулянта, ионный обмен, вод, умягчение воды, исходная вода, ионообменная смола.

Обзор основных методов обезжелезивания воды

Синтетические ионообменные смолы способны удалять из воды не только растворённое

Обратный осмос. Метод основан на продавливании воды через полупроницаемую

Обратный осмос. — Глубокая степень обезжелезивания; — очистка воды практически от...

Роль водоочищения и водоподготовки в обеспечении населения...

Употребление неочищенной воды угрожает серьёзными последствиями как здоровью человека, так и состоянию бытовых приборов, и работе предприятий. Избежать этих, порой очень существенных, неприятностей позволяют различные системы очистки воды.

Ионный состав природных вод Астаринского района Азербайджана

Количество речных вод, поступающих с территории Азербайджана, составляет 73,3 млн. м3.

Помимо веществ ионного типа природные воды содержат также газы и органические и грубодисперсные взвеси.

Повышение качества многоступенчатого процесса очистки воды.

Современный взгляд на методы очистки сточных вод на...

очистка загрязненной воды. – утилизация отходов. В качестве поглотителей нефтепродуктов широко используют отходы деревообрабатывающей

Буренин В. В. Очистка и обезвреживание нефтесодержащих сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий...

Доочистка водопроводной воды: оценка необходимости

Основные термины (генерируются автоматически): питьевая вода, водопроводная вода, автономная

Основные показатели загрязнения родниковых вод. Уровень солесодержания в питьевой воде обусловлен

Некоторые исследования питьевой воды, или какую воду мы...

Разработка блочно-модульной установки для очистки...

На практике очистку воды проводят до трех уровней: для использования воды в оборотном

К основным мембранным методам разделения жидких систем относятся обратный осмос

Технологию очистки загрязненных нефтесодержащих вод установки рассмотрим на примере...

Виды сточных вод и основные методы анализа загрязнителей

Воды и атмосферные осадки, которые поступают в естественные водоемы с территорий населенных пунктов и предприятий, принято называть сточными водами. Отвод данных вод осуществляется посредством канализации или естественным путем.

Изучение солесодержания питьевых вод | Статья в журнале...

Солесодержание или минерализация — это показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ, главным образом, неорганических солей. За рубежом минерализацию также называют «общим количеством растворённых частиц» — Total Dissolved Solids (TDS).

Задать вопрос