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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; に-火力発電所の係数 に= 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 |
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物質 |
危険クラス |
有害性の限界指標 |
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アンモニアNH3 |
衛生毒物学的 |
毒物学的 |
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バナジウム V 5+ |
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ヒドラジンN2H4 |
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鉄 Fe 2+ |
感覚刺激(色) |
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感覚刺激(味覚) |
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ヒ素として 2+ |
衛生毒物学的 |
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ニッケル Ni 2+ |
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硝酸塩(NO 2 - による) |
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ポリアクリルアミド |
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不在 |
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鉛Pb2+ |
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ホルムアルデヒド |
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硫酸塩 (SO 4 による) |
感覚刺激(味覚) |
衛生毒物学的 |
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感覚刺激(匂い) |
毒物学的 |
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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 |
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塩化物Cl - |
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SO4硫酸塩 |
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鉄 Fe2+、Fe3+ |
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PB-5、V-1、V-2 |
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ホルムアルデヒド |
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アンモニウム化合物 NH 4 + |
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亜硝酸NO2- |
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ヒドラジンN2H4 |
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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 ( あ) 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 あ- 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。
に 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 あ-フラッシング回路の総容積、m 3 ;
に- 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。
火力発電所からの廃水とその処理、自然水域への影響、自己浄化プロセス。 貯水池への影響を軽減する対策。 有害物質の最大許容濃度。 浄水場からの廃水の処理。
プレゼンテーション、2014/01/29 追加
プラスチックの組成と分類。 懸濁ポリスチレンおよびスチレンコポリマーの製造からの廃水。 フェノールホルムアルデヒド樹脂の製造からの廃水。 それらの精製方法の分類。 ゴム製造後の廃水処理。
コースワーク、2009 年 12 月 27 日追加
工業用水の供給源としての廃水。水処理の使用の経済性、種類および種類に応じて分類されます。 廃水処理活動の段階、使用される構造およびツール。
要約、2011/01/03 追加
水の衛生的で衛生的な価値。 廃水処理の技術プロセスの特徴。 地表水汚染。 廃水とその排出時の衛生状態。 掃除の種類。 河川水の官能的および水化学的パラメータ。
論文、2010 年 6 月 10 日追加
食品産業廃水の組成。 食品産業廃水が自然水の状態および水域の動物相に及ぼす影響の評価。 自然水の保護分野における環境法を確保するための法的根拠と方法。
論文、2010 年 8 月 10 日追加
技術プロセスと装置は排出源です。 環境税の計算。 機械製造企業のさまざまな作業場からの廃水。 地表廃水の流れ。 水域の特殊な種類の産業汚染。
テスト、2015/01/07 追加
この生産に典型的な環境汚染物質の発生源と種類。 廃水処理方法: 機械的、熱的、物理化学的、化学的および電気化学的。 技術プロセスと安全上の注意事項の説明。
論文、2009 年 2 月 10 日追加
ロシア連邦における電力生産の種類。 排水の特徴と発生源。 それらに含まれる汚染物質の組成と濃度。 それらを精製するための物理化学的方法。 火力発電所の開発と環境への影響の分析。
要約、追加 04/03/2014
生活排水に含まれる汚染物質。 廃水の重要な特性の 1 つとしての生分解性。 廃水処理に影響を与える要因とプロセス。 中規模施設の処理の基本的な技術スキーム。
要約、2011 年 3 月 12 日追加
水や水に溶けている物質が人体に与える影響。 飲料水の有害性を示す衛生毒物学的および官能的指標。 自然水と廃水を処理するための最新の技術と方法、それらの実際の有効性を評価します。
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; に-火力発電所の係数 に= 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; に-火力発電所の係数 に = 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。
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 |
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 |
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。
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 (あ ) 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 あ- 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。 に 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 CP10 -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
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 あ-フラッシング回路の総容積、m 3 ; に- 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。
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。
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:
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 |
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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