エコロジーに関する講義「火力発電所からの廃水とその処理」を読んでください。 講座内講義:「産業用熱電工学の環境技術」(2)火力発電所排水監視装置

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火力発電所の排水とその処理

1. 火力発電所排水の分類

火力発電所の運転には大量の水を使用します。 水の大部分 (90% 以上) は、タービン凝縮器、オイルおよび空冷クーラー、可動機構など、さまざまな装置の冷却システムで消費されます。

廃水とは、発電所のサイクルから除去されるあらゆる水の流れです。

廃棄物または廃水には、冷却システムからの水に加えて、次のものが含まれます。 ハイドロアッシュ収集システム (HSU) からの廃水、火力発電設備の化学洗浄後の使用済み溶液またはその保存: 浄水 (水処理) プラントからの再生および汚泥水: 硫黄燃料油を燃焼させるボイラーの主にエアヒーターや節水器などの外部加熱面を洗浄するときに生じる、油で汚染された廃水、溶液および懸濁液。

リストされている廃水の組成は異なり、火力発電所と主要設備の種類、出力、燃料の種類、原水の組成、主要生産における水処理方法、そしてもちろんレベルによって決まります。操作の。

タービンや空気冷却器の凝縮器を冷却した後の水は、その温度が水源の水の温度より 8 ~ 10 ℃高いため、通常、いわゆる熱汚染を引き起こすだけです。 場合によっては、冷却水によって自然の水域に異物が混入する可能性があります。 これは、冷却システムにはオイルクーラーも含まれており、その密度に違反すると石油製品(オイル)が冷却水に浸透する可能性があるためです。 重油火力発電所では、重油を含む排水が発生します。

油は、本館、ガレージ、開閉装置、石油施設からの廃水にも混入する可能性があります。

冷却システム内の水の量は、主にタービン凝縮器に入る排気蒸気の量によって決まります。 したがって、この水の大部分は復水火力発電所 (CHP) と原子力発電所にあり、タービンの復水器を冷却する水の量 (t/h) は次の式で求められます。 Q=KWどこ W- ステーション電力、MW; -火力発電所の係数 = 100…150: 原子力発電所の場合は 150…200。

固体燃料を使用する発電所では、大量の灰とスラグの除去は通常、水力で行われ、大量の水を必要とします。 エキバストゥズ石炭で稼働する出力 4000 MW の火力発電所では、最大 4000 t/h のこの燃料が燃焼され、約 1600 ~ 1700 t/h の灰が生成されます。 この量をステーションから排出するには、少なくとも 8000 m 3 /h の水が必要です。 したがって、この分野における主な方向性は、灰とスラグを除去した浄化水を火力発電所のガス回収システムに送り返す循環ガス回収システムの構築である。

ガス処理施設の廃水は浮遊物質で著しく汚染されており、鉱化が進み、ほとんどの場合アルカリ度が上昇しています。 さらに、フッ素、ヒ素、水銀、バナジウムの化合物が含まれる場合があります。

火力発電設備の化学洗浄または保全後の廃水は、洗浄溶液が豊富であるため、組成が非常に多様です。 洗浄には、塩酸、硫酸、フッ化水素酸、スルファミン酸鉱酸のほか、クエン酸、オルソフタル酸、アジピン酸、シュウ酸、ギ酸、酢酸などの有機酸が使用されます。これらに加えて、トリロンB、各種腐食防止剤、界面活性剤、チオ尿素、ヒドラジン、亜硝酸塩、アンモニア。

機器の洗浄や保存の過程での化学反応により、各種有機酸、無機酸、アルカリ、硝酸塩、アンモニウム塩、鉄、銅、トリロンB、阻害剤、ヒドラジン、フッ素、メテナミン、キャプタックス等が放出される場合があります。 。 このようなさまざまな化学薬品を使用するには、有毒な化学洗浄廃棄物を中和して処理するためのカスタマイズされたソリューションが必要です。

外部暖房面の洗浄時に発生する水は、硫黄燃料油を主燃料として使用する火力発電所でのみ発生します。 これらの洗浄溶液の中和には、バナジウムやニッケル化合物などの貴重な物質を含むスラッジの生成が伴うことに留意する必要があります。

火力発電所や原子力発電所での脱塩水の水処理の運転中、試薬の保管、機械フィルターの洗浄、浄化槽からの汚泥水の除去、イオン交換フィルターの再生などにより廃水が発生します。 これらの水には、大量のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、アルミニウム、鉄の塩が含まれています。 例えば、化学水処理能力が 2000 t/h の火力発電所では、最大 2.5 t/h の塩が排出されます。

前処理(機械フィルターおよび浄化装置)からは、炭酸カルシウム、水酸化鉄および水酸化アルミニウム、ケイ酸、有機物質、粘土粒子などの無毒の沈殿物が排出されます。

そして最後に、蒸気タービンの潤滑および制御システムに IVVIOL や OMTI などの耐火性液体を使用する発電所では、この物質で汚染された少量の廃水が生成されます。

地表水保護システムを確立する主な規制文書は、「地表水の保護に関する規則(標準規制)」(モスクワ:ゴスコムプリロディ、1991 年)です。

2. 火力発電所からの排水が自然水域に及ぼす影響

自然の水域は、生物 (動物と植物) のコミュニティであるバイオセノーシスが存在する複雑な生態系 (生態系) です。 これらのシステムは、何千年にもわたる生物世界の進化の中で生み出されました。 貯水池は、水の品質が平均化されている水の集合体や貯留層であるだけでなく、不純物の組成を変化させるプロセスが継続的に発生し、平衡に近づきます。 人間の活動、特に火力発電所からの廃水の排出の結果として破壊される可能性があります。

水域に生息する生物(水生生物)は、その生活条件、主に食物資源によって互いに密接な関係にあります。 水生生物は、水域の自己浄化のプロセスにおいて重要な役割を果たします。 一部の水生物 (通常は植物) は、CO 2 や NH 3 などの環境からの無機化合物を使用して有機物質を合成します。

他の水生物(通常は動物)は、既製の有機物質を同化します。 藻類は有機物も鉱物化します。 光合成中に酸素を放出します。 酸素の大部分は、水が空気と接触するときの曝気を通じて貯水池に入ります。

微生物(バクテリア)は、酸素による有機物の酸化中に有機物の無機化プロセスを強化します。

廃水の排出などにより生態系が平衡状態から逸脱すると、水生生物の中毒や特定の種(個体群)の死滅につながる可能性があり、連鎖的に水生生物が抑圧されることになります。バイオセノーシス全体。 平衡からの逸脱は、貯留層の自己浄化プロセスと呼ばれる、貯留層を最適な状態にするプロセスを強化します。 これらのプロセスの中で最も重要なものは次のとおりです。

粗大な沈殿とコロイド状不純物の凝集。

有機不純物の酸化(無機化)。

鉱物酸素不純物の酸化。

貯水池の水(アルカリ性)の緩衝能力により酸と塩基が中和され、pH が変化します。

重金属イオンの加水分解。難溶性の水酸化物の形成と水からの放出につながります。

水中での二酸化炭素平衡の確立(安定化)。固相(CaCO 3 )の放出またはその一部の水中への移行を伴います。

水域の自己浄化プロセスは、水域の水文学的および水化学的条件に依存します。 水域に大きな影響を与える主な要因は、水温、不純物の鉱物組成、酸素濃度、水のpH、水域の自己浄化プロセスを妨げたり複雑にしたりする有害な不純物の濃度です。

水生物にとって、最も好ましい pH 値は 6.5 ~ 8.5 です。

火力発電所設備の冷却システムからの排水は主に「熱」汚染を運ぶため、温度が貯水池内の生物群集に大きな影響を与えることに留意する必要があります。 温度は、一方では化学反応の速度に直接的な影響を及ぼし、他方では酸素欠乏の回復速度に直接的な影響を及ぼします。 気温が上昇すると、水生生物の繁殖プロセスが加速します。

有毒物質に対する生物の感受性は、通常、温度の上昇とともに増加します。 温度が+ 30°Cに上昇すると、藻類の成長が減少し、動物相に影響を与え、魚は不活性になり、摂食を停止します。 さらに、温度が上昇すると、水中の酸素の溶解度が減少します。

加熱された水が貯水池に放流されるときに発生する急激な温度変化は、魚の死につながり、漁業に重大な脅威をもたらします。 川の水温より6...9℃高い廃水の影響は、最大+ 25℃の夏の温度に適応した魚にとっても有害です。

生活用水、飲料水、文化用水のための貯水池の設計地における温水放流後の夏の月平均水温は、地表の自然の月平均水温と比較して 3℃を超えて上昇してはなりません。一年で最も暑い月の貯水池や水路。 漁業用ため池の場合、夏季における設計場所の水温は、出水口の自然温度と比較して 5℃以上上昇してはなりません。 漁業用貯水池の設計区域における最も暑い月の月平均水温は28℃を超えてはならず、冷水魚(サケや白身魚)が生息する貯水池の場合は20℃を超えてはなりません。

水域における有害物質の最大許容濃度

衛生用水および生活用水の貯水池用

漁業用ため池用

物質

危険クラス

有害性の限界指標

アンモニアNH3

衛生毒物学的

毒物学的

バナジウム V 5+

ヒドラジンN2H4

鉄 Fe 2+

感覚刺激(色)

感覚刺激(味覚)

ヒ素として 2+

衛生毒物学的

ニッケル Ni 2+

硝酸塩(NO 2 - による)

ポリアクリルアミド

不在

鉛Pb2+

ホルムアルデヒド

硫酸塩 (SO 4 による)

感覚刺激(味覚)

衛生毒物学的

感覚刺激(匂い)

毒物学的

石油および石油製品

感覚刺激(フィルム)

漁業

貯水池の水中の有害物質の最大許容濃度 (MAC) は、毎日長期間人体に暴露された場合でも、最新の研究方法で検出される病理学的変化や病気を引き起こさない濃度です。また、貯留層内の生物学的最適条件にも違反しません。

テーブル内 表 1 は、エネルギー分野に特徴的ないくつかの物質の最大許容濃度を示しています。

火力発電所に特徴的な個々の汚染物質は、自然の水域にどのような影響を与えますか?

石油製品。石油製品を含む廃液が水域に流入すると、水は灯油のような匂いや味がし、表面に膜や油汚れが形成され、貯水池の底には重油製品が堆積します。 石油製品の膜はガス交換プロセスを妨害し、水への光線の浸透を妨げ、堤防や海岸の植生を汚染します。

生化学的酸化の結果、貯留層に入った石油製品は徐々に二酸化炭素と水に分解されます。 ただし、このプロセスは時間がかかり、水に溶けている酸素の量、水の温度、およびその中の微生物の数に依存します。 夏には、石油製品の膜は5〜7日以内に50〜80%分解され、+10°C未満の温度では分解プロセスに時間がかかり、+4°Cでは分解がまったく起こりません。

石油製品の底質は除去がさらに遅く、二次的な水質汚染の原因となります。

水中に石油製品が含まれていると、水は飲料に適さなくなります。 特に漁業への被害は甚大です。 魚は、胎生期に水の化学組成の変化と石油製品の侵入に最も敏感です。 貯水池に流入する石油製品は、魚の食料供給の重要な要素であるプランクトンの死にもつながります。

水鳥は油製品による水域の汚染にも悩まされています。 鳥の羽毛と皮膚が最初に損傷を受けます。 感染が重篤な場合、鳥は死亡します。

酸とアルカリ。酸性およびアルカリ性の水は、放流域の貯水池の水の pH を変化させ、pH の変化は貯水池の動植物に悪影響を及ぼし、生化学プロセスや魚やその他の生物の生理学的機能を混乱させます。 水のアルカリ度が上がると、つまり 魚の pH > 9.5 では、皮膚、ヒレ組織、エラが破壊され、水生植物の成長が阻害され、貯水池の自己浄化が悪化します。 インジケーターが減少したとき、つまり €5 無機酸 (硫酸、塩酸、硝酸) および有機酸 (酢酸、乳酸、酒石酸など) は魚に有毒です。

バナジウム化合物体内に蓄積する性質があります。 これらは体に非常に多様な影響を与える毒であり、循環系、呼吸器系、神経系に変化を引き起こす可能性があり、代謝障害やアレルギー性皮膚病変を引き起こします。

鉄化合物。酸性アルカリ溶液を中和する際、火力発電設備の金属に酸が作用して形成される可溶性鉄塩は酸化鉄水和物となり、沈殿して魚のえらに沈着することがあります。 クエン酸と鉄の複合体は、水の色や臭いに悪影響を与えます。 さらに、鉄塩には一般的な毒性作用があり、第二鉄 (酸化物) 鉄の化合物には消化管に灼熱感を与える作用があります。

ニッケル化合物肺組織に影響を与え、中枢神経系の機能障害、胃疾患、血圧低下を引き起こします。

銅線接続一般的な毒性作用があり、過剰に摂取すると胃腸障害を引き起こします。 たとえ少量の銅濃度でも魚にとっては危険です。

亜硝酸塩と硝酸塩。最大許容限度を超える量の亜硝酸塩および硝酸塩を含む水。 飲料水の供給には使用できません。 これらの使用により、重度のメトヘモグロビン血症の症例が観察されています。 さらに、硝酸塩は高等無脊椎動物や魚類に悪影響を及ぼします。

アンモニアアンモニウム塩は水域における生物学的プロセスを阻害し、魚にとって非常に有毒です。 さらに、アンモニウム塩は生化学的プロセスの結果として酸化されて硝酸塩になります。

トリロン B. Trilon B 溶液は、生化学的精製プロセスに関与する微生物を含む微生物に対して有毒です。 硬度塩とのトリロン B 錯体は毒性が大幅に低いですが、鉄塩との錯体は貯水池の水に色を付け、不快な臭いを与えます。

阻害剤 OP-7、OP-10は水に香りを与え、魚に特有の味を与えます。 したがって、漁業目的で使用される水域の場合、阻害剤 OP-7 および OP-10 の有害性の制限指標は毒性指標であり、飲料および文化目的で使用される水域の場合、感覚指標 (味、匂い) です。

ヒドラジン、フッ素、ヒ素、水銀化合物人間と水域の動物相の両方に有毒です。 ただし、飲料水として使用される水には、一定濃度のフッ化物イオン (約 1.0 ~ 1.5 mg/l) が含まれている必要があります。 フッ素は低濃度でも高濃度でも人体に有害です。

塩分の増加廃水は、貯水池の通常の水に含まれる塩と組成が似ている中性塩の存在によってさえ、貯水池の動植物に悪影響を与える可能性があります。

汚泥前処理水処理場の廃水中に存在し、有機物を含んでいます。 貯水池に入ると、これらの有機物質の酸化により水中の酸素含有量が減少し、貯水池の自己浄化プロセスの破壊につながり、冬には魚の死滅につながる可能性があります。 ヘドロに含まれる酸化鉄のフレークや過剰な石灰が魚の鰓粘膜に影響を与え、死に至ることもあります。

水域に対する火力発電所の悪影響の軽減は、主に以下の方法で行われます。水域に排出する前に廃水を処理し、必要な管理を組織する。 排水のない発電所を建設するまでに廃水の量を削減する。 火力発電所のサイクルにおける廃水の使用。 火力発電所そのものの技術向上。

テーブル内 図 2 は、いくつかの発電所の沈砂池から採取されたサンプルの化学分析から得られたデータに基づいた廃水のおおよその平均組成を示しています。 これらの物質は、水域の衛生体制への影響に応じて 3 つのグループに分類できます。

さまざまな化学洗浄方法による処理前の沈砂池内の廃水のおおよその組成、mg/l

コンポーネント

塩酸

複雑な

アジト酸

フタル酸

ヒドラジン酸

ジカルボン酸

塩化物Cl -

SO4硫酸塩

鉄 Fe2+、Fe3+

PB-5、V-1、V-2

ホルムアルデヒド

アンモニウム化合物 NH 4 +

亜硝酸NO2-

ヒドラジンN2H4

最初のグループには、これらの溶液中の含有量が MPC 値に近い無機物質が含まれる必要があります。 それらは、カルシウム、ナトリウム、マグネシウムの硫酸塩および塩化物です。 これらの物質を含む廃水を貯水池に放出しても、水の塩分濃度はわずかに増加するだけです。

2 番目のグループは、その含有量が最大許容濃度を大幅に超える物質で構成されます。 これらには、金属塩 (鉄、銅、亜鉛)、フッ素含有化合物、ヒドラジン、ヒ素が含まれます。 これらの物質はまだ生物学的に処理して無害な製品にすることができません。

3 番目のグループは、すべての有機物質とアンモニウム塩、亜硝酸塩、硫化物を組み合わせたものです。 このグループの物質に共通するのは、水から溶存酸素を吸収しながら、それらはすべて、水、二酸化炭素、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩など、無害またはそれほど有害ではない生成物に酸化できることです。 この酸化の速度は物質によって異なります。

3. 浄水場排水の処理

廃電気水処理ステーション

廃水処理の方法は、機械的(物理的)、物理化学的、化学的、生化学的方法に分けられます。

廃水からの不純物の直接分離は、次の方法 (機械的および物理化学的方法) で実行できます。

大きな不純物の機械的除去(格子、メッシュ上)。

精密濾過(細かいメッシュ);

解決と明確化。

液体サイクロンの使用。

遠心分離;

濾過;

浮力;

電気泳動。

膜法(逆浸透、電気透析)。

水または不純物の相状態の変化による不純物の分離 (物理的および化学的方法):

不純物 - 気相、水-液相(蒸気による脱気またはストリッピング)。

不純物 - 液相または固相、水 - 液相(蒸発)。

不純物と水 - 2 つの液体の不混和相 (抽出と合体)。

不純物 - 固相、水 - 固相(凍結)。

不純物 - 固相、水 - 液相 (結晶化、収着、凝固)。

化学組成を変化させながら不純物を変換する廃水処理方法(化学的および物理化学的方法)は、プロセスの性質に応じて次のグループに分類されます。

難溶性化合物の生成(石灰など)。

合成と分解(アルカリ導入時の重金属錯体の分解など)。

酸化還元プロセス(強力な酸化剤による有機および無機化合物の酸化など)。

熱処理(水中バーナーを備えた装置、残留物の燃焼など)。

火力発電所からの廃水の処理では、沈殿、浮選、濾過、凝集と収着、石灰処理、物質の分解と酸化といった方法が実用上最も重要です。

源水の品質とボイラーの追加水の品質要件に応じて、水処理プラント計画のさまざまなオプションが使用されます。 一般に、水の前処理とイオン交換が含まれます。

廃水処理施設の水域への直接排出は、水域に最適なpH値が6.5〜8.5の範囲を超えて急激に変化すること、およびその中に粗大不純物や塩が高濃度に含まれるため、受け入れられません。

粗大不純物の除去やpH調整も問題ありません。 最も難しい課題は、実際に溶解している不純物 (塩) の濃度を下げることです。 イオン交換法は塩類の排出量が多くなるため不向きです。 試薬を使用しない方法 (蒸発、逆浸透)、または試薬の使用を制限した方法 (電気透析) がより好ましいです。 しかし、この場合でも浄水場での水処理は2回行われます。

したがって、火力発電所の水処理の設計と運用における主な課題は、廃水排出量の削減であると考えられるべきです。

廃水の排出条件に応じて、廃水処理技術は通常次の 3 段階で構成されます。

すべての使用済み溶液と洗浄水をホモジナイザーに排出します。

第2グループの有毒物質を液体から分離し、その後、得られた沈殿物を脱水する。 第三グループの物質からの精製。

浄化装置からのブローダウン水は処理され、汚泥捨て場、特別な沈殿タンク、フィルタープレス、またはドラム真空フィルターで浄化された後に再利用され、すべての場合において水は機械フィルターの洗浄水再利用タンクに戻されます。 バッチ沈殿タンクからの汚泥は、この目的のためにイオン交換フィルターからの中和された再生水を使用して汚泥ダンプに送られます。 フィルタープレスから得られた脱水汚泥は、環境への有害物質の放出に対して確実に保護されている処分場に輸送する必要があります。

ある火力発電所における前処理汚泥の脱水設備の図を図1に示します。

米。 1. パージ浄化装置からの汚泥を脱水するための設備の概略図:

1 - 汚泥の供給; 2 - 取水口の浄化水。 3 - プロセス水。 4 - 空気。

5 - 脱水汚泥。 6 - ドラム真空フィルター。 7 - 送風機。 8 - 真空ポンプ。 9 - 受信機。 10 - 一定レベルのタンク。 12 - ポンプ。 12 - 容量。 13 - 脱水汚泥用ホッパー

浄化装置からのパージ水は収集タンクに送られます。 このタンクでは汚泥の沈降を防ぐため、ブローダウン水に空気を吹き込み、一定水位でタンク内に汲み上げ、真空濾過器に入り、汚泥を分離します。 脱水汚泥はホッパーに投入され、汚泥捨て場に送られます。 汚泥分離後の水は浄水場に戻さ​​れます。

米。 2. 自己無力化スキーム ( ) および中和 ( b) 浄水場からの廃水からの石灰:

1-H-カチオンフィルター。 2-アニオンフィルター。 3-ライムミキサー; 4-ライムミキサーポンプ; 5 ライムミルクディスペンサーポンプ; 6-再生水を収集するためのサンプ。 7 移送ポンプ; 8タンク中和剤; 9-ポンピングとダンプ。 10-タービン復水器または水源後の冷却水

浄化装置のパージは、ガス処理システムに向けたり、酸性廃水 (pH > 9) を中和するために行うこともできます。

前処理の存在下で洗浄された機械フィルターからの水は、原水ライン (凝固用) または各清澄器の下部 (石灰処理用) のいずれかに送られます。 一定の流れを確保するために、この水は機械式フィルターすすぎ水再生タンクに事前に収集されます。

前処理がない場合、機械フィルターの洗浄からの水は、特別な沈殿タンクで沈殿させて処理することができ、浄化された水は原水ラインに戻され、沈殿したスラッジはスラッジダンプに除去されます。または、ガス処理システム、またはイオン交換フィルターの再生水回収システムに送られます。

水処理プラントのイオン交換部分の廃水は、フィルターを緩めるときに入る一定量の粗大不純物を除いて、真の塩溶液です。 地域の状況に応じて、これらの水は次のように送られます。衛生的、衛生的、漁業上の要件に従って貯水池に送られます。 油圧式灰除去システム。 好ましい気候条件下で蒸発池に投入。 蒸発プラント用。 地下帯水層に入る。

一定の条件が満たされれば、排水を貯水池に放流することが可能です。 したがって、酸性廃水の場合は、次の不等式を満たす必要があります。

そしてアルカリ性の場合

どこ - 廃水出口と最も近い水利用地点の設計場所との間の地域における混合係数。

Q- 貯水池の推定流量。規制されていない河川の場合、供給量の 95% という最大月平均水量に等しい。

SCH- 水のアルカリ度の変化。これにより、原水の pH が最大許容値 mEq/kg まで変化します。

Q SSHと Q SC - 廃水中のアルカリと酸の毎日の排出量、それぞれ g 相当。

酸とアルカリの排出量は次の式で求められます。

どこ Gシッチと G K - アルカリと酸の毎日の消費量、それぞれ kg;

qシッチと q K - 再生中のアルカリと酸の比消費量、g-eq/g-eq。

マグニチュード SCH式によって決定される

どこ SCH 0 - 貯水池の原水のアルカリ度、mEq/kg;

pH D - 廃水を原水と混合した後の水の許容pH (6.5および8.5)。

pH = pH D - pH 0 - 水源の pH の変更が許容される値。

pH 0 は、貯水池の温度における水の pH 値です。

貯水池内の水のイオン強度。

1 - 貯水池の水温における H 2 CO 3 の解離の第 1 段階の定数。

貯水池への廃水の排出がこれらの条件に違反する場合は、予備中和を使用する必要があります。 浄水場のイオン交換部からの廃水は、陽イオン交換体と陰イオン交換フィルターからの再生水を混合した後の排水が酸性反応する場合がほとんどです。 中和には、ドロマイト、さまざまなアルカリなどのアルカリ試薬が使用されますが、ほとんどの場合は石灰が使用されます。

米。 3. 排ガスによるアルカリ再生水の中和スキーム:

1 - N-カチオン交換フィルター。 2 - アニオンフィルター; 3 - 再生水収集ピット。 4 - 移送ポンプ。 5 - 中和タンク。 6 - 配水管; 7 - 混合および排出ポンプ。 8 - エジェクター。 9 - 排ガスから灰が除去される。 10 - タービン凝縮器後の冷却水

石灰による中和では、他の試薬を使用した場合のように水の塩分濃度が急激に増加することはありません。 これは、石灰で中和すると沈殿物が形成され、それが水から除去されるためです。 アンモニア水による廃水の中和でも良い経験が得られています。

酸性水を中和するために必要な試薬の 1 日の消費量は、次のように書くことができます。 Q SR=Q SK-Q SSH、アルカリ性 - として Q SR=Q SSH-Q SK.

石灰で中和すると、100% CaO の 1 日の消費量は Q CaO =28 Q CP10-3。

図では、 図2に酸性廃水を中和するスキームを示します。

再生排水を混合した後、水がアルカリ性になった場合は、CO 2 、SO 3 、NO 2 の溶解により煙道ガスで中和することができます。

アルカリ性廃水を中和するために必要な排ガス量 V は、次の式で求められます。

どこ V G- 灰収集器後の燃料燃焼中に発生する排ガスの総量、m 3 /kg または m 3 /m 3;

V SO2; V CO2そして V NO2- 燃料の燃焼中に形成される対応するガスの体積、m 3 /kg または m 3 /m 3。

図では、 図 3 は、水にガスを溶解するバブリング法を使用した、排ガスによる浄水場からの廃水の中和の図を示しています。

同じ目的で、蒸発プラントは廃水の濃縮と深部蒸発にも使用されます (フェルガナ火力発電所、カザン火力発電所-3)。 濃縮液は濃縮排水処理プラントに供給されます。 設備は水中バーナーを備えた装置(図4)で、結晶塩が得られるまで蒸発が行われ、結晶塩はろ過されていない保管施設に保管されます。

4. 石油製品を含む排水の処理

米。 4. 廃水蒸発用水中燃焼装置:

1 - 水中バーナー; 2 - 装置。 3 - ファン。 4 - タンク。 5 - レベルレギュレーター

石油製品からの廃水を浄化するには、沈降、浮選、ろ過の方法が使用されます。

沈降法は、水と石油製品の自然分離能力に基づいています。 石油製品の粒子は、表面張力の影響下で球形になり、そのサイズは 2 ~ 310 2 ミクロンの範囲になります。 粒子径の逆数を分散度といいます。 沈降プロセスは、水と油の粒子の密度差の影響による石油製品の分離の原理に基づいています。 廃水中の石油製品の含有量は大きく異なりますが、平均して 100 mg/l です。

石油製品はオイルトラップに沈殿します(図5)。 水は受入チャンバーに供給され、仕切りの下を通って沈降チャンバーに入り、そこで水と油生成物の分離プロセスが行われます。 第二隔壁を通過した精製水はオイルトラップから除去され、油生成物は水面に膜を形成し、専用の装置で除去されます。 オイル トラップを選択するときは、次の前提条件を立てる必要があります。断面のすべての点での水の移動速度は同じです。 水の流れは層流です。 石油製品粒子の浮遊速度は、流動時間全体を通じて一定です。

米。 5. 典型的なオイルトラップの図:

1-廃水。 2 - 受け取りチャンバー; 3-沈降ゾーン:4-精製水。 5 - 垂直の半水中パーティション。 6-オイル収集パイプ。 フローティングオイル製品7フィルム

水温はオイルトラップの効率に大きな影響を与えます。 水の温度が上昇すると粘度が低下し、粒子の放出条件が改善されます。 たとえば、水温が 30°C 未満の場合、燃料油はオイル トラップ内に沈降します。30 ~ 40°C の範囲では、燃料油の粒子が懸濁状態になり、粒子の影響が現れるのは 40°C を超える場合だけです。浮かびます。

米。 6. スクレーパー機構を備えた Giprospetspromstroy オイル トラップ:

1 - 受け取りチャンバー; 2 - パーティション。 3 - 沈降ゾーン。 4 - パーティション。 5 - 出口チャンバー; 6 - オーバーフロートレイ。 7 - スクレーパー。 8 - 回転スロット付きパイプ。 9 - ピット。 10 - 油圧エレベーター

図では、 図6はGidrospetspromstroyのオイルトラップを示しています。 沈降チャンバー内で表面に浮いた油製品は、スクレーパー装置によって各セクションの沈降ゾーンの最初と最後にあるスロット付き回転パイプに送られ、そこを通ってオイル トラップから除去されます。 廃水中に不純物が沈んでいる場合、それらはオイルトラップの底に落ち、同じスクレーパーコンベアによってピットに集められ、このバルブ(または油圧エレベーター)を使用してオイルトラップから除去されます。 このタイプのオイル トラップは、15 ~ 220 kg/s の廃水容量用に設計されています。

米。 5.7. 圧力浮選の設置図:

1-水入口; 2-受入タンク; 3サクションパイプ。 4エアダクト。 5ポンプ; 6 つの浮選チャンバー; 7発泡容器。 8-精製水の排出。 9圧タンク

浄水の浮選法では、石油製品の粒子と気泡の間で複合体を形成し、その後、これらの複合体を水から分離します。 このような錯体の浮遊速度は、石油製品の粒子の浮遊速度よりも 10 2 ~ 10 3 倍速い。 このため、浮上は沈下よりもはるかに効果的です。

米。 8.重力浮力の設置図:

1-水入口; 2-受入タンク; 3サクションパイプ。 4エアダクト。 5ポンプ; 6 つの浮選チャンバー; 7発泡容器; 8-精製水の排出

過飽和水溶液から気泡を放出する加圧浮選法と、特殊な装置で水中に導入した気泡を利用して行う非加圧浮選法があります。

圧力浮遊選鉱中(図 7)、空気は最大 0.5 MPa の過剰圧力下で水に溶解されます。この間、空気はポンプ前のパイプラインに供給され、水と空気の混合物は 8 分間保持されます。特殊な圧力タンク内で 10 分間、浮遊装置に供給され、そこで圧力が解放され、気泡が形成され、水と不純物を分離する実際の浮選プロセスが発生します。 フローテーターへの水入口の圧力が低下すると、水に溶けていた空気がほぼ瞬時に放出され、泡が形成されます。

非加圧浮上法(図 8)では、機械的力(ポンプ、エジェクター)または電気的力によって気泡の形成が発生し、既製の気泡分散システム、つまり水が浮上装置に導入されます。 最適な気泡サイズは 15 ~ 30 ミクロンです。 油粒子が捕捉されたこのサイズの気泡の上昇速度は平均 0.9...10 -3 m/s で、これはサイズ 1.5 ミクロンの油粒子の上昇速度の 900 倍です。

油汚れ・油水のろ過は精製の最終段階で行われます。 ろ過プロセスは、石油製品の乳化粒子がろ過材の粒子の表面に付着することに基づいています。 ろ過の前に予備的な廃水処理 (沈殿、浮選) が行われるため、フィルター前の石油製品の濃度は低く、体積分率で 10 -4 ... 10 -6 になります。

廃水を濾過する際、油粒子が濾材の粒子の表面上の水流から放出され、最も狭い細孔チャネルを満たします。 疎水性表面(水と相互作用しない)では、粒子は粒子によく付着しますが、親水性表面(水と相互作用)では、粒子の表面に水和シェルが存在するため、付着が困難になります。 しかし、付着した粒子は水和シェルを置き換え、ある時点からフィルター材料は疎水性として機能します。

米。 9. 濾材再生時の濾過器蒸煮時の凝縮水中の重油濃度の変化

フィルターが作動すると、油粒子が徐々に細孔容積を満たし、フィルター素材が飽和します。 その結果、しばらくすると、流れから壁に放出される油の量と、流れに沿って後続のフィルター材の層に膜の形で流れる油の量との間でバランスがとれます。

時間の経過とともに、油生成物の飽和度はフィルター層の下限に移動し、濾液中の油の濃度が増加します。 この場合、フィルタは再生のためにスイッチがオフになります。 水温の上昇は石油製品の粘度を下げるのに役立ち、その結果、石油製品が層の高さ全体に均一に分布します。

フィルターを装填するための従来の材料は、珪砂と無煙炭です。 場合によっては、スルホン化炭素が使用され、Na カチオン交換フィルターで使用されます。 最近では、高炉や平炉スラグ、膨張粘土、珪藻土などが使用されています。 特にこれらの目的のために、ENIN と名付けられました。 GM クルジジャノフスキーは、カンスク・アチンスク石炭からセミコークスを製造する技術を開発した。

米。 10. 石油製品を含む廃水の処理技術スキーム:

1-受水槽:2-オイルトラップ; 3つの中間タンク。 4-フローテーター。 5圧タンク。 6-エジェクター; 7-オイルレシーバー; 8-メカニカルフィルター; 9 角度フィルター。 10-洗浄水タンク:11-レシーバー。 12コンプレッサー。 13 ポンプ: 14 凝固剤溶液

フィルターは、上部分配装置を介して 0.03 ~ 0.04 MPa の圧力の水蒸気で再生する必要があります。 蒸気は捕捉された石油生成物を加熱し、圧力下で層から押し出されます。 再生時間は通常 3 時間を超えませんが、フィルターからオイルが移動すると、まず凝縮液中の濃度が増加し、次に濃度が減少します (図 9)。 凝縮水はオイルトラップまたはフローテーターの前のタンクに排出されます。

石油製品からのバルクフィルターでの廃水処理効率は約 80% です。 石油製品の含有量は 2...4 mg/kg で、最大許容濃度を大幅に超えています。 この品質の水は、火力発電所で技術目的に使用できます。 場合によっては、この濾液を収着 (活性炭を充填) またはプレコートフィルターを使用してさらに精製する必要があります。

石油製品からの廃水を処理するための完全な典型的なスキームを図に示します。 10. 廃水は緩衝平均化タンクに収集され、そこで最大の粗水の一部が分離されます。 石油製品の不純物や粒子。 不純物が部分的に除去された廃水はオイルトラップに送られます。 次に、水は中間タンクに入り、そこから浮遊装置にポンプで送られます。 分離された石油製品は燃料油受け器に送られ、蒸気で加熱されて粘度が下がり、燃焼プラントから排出されます。

部分精製水は第2中間タンクに送られ、そこから2段からなるフィルターユニットに供給されます。 第 1 段階は、珪砂と無煙炭の 2 層充填フィルターです。 第 2 段階は吸着フィルターで構成されます。 活性炭が充填されています。 このスキームによる水の浄化度は約 95% です。

5. ボイラー加熱面の洗浄水の洗浄

再生空気ヒーター (RAH) の洗浄水は、酸化鉄、ケイ酸、燃焼中の生成物、灰の未溶解部分、遊離硫酸、重金属硫酸塩、バナジウム、ニッケルなどの粗大不純物を含む酸性溶液 (pH = 1.3...3) です。化合物、銅など

平均して、洗浄水には g/l が含まれます: 遊離酸 (H 2 SO 4 換算) 4...5、鉄 7...8、ニッケル 0.1...0.15、バナジウム 0.3...0.8、銅0、02…0.05、懸濁固体 0.5、乾燥残留物 32…45。

RVP洗浄およびボイラーの対流加熱面からの廃水は、アルカリで中和することによって中和されます。 この場合、重金属イオンは対応する水酸化物の形で汚泥中に沈殿します。 重油ボイラーの洗浄水にはバナジウムが含まれているため、中和時に形成されるスラッジは冶金産業にとって貴重な原料となります。 したがって、洗浄水の中和および浄化のプロセスは次のように整理されます。 最終製品は中和された浄化水と脱水バナジウムスラッジとなり、冶金工場に送られます。

洗浄水の中和は1段階または2段階で行われます。 1 段階で中和する場合、廃水は pH = 9.5 ~ 10 になり、すべての有毒成分が沈殿するまで石灰乳で処理されます。

図では、 図 11 は、VTI と Teploelektroproekt によって開発され、キエフ CHPP-5 で実施された RVP 洗浄水の中和および中和スキームのバージョンを示しています。 この方式では、洗浄水が中和タンクに供給され、そこに石灰溶液も投入されます。 溶液は再循環ポンプと圧縮空気と混合され、7 ~ 8 時間沈降します。その後、浄化水の一部 (50 ~ 60%) がボイラーの洗浄に再利用され、スラッジは脱水のためにフィルタープレスに供給されます。 FPAKMタイプです。 汚泥はスクリューコンベアで送られ、梱包・保管されます。 フィルタープレスの生産性は70kg/(m 2 h)です。 フィルタープレスからの濾液は陽イオン交換フィルターに供給され、残留重金属陽イオンが捕捉されます。 陽イオン交換フィルターの濾液はリザーバーに排出されます。

米。 11.ボイラーおよびRVP洗浄水の中和および中和の設置図:

1-洗浄水; 2タンク中和剤。 3ポンプ。 4フィルタープレス。 5-濾布洗浄用の工業用水。 スクリューコンベア。 袋縫製用7号機。 8ローダー。 9タンクコレクター。 10-濾液ポンプ; 11-食塩水ポンプ; 食塩水の12計量タンク。 13-濾液; 14 回の再生ソリューション。 /5-カチオンフィルター。 16-ライムミルク; 17 スターラー; 18ポンプ; 再利用のための 19 浄化水。 20-圧縮空気

フィルターはNaCl溶液で再生され、再生水は中和剤タンクに排出されます。 水は中和されますが、結果として生じるスラッジには酸化鉄、硫酸カルシウムが豊富に含まれていますが、バナジウム化合物はほとんど含まれていません(五酸化バナジウムは 3 ~ 5% 未満)。

チェリャビンスク冶金科学研究所 (CHNIIM) は、キエフ CHPP-5 と協力して、汚泥中のバナジウム含有量を増加させる方法を開発しました。 一段階中和では、水酸化鉄 Fe(OH) 2、カルシウム Ca(OH) 2、マグネシウム Mg(OH) 2 およびケイ酸イオン SiO 3 2 を含む混合物が沈殿試薬として使用されます。沈殿プロセスは次の温度で実行されます。 pH = 3.4 …4.2。

汚泥中のバナジウム化合物の濃度を高めるために、沈殿プロセスを 2 段階に分けることができます。 第 1 段階では、アルカリ (NaOH) による処理が pH = 4.5 ~ 4.0 で実行され、この時点で Fe(OH) 3 とバナジウムの大部分が沈殿します。第 2 段階では、中和プロセスが 400 mA で実行されます。 pH = 8.5...10、残りの水酸化物が沈殿します。 第二段階は石灰を用いて行われます。 この場合、中和の第一段階で得られる汚泥が価値となる。

6. 廃水処理、薬液洗浄、設備保全

試運転前 (設置後) および運用中の化学洗浄および機器の保存からの廃水は、さまざまな物質を含む突然の「一斉」排出になります。

1 回の化学洗浄で洗浄される汚染排水の総量 m3 は、次の式から求めることができます。

どこ -フラッシング回路の総容積、m 3 ;

- ガスおよび石油火力発電所の係数は 25、微粉炭発電所の場合は 15 に相当します。後者の場合、鉄含有量が 100 mg/l 未満の洗浄水の一部がガス処理プラントに排出される可能性があるためです。 。

洗浄水と保存水を浄化するには、主に 2 つのオプションがあります。

液体および気体燃料で稼働する火力発電所、およびオープンループ (直接流) ガス供給システムを備えた石炭火力発電所。

再循環ガス供給システムを備えた固体燃料で稼働する火力発電所。

最初のオプションによれば、次の精製段階が提供されます:均質化容器内のすべての廃液の収集、溶液からの第2グループの有毒物質の除去、第3グループの物質からの水の精製。 廃水の収集と中和は、2 セクションのオープン プールまたは均質化タンク、中和剤タンク、および pH 補正タンクを含む設備で実行されます。

腐食生成物や機械的不純物で汚染された機器の最初の水洗浄からの廃水は、オープンプールの最初のセクションに送られます。 沈降後、最初のセクションからの浄化された水を 2 番目のセクション、つまりプールのホモジナイザーに移す必要があります。 酸性溶液とアルカリ性溶液の置換操作の完了後の水洗からの pH=6...8 の流出液は、同じセクションに排出されます。

緩衝セクションからの水は、循環水供給システムやガス処理プラントに供給するために再利用する必要があります。 沈砂池内の廃水のおおよその組成を表に示します。 2. 機器の化学洗浄からの酸性溶液とアルカリ性溶液は、相互中和のために、洗浄対象の回路の 7 ~ 10 倍の容量を含む中和タンク (図 12) に収集されます。 中和槽からの液や設備保全の使用済み液はpH補正槽に送られ、最終中和、重金属イオン(鉄、銅、亜鉛)の析出、ヒドラジンの分解、硝酸塩の分解が行われます。

鉄の完全な中和と沈殿は、中和される廃水の組成に応じて、石灰を含む溶液をpH = 10...12にアルカリ化することによって実行されます。 汚泥を沈殿させて水を浄化するには、少なくとも 2 日間沈殿させ、その後汚泥を浄水場の前処理用の汚泥捨て場または灰捨て場に移します。

クエン酸ベースの洗浄液に鉄に加えて銅と亜鉛も含まれている場合は、銅と亜鉛を沈殿させるために硫化ナトリウムを使用する必要があり、水酸化鉄スラッジを分離した後に硫化ナトリウムを溶液に添加する必要があります。 硫化銅および硫化亜鉛の沈殿物は、少なくとも 1 日間沈降させて圧縮する必要があり、その後、スラッジは前処理スラッジダンプに除去されます。

米。 12. 廃水を浄化するためのスキーム:

1 - タンク; 2 - 中和剤タンク; 3 - 汚泥沈殿タンク。 4 - pH補正用タンク。 5 - 石灰乳の供給。 b - 漂白剤の供給。 7 - 硫化ナトリウム(Na 2 S)の供給。 8 - 硫酸: 9 - 空気供給; 10 - 洗浄用の水。 11 - フィルタープレスへの水: 12 - リセット

亜硝酸塩を含む洗浄液や保存液を中和するには、酸性の洗浄液を使用するか、溶液を酸で処理します。 亜硝酸塩の破壊によりガス NO および NO 2 が生成され、その密度は空気の密度よりも高いことを考慮する必要があります。 したがって、亜硝酸塩を含む溶液が中和された容器への立ち入りは、この容器を十分に換気し、ガス汚染がないか確認した後にのみ許可されます。

廃水に含まれるヒドラジンとアンモニアは、溶液を漂白剤で処理することで破壊できます。 この場合、ヒドラジンは漂白剤によって酸化されて遊離窒素を形成します。 ヒドラジンをほぼ完全に破壊するには、漂白剤の量を化学量論量と比較して約 5% 増やす必要があります。

アンモニアが漂白剤と反応するとクロラミンが形成され、わずかに過剰なアンモニアが存在するとそれが酸化されて窒素が形成されます。 アンモニアが大過剰になると、クロラミンとの相互作用の結果としてヒドラジンが形成されます。 したがって、アンモニアを含む溶液を漂白剤で中和する場合は、石灰の化学量論量を厳密に維持する必要があります。

アンモニアは、中和剤タンクまたは pH 補正タンクでの溶液の曝気中に、空気中の二酸化炭素と相互作用する結果として中和されます。 洗浄液と保存液の中和後に生成される浄化水は、さらに処理して中性反応(pH = 6.5...8.5)にし、発電所の技術的ニーズに再利用する必要があります。 ヒドラジンは、溶液がホモジナイザーに注がれてから数日間だけ廃水中に存在します。 その後、ヒドラジンは検出されなくなりましたが、これは鉄と銅の触媒作用によるヒドラジンの酸化によって説明されます。

米。 13. 防腐剤洗浄ユニットの図:

1 - 保存液の排出; 2 - 試薬の供給; 3 - 保存液収集タンク。 4 - 加熱蒸気供給: 5 - ポンプ; 6 - 中和された溶液の排出: 7 - 循環ポンプ。 8 - エジェクター: 9 - 再循環ライン

フッ素から廃水を処理する技術は、石灰と硫酸アルミナを次の比率で処理することから成ります:フッ素 1 mg あたり、少なくとも 2 mg Al 2 O 3。 残留フッ素含有量は 1.4 ~ 1.6 mg/l 以下に達します。

pH補正タンクからの浄化水は、汎用の浄化方法である生化学的浄化に送られます。

生化学的処理プロセスは、廃水に含まれる有機物質や無機物質を栄養源やエネルギー源として利用できる特定の種類の微生物の生命活動に基づいています。 生物学的処理にはエアロタンクとバイオフィルターが使用されます。 生物処理のために送られる水中の特定の物質の濃度には制限があります。 濃度が上昇すると、これらの物質は微生物に対して有毒になります。

生物学的処理のために送られる水中の物質の最大許容濃度は、mg/kg です。

ヒドラジン 0.1;

硫酸鉄5;

活性塩素0.3。

無水フタル酸 0.5。

純粋な形の Trilon B は、3 mg/l 以上の濃度で硝化プロセスを抑制します。 初期濃度が 100 mg/l 未満のトリロネートは、生物処理施設からの活性汚泥に完全に吸収されます。

実際には、浄化水と家庭廃水の共同浄化は、地域や都市の廃水処理プラントでも使用されています。 この決定は、既存の衛生基準と規則によって正当化されており、これらの規則では、廃水を処理プラントに受け入れる条件と、処理プラント内の有害物質の最大許容濃度も指定されています。

密閉型ガス処理システムを備えた火力発電所では、pH > 8 の場合、フラッシング溶液と保存溶液を直接灰捨て場に排出することができます。 それ以外の場合、GZU システムのパイプライン機器の腐食を避けるために、フラッシング水は事前に中和されます。 有毒な不純物は灰に吸着されます。

火力発電所に循環ガス処理システムがない場合、保存溶液は空気酸素、漂白剤などのさまざまな酸化剤で処理されます。

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火力発電所の運転には大量の水を使用します。 水の大部分 (90% 以上) は、タービン凝縮器、オイルおよび空冷クーラー、可動機構など、さまざまな装置の冷却システムで消費されます。

廃水とは、発電所のサイクルから除去されるあらゆる水の流れです。

廃棄物または廃水には、冷却システムからの水に加えて、次のものが含まれます。 ハイドロアッシュ収集システム (HSU) からの廃水、火力発電設備の化学洗浄後の使用済み溶液またはその保存: 浄水 (水処理) プラントからの再生および汚泥水: 硫黄燃料油を燃焼させるボイラーの主にエアヒーターや節水器などの外部加熱面を洗浄するときに生じる、油で汚染された廃水、溶液および懸濁液。

リストされている廃水の組成は異なり、火力発電所と主要設備の種類、出力、燃料の種類、原水の組成、主要生産における水処理方法、そしてもちろんレベルによって決まります。操作の。

タービンや空気冷却器の凝縮器を冷却した後の水は、その温度が水源の水の温度より 8 ~ 10 °C 高いため、通常、いわゆる熱汚染を引き起こすだけです。 場合によっては、冷却水によって自然の水域に異物が混入する可能性があります。 これは、冷却システムにはオイルクーラーも含まれており、その密度に違反すると石油製品(オイル)が冷却水に浸透する可能性があるためです。 重油火力発電所では、重油を含む排水が発生します。

油は、本館、ガレージ、開閉装置、石油施設からの廃水にも混入する可能性があります。

冷却システム内の水の量は、主にタービン凝縮器に入る排気蒸気の量によって決まります。 したがって、この水の大部分は復水火力発電所 (CHP) と原子力発電所にあり、タービンの復水器を冷却する水の量 (t/h) は次の式で求められます。 Q=KWどこ W- ステーション電力、MW; -火力発電所の係数 = 100...150: 原子力発電所の場合は 150...200。

固体燃料を使用する発電所では、大量の灰とスラグの除去は通常、水力で行われ、大量の水を必要とします。 エキバストゥズ石炭で稼働する出力 4000 MW の火力発電所では、最大 4000 t/h のこの燃料が燃焼され、約 1600 ~ 1700 t/h の灰が生成されます。 この量をステーションから排出するには、少なくとも 8000 m 3 /h の水が必要です。 したがって、この分野における主な方向性は、灰とスラグを除去した浄化水を火力発電所のガス回収システムに送り返す循環ガス回収システムの構築である。

ガス処理施設の廃水は浮遊物質で著しく汚染されており、鉱化が進み、ほとんどの場合アルカリ度が上昇しています。 さらに、フッ素、ヒ素、水銀、バナジウムの化合物が含まれる場合があります。

火力発電設備の化学洗浄または保全後の廃水は、洗浄溶液が豊富であるため、組成が非常に多様です。 洗浄には、塩酸、硫酸、フッ化水素酸、スルファミン酸鉱酸のほか、クエン酸、オルソフタル酸、アジピン酸、シュウ酸、ギ酸、酢酸などの有機酸が使用されます。これらに加えて、トリロンB、各種腐食防止剤、界面活性剤、チオ尿素、ヒドラジン、亜硝酸塩、アンモニア。

機器の洗浄や保存の過程での化学反応により、各種有機酸、無機酸、アルカリ、硝酸塩、アンモニウム塩、鉄、銅、トリロンB、阻害剤、ヒドラジン、フッ素、メテナミン、キャプタックス等が放出される場合があります。このようなさまざまな化学物質は、化学洗浄からの有毒廃棄物を中和および廃棄するための個別の解決策を必要とします。

外部暖房面の洗浄時に発生する水は、硫黄燃料油を主燃料として使用する火力発電所でのみ発生します。 これらの洗浄溶液の中和には、バナジウムやニッケル化合物などの貴重な物質を含むスラッジの生成が伴うことに留意する必要があります。

火力発電所や原子力発電所での脱塩水の水処理の運転中、試薬の保管、機械フィルターの洗浄、浄化槽からの汚泥水の除去、イオン交換フィルターの再生などにより廃水が発生します。 これらの水には、大量のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、アルミニウム、鉄の塩が含まれています。 例えば、化学水処理能力が 2000 t/h の火力発電所では、最大 2.5 t/h の塩が排出されます。

前処理(機械フィルターおよび浄化装置)からは、炭酸カルシウム、水酸化鉄および水酸化アルミニウム、ケイ酸、有機物質、粘土粒子などの無毒の沈殿物が排出されます。

そして最後に、蒸気タービンの潤滑および制御システムに IVVIOL や OMTI などの耐火性液体を使用する発電所では、この物質で汚染された少量の廃水が生成されます。

地表水の保護システムを確立する主な規制文書は、「地表水の保護に関する規則(標準規制)」(モスクワ:ゴスコムプリロディ、1991 年)です。

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国家研究

トムスク工科大学

理論学科

産業用暖房工学

コースに関する講義:

「産業における環境技術」

火力工学」

開発者: Ph.D.、Razva A.S.

火力発電所の排水とその処理

1. 火力発電所排水の分類

火力発電所の運転には大量の水を使用します。 水の主要部分 (90% 以上) は、タービン凝縮器、オイルおよび空気冷却器、移動機構など、さまざまな装置の冷却システムで消費されます。廃水は、発電所のサイクルから取り出される水の流れです。 廃棄物または廃水には、冷却システムからの水に加えて、次のものが含まれます。 ハイドロアッシュ収集システム (HSU) からの廃水、火力発電設備の化学洗浄後の使用済み溶液またはその保存: 浄水 (水処理) プラントからの再生および汚泥水: 硫黄燃料油を燃焼させるボイラーの主にエアヒーターや節水器などの外部加熱面を洗浄するときに生じる、油で汚染された廃水、溶液および懸濁液。 リストされている廃水の組成は異なり、火力発電所と主要設備の種類、出力、燃料の種類、原水の組成、主要生産における水処理方法、そしてもちろんレベルによって決まります。操作の。 タービンや空気冷却器の凝縮器を冷却した後の水は、その温度が水源の水の温度より 8 ~ 10 °C 高いため、通常、いわゆる熱汚染を引き起こすだけです。 場合によっては、冷却水によって自然の水域に異物が混入する可能性があります。 これは、冷却システムにはオイルクーラーも含まれており、その密度に違反すると石油製品(オイル)が冷却水に浸透する可能性があるためです。 重油火力発電所では、重油を含む排水が発生します。 油は、本館、ガレージ、開閉装置、石油施設からの廃水にも混入する可能性があります。 冷却システム内の水の量は、主にタービン凝縮器に入る排気蒸気の量によって決まります。 したがって、この水の大部分は復水火力発電所 (CHP) と原子力発電所にあり、タービンの復水器を冷却する水の量 (t/h) は次の式で求められます。 Q=KWどこ W- ステーション電力、MW; -火力発電所の係数 = 100...150: 原子力発電所の場合は 150...200。 固体燃料を使用する発電所では、大量の灰とスラグの除去は通常、水力で行われ、大量の水を必要とします。 エキバストゥズ石炭で稼働する出力 4000 MW の火力発電所では、最大 4000 t/h のこの燃料が燃焼され、約 1600 ~ 1700 t/h の灰が生成されます。 この量をステーションから排出するには、少なくとも 8000 m 3 /h の水が必要です。 したがって、この分野における主な方向性は、灰とスラグを除去した浄化水を火力発電所のガス回収システムに送り返す循環ガス回収システムの構築である。 ガス処理施設の廃水は浮遊物質で著しく汚染されており、鉱化が進み、ほとんどの場合アルカリ度が上昇しています。 さらに、フッ素、ヒ素、水銀、バナジウムの化合物が含まれる場合があります。 火力発電設備の化学洗浄または保全後の廃水は、洗浄溶液が豊富であるため、組成が非常に多様です。 洗浄には、塩酸、硫酸、フッ化水素酸、スルファミン酸鉱酸のほか、クエン酸、オルソフタル酸、アジピン酸、シュウ酸、ギ酸、酢酸などの有機酸が使用されます。これらに加えて、トリロンB、各種腐食防止剤、界面活性剤、チオ尿素、ヒドラジン、亜硝酸塩、アンモニア。 機器の洗浄や保存の過程での化学反応により、各種有機酸、無機酸、アルカリ、硝酸塩、アンモニウム塩、鉄、銅、トリロンB、阻害剤、ヒドラジン、フッ素、メテナミン、キャプタックス等が放出される場合があります。このようなさまざまな化学物質は、化学洗浄からの有毒廃棄物を中和および廃棄するための個別の解決策を必要とします。 外部暖房面の洗浄時に発生する水は、硫黄燃料油を主燃料として使用する火力発電所でのみ発生します。 これらの洗浄溶液の中和には、バナジウムやニッケル化合物などの貴重な物質を含むスラッジの生成が伴うことに留意する必要があります。 火力発電所や原子力発電所での脱塩水の水処理の運転中、試薬の保管、機械フィルターの洗浄、浄化槽からの汚泥水の除去、イオン交換フィルターの再生などにより廃水が発生します。 これらの水には、大量のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、アルミニウム、鉄の塩が含まれています。 例えば、化学水処理能力が 2000 t/h の火力発電所では、最大 2.5 t/h の塩が排出されます。 前処理(機械フィルターおよび浄化装置)からは、炭酸カルシウム、水酸化鉄および水酸化アルミニウム、ケイ酸、有機物質、粘土粒子などの無毒の沈殿物が排出されます。 そして最後に、蒸気タービンの潤滑および制御システムに IVVIOL や OMTI などの耐火性液体を使用する発電所では、この物質で汚染された少量の廃水が生成されます。 地表水の保護システムを確立する主な規制文書は、「地表水の保護に関する規則(標準規制)」(モスクワ:ゴスコムプリロディ、1991 年)です。

2. 火力発電所からの排水が自然水域に及ぼす影響

自然の水域は、生物 (動物と植物) のコミュニティであるバイオセノーシスが存在する複雑な生態系 (生態系) です。 これらのシステムは、何千年にもわたる生物世界の進化の中で生み出されました。 貯水池は、水の品質が平均化されている水の集合体や貯留層であるだけでなく、不純物の組成を変化させるプロセスが継続的に発生し、平衡に近づきます。 人間の活動、特に火力発電所からの廃水の排出の結果として破壊される可能性があります。 水域に生息する生物(水生生物)は、その生活条件、主に食物資源によって互いに密接な関係にあります。 水生生物は、水域の自己浄化のプロセスにおいて重要な役割を果たします。 一部の水生物 (通常は植物) は、CO 2 や NH 3 などの環境からの無機化合物を使用して有機物質を合成します。他の水生物 (通常は動物) は既製の有機物質を同化します。 藻類は有機物も鉱物化します。 光合成中に酸素を放出します。 酸素の大部分は、水が空気と接触するときの曝気を通じて貯水池に入ります。 微生物(バクテリア)は、酸素による有機物の酸化中に有機物の無機化プロセスを強化します。 廃水の排出などにより生態系が平衡状態から逸脱すると、水生生物の中毒や特定の種(個体群)の死滅につながる可能性があり、連鎖的に水生生物が抑圧されることになります。バイオセノーシス全体。 平衡からの逸脱は、貯留層の自己浄化プロセスと呼ばれる、貯留層を最適な状態にするプロセスを強化します。 これらのプロセスの中で最も重要なものは次のとおりです。

    粗大な沈殿とコロイド状不純物の凝集。 有機不純物の酸化(無機化)。 鉱物酸素不純物の酸化。 貯水池の水(アルカリ性)の緩衝能力により酸と塩基が中和され、pH が変化します。 重金属イオンの加水分解。難溶性の水酸化物の形成と水からの放出につながります。 水中での二酸化炭素平衡の確立(安定化)。固相(CaCO 3 )の放出またはその一部の水中への移行を伴います。
水域の自己浄化プロセスは、水域の水文学的および水化学的条件に依存します。 水域に大きな影響を与える主な要因は、水温、不純物の鉱物組成、酸素濃度、水のpH、水域の自己浄化プロセスを妨げたり複雑にしたりする有害な不純物の濃度です。 水生物にとって、最も好ましい pH 値は 6.5 ~ 8.5 です。 火力発電所設備の冷却システムからの排水は主に「熱」汚染を運ぶため、温度が貯水池内の生物群集に大きな影響を与えることに留意する必要があります。 温度は、一方では化学反応の速度に直接的な影響を及ぼし、他方では酸素欠乏の回復速度に直接的な影響を及ぼします。 気温が上昇すると、水生生物の繁殖プロセスが加速します。 有毒物質に対する生物の感受性は、通常、温度の上昇とともに増加します。 温度が+ 30°Cに上昇すると、藻類の成長が減少し、動物相に影響を与え、魚は活動しなくなって摂食を停止します。 さらに、温度が上昇すると、水中の酸素の溶解度が減少します。 加熱された水が貯水池に放流されるときに発生する急激な温度変化は、魚の死につながり、漁業に重大な脅威をもたらします。 川の水温より6〜9℃高い廃水の影響は、+25℃までの夏の気温に適応した魚にとっても有害です。 生活用水、飲料水、文化用水の貯水池の設計地における温水放流後の夏の月平均水温は、地表の自然の月平均水温と比較して 3 ℃を超えて上昇してはなりません。一年で最も暑い月の貯水池や水路。 漁業用ため池の場合、夏の設計場所の水温は、出水口の自然温度と比較して 5 °C を超えて上昇してはなりません。 漁業用貯水池の設計区域における最も暑い月の月平均水温は28℃を超えてはならず、冷水魚(サケや白身魚)が生息する貯水池の場合は20℃を超えてはなりません。

水域における有害物質の最大許容濃度 表1

衛生用水および生活用水の貯水池用

漁業用ため池用

物質

危険クラス

有害性の限界指標

アンモニアNH3

衛生毒物学的

毒物学的

バナジウム V 5+
ヒドラジンN2H4
鉄 Fe2+

感覚刺激(色)

銅 Cu 2+

感覚刺激(味覚)

ヒ素として 2+

衛生毒物学的

ニッケル Ni 2+
硝酸塩(NO 2 - による)
ポリアクリルアミド
水星

不在

鉛Pb2+
ホルムアルデヒド
フッ素F -
硫酸塩 (SO 4 による)

感覚刺激(味覚)

衛生毒物学的

フェノール類

感覚刺激(匂い)

毒物学的

石油および石油製品

感覚刺激(フィルム)

漁業

貯水池の水中の有害物質の最大許容濃度 (MAC) は、毎日長期間人体に暴露された場合でも、最新の研究方法で検出される病理学的変化や病気を引き起こさない濃度です。また、貯留層内の生物学的最適条件にも違反しません。 表 1 は、エネルギー分野に特徴的ないくつかの物質の最大許容濃度を示しています。 火力発電所に特徴的な個々の汚染物質は、自然の水域にどのような影響を与えますか? 石油製品。石油製品を含む廃液が水域に流入すると、水は灯油のような匂いや味がし、表面に膜や油汚れが形成され、貯水池の底には重油製品が堆積します。 石油製品の膜はガス交換プロセスを妨害し、水への光線の浸透を妨げ、堤防や海岸の植生を汚染します。 生化学的酸化の結果、貯留層に入った石油製品は徐々に二酸化炭素と水に分解されます。 ただし、このプロセスは時間がかかり、水に溶けている酸素の量、水の温度、およびその中の微生物の数に依存します。 夏には、石油製品の膜は5〜7日以内に50〜80%分解され、+10°C未満の温度では分解プロセスに時間がかかり、+4°Cでは分解がまったく起こりません。 石油製品の底質は除去がさらに遅く、二次的な水質汚染の原因となります。 水中に石油製品が含まれていると、水は飲料に適さなくなります。 特に漁業への被害は甚大です。 魚は、胎生期に水の化学組成の変化と石油製品の侵入に最も敏感です。 貯水池に流入する石油製品は、魚の食料供給の重要な要素であるプランクトンの死にもつながります。 水鳥は油製品による水域の汚染にも悩まされています。 鳥の羽毛と皮膚が最初に損傷を受けます。 感染が重篤な場合、鳥は死亡します。 酸とアルカリ。酸性およびアルカリ性の水は、放流域の貯水池の水の pH を変化させ、pH の変化は貯水池の動植物に悪影響を及ぼし、生化学プロセスや魚やその他の生物の生理学的機能を混乱させます。 水のアルカリ度が上昇すると(pH > 9.5)、魚の皮膚、ヒレ組織、エラが破壊され、水生植物の成長が阻害され、貯水池の自己浄化が悪化します。 指標が減少すると、つまり рНг$5 になると、無機酸(硫酸、塩酸、硝酸)および有機酸(酢酸、乳酸、酒石酸など)が魚に有毒な影響を与えます。 バナジウム化合物体内に蓄積する性質があります。 これらは体に非常に多様な影響を与える毒であり、循環系、呼吸器系、神経系に変化を引き起こす可能性があり、代謝障害やアレルギー性皮膚病変を引き起こします。 鉄化合物。酸性アルカリ溶液を中和する際、火力発電設備の金属に酸が作用して形成される可溶性鉄塩は酸化鉄水和物となり、沈殿して魚のえらに沈着することがあります。 クエン酸と鉄の複合体は、水の色や臭いに悪影響を与えます。 さらに、鉄塩には一般的な毒性作用があり、第二鉄 (酸化物) 鉄の化合物には消化管に灼熱感を与える作用があります。 ニッケル化合物肺組織に影響を与え、中枢神経系の機能障害、胃疾患、血圧低下を引き起こします。 銅線接続一般的な毒性作用があり、過剰に摂取すると胃腸障害を引き起こします。 たとえ少量の銅濃度でも魚にとっては危険です。 亜硝酸塩と硝酸塩。最大許容限度を超える量の亜硝酸塩および硝酸塩を含む水。 飲料水の供給には使用できません。 これらの使用により、重度のメトヘモグロビン血症の症例が観察されています。 さらに、硝酸塩は高等無脊椎動物や魚類に悪影響を及ぼします。 アンモニアアンモニウム塩は水域における生物学的プロセスを阻害し、魚にとって非常に有毒です。 さらに、アンモニウム塩は生化学的プロセスの結果として酸化されて硝酸塩になります。 トリロンB. Trilon B 溶液は、生化学的精製プロセスに関与する微生物を含む微生物に対して有毒です。 硬度塩とのトリロン B 錯体は毒性が大幅に低いですが、鉄塩との錯体は貯水池の水に色を付け、不快な臭いを与えます。 阻害剤 OP-7、OP-10は水に香りを与え、魚に特有の味を与えます。 したがって、漁業目的で使用される水域の場合、阻害剤 OP-7 および OP-10 の有害性の制限指標は毒性指標であり、飲料および文化目的で使用される水域の場合、感覚指標 (味、匂い) です。 ヒドラジン、フッ素、ヒ素、水銀化合物人間と水域の動物相の両方に有毒です。 ただし、飲料水として使用される水には、一定濃度のフッ化物イオン (約 1.0 ~ 1.5 mg/l) が含まれている必要があります。 フッ素は低濃度でも高濃度でも人体に有害です。 塩分の増加廃水は、貯水池の通常の水に含まれる塩と組成が似ている中性塩の存在によってさえ、貯水池の動植物に悪影響を与える可能性があります。 汚泥前処理水処理場の廃水中に存在し、有機物を含んでいます。 貯水池に入ると、これらの有機物質の酸化により水中の酸素含有量が減少し、貯水池の自己浄化プロセスの破壊につながり、冬には魚の死滅につながる可能性があります。 ヘドロに含まれる酸化鉄のフレークや過剰な石灰が魚の鰓粘膜に影響を与え、死に至ることもあります。 水域に対する火力発電所の悪影響の軽減は、主に以下の方法で行われます。水域に排出する前に廃水を処理し、必要な管理を組織する。 排水のない発電所を建設するまでに廃水の量を削減する。 火力発電所のサイクルにおける廃水の使用。 火力発電所そのものの技術向上。 表 2 は、いくつかの発電所の沈砂池から採取されたサンプルの化学分析から得られたデータに基づいた廃水のおおよその平均組成を示しています。 これらの物質は、水域の衛生体制への影響に応じて 3 つのグループに分類できます。 処理前の沈砂池内の廃水のおおよその組成、

さまざまな化学洗浄方法による、mg/l 表2

コンポーネント

塩酸

複雑な

アジト酸

フタル酸

ヒドラジン酸

ジカルボン酸

塩化物Cl -
SO4硫酸塩
鉄 Fe2+、Fe3+
銅 Cu 2+
亜鉛 亜鉛 2+
フッ素F -
OP-7、OP-10
PB-5、V-1、V-2
キャプタックス
ホルムアルデヒド
アンモニウム化合物 NH 4 +
亜硝酸NO2 -
ヒドラジンN2H4
塩分濃度
最初のグループには、これらの溶液中の含有量が MPC 値に近い無機物質が含まれる必要があります。 それらは、カルシウム、ナトリウム、マグネシウムの硫酸塩および塩化物です。 これらの物質を含む廃水を貯水池に放出しても、水の塩分濃度はわずかに増加するだけです。 2 番目のグループは、その含有量が最大許容濃度を大幅に超える物質で構成されます。 これらには、金属塩 (鉄、銅、亜鉛)、フッ素含有化合物、ヒドラジン、ヒ素が含まれます。 これらの物質はまだ生物学的に処理して無害な製品にすることができません。 3 番目のグループは、すべての有機物質とアンモニウム塩、亜硝酸塩、硫化物を組み合わせたものです。 このグループの物質に共通するのは、水から溶存酸素を吸収しながら、それらはすべて、水、二酸化炭素、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩など、無害またはそれほど有害ではない生成物に酸化できることです。 この酸化の速度は物質によって異なります。

3. 浄水場排水の処理

廃水処理の方法は、機械的(物理的)、物理化学的、化学的、生化学的方法に分けられます。 廃水からの不純物の直接分離は、次の方法 (機械的および物理化学的方法) で実行できます。

    大きな不純物の機械的除去(格子、メッシュ上)。 精密濾過(細かいメッシュ); 解決と明確化。 液体サイクロンの使用。 遠心分離; 濾過; 浮力; 電気泳動。 膜法(逆浸透、電気透析)。
水または不純物の相状態の変化による不純物の分離 (物理的および化学的方法):
    不純物 - 気相、水-液相(蒸気による脱気またはストリッピング)。 不純物 - 液相または固相、水 - 液相(蒸発)。 不純物と水 - 2 つの液体の不混和相 (抽出と合体)。 不純物 - 固相、水 - 固相(凍結)。 不純物 - 固相、水 - 液相 (結晶化、収着、凝固)。
化学組成を変化させながら不純物を変換する廃水処理方法(化学的および物理化学的方法)は、プロセスの性質に応じて次のグループに分類されます。
    難溶性化合物の生成(石灰など)。 合成と分解(アルカリ導入時の重金属錯体の分解など)。 酸化還元プロセス(強力な酸化剤による有機および無機化合物の酸化など)。 熱処理(水中バーナーを備えた装置、残留物の燃焼など)。
火力発電所からの廃水の処理では、沈殿、浮選、濾過、凝集と収着、石灰処理、物質の分解と酸化といった方法が実用上最も重要です。 源水の品質とボイラーの追加水の品質要件に応じて、水処理プラント計画のさまざまなオプションが使用されます。 一般に、水の前処理とイオン交換が含まれます。 廃水処理施設の水域への直接排出は、水域に最適なpH値が6.5〜8.5の範囲を超えて急激に変化すること、およびその中に粗大不純物や塩が高濃度に含まれるため、受け入れられません。 粗大不純物の除去やpH調整も問題ありません。 最も難しい課題は、実際に溶解している不純物 (塩) の濃度を下げることです。 イオン交換法は塩類の排出量が多くなるため不向きです。 試薬を使用しない方法 (蒸発、逆浸透)、または試薬の使用を制限した方法 (電気透析) がより好ましいです。 しかし、この場合でも浄水場での水処理は2回行われます。 したがって、火力発電所の水処理の設計と運用における主な課題は、廃水排出量の削減であると考えられるべきです。 廃水の排出条件に応じて、廃水処理技術は通常次の 3 段階で構成されます。
    すべての使用済み溶液と洗浄水をホモジナイザーに排出します。 第2グループの有毒物質を液体から分離し、その後、得られた沈殿物を脱水する。 第三グループの物質からの精製。
浄化装置からのブローダウン水は処理され、汚泥捨て場、特別な沈殿タンク、フィルタープレス、またはドラム真空フィルターで浄化された後に再利用され、すべての場合において水は機械フィルターの洗浄水再利用タンクに戻されます。 バッチ沈殿タンクからの汚泥は、この目的のためにイオン交換フィルターからの中和された再生水を使用して汚泥ダンプに送られます。 フィルタープレスから得られた脱水汚泥は、環境への有害物質の放出に対して確実に保護されている処分場に輸送する必要があります。 ある火力発電所における前処理汚泥の脱水設備の図を図1に示します。

図1。 浄化槽からの汚泥を脱水するための設備の概略図:

1 - 汚泥の供給; 2 - 取水口の浄化水。 3 - プロセス水。 4 - 空気。 5 - 脱水汚泥。 6 - ドラム真空フィルター。 7 - 送風機。 8 - 真空ポンプ。 9 - 受信機。 10 - 一定レベルのタンク。 12 - ポンプ。 12 - 容量。 13 - 脱水汚泥用ホッパー 浄化装置からのパージ水は収集タンクに送られます。 このタンクでは汚泥の沈降を防ぐため、ブローダウン水に空気を吹き込み、一定水位でタンク内に汲み上げ、真空濾過器に入り、汚泥を分離します。 脱水汚泥はホッパーに投入され、汚泥捨て場に送られます。 汚泥分離後の水は浄水場に戻さ​​れます。

図2. 自己無力化スキーム ( ) および中和 (b ) 浄水場からの廃水からの石灰:

1-H-カチオンフィルター。 2-アニオンフィルター。 3-ライムミキサー; 4-ライムミキサーポンプ; 5 ライムミルクディスペンサーポンプ; 6-再生水を収集するためのサンプ。 7 移送ポンプ; 8タンク中和剤; 9-ポンピングとダンプ。 10 - タービン凝縮器または水源後の冷却水 浄化装置のパージは、ガス処理システムまたは酸性廃水の中和(pH > 9)に向けることもできます。 前処理の存在下で洗浄された機械フィルターからの水は、原水ライン (凝固用) または各清澄器の下部 (石灰処理用) のいずれかに送られます。 一定の流れを確保するために、この水は機械式フィルターすすぎ水再生タンクに事前に収集されます。 前処理がない場合、機械フィルターの洗浄からの水は、特別な沈殿タンクで沈殿させて処理することができ、浄化された水は原水ラインに戻され、沈殿したスラッジはスラッジダンプに除去されます。または、ガス処理システム、またはイオン交換フィルターの再生水回収システムに送られます。 水処理プラントのイオン交換部分の廃水は、フィルターを緩めるときに入る一定量の粗大不純物を除いて、真の塩溶液です。 地域の状況に応じて、これらの水は次のように送られます。衛生的、衛生的、漁業上の要件に従って貯水池に送られます。 油圧式灰除去システム。 好ましい気候条件下で蒸発池に投入。 蒸発プラント用。 地下帯水層に入る。 一定の条件が満たされれば、排水を貯水池に放流することが可能です。 したがって、酸性廃水の場合は、次の不等式を満たす必要があります。

;

しかもアルカリ性で

,

どこ - 廃水出口と最も近い水利用地点の設計場所との間の地域における混合係数。 Q- 貯水池の推定流量。規制されていない河川の場合、供給量の 95% という最大月平均水量に等しい。 SCH- 水のアルカリ度の変化。これにより、原水の pH が最大許容値 mEq/kg まで変化します。 Q SSHと Q SC - 廃水中のアルカリと酸の毎日の排出量、それぞれ g 相当。 酸とアルカリの排出量は次の式で求められます。

;

,

どこ Gシッチと G K - アルカリと酸の毎日の消費量、それぞれ kg; qシッチと q K - 再生中のアルカリと酸の比消費量、g-eq/g-eq。 マグニチュード SCH式によって決定される

,

どこ SCH 0 - 貯水池の原水のアルカリ度、mEq/kg; pH D - 廃水を原水と混合した後の水の許容pH (6.5および8.5)。 рН=рН D -рН 0 - 水源の pH 値の変更が許容される値。 pH 0 は、貯水池の温度における水の pH 値です。  - 貯水池内の水のイオン強度。 1 - 貯水池の水温における H 2 CO 3 の解離の第 1 段階の定数。 貯水池への廃水の排出がこれらの条件に違反する場合は、予備中和を使用する必要があります。 浄水場のイオン交換部からの廃水は、陽イオン交換体と陰イオン交換フィルターからの再生水を混合した後の排水が酸性反応する場合がほとんどです。 中和には、ドロマイト、さまざまなアルカリなどのアルカリ試薬が使用されますが、ほとんどの場合は石灰が使用されます。

図3. アルカリ性再生水を排ガスで中和するスキーム:

1 - N-カチオン交換フィルター。 2 - アニオンフィルター; 3 - 再生水収集ピット。 4 - 移送ポンプ。 5 - 中和タンク。 6 - 配水管; 7 - 混合および排出ポンプ。 8 - エジェクター。 9 - 排ガスから灰が除去される。 10 - タービン凝縮器後の冷却水 石灰による中和では、他の試薬を使用した場合のように水の塩分濃度が急激に増加することはありません。 これは、石灰で中和すると沈殿物が形成され、それが水から除去されるためです。 アンモニア水による廃水の中和でも良い経験が得られています。 酸性水を中和するために必要な試薬の 1 日の消費量は、次のように書くことができます。 Q SR =Q SK -Q SSH、アルカリ性 - として Q SR =Q SSH -Q SK .

石灰で中和すると、100% CaO の 1 日の消費量は Q CaO =28 Q CP10 -3。

図2に酸性廃水を中和するスキームを示します。 再生排水を混合した後、水がアルカリ性になった場合は、CO 2 、SO 3 、NO 2 の溶解により煙道ガスで中和することができます。 アルカリ性廃水を中和するために必要な排ガス量 V は、次の式で求められます。

,

どこ V G- 灰収集器後の燃料燃焼中に発生する排ガスの総量、m 3 /kg または m 3 /m 3; V SO2 ; V CO2そして V NO2- 燃料の燃焼中に形成される対応するガスの体積、m 3 /kg または m 3 /m 3。 図 3 は、水にガスを溶解するバブリング法を使用した、排ガスによる浄水場からの廃水の中和の図を示しています。 同じ目的で、蒸発プラントは廃水の濃縮と深部蒸発にも使用されます (フェルガナ火力発電所、カザン火力発電所-3)。 濃縮液は濃縮排水処理プラントに供給されます。 設備は水中バーナーを備えた装置(図4)で、結晶塩が得られるまで蒸発が行われ、結晶塩はろ過されていない保管施設に保管されます。

4. 石油製品を含む排水の処理


図4. 廃水蒸発用水中燃焼装置:

1 - 水中バーナー; 2 - 装置。 3 - ファン。 4 - タンク。 5 - レベルレギュレーター


石油製品からの廃水を浄化するには、沈降、浮選、ろ過の方法が使用されます。 沈降法は、水と石油製品の自然分離能力に基づいています。 石油製品の粒子は、表面張力の影響下で球形になり、そのサイズは 2 ~ 3 × 10 2 ミクロンの範囲になります。 粒子径の逆数を分散度といいます。 沈降プロセスは、水と油の粒子の密度差の影響による石油製品の分離の原理に基づいています。 廃水中の石油製品の含有量は大きく異なりますが、平均して 100 mg/l です。 石油製品はオイルトラップに沈殿します(図5)。 水は受入チャンバーに供給され、仕切りの下を通って沈降チャンバーに入り、そこで水と油生成物の分離プロセスが行われます。 第二隔壁を通過した精製水はオイルトラップから除去され、油生成物は水面に膜を形成し、専用の装置で除去されます。 オイル トラップを選択するときは、次の前提条件を立てる必要があります。断面のすべての点での水の移動速度は同じです。 水の流れは層流です。 石油製品粒子の浮遊速度は、流動時間全体を通じて一定です。

図5。 一般的なオイルトラップの図:

1-廃水。 2-受容チャンバー; 3-沈降ゾーン:4-精製水。 5-垂直の半水中パーティション。 6-オイル収集パイプ。 浮上油7膜製品 水温はオイルトラップの効率に大きく影響します。 水の温度が上昇すると粘度が低下し、粒子の放出条件が改善されます。 たとえば、水温が 30 °C 未満では、燃料油はオイル トラップ内に沈降します。30 ~ 40 °C の範囲では、燃料油の粒子は懸濁状態になり、粒子の浮遊効果が現れるのは 40 °C を超える場合だけです。上。

図6. スクレーパー機構を備えた Giprospetspromstroy のオイル トラップ:

1 - 受け取りチャンバー; 2 - パーティション。 3 - 沈降ゾーン。 4 - パーティション。 5 - 出口チャンバー; 6 - オーバーフロートレイ。 7 - スクレーパー。 8 - 回転スロット付きパイプ。 9 - ピット。 10 - 油圧エレベーター
図6はGidrospetspromstroyのオイルトラップを示しています。 沈降チャンバー内で表面に浮いた油製品は、スクレーパー装置によって各セクションの沈降ゾーンの最初と最後にあるスロット付き回転パイプに送られ、そこを通ってオイル トラップから除去されます。 廃水中に不純物が沈んでいる場合、それらはオイルトラップの底に落ち、同じスクレーパーコンベアによってピットに集められ、このバルブ(または油圧エレベーター)を使用してオイルトラップから除去されます。 このタイプのオイル トラップは、15 ~ 220 kg/s の廃水容量用に設計されています。

米。 5.7. 圧力浮選の設置図:

1-水入口; 2-受入タンク; 3サクションパイプ。 4エアダクト。 5ポンプ; 6 つの浮選チャンバー; 7発泡容器; 8-精製水の排出。 9 圧力タンク 浄水の浮選法では、石油製品の粒子と気泡の間で複合体を形成し、続いてこれらの複合体を水から分離します。 このような錯体の浮遊速度は、石油製品の粒子の浮遊速度よりも 10 2 ~ 10 3 倍速い。 このため、浮上は沈下よりもはるかに効果的です。

図8. 重力浮力の設置図:

1-水入口; 2-受入タンク; 3サクションパイプ。 4エアダクト。 5ポンプ; 6 つの浮選チャンバー; 7発泡容器; 8-精製水の排出 過飽和水溶液から気泡を放出する加圧浮選と、特別な装置によって水中に導入された気泡を使用して行われる非加圧浮選とに区別されます。 圧力浮遊選鉱中(図 7)、空気は最大 0.5 MPa の過剰圧力下で水に溶解されます。この間、空気はポンプ前のパイプラインに供給され、水と空気の混合物は 8 分間保持されます。特別な圧力タンク内で 10 分間、ポンプに供給され、浮遊装置で圧力が解放され、気泡が形成され、水と不純物を分離する実際の浮選プロセスが発生します。 フローテーターへの水入口の圧力が低下すると、水に溶けていた空気がほぼ瞬時に放出され、泡が形成されます。 非加圧浮上法(図 8)では、機械的力(ポンプ、エジェクター)または電気的力によって気泡の形成が発生し、既製の気泡水分散システムが浮上装置に導入されます。 最適な気泡サイズは 15 ~ 30 ミクロンです。 油粒子が捕捉されたこのサイズの気泡の浮上速度は平均 0.9 ~ 10 -3 m/s で、これはサイズ 1.5 ミクロンの油粒子の上昇速度の 900 倍です。 油汚れ・油水のろ過は精製の最終段階で行われます。 ろ過プロセスは、石油製品の乳化粒子がろ過材の粒子の表面に付着することに基づいています。 ろ過の前に予備的な廃水処理 (沈殿、浮選) が行われるため、フィルター前の石油製品の濃度は低く、体積分率で 10 -4 ...10 -6 になります。 廃水を濾過する際、油粒子が濾材の粒子の表面上の水流から放出され、最も狭い細孔チャネルを満たします。 疎水性表面(水と相互作用しない)では、粒子は粒子によく付着しますが、親水性表面(水と相互作用)では、粒子の表面に水和シェルが存在するため、付着が困難になります。 しかし、付着した粒子は水和シェルを置き換え、ある時点からフィルター材料は疎水性として機能します。 図9。 濾過材再生時のフィルター蒸煮時の凝縮液中の重油濃度の変化 濾過器の運転中、石油製品の粒子が徐々に細孔容積を満たし、濾過材を飽和させます。 その結果、しばらくすると、流れから壁に放出される油の量と、流れに沿って後続のフィルター材の層に膜の形で流れる油の量との間でバランスがとれます。 時間の経過とともに、油生成物の飽和度はフィルター層の下限に移動し、濾液中の油の濃度が増加します。 この場合、フィルタは再生のためにスイッチがオフになります。 水温の上昇は石油製品の粘度を下げるのに役立ち、その結果、石油製品が層の高さ全体に均一に分布します。 フィルターを装填するための従来の材料は、珪砂と無煙炭です。 場合によっては、スルホン化炭素が使用され、Na カチオン交換フィルターで使用されます。 最近では、高炉や平炉スラグ、膨張粘土、珪藻土などが使用されています。 特にこれらの目的のために、ENIN と名付けられました。 G.M. Krzhizhanovsky は、カンスク・アチンスク石炭からセミコークスを製造する技術を開発しました。

図10。 石油製品を含む廃水の処理技術スキーム:

1-受水槽:2-オイルトラップ; 3つの中間タンク。 4-フローテーター。 5圧タンク。 6-エジェクター; 7-オイルレシーバー; 8-メカニカルフィルター; 9 角度フィルター。 10-洗浄水タンク:11-レシーバー。 12コンプレッサー。 13 ポンプ: 14 凝固剤溶液 フィルターの再生は、上部分配装置を通る 0.03 ~ 0.04 MPa の圧力の水蒸気で行う必要があります。 蒸気は捕捉された石油生成物を加熱し、圧力下で層から押し出されます。 再生時間は通常 3 時間を超えませんが、フィルターからオイルが移動すると、まず凝縮液中の濃度が増加し、次に濃度が減少します (図 9)。 凝縮水はオイルトラップまたはフローテーターの前のタンクに排出されます。 石油製品からのバルクフィルターでの廃水処理効率は約 80% です。 石油製品の含有量は 2...4 mg/kg で、最大許容濃度を大幅に超えています。 この品質の水は、火力発電所で技術目的に使用できます。 場合によっては、この濾液を収着 (活性炭を充填) またはプレコートフィルターを使用してさらに精製する必要があります。 石油製品からの廃水を処理するための完全な典型的なスキームを図 10 に示します。 廃水は緩衝均質化タンクに収集され、そこで最大の粗水の一部が分離されます。 石油製品の不純物や粒子。 不純物が部分的に除去された廃水はオイルトラップに送られます。 次に、水は中間タンクに入り、そこから浮遊装置にポンプで送られます。 分離された石油製品は燃料油受け器に送られ、蒸気で加熱されて粘度が下がり、燃焼プラントから排出されます。 部分精製水は第2中間タンクに送られ、そこから2段からなるフィルターユニットに供給されます。 第 1 段階は、珪砂と無煙炭の 2 層充填フィルターです。 第 2 段階は吸着フィルターで構成されます。 活性炭が充填されています。 このスキームによる水の浄化度は約 95% です。

5. ボイラー加熱面の洗浄水の洗浄

蓄熱式空気加熱器 (RAH) の洗浄水は、酸化鉄、ケイ酸、未燃生成物、灰の未溶解部分、遊離硫酸、重金属硫酸塩、バナジウム化合物、ニッケル、銅など。平均して、洗浄水には g/l が含まれます: 遊離酸 (H 2 SO 4 換算) 4 ~ 5、鉄 7 ~ 8、ニッケル 0.1 ~ 0.15、バナジウム 0.3 ...0.8、銅 0.02...0.05、懸濁物質 0.5、乾燥残留物 32...45。 RVP洗浄およびボイラーの対流加熱面からの廃水は、アルカリで中和することによって中和されます。 この場合、重金属イオンは対応する水酸化物の形で汚泥中に沈殿します。 重油ボイラーの洗浄水にはバナジウムが含まれているため、中和時に形成されるスラッジは冶金産業にとって貴重な原料となります。 したがって、洗浄水の中和および浄化のプロセスは次のように整理されます。 最終製品は中和された浄化水と脱水バナジウムスラッジとなり、冶金工場に送られます。 洗浄水の中和は1段階または2段階で行われます。 1 段階で中和されると、廃水は pH = 9.5 ~ 10 になり、すべての有毒成分が沈殿するまで石灰乳で処理されます。 図 11 は、VTI と Teploelektroproekt によって開発され、キエフ CHPP-5 で実施された RWP 洗浄水の中和および中和スキームのバージョンを示しています。 この方式では、洗浄水が中和タンクに供給され、そこに石灰溶液も投入されます。 溶液は再循環ポンプと圧縮空気と混合され、7 ~ 8 時間沈降します。その後、浄化水の一部 (50 ~ 60%) がボイラーの洗浄に再利用され、スラッジは脱水のためにフィルタープレスに供給されます。 FPAKMタイプです。 汚泥はスクリューコンベアで送られ、梱包・保管されます。 フィルタープレスの生産性は70kg/(m 2 ・h)です。 フィルタープレスからの濾液は陽イオン交換フィルターに供給され、残留重金属陽イオンが捕捉されます。 陽イオン交換フィルターの濾液はリザーバーに排出されます。

図11。 ボイラーとRVP洗浄水の中和と中和の設置図:

1-洗浄水; 2タンク中和剤。 3ポンプ。 4フィルタープレス。 5-濾布洗浄用の工業用水。 スクリューコンベア。 袋縫製用7号機。 8ローダー。 9タンクコレクター。 10-濾液ポンプ; 11-食塩水ポンプ; 食塩水の12計量タンク。 13-濾液; 14 回の再生ソリューション。 /5-カチオンフィルター。 16-ライムミルク; 17 スターラー; 18ポンプ; 再利用のための 19 浄化水。 20-圧縮空気 NaCl溶液でフィルターを再生し、再生水は中和剤タンクに排出されます。 水は中和されますが、結果として生じるスラッジには酸化鉄、硫酸カルシウムが豊富に含まれていますが、バナジウム化合物はほとんど含まれていません(五酸化バナジウムは 3 ~ 5% 未満)。 チェリャビンスク冶金科学研究所 (CHNIIM) は、キエフ CHPP-5 と協力して、汚泥中のバナジウム含有量を増加させる方法を開発しました。 一段階中和では、水酸化鉄 Fe(OH) 2 、カルシウム Ca(OH) 2 、マグネシウム Mg(OH) 2 およびケイ酸イオン SiO 3 2 - を含む混合物が沈殿試薬として使用されます。 沈殿プロセスは、pH = 3.4...4.2 で実行されます。 汚泥中のバナジウム化合物の濃度を高めるために、沈殿プロセスを 2 段階に分けることができます。 第 1 段階では、アルカリ (NaOH) による処理が pH = 4.5 ~ 4.0 まで実行され、この時点で Fe (OH) 3 とバナジウムの大部分が沈殿します。第 2 段階では、中和プロセスが 400 mA で実行されます。 pH = 8.5...10、残りの水酸化物が沈殿します。 第二段階は石灰を用いて行われます。 この場合、中和の第一段階で得られる汚泥が価値となる。

6. 廃水処理、薬液洗浄、設備保全

試運転前 (設置後) および運用中の化学洗浄および機器の保存からの廃水は、さまざまな物質を含む突然の「一斉」排出になります。 1 回の化学洗浄で洗浄される汚染排水の総量 m3 は、次の式から求めることができます。

どこ -フラッシング回路の総容積、m 3 ; - ガスおよび石油火力発電所の係数は 25、微粉炭発電所の場合は 15 に相当します。後者の場合、鉄含有量が 100 mg/l 未満の洗浄水の一部がガス処理プラントに排出される可能性があるためです。 。 洗浄水と保存水を浄化するには、主に 2 つのオプションがあります。

    液体および気体燃料で稼働する火力発電所、およびオープンループ (直接流) ガス供給システムを備えた石炭火力発電所。 再循環ガス供給システムを備えた固体燃料で稼働する火力発電所。
最初のオプションによれば、次の精製段階が提供されます:均質化容器内のすべての廃液の収集、溶液からの第2グループの有毒物質の除去、第3グループの物質からの水の精製。 廃水の収集と中和は、2 セクションのオープン プールまたは均質化タンク、中和剤タンク、および pH 補正タンクを含む設備で実行されます。 腐食生成物や機械的不純物で汚染された機器の最初の水洗浄からの廃水は、オープンプールの最初のセクションに送られます。 沈降後、最初のセクションからの浄化された水を 2 番目のセクション、つまりプールのホモジナイザーに移す必要があります。 水洗からの pH=6...8 の廃液は、酸性溶液とアルカリ性溶液の置換操作の完了後、同じセクションに排出されます。 緩衝セクションからの水は、循環水供給システムやガス処理プラントに供給するために再利用する必要があります。 沈砂池内の廃水のおおよその組成を表 2 に示します。 機器の化学洗浄からの酸性溶液とアルカリ性溶液は、相互中和のために、洗浄対象の回路の 7 ~ 10 容積を含む中和タンク (図 12) に収集されます。 中和槽からの液や設備保全の使用済み液はpH補正槽に送られ、最終中和、重金属イオン(鉄、銅、亜鉛)の析出、ヒドラジンの分解、硝酸塩の分解が行われます。 鉄の完全な中和と沈殿は、中和される廃水の組成に応じて、石灰を含む溶液をpH = 10...12にアルカリ化することによって実行されます。 汚泥を沈殿させて水を浄化するには、少なくとも 2 日間沈殿させ、その後汚泥を浄水場の前処理用の汚泥捨て場または灰捨て場に移します。 クエン酸ベースの洗浄液に鉄に加えて銅と亜鉛も含まれている場合は、銅と亜鉛を沈殿させるために硫化ナトリウムを使用する必要があり、水酸化鉄スラッジを分離した後に硫化ナトリウムを溶液に添加する必要があります。 硫化銅および硫化亜鉛の沈殿物は、少なくとも 1 日間沈降させて圧縮する必要があり、その後、スラッジは前処理スラッジダンプに除去されます。

図12。 廃水を浄化するためのスキーム:

1 - タンク; 2 - 中和剤タンク; 3 - 汚泥沈殿タンク。 4 - pH補正用タンク。 5 - 石灰乳の供給。 b - 漂白剤の供給。 7 - 硫化ナトリウム(Na 2 S)の供給。 8 - 硫酸: 9 - 空気供給; 10 - 洗浄用の水。 11 - フィルタープレスへの水: 12 - リセット
亜硝酸塩を含む洗浄液や保存液を中和するには、酸性の洗浄液を使用するか、溶液を酸で処理します。 亜硝酸塩の破壊によりガス NO および NO 2 が生成され、その密度は空気の密度よりも高いことを考慮する必要があります。 したがって、亜硝酸塩を含む溶液が中和された容器への立ち入りは、この容器を十分に換気し、ガス汚染がないか確認した後にのみ許可されます。 廃水に含まれるヒドラジンとアンモニアは、溶液を漂白剤で処理することで破壊できます。 この場合、ヒドラジンは漂白剤によって酸化されて遊離窒素を形成します。 ヒドラジンをほぼ完全に破壊するには、漂白剤の量を化学量論量と比較して約 5% 増やす必要があります。 アンモニアが漂白剤と反応するとクロラミンが形成され、わずかに過剰なアンモニアが存在するとそれが酸化されて窒素が形成されます。 アンモニアが大過剰になると、クロラミンとの相互作用の結果としてヒドラジンが形成されます。 したがって、アンモニアを含む溶液を漂白剤で中和する場合は、石灰の化学量論量を厳密に維持する必要があります。 アンモニアは、中和剤タンクまたは pH 補正タンクでの溶液の曝気中に、空気中の二酸化炭素と相互作用する結果として中和されます。 洗浄液と保存液の中和後に生成される浄化水は、さらに処理して中性反応(pH = 6.5...8.5)にし、発電所の技術的ニーズに再利用する必要があります。 ヒドラジンは、溶液がホモジナイザーに注がれてから数日間だけ廃水中に存在します。 その後、ヒドラジンは検出されなくなりましたが、これは鉄と銅の触媒作用によるヒドラジンの酸化によって説明されます。

図13。 保存液洗浄ユニットの図:

1 - 保存液の排出; 2 - 試薬の供給; 3 - 保存液収集タンク。 4 - 加熱蒸気供給: 5 - ポンプ; 6 - 中和された溶液の排出: 7 - 循環ポンプ。 8 - エゼクター: 9 - 再循環ライン フッ素からの廃水を処理する技術は、石灰と硫酸アルミナを次の比率で処理することから成ります: フッ素 1 mg あたり - 少なくとも 2 mg Al 2 O 3。 残留フッ素含有量は 1.4 ~ 1.6 mg/l 以下に抑えられます。 pH補正タンクからの浄化水は、汎用の浄化方法である生化学的浄化に送られます。 生化学的処理プロセスは、廃水に含まれる有機物質や無機物質を栄養源やエネルギー源として利用できる特定の種類の微生物の生命活動に基づいています。 生物学的処理にはエアロタンクとバイオフィルターが使用されます。 生物処理のために送られる水中の特定の物質の濃度には制限があります。 濃度が上昇すると、これらの物質は微生物に対して有毒になります。 生物学的処理のために送られる水中の物質の最大許容濃度は、mg/kg です。

    ヒドラジン 0.1; 硫酸鉄5; 活性塩素0.3。 無水フタル酸 0.5。
純粋な形の Trilon B は、3 mg/l 以上の濃度で硝化プロセスを抑制します。 初期濃度が 100 mg/l 未満のトリロネートは、生物処理施設からの活性汚泥に完全に吸収されます。 実際には、浄化水と家庭廃水の共同浄化は、地域や都市の廃水処理プラントでも使用されています。 この決定は、既存の衛生基準と規則によって正当化されており、これらの規則では、廃水を処理プラントに受け入れる条件と、処理プラント内の有害物質の最大許容濃度も指定されています。 密閉型ガス処理システムを備えた火力発電所では、pH > 8 の場合、フラッシング溶液と保存溶液を直接灰捨て場に排出することができます。 それ以外の場合、GZU システムのパイプライン機器の腐食を避けるために、フラッシング水は事前に中和されます。 有毒な不純物は灰に吸着されます。 火力発電所に循環ガス処理システムがない場合、保存液は空気酸素、漂白剤などのさまざまな酸化剤で処理されます。図 13 に保存液を浄化するための設備の概略図を示します。 使用済みの溶液はタンクに収集されますが、その容量は一度に全量を受け入れるのに十分なものでなければなりません。 タンクには蒸気と試薬が供給されます。 プロセスをスピードアップするために、エジェクターを使用して同時に空気を供給しながら溶液の循環を組織します。 エアパージは亜硝酸塩とヒドラジンの分解を促進します。

7. 油圧式灰除去システムからの廃水の中和

ガス処理システムからの廃水の量は、火力発電所からの他のすべての汚染された廃水の総量よりも何倍も多くなります。 このため、ガス処理系や循環系の排水の処理は、ブローダウン水の浄化が非常に困難です。 これらの廃水の処理は、高濃度のフッ化物、ヒ素、バナジウム、水銀、ゲルマニウム、および有毒な特性を持つその他の元素によって複雑になります。 このような水に適用する場合、それらを中和する、つまり有害物質の濃度を水域への排出が可能な値まで下げることがより適切です。 基本的な中和方法:

    不純物の堆積。 灰を含むさまざまな吸着剤への不純物の吸着。 酸化還元プロセスを使用した前処理。
廃水から有害な不純物を除去するために使用される最も実証された方法は、難溶性化合物の形成の結果として、または水中で形成された固体粒子の表面への吸着の結果として不純物を沈着させることである。 通常、試薬として石灰が使用されます。 必要に応じて、沈殿プロセスを強化するために追加の試薬が使用されます。 結果として生じる有毒物質とカルシウムの複合体の一部は、かなり高い溶解度を持っています。 たとえば、ヒ素とカルシウムの錯体の中で最も溶解度の低い 3Ca(AsO 4) 2 Ca(OH) 2 でさえ、溶解度は 4 mg/kg であり、これはヒ素濃度の衛生基準よりも 18 倍高いです。水域。 水からのヒ素の除去を向上させるために、硫酸鉄 (硫酸第一鉄) FeSO 4 × 7H 2 O が石灰と同時に使用され、難溶性の化合物 FeAsO が生成されます。 このプロセスは、水酸化鉄フレークによるヒ素の吸着によって強化されます。 石灰処理と組み合わせた凝固の結果、pH = 9...10 のガス処理プラントの廃水中のヒ素含有量を、水域の最大許容濃度 (0.05 mg/kg 未満) まで減らすことができます。 同時にクロムの共沈が起こります。 廃水に塩化マグネシウム (MgCl 2) を追加すると、フッ素化合物がよく沈殿します。 フッ素は、得られる水酸化Mg(OH) 2 のフレークとともに沈殿する。 たとえば、エキバストゥズ石炭を燃焼させるレフチンスカヤ州地区発電所では、フッ素濃度を下げるための最適条件は、フッ素 50 mg/kg に等しいマグネシウムの用量で pH = 10.2 ~ 10.4 です。 火力発電所では、ガス処理システムのブローダウン水から沈殿した物質を廃棄するために、特別な保管施設を作成する必要があります。 フッ素を沈殿させるために他の多くの物質も使用されており、例えば、レフチンスカヤ州立地区発電所では、硫酸アルミニウムによるガス廃水の凝固がテストされました。 pH = 4.5 ~ 5.5 で、除去されるフッ素 1 mg あたり 18 ~ 23 mg に等しい無水 Al 2 (SO 4) 3 の形の硫酸アルミニウムの用量では、その濃度はほぼゼロに減少しました。 収着浄化は、収着剤との化学化合物の形成の有無にかかわらず、廃水から有害な不純物を除去する収着剤の能力に基づいています。 GZU 廃水には吸着剤である灰が含まれています。 ほとんどの石炭の灰には最大 60% の SiO 2 と最大 30% の Al 2 O 3 が含まれており、燃料の燃焼中にアルミノケイ酸塩を形成します。 後者は、多くの金属のイオンを吸着できるイオン交換材料です。 灰に不完全燃焼が存在すると、有機化合物やわずかに解離した化合物が灰によって水から収着されます。 ガス処理システムを調整することで、水と灰の比率やpH値を調整することができ、その結果、灰の特性を利用してガス処理廃水から有害な不純物を十分に深く除去することができます。 この仕組みにより、特殊な処理施設の建設を回避できます。 ガス処理システムからの廃水の中和問題に対する根本的な解決策は、灰とスラグの輸送と貯蔵のための空気圧式乾式システムへの移行であり、それらを国民経済に最大限に活用することです。

8. 脱硫工場からの排水処理

ドイツの多くの火力発電所には、濃縮装置での石膏懸濁液の清澄化の段階で生成される廃水を処理するための設備が設置されています。 たとえば、ベルクカメン火力発電所の 750 MW ユニットでは、廃水処理は 1 段階の設備で実行されます。その図を図 14 に示します。 汚染された水 1 二室タンクに入る 2 、45%の苛性ソーダ溶液を容器から供給して金属を析出させます。 3 。 NaOH の推定作用時間は 5 分です。 これは、pH を 8.7 ~ 9.3 の範囲に維持するのに十分です。 貯水池から 2 タンクに水が入る 4 、コンテナからどこへ 5 凝集剤が供給されます。 凝集剤が導入された後、廃水は浄化装置に送られます。 6 。 浄化装置の内殻と外殻によって形成された縦樋を通って、水が中間容積に入ります。 この体積内の下降流の速度は 10...15 m/s です。 水と汚泥の最終的な分離は、内殻後の水の流れの方向が変わるときに起こります。 流れは 3 mm/s の速度で上向きに移動し、このとき固体粒子の凝集と沈降が発生します。これは清澄装置の下部に落ち、スクレーパー機構によって清澄装置から除去されます。 浄化された水は内部の回収装置を通じて排出されます。 7 浄水回収タンクへ 10 .
図14。 ベルクカメン火力発電所の 750 MW ユニットの下水処理プラントのスキーム: 1 - 汚染された水。 2 - 二室タンク。 3 - 苛性ソーダ容器; 4 - 貯水池。 5 - 凝集剤の容量。 6 - 清澄剤。 7 - 清澄器組立装置。 8 - スラッジアキュムレーター。 9 - フィルタープレス。 10 - きれいな水収集タンク。 11 - ポンプ。 12 - レベルゲージ。 13 - バルブ。 14 - 流量計と制御バルブ。 15、16 - 制御バルブ。 17 - 精製水。 18 - バルブ 浄化槽から除去された汚泥中の固相濃度は約 10% です。 汚泥は特別な汚泥蓄積装置に入ります 8 。 汚泥のごく一部はシードとしてアルカリ化段階に戻されます。 汚泥貯蔵タンクの容量は、フィルター プレスが損傷した場合の緊急停止を防ぐために、設備を全負荷で 2 日間運転できるように設計されています。 フィルタープレス稼働時間 9 1日8時間です。 この間に 3 ~ 4 個のロードが処理されます。 1つの負荷をプレスした後、2トンのスラッジが形成され、その中の乾物含有量は30〜35%です。 原水と精製水の化学組成を表 3 に示します。 精製水 17 脱硫サイクルに戻ります。 設置管理図も図 14 に示します。 苛性ソーダ溶液は原水(流量計と調節弁)に応じて投与されます。 14 ); 凝集剤は水流量に比例して導入されます(制御弁) 15 ). 原水と精製水の化学成分

脱硫プラント後 表3

索引

廃水

掃除の前に

掃除後

pH
浮遊物質、mg/l
COD、mg/l
カドミウム、mg/l
水銀、mg/l
クロム、mg/l
ニッケル、mg/l
亜鉛、mg/l
鉛、mg/l
銅、mg/l
亜硫酸塩、mg/l
フッ化物、mg/l
硫酸塩、mg/l
処理された廃水は貯留タンクからポンプで排出されます 10 。 処理水のpHが必要な値を下回ると、バルブが閉じます。 18 原水の供給が止まり、バルブが閉まり、 16 切り替わり、処理水はアルカリ性に戻ります。 レベルゲージ 12 浄化装置とスラグコレクター内のスラッジレベルは継続的に監視されます。 全体的に、インストールは確実に機能します。 質問と課題 1. 火力発電所ではなぜ廃水が発生するのですか? 2. 石炭火力発電所や軽油火力発電所ではどのような排水が発生しますか? 3. 石油製品は水域の動植物にどのような影響を与えますか? 4. 自然水域の熱汚染とは何ですか? 5. 火力発電所の廃水が人体に及ぼす危険性について何を知っていますか? 6. 浄水場からの廃水はどのようにして生成されるのですか? それらを中和する主な方法。 7. 石油製品浄水システムはどのような要素で構成されていますか? 8. 燃料油火力発電所の RVP の洗浄水から貴重な成分をどのようにして回収できますか? 9. ガス、石油、石炭火力発電所における化学洗浄廃水の処理と使用の違いは何ですか? 10. 廃水処理に生化学的方法が使用されるのはなぜですか? 11. 機器の化学洗浄中の廃水の量をおおよそ決定するにはどうすればよいですか? 12. ガス処理システムからの廃水に関して、どのような中和方法が使用されますか? 13. ヒ素とフッ素の沈殿はどのように行うのですか? 14. 石炭灰の吸着特性は、火力発電所からの廃水の処理においてどのような役割を果たしますか?

火力発電所の運転には大量の水を使用します。 水の大部分 (90% 以上) は、タービン凝縮器、オイルおよび空冷クーラー、可動機構など、さまざまな装置の冷却システムで消費されます。

廃水とは、発電所のサイクルから除去されるあらゆる水の流れです。

廃棄物または廃水には、冷却システムからの水に加えて、次のものが含まれます。 ハイドロアッシュ収集システム (HSU) からの廃水、火力発電設備の化学洗浄後の使用済み溶液またはその保存: 浄水 (水処理) プラントからの再生および汚泥水: 硫黄燃料油を燃焼させるボイラーの主にエアヒーターや節水器などの外部加熱面を洗浄するときに生じる、油で汚染された廃水、溶液および懸濁液。

リストされている廃水の組成は異なり、火力発電所と主要設備の種類、出力、燃料の種類、原水の組成、主要生産における水処理方法、そしてもちろんレベルによって決まります。操作の。

タービンや空気冷却器の凝縮器を冷却した後の水は、その温度が水源の水の温度より 8 ~ 10 °C 高いため、通常、いわゆる熱汚染を引き起こすだけです。 場合によっては、冷却水によって自然の水域に異物が混入する可能性があります。 これは、冷却システムにはオイルクーラーも含まれており、その密度に違反すると石油製品(オイル)が冷却水に浸透する可能性があるためです。 重油火力発電所では、重油を含む排水が発生します。

油は、本館、ガレージ、開閉装置、石油施設からの廃水にも混入する可能性があります。

冷却システム内の水の量は、主にタービン凝縮器に入る排気蒸気の量によって決まります。 したがって、この水の大部分は復水火力発電所 (CHP) と原子力発電所にあり、タービン復水器を冷却する水の量 (t/h) は式 Q = KW で求められます。ここで、W は電力です。ステーション、MW。 K ファクター、火力発電所の場合 K = 100...150: 原子力発電所の場合 150...200。

固体燃料を使用する発電所では、大量の灰とスラグの除去は通常、水力で行われ、大量の水を必要とします。 エキバストゥズ石炭で稼働する出力 4000 MW の火力発電所では、最大 4000 t/h のこの燃料が燃焼され、約 1600 ~ 1700 t/h の灰が生成されます。 この量をステーションから避難するには、少なくとも 8000 m3/h の水が必要です。 したがって、この分野における主な方向性は、灰とスラグを除去した浄化水を火力発電所のガス回収システムに送り返す循環ガス回収システムの構築である。

ガス処理施設の廃水は浮遊物質で著しく汚染されており、鉱化が進み、ほとんどの場合アルカリ度が上昇しています。 さらに、フッ素、ヒ素、水銀、バナジウムの化合物が含まれる場合があります。

火力発電設備の化学洗浄または保全後の廃水は、洗浄溶液が豊富であるため、組成が非常に多様です。 洗浄には、塩酸、硫酸、フッ化水素酸、スルファミン酸鉱酸のほか、クエン酸、オルソフタル酸、アジピン酸、シュウ酸、ギ酸、酢酸などの有機酸が使用されます。これらに加えて、トリロンB、各種腐食防止剤、界面活性剤、チオ尿素、ヒドラジン、亜硝酸塩、アンモニア。

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廃水
TPP
1

火力発電所の水使用量

火力発電所の水使用量は依存する
タービンの種類、単位出力、パラメータについて
ペア、
使用される燃料の種類と設置場所、
外部熱消費者の仕事の詳細
エネルギーなど
タービンの単位出力を高め、
蒸気パラメータ、固体の代わりに気体を使用
燃料は生産のための水の比容積を削減します
電気。
化石燃料で稼働するCPP向け(容量100万個)
総水使用量kWは約0.9km3
年間の水。
2

RAO UES によると、エネルギー全体のシェア
淡水の消費量
国の産業は約70%
(21 km3)、そのうち 90% が排出されます。
地表水域(4%を含む)
汚染された廃水。
3

TPPからの廃水の分類

1. タービン凝縮器の冷却システムからの加熱水と
補助装置
2. 再生水と洗浄水
水処理装置 (WPU) および凝縮水処理プラント (CP)
3. 油汚染水および油水
4. 洗浄水と保存水
5. ボイラーの外部伝熱面洗浄用水
6. ガス処理システムからの水
7. 燃料供給室の水圧洗浄
8. 市営水域および生活用水域
9. 地表嵐と雪解け水
4

新鮮な(追加の)水は水が入ります
水域からの火力発電所の技術システム
共有使用(天然資源、運河、
市の上水道など)または浄化された廃水、
回復不能な損失を補うために供給され、
損失を吹き飛ばす。
不可逆的な水分損失とは、次のような場合に水分が失われることです。
結果として熱エネルギーと電気エネルギーが生成される
自然および追加の蒸発、滴下同伴
蒸気サイクル内の湿気、蒸気漏れなど。
リサイクル水とは、
発電所の技術サイクルと冷却後の
または同じ目的のクリーニング。
5

水の使用量と排水処理の基本用語

リサイクル水とは、
発電所のその後のいくつかの技術システム
冷却または洗浄(皮をむくなど)
循環水供給に使用される含油排水
システム
継続的に使用される水は使用される水です
複数の製造プロセスで交互に、または
中間冷却や洗浄を行わないユニット、
たとえば、冷却水はその後に供給されます。
タービン凝縮器を油圧式灰除去システムに接続するか、
水処理
パージ水はシステムから汲み上げられた水です
循環給水、増設給水に交換可能
循環水の塩分組成の維持と汚染
一定レベルの有機物。
6

水の使用量と排水処理の基本用語

水の消費量は新鮮な水(追加)の消費量です
水域または給水システムからの水。
水の総消費量は、新鮮な水と水の量の合計です。
リサイクルされた水。
廃水処理とは、使用した水を除去することです
発電所。
発電所の産業活動や生活活動後に排出される水は汚染されており、
加熱されたものを廃棄物といいます。
廃水は貯水池に排出したり、ポンプで汲み上げたりすることができます
部分的に地下の地層や排水のない井戸に
または全額を他の企業に譲渡することもできます。
7

水の使用量と排水処理の基本用語

規制されたきれいな廃水は廃水です
治療なしで退院することは許容されるが、治療を受けずに退院することは許容される
水域は水質の破壊を引き起こさない
管理された場所または水の使用場所で。
規制処理排水は廃水です
水(水に精製した後に廃棄)
施設が水質基準に違反しないこと

汚染排水とは、排出される水のことです
水質基準違反を引き起こす
管理された場所または水の使用場所。
8

水の使用量と排水処理の基本用語

最大許容濃度 (MPC) -
水中の物質の濃度、過剰
それは誰かにとっては不適当です、または
いくつかの種類の水の使用。
水中への物質の最大許容放出量
体積 (MPS) - 廃水中の物質の質量、
による拉致は最大限許容される
特定の給水地点で確立された体制
確実に行うための単位時間当たりのオブジェクト
管理区域の水質基準
またはウォーターポイント。
9

水の使用量と排水処理の基本用語

熱汚染とは熱が室内に侵入することです。
規範違反を引き起こす水域
水質。
汚染物質の比排出量 -
汚染物質の量、
生産中に貯留層に排出される
生産単位(火力発電所の場合は出力)
電気エネルギーと熱エネルギー)。
10

排水の分類と特徴

発電所の生産と家庭活動の結果として
廃水が発生し、
次のように分類されます。
凝縮器冷却システムからの温水
タービンおよび補助装置。
浄水場からの再生水
インストール (VPU);
油性および油性の水。
洗浄水と保存水。
外部加熱面を洗浄するための水
ボイラー。
ガス処理システムからの水。
地表嵐と溶けた水。
11

火力発電所における一般的な水収支

W
セント
=W
セント
+W
レーン
+W

W fresh – 火力発電所に入る淡水
水の供給源
W st - 排水量
W per - 他の人に移動した水の体積
消費者
W汗 - 不可逆的な水分の損失。
12

総水使用量

W
v.p
セント
について
=W +W +W
pp.
セント
W - 淡水
について
W - 循環水
pp
W - 繰り返しまたは連続的に
使用した水
13

主な水の量
火力発電所の 85 ~ 95% は次の用途に使用されます。
排気蒸気の凝縮
タービンコンデンサー内。
残りの水量の 5 ~ 15%
は次のように費やされます: (3 ~ 8%)
オイル冷却と空冷。
(0.2~0.8%) 損失を補填します
主蒸気タービンの蒸気
暖房ネットワークのサイクルと補充。 (2~5
%) 灰とスラグを除去するため、および
補助用にも
に関連するプロセス
洗浄設備、
再生など。
14

冷却水流量と廃蒸気の関係

冷却水流量との関係
凝縮器に入る廃蒸気、
は冷却比 m と呼ばれます
コンデンサの種類にもよりますが
m = 60¸100
1kgの蒸気を凝縮するには60~100kgが必要
水。
15

冷却システム
交渉可能
特性
インジケータ
ダイレクトフロー

貯水池
スプレー付き
インストール
タワー付き
冷却塔

空気の結露

インストール
0
9
23
32
46
1000
1400
2000
2200
50
土地の割り当て
ウォータークーラー
0
570
60
5
7
ヒートダンプイン
雰囲気、Gcal/
(GWh)
1380
1450
1520
1600
1730
塩類の排出
水源、t/
(GW年)
0,3
0,9
1,3
1,5
0,02
特定の
資本
価格への投資。
RUB/GW搭載

12
16
17
20
60
稼働中
費用*、百万ルーブル/
(GW年)
4,7
4,4
9,9
13,5
22,2
消費
電気、
GWh/年
0,05
0,04
0,07
0,1
0,09
16
索引
追加
原単位消費量
標準燃料、t/
(GWh)
自然食品の消費
取り消し不能
リソース
水使用量、m3/
(GWh)
発売時期
周囲の
水曜日
経済的

低級熱の利用

数を減らすための最も重要な対策
熱排気が用途です
冷却水の低熱。
凝縮器後の水温が以下を超えないこと
冬は20~26℃、夏は35~42℃。 この水はもしかしたら
使用済み:
地域暖房用のヒートポンプ。
魚の養殖用。
温室や温室の水やり用。
家畜団地内。
生産中の野外の暖房用
農産物とその他の
冷却プロセス水。
農作物や魚の養殖から出る廃棄物の処理に。
キノコ生産など。
17

再生廃水VPU

VPU 装置を保守するには
必要な品質を提供する状態
追加の水、定期的
洗浄、再生等に関するもの
廃水の発生。
WPUで水を処理する際、
廃水には主に 2 つの種類があります。
水の予備精製の段階で得られる水
その凝固と石灰化と含有
浮遊固体。
で形成された鉱化度の高い水
水を軟化させて脱塩するプロセス。
18

貯水池への放流は禁止されています

前処理排水には固形物が含まれています
生物学的消費を増加させる有機物質
酸素と水、
原水の粗大不純物、
鉄とアルミニウムの化合物、
炭酸カルシウム、
水酸化マグネシウム
石灰処理中に「見逃した」。
汚泥水中の固体粒子の濃度は 5 ~ 50 kg/m3 です。
石灰をまく場合、水の重要性も高まります
pH(10.0±10.4)
貯水池への放流は禁止されています
19


処理


削減
pH £6.5 ¸ 7.5
アルカリ性
凝固のみが使用されます。 凝固試薬として
硫酸アルミニウム(アルミナ)が最も広く使用されています
Al2(SO4)3×18H2O
一般に、硫酸アルミニウムによる水の凝固のプロセスは、
は次の反応で表すことができます。
Al2(SO4)3+3Ca(HCO3)2®2Al(HCO3)3+3CaSO4
得られる重炭酸アルミニウムは不安定であり、次のものによって分解されます。
水酸化アルミニウムフレークの形成:
2Al(HCO3)3 ® 2Al(OH)3  ̄ +6CO 2
最近、次のタイプのオキシ塩化アルミニウム
AlCl2OH
AlCl(OH)2
Al2Cl(OH)5
20

凝固と石灰のプロセスを組み合わせる場合
硫酸第二鉄は凝固剤として使われています
(硯)
FeSO4×7H2O
そして塩化第二鉄
FeCl3×6H2O
水が石灰で軟化すると沈殿物が形成され、
難溶性物質を含む: 炭酸カルシウム、
水酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、酸化鉄、酸化物
アルミニウムと未反応の石灰。 凝固した
有機および無機汚染物質は通常、
堆積物塊のごく一部を構成します。 固形物
水の石灰化中の堆積物の相は 2 から 2 に変化します。
15 %.
21

凝集時に沈殿槽内で発生する汚泥や
凝固物や石灰を連続的に除去します。
定期的にパージされ、通常は特別な装置に供給されます。
5~10年間使用できるように設計された建設済み汚泥貯蔵タンク
仕事。 汚泥集積装置内の汚泥は沈降して圧縮され、
水は清澄器に戻されます。 このような汚泥を排出すると、
池は禁止されています。
清澄器後の水には次のような物質が含まれているため、
一定量の浮遊物質が存在すると、さらに明確になります。
機械式(清澄)フィルター搭載
粒状物質(無煙炭、珪砂、
ザイオライトなど)。 発生する廃水
これらのフィルターを定期的に緩め洗浄し、
収集され、清澄装置に均等に供給されます。
22

上記フィルターの再生工程
化学淡水化プラントには次のものが含まれます。
3 つの主要な段階:
ほぐし洗い、
再生ソリューションの導入
再生製品からの洗浄。
Na陽イオン交換フィルターの再生を実施
通常は 4% 硫酸溶液です。 再生
陰イオン交換は主に 4% 溶液で行われます。
苛性ソーダ。 さらに、初期の石灰化が高いほど、
水と処理工程が増えると、消費量も増えます
試薬、廃水の量とその内容

緩んだ水は清澄器に戻され、
中和後の鉱化廃水と
最大許容濃度まで水で希釈し、水域に排出します。
23

蒸気変換ユニット

産業用蒸気抽出を備えた火力発電所では
源水の不足と損失の増加
消費者からの結露を防ぐことをお勧めします
蒸気変換装置を使用して、
二次蒸気を得る。
このスキームに従って作業する場合、TPP はすべての権利を保持します。
抽出から除去された加熱蒸気の凝縮物
タービンから蒸気コンバータまで。
排水量を減らすため、ブローダウン
蒸発器や蒸気変換器からの水は、
水処理プラントのニーズに合わせて再利用されます。
24

油で汚染された水と油を含んだ水

火力発電所の石油製品による水質汚染
起こります:
機器の運転中および修理中
燃料油の経済性
変圧器とタービン油の漏れによるもの
タービン、発電機、励磁機のオイルシステムから
緊急時の石油および燃料油の流出
各種ベアリングの冷却システムからの漏れ
回転機構(ポンプ、排煙装置、
ファン、ミルなど)
洗車から。
25

含油排水の基準使用量

一般的な
パフォーマンス
ボイラーユニット、t/h
4200
8400
12600以上
排水量、m3/h
ガス・石油火力発電所 微粉炭火力発電所
5
10
15
3
7
10
石油製品で汚染された水の量は次のように決定されます。
機器、設計、技術文書または SNiP のテクニカルパスポートからのデータであり、期間中に明確化されます。
生産テスト。
恒久的な油汚染廃水の量を考慮
TPPボイラーの総蒸気出力と種類による
燃焼した燃料
26

精製不十分なものの排出
石油製品の廃水は
水域に対する特に危険。
軽質石油製品は膜を形成します
水面、エアレーション状態の悪化
貯水池。
重質油製品が底に沈殿し、
動植物に悪影響を及ぼします。
石油製品が水域に及ぼす影響は、
性質が弱いので長持ちする
酸化物質。
この種の廃水は処理後に必ず処理しなければなりません。
火力発電所で再利用されます。
27

化学洗浄および機器の保存に伴う廃水

内面の洗浄に
鉱床からの設備(主にボイラー)
さまざまな化学薬品を使用した洗浄が使用されます
ソリューション。
初回のすすぎは必須です。
装置が稼働開始 -
開始前のフラッシングと装置、
大規模修繕から外されました。
動作フラッシングが実行されます
定期的に水ですすぐので、
保存は定期的に分類されます。
28

洗浄技術と試薬組成

洗浄技術と試薬組成は以下に依存します。
加熱面から除去された堆積物の組成、
そして設備の種類。 薬品洗浄時
以下のような設備が行われます
技術的操作:
工業用水による水洗浄。
溶液による内部表面の脱脂
アルカリまたは界面活性剤(OP-7、OP-10)。
溶液を工業用水で置換し、その後
脱塩したものと交換する。
適切な溶液を使用した化学洗浄。
洗浄された表面の不動態化。
不動態化溶液の排水または置換
脱塩水。
29

化学処理の結果、廃水が生成されます
使用した試薬と試薬の両方を含む水
加熱面から除去された堆積物:
カルシウム、マグネシウム、ナトリウムの硫酸塩および塩化物、
あらゆる種類の有毒化合物(鉄塩、
亜鉛、フッ素含有化合物、ヒドラジン)。
また、排水には有機物が含まれており、
物質(亜硝酸塩、硫化物、アンモニウム塩)、
その酸化には酸素が必要です。
貯水池の衛生体制に対する最大の危険
これらの廃水中に存在する
有害物質や有機物、
酸素を消費している。
30

ヒドラジン (ジアミド) H2N-NH2

ヒドラジウム n (ジアミド) H2N-NH2
無色で吸湿性が高く、不快感のある液体です。
匂い。
n2h4 分子は、互いに回転した 2 つの nh2 基で構成されています
相互の相対的な関係により、分子の極性が決まります。
ヒドラジン
水、液体アンモニア、
エタノール; 非極性溶媒にはほとんど溶けません。
ヒドラジンとその誘導体のほとんどは有毒です。
31

ボイラーの化学洗浄後の廃水中の物質の濃度、mg/kg

排水成分
塩化物
Cl
硫酸塩
SO2+
4
フッ化物
F

Fe2+
ナトリウム
な+
OP-10(OP-7)
ホルムアルデヒド
アンモニウム化合物
キャプタックス
ヒドラジン
ミネラル

有機物
化学薬品による O 2
消費
生物学的基準による O 2
消費
NH+4
洗浄方法
酸を加えたコンプレクソン
硫黄
NMK
レモン
硫黄
酸性
フッ化物
4000
780
260
320
720
-
1800
780
180
200
720
20
30
780
180
200
720
20
30
780
180
200
720
20
30
3000
1300
780
180
200
1300
20
30
8000
5100
6300
5100
5100
380
1800
4800
3200
450
220
150
2700
1100
150
ソリャノイ

32

化学浸出後の水の総排出量と
保存性が高く、大きくて「ボレー」の性質があり、集中力がある
そして水中の不純物の組成が変化します。 あらゆる廃棄物ソリューション
洗浄作業はタンク - スタビライザーに排水され、その量は
排水の全量を考慮して設計する必要があります。
3倍希釈。
排水中に含まれる不純物は3つに分けられます。
グループ:
無機物質 - 硫酸カルシウムおよび塩化カルシウム、
ナトリウムとマグネシウム。
大量の有毒物質 - 鉄塩、銅塩、
亜鉛、フッ素含有化合物、ヒドラジン。
有機物質 - アンモニウム塩、亜硝酸塩。
すすぎ水の中和には、次のような分離が含まれます。
2番目のグループの物質と有機化合物の酸化。 後
汚泥除去、精製水は再利用
水域への放出は容認できないため、機器を洗浄します。
33

ボイラーの外部加熱面の洗浄廃水

燃料油の燃焼中に形成される灰粒子
粘着力が高く、主に定着します。
ボイラーおよび蓄熱式ボイラーの対流加熱面
エアヒーター(AHR)、これは増加につながります
ボイラーガス経路の抵抗と温度上昇
排ガス。
灰の組成には、バナジウム、ニッケル、
ナトリウム、カルシウム、アルミニウム、鉄など。
RVP 洗浄は、ボイラーの 15 ~ 20 日間の運転後に実行されます。
RVP洗浄時の水使用量とピーク
温水ボイラーはさまざまな要因に依存します。
燃焼される燃料の種類と品質、動作の種類とモード
ボイラー、洗浄水処理計画および設置
火力発電所ごとに個別に
34

洗浄水の量

表面
続く
活動
水の消費量
洗浄
周期性、
洗浄
RVP
5m3/m2
表面
1.0時間
月に1回
対流
加熱面
ボイラー、生産量 300 t/h
もっと
300m3/h
2.0時間
以前は1年に1回
修理
PTVM-50-1
1まで
洗浄
30分。
15日に1回
-“-“-
-“-“-
KVGM-100(PTVM)
KVGM-180 (PTVM)
35

燃料油ボイラーからの洗浄水の平均組成。

不純物
機械式
酸度

ニッケル
バナジウム

乾燥残留物
排水中の不純物濃度
水、g/l
0,2 – 0,5
4,0 – 5,0
3,5 – 4,0
0,1 – 0,15
0,3 – 0,8
0,02 – 0,05
35 – 40
ショットブラストを装備したピークボイラーの場合、
洗濯頻度は1年に1回程度
36

ガス循環処理装置の吹き出し水

固体燃料の燃焼中に形成されるスラグ
および灰収集プラントで収集された灰
通常は水で灰捨て場に捨てられます。
ダイレクトフローシステムとリバースシステムを使用する
ヒドロアッシュ除去(GZU)。
それらにおける水の消費量は、灰とスラグの1トンあたり15〜40 m3です。
ダイレクトフローシステムでは、粗大不純物
灰捨て場と浄化された水に落ち着く
水域に排出されます。
このようなシステムは、存在しない場合に使用されます。
灰やスラグの有毒不純物が溶解します。
37

最も一般的なものは交渉可能です
GZU システム。 ポンプによる灰捨て場からの浄化水
浄化された水は再利用のために戻されます
使用。
システムの稼働中、水中の水の量は増加します
中に存在する有毒物質の濃度
バナジウム、ヒ素、
フッ素、水銀など
また、水中での湿った灰の収集では
硫黄、窒素、二酸化炭素の酸化物が溶解します。
再循環水灰除去システムにおける水の重要性
pH は強酸性から強酸性までの範囲に及びます。
アルカリ性が高い。
38

地表嵐と雪解け水

表面流出の定性的組成
発電所は強度によって決まります
雨の頻度と長さ、
除雪方法、造園方法
領土。
表面流出にはほぼすべてのものが含まれる可能性がある
に存在する汚染物質
ただし、産業排水は
この主な汚染物質は
廃水の種類は石油製品と
浮遊物質。
39

浮遊物質の大部分 (最大 90%)
表面流出を表す
サイズ40までの微粒子
ミクロン、および残り (最大 10%) - 砂、サイズ
粒子の範囲は0.1~3mmです。
量を計算する方法が開発されている
地域によっては雨や雪解け水が発生する
火力発電所の位置と占領地域。
通常、これらに表面的なものが追加されます
散水時に発生する排水
道路洗浄などの活動
コーティング
40

火力発電所排水中の汚染物質の標準化

現在配給の対象となっている
以下の汚染物質の排出
火力発電所の技術スキーム:
冷却システムからの廃水: 直接流の場合
スキーム; 冷却池で再循環。
冷却塔を備えた冷却システムのブローダウン水。
水処理施設からの廃水。
油圧式灰除去システムからの余分な水(のみ)
火力発電所の運転用)。
雨と溶けた水 - 貯水池に分流される場合
特別版を通じて。
41

火力発電所からの廃水の組成に関する標準化および管理された指標の必須リスト

構成指標
廃水
浮遊固体
pH
生物学的
消費
酸素
塩分濃度
塩化物
硫酸Cl
SO4-2
石油製品
カルシウム
カルシウム+2

鉄+3
アルミニウム
アル+3

銅+2
リセットソース
交渉可能
システム
水処理
GZU
で冷却する
冷却塔
+
+
+
+
+
+
+
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
±*
+
+
±*
±*
+
±*
+
+
-
-
-
+
42
※使用する試薬により管理されます。

水の使用量と廃棄物を減らすために
最も有望な廃水は次のとおりです。
方向:
リサイクルシステムを最大限に活用する
水の使用。
水分損失の削減と繰り返し
いくつかの技術サイクルでの使用。
現代の水処理方法の応用
その結果、排水がまったく発生しません
または他のサイクルでも使用できます
直接または適切な処理後。
貴重な物質の分離と使用、
工場排水などに含まれています。
43

廃水処理の方法、処理水の浄化と処分のスキーム

44

機械的廃水処理

精製の最初の段階では、大きな粒子が水から除去されます。
汚染。 この目的のために、廃水処理プラントには以下の設備が装備されています。
格子は水平に対して 60°の角度で設置され、
スロット 16 ~ 20 mm、ドラムふるい、表面
金属メッシュで覆われています。
ドラムが回転するとドラム内の液面が上昇し、
それは自浄作用に貢献します。 水から砂を取り除くには
その他の浮遊粒子、サンドトラップが使用されます。 彼らは
垂直方向、水平方向、接線方向があります。
水から沈殿物や浮遊物を分離するため
0.1 mm 未満の粒子サイズが最もよく使用されます。
沈降タンク。
沈殿槽は最も単純で信頼性の高いものです。
治療施設の運営。 薄めの場合
水の浄化には機械式フィルターが使用されます。
45

化学排水処理

化学的方法には、中和、酸化、または
回復。
これらの方法は、次のような溶質を除去するために使用されます。
生物学的処理に提出される前、および流通中
閉鎖型水利用システムのシステム。
酸やアルカリを含む排水は中和されます。
試薬を加えて混合します。 試薬量
精製水が次のように計算されます。
pH=6.5¸8.5
中性
塩素と次亜塩素酸塩は酸化剤として使用されます
ナトリウムやカルシウム、酸素、オゾンなど酸化の過程で
反応により、有毒物質が毒性の低い物質に変換されます。
化学試薬は常に使用されることに注意してください。
良い効果をもたらします。
しかし、コストが高いため、広く普及することができません。
46

理化学排水処理

物理的および化学的処理方法から
廃水は次のように使用されます。
凝固、
浮力、
吸着、
抽出、
イオン交換、
限外濾過、
逆浸透、
蒸発など
47

油汚れ洗浄の模式図
廃水
廃水
2
3
1
空気
4
5
11
10
6
8
9
圧縮
逆回路の場合
ナ・シュ・ラマ・オットヴァル
1 – 収集マニホールド;
2 – 沈降タンク。
3 - オイルトラップ。
4 – フローテーター。
5-エジェクター;
6、10 - 中級
タンク;
7 – 機械式
無煙炭フィルター。
8 – 機械式
フィルター付き
活性炭;
9 – 水-油エマルジョンの収集タンク。
11 – 圧力タンク
VPUにて
48

石油製品で汚染された排水
分配チャンバー 1 に収集され、
そこから沈殿槽2に供給され、
円錐形の底部と装置を備えたもの
浮遊物・沈殿物の回収・除去用
石油製品。
沈降プロセスを改善するため、排水
水を40℃に加熱することをお勧めします。
2つのタンクの容量は受け入れられるように設計されています
4時間の廃水の流れ。
石油製品の残留量
そのうち35〜40mg/kgです。
49

2段目は小さめのものを使用するのがおすすめです。
薄層多段オイルトラップ3、その後水
タンクに収集されます。 4. オイルトラップの後、またはその代わりに、次のことができます。
マルチチャンバーフローテーターを使用する 11.
浮選前に水を空気で飽和させるために使用されます。
浮選ポンプまたはエジェクター 5. 次に、水を熟成させます。
しばらく圧力タンク内に留まり、フローテーターに排出されます。 で
フローテーター内の水圧が解放されると、強烈な
粒子を移動させる気泡の発生
水面に油製品が付着しています。
結果として生じる泡は、
水面。 残留質量濃度
浮遊選鉱後の石油製品の量は 10 ~ 15 mg/kg に減少します。
水は中間タンク6に集められ、
機械フィルター 7、無煙炭留分 0.5 ~ 1.5 を充填
んん。 最適なろ過速度は 5.0 ~ 6.5 m/h です。
これらのフィルター後の石油製品の残留濃度
通常は 4 ~ 5 mg/kg です。
50

精製の最終段階はフィルターで8秒間実行されます。
活性炭。 プレコートフィルターを使用することも可能です。
膨張パーライトを濾材として使用し、
石炭粉塵およびそれらの混合物。
ろ過速度は 5.0 ~ 6.5 m/h と想定されており、残留物は
これらのフィルターを通過した後の廃水中の石油製品の濃度は測定されません。
1mg/kgを超えます。
メカニカルフィルターとカーボンフィルター7、8の再生は次の方法で行われます。
圧力0.4~0.5MPa、温度150~160℃の蒸気を使用し、
また、圧縮空気を 15 m/h の速度で 20 ~ 30 分間供給します。
洗濯時に発生する排水は中間槽に回収されます。
容器に入れ、温度を下げて物流に供給します。
カメラ1。
分離された石油製品はタンク9に集められ、タンク9から供給されます。
燃料油サービスタンクとボイラーで燃焼します。 降水量、
水の浄化中に放出される水は、汚泥捨て場に保管されます。
5 以内のスラッジを受け入れるように設計された防水ベース
年。
汚泥貯留槽からの堆積物の除去は、
衛生検査。 このような汚泥を処理するための作業が進行中です。
51
造園に使用される泥炭の生産を含む

排水処理の程度

廃水処理率は95%に達し依存度は低い
石油製品の初期濃度から、つまり のために
0.05 mg/kg の残留濃度が得られます (MPC
漁業用貯水池)の洗浄のために供給する必要がある
石油製品濃度が1以下の廃水
mg/kg、作業条件下では事実上発生しません
TPP。
石油製品の初期濃度 20 mg/kg では、
1 mg/kg に減量してレジメンで再利用可能
VPU、特に石灰や凝固物が存在する場合。
処理場の建設コストを削減するため
構造、組み合わせて設置可能、
浮遊選鉱と濾過プロセスを組み合わせたもの。
52

浮選

浮遊選鉱は分散物とコロイドを分離する方法です
粒子の付着能力に基づく、水の不純物
空気(ガス)の泡ができて泡になります。
層。
このプロセスの本質は具体的なアクションにあります
不純物粒子が互いにくっつく原因となる分子力
水中に高度に分散した気体(空気)の泡。
抽出物を含む泡層の表面に形成
物質。
気泡が水中の疎水性表面に近づくとき
不純物粒子、それらを分離する薄い層は、
不安定で破れています。 接触時間が短いため
粒子と気泡が衝突したとき、合体する確率
接触角の形成速度によって決定されます。
53

フロトマックススキマー

54

油汚れ洗浄用フローテーションフィルター
廃水
1
2
3
4
5
6
1 – オイルの排出。 2 – 砂トラップシュート。 3 – 浮選ゾーン。
4 – 濾過ゾーン; 5 – 緩めるための空気。 6 – 濾過液排出口 55

油を含んだ排水を浄化するためのフィルターフローテーター

浮選区画上の容積と
フィルターは分離するために使用されます
水の泡。
水面から石油製品を採取
スクレーパーコンベアをトレイに送り込みます。
ろ液を除去するための排水システムと
空気供給は底部にあります
フィルターとコレクターに接続され、
供給マニホールドの下にあります
浮選用の水と空気の混合物。
56

油分や汚れの量を減らすには
水防止対策を導入する必要がある
火力発電所からの廃水への石油製品の混入。
まず第一に、油密を作成することをお勧めします
装備(オイルクーラー含む)、厚手の使用
潤滑剤、機器の操作と修理の文化の改善、
そのようなための独立した冷却システムの作成
装置。
油や液体の保護カバーを設ける必要があります。
設置場所の燃料油パイプライン、トリム、パレット
オイルポンプとオイルタンク、オイル回収タンクの設置
パレット、保護ケーシングから、ケーシングからの燃料油
燃料油パイプライン、機器修理エリアのライニング、
燃料油がヒーターの凝縮水に混入するのを防ぎ、供給
分離せずにボイラーで燃焼するための加水燃料油
水分が含まれており、燃料油の濾過を妨げます。
タンクや排水トレイの汚れ。
57

清掃後

処理後の廃水は次の用途に使用する必要があります。
代わりに発電所の技術的ニーズ
天然水(浄水場、
循環水供給システムの補充など)。
回転機構の冷却に使用する場合
SOO からの水を冷却塔で回収する場合、水は元の場所に戻す必要があります。
油製品の洗浄後の冷却システム
処理施設後の排水は水域への放流は禁止されています。
は許可されているため、設計スキームでは除外する必要があります。
そんな機会。
石油製品で汚染された排水の供給が許可されています
水を家庭下水システムに流すときは、
完全な生物学的処理のための施設の利用可能性
家庭排水。
58

汚染された排水処理システムへ
石油製品は次の宛先に送付する必要があります。
ベアリングやオイルシールの冷却水
ポンプおよびその他の回転機構。
本館の床下からの排水と、
含まれる可能性のある補助施設
石油製品;
緊急油排水ネットワークからの排水。
雨や屋外の石油貯蔵庫からの融解水、
燃料油、ディーゼル燃料およびその他の地域、
動作中に汚染された。
燃料油濃度が 5 g/m3 を超える凝縮水、
凝縮水浄化フィルターからの洗浄水。
このような廃水の処理システムは、
完全に孤立する。
59

フラッシング排水処理スキーム
硫化ナトリウム
ライムミルク
さらし粉
硫酸
空気
硫酸
2
4
フラッシング
浄化用の水
リセット
pH補正タンク
1
3
汚泥沈殿槽
プレスフィルター上
60

化学洗浄による廃水の削減と処理、および設備の保全

水洗作業からの廃水を収集します。
化学洗浄技術の一部、特殊な
2 つのセクションを持つプールの形をしたオープン タンク: 1 つは
機械的不純物による廃水の沈降、およびその他の目的
最初のセクションで得られた浄化水の収集。
TPP サイクルで再利用できます。
加工中に鉄化合物の沈殿が発生する
ライムミルクを適切なpH値に調整する
塩酸と硫酸を含む溶液
pH=10.0~
フッ化物、
に基づく組成物で洗浄した後の溶液
pH=11.0~
コンプレクソン
フタル酸で pH=11.5 まで洗浄した後の溶液
少なくとも2日間通気した後
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銅および亜鉛の沈殿用
を含む廃液
コンプレクソン、硫化ナトリウムが使用され、
分離後に追加されるもの
水酸化鉄が沈殿します。
ヒドラジンが存在する場合、溶液は
一定の割合で漂白剤で処理する
技術製品約 1 kg/m3。
生じた汚泥は、
ろ過されていない汚泥ダンプ、および浄化された
水が酸性化されると
pH=6.5¸8.5
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除染水も使える

石炭火力発電所 - 沈殿槽からの給水
閉ループで動作する GZU システム
ターンオーバーサイクル。
あらゆるタイプの火力発電所 - からの水供給
ボイラー炉内で燃焼するための沈降タンク
特別に取り付けられたノズル。
下水道システムへの排出(によると)
関係当局との合意)、
これには完全なシステムの構築が含まれます。
生物学的処理、追加処理の提供
これらの水は有機化合物から作られています。
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大幅な数の削減
したがって、化学洗浄は、
このタイプの廃水の量は
追加のボイラーに供給することで供給します
適切な品質の水。
したがって、TGME-464 ボイラーの補充は
サランスク CHPP-2 留出物蒸発器
以上の期間にわたって動作を保証しました
水化学すすぎなしで15年間。
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中和および中和のための設置スキーム
2段ボイラーとRVP洗浄水
洗浄水
アンモニア
ライムミルク
1
5~6時間
4
2
7~8時間
汚泥
V2O5 20 - 30%;
Fe 2O3 40 - 60%;
CaSO 4 × 2H 2O 6 - 10%;
Fe2O3
3
6
5
5
汚泥
4
軽くなった

リピート用
使用法
35 - 40 %;
NiO3 および CuO2 - 3%。
CaSO 4 × 2H 2O 40 - 55%;
65

洗浄水を二段階で処理する場合
最初の段階で水酸化ナトリウムが添加されます
pH=4.5¸5.0まで
5~6時間後の汚泥量
セトリングは平均 20%
洗浄水の体積に最大 5.5% 含まれます。
以下を含む固体:
バナジウム化合物
鉄化合物
石膏 CaSO 4 × 2H 2O
他の物質
V2O5
Fe2O3
20 - 30 %;
40 - 60 %;
6 - 10 %;
10 - 20 %.
66

浄化された水はポンプで 2 番目に送られます
中和剤タンクと処理済み
ライムミルクをpH=9.5¸10.0まで
7 ~ 8 時間放置すると、ボリュームが
汚泥は体積の約25%を占めます
処理水および固形分濃度
物質は9%に達します。
この汚泥の主成分は次のとおりです。
鉄化合物
ニッケルおよび銅の化合物
石膏
CaSO4×2H2O
他の物質
35 - 40 %;
Fe2O3
NiO3
そして
CuO
2 - 3 %;
40 - 55 %;
10 - 15 %.
67

さらに、堆積物には石灰岩の不活性部分が含まれています
牛乳。
から得られる汚泥中のバナジウム含有量の増加
第 1 段階では、冶金学での使用が簡素化されます。
以下を含むテクノロジーが実験的にテストされました。
ソーダと酸化剤を加えながら水を沸騰させる(
)。 その中で
集中
堆積物に到達する
60 %.
pH=1.4
¸2
V2O
5
第二段階処理後の汚泥は、
ろ過防止コーティングを施したスラッジタンク、容積
これは、TPP が 10 年間完全に運用された場合に計算されます。
設計能力。 第二段階後の浄化水
汚泥貯蔵タンクから出た汚泥は処理に再利用されます。
洗浄。 これらの水には通常、
pHは9.5~10.0で、1本あたり約2kgの硫酸カルシウムが含まれています。
m3。 それらに含まれるバナジウム、ニッケル、銅、鉄の濃度は通常、
0.1 g/m3 を超えないこと。 ただし、腐食剤を使用しているため、
これらの水中での処理の最初の段階でナトリウムが発生します。
硫酸ナトリウムの蓄積
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中和水や汚泥も送れる場合があります
に従って作動する場合に限り、油圧式灰除去システムに接続します。
閉回路と水への準拠
システムバランス。
洗浄水処理システムは次の条件を満たす必要があります。
完全に孤立していて他者とのつながりを持たない
給水システム

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