ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ И БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
PROBLEMS OF FACTORY AND DOMESTIC WASTE UTILIZATION
Статья поступила в редакцию 15.04.15. Ред. рег. № 2229
The article has entered in publishing office 15.04.15. Ed. reg. No. 2229
УДК 628.165.081.312.32: 628.164 doi: 10.15518/isjaee.2015.17-18.025
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ЗАСОЛЕННЫХ СТОКОВ
М.В. Одоевцева, С. С. Чекунов, И.В. Громова
Филиал НИУ «МЭИ» в г. Волжском 404110 г. Волжский, Волгоградская обл., пр. Ленина, д. 69 Тел.: (8443) 210160, e-mail: vfmei@vfmei.ru
Заключение совета рецензентов: 19.04.15 Заключение совета экспертов: 23.04.15 Принято к публикации: 27.04.15
В работе показана эффективность применения комбинированной схемы, включающей реагентное умягчение стоков, группу фильтров механической очистки и установку обратного осмоса для переработки регенерационных стоков ТЭЦ с целью повторного использования их в схемах подготовки воды.
Ключевые слова: засоленные стоки, содоизвесткование, обратноосмотическое обессоливание.
ASSESSMENT OF EFFICIENCY OF APPLICATION OF THE COMBINED SCHEME OF TREATMENT OF SALTED DRAINS
M.V. Odoevtseva, S.S. Chekunov, I.V. Gromova
Volzhsky Branch of the National Research University «Moscow Power Engineering Institute» 69 Lenin str., Volzhsky, Volgograd reg., 404110, Russia Tel.: (8443) 210160, e-mail: vfmei@vfmei.ru
Referred: 19.04.15 Expertise: 23.04.15 Accepted: 27.04.15
In this article efficiency of the application of the combined scheme including reagent softening of drains, a group of filters of mechanical cleaning and an installation of the return osmosis for treatment of regeneration drains of TPP for the purpose of reusing them in schemes of water preparation is shown.
Keywords: salted drains, soda liming process, reverse osmotic desalination.
Сведения об авторе: канд. техн. наук, доцент кафедры «Технология воды и топлива». Образование: Волгоградский политехнический институт (1982).
Область научных интересов: водоподготовка на теплоэнергетических и промышленных предприятиях, компьютерные технологии. Публикации: более 60.
Information about the author: Ph.D., Associate Professor of "Water and Fuel Technology" Education: Volgograd Polytechnic Institute (1982).
Research area: water to heat and power and industrial plants, computer technology. Publications: more than 60.
Марина Вячеславовна Одоевцева Marina V. Odoevtseva
Сведения об авторе: магистр.
Образование: Московский энергетический институт (2014). Область научных интересов: водоподготовка в теплоэнергетике. Публикации: 6.
Сергей Сергеевич
Чекунов Sergey S. Chekunov
Ирина Викторовна Громова Irina V. Gromova
Information about the author: master. Education: Moscow Power Engineering Institute (2014). Research area: water in the heat power engineering. Publications: 6.
Сведения об авторе: зав. лабораторией «Технологии воды и топлива». Образование: Саратовский гос. университет (1996).
Область научных интересов: водоподготовка на теплоэнергетических и промышленных предприятиях.
Публикации: 5.
Information about the author: head of laboratory "Water and Fuel Technology" Education: Saratov State University (1996). Research area: water to heat and power and industrial plants. Publications: 5.
Одной из актуальных задач современной энергетики является повышение надежности и экономичности работы энергетических систем. Известно, что экономичность работы водоподготовительного оборудования в значительной степени зависит от степени замкнутости и безотходности цикла. ТЭЦ являются крупными источниками различных видов сточных вод, из которых следует выделить стоки водоподго-товительных установок, в настоящее время сливаемых на большинстве станций в пруды-накопители шлама, вследствие высокого содержания солей. Снижение количества стоков должно сводиться к их повторному использованию на водоподготовитель-ных установках. Сегодня разработан и эксплуатируется ряд установок, обеспечивающих малоотходные и малосточные системы водопользования на ТЭЦ.
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические, биологические и комбинированные. Комбинированная схема установки переработки засоленных стоков [1] представлена на рисунке.
Установка реагентного смягчения стоков
МФ
Установка обратного осмоса
На водопод-'готовительную установку
Бак-накопитель
Принципиальная схема установки очистки засоленных стоков ТЭЦ Schematic diagram of saline wastewater treatment plant CHP
В результате эксплуатации схем обессоливания воды Волжских ТЭЦ формируются: засоленные стоки после ОН-фильтров; засоленные стоки после Н-фильтров; отмывочные воды после Н-фильтров; от-мывочные воды после ОН-фильтров; кислые и щелочные воды после взрыхления Н и ОН фильтров.
Поскольку технология утилизации щелочных стоков с целью получения раствора щелочи уже реализована [2], то представляет интерес оценить эффективность применения комбинированной схемы [1] для переработки кислых стоков. На Волжских ТЭЦ количество кислых стоков преобладает.
Важным условием надежной и экономичной работы обратноосмотических мембран является предотвращение выпадения кальция и магния. Одним из путей решения этой проблемы является реагентная предочистка засоленных стоков [1, 2].
В целях подбора реагентов, их концентраций на процесс предмембранной подготовки кислых стоков был проведен ряд теоретических и экспериментальных исследований. На основании экспериментальных данных установлено, что максимальное снижение жесткости засоленных стоков достигается при использовании содоизвесткования [3].
Определены расчетные величины дозы извести и соды для отмывочных вод Н-катионитных фильтров: для 1 пробы - Д = 351 мг-экв/дм3; Д = 40 мг-экв/дм3; для 2 пробы - Ди = 42,2 мг-экв/дм3; Дс = 40 мг-экв/дм3; для 3 пробы - Ди = 10,9 мг-экв/дм3; Дс = 10 мг-экв/дм3.
Экологические аспекты энергетики. Энергетика и экология. Проблемы переработки промышленных и бытовых отходов
При выполнении расчетов принимали остаточную жесткость (Жост) - 0,6 ммоль/дм3 [4].
Состав отмывочных вод Н-катионитных фильтров до и после содоизвесткования приведен в табл. 1. Из приведенных данных видно, что содоизвесткова-ние позволяет снизить общую жесткость отмывоч-ных вод Н-катионитных фильтров до 0,6 ммоль/дм3, то есть в 4,3-60 раз.
Эффективность обессоливания концентрированных растворов оценивалась на модельных растворах солей натрия. Исследования проводились на экспериментально-обучающей установке УОО НПК «Медиана-Фильтр». Мембрана фирмы DOW TW30-1812-50 предназначена для доочистки питьевой воды, рабочее давление исходного потока - 0,7 МПа.
Для исследования эффективности обессоливания на УОО применялись модельные растворы хлорида натрия: раствор 1 - CNaCl = 1,0 г/дм3; раствор 2 -CNaa = 2,0 г/дм3; раствор 3 - С№а = 3,0 г/дм3.
В табл. 2 приведены расходы пермеата (бперм) и концентрата (бконц); величины конверсии (R), соле-содержание (С/Сперм) и концентрация ионов Na+ в пермеате; солесодержание концентрата(С/Скон).
Таблица 1
Состав отмывочных вод до и после содоизвесткования
Table 1
Composition of the washout water before and after soda liming process
Показатель качества Пробы*
1 2 3
до после до после до после
Жо, ммоль/дм3 36 0,6 3,25 0,6 2,6 0,6
ЖСз, ммоль/дм3 27 0,6 2 0,6 1,4 0,6
Що, ммоль/дм3 - 4 - 22 - 4
рН 1,3 8,6 2,2 10,3 2,4 10,3
С/С, мг/дм3 3800 3400 1850 1800 1080 1090
Сс1", мг/дм3 28,4 14,4 14,2 14,2 14,5 14,5
CS02- , мг/дм3 8000 8000 700 700 300 300
пробы отбирались через фиксированные промежутки времени после начала отмывки Н-катионитного фильтра: 1 проба -через 10 минут отмывки, 2 проба - через 20 минут отмывки, 3 проба - через 30 минут отмывки.
Результаты исследования модельных растворов Results of the study of model solutions
Таблица 2 Table 2
Показатель Модельные растворы
1 2 3
Давление, МПа 0,4 0,5 0,6 0,7 0,4 0,5 0,6 0,7 0,5 0,6 0,7
^перм, л/ч 7 11 14 16 7 13 14 16 7 14 16
^конц, л/ч 38 34 29 25 38 32 29 25 38 29 25
R, % 14 25 32 39 14 33 32 39 14 32 39
С + , мг/дм3 Na перм 5,8 7,3 7,6 2,8 27,6 19,1 15,5 13,9 52,6 52,7 41,0
С/Скон, г/дм3 1,4 1,7 2,0 2,4 2,3 2,7 2,8 3,8 3,8 4,1 4,4
С/Сперм, мг/дм3 37 34 58 50 95 102 100 100 207 217 217
Результаты исследований показали (табл. 2), что мембранное обессоливание модельных растворов концентрацией 1-3 г/л целесообразно проводить при давлении 0,6-0,7 МПа. При таких давлениях, независимо от концентрации раствора, солесодержание умягченных стоков снижается в 20-14 раз. Количество солей в пермеате после УОО в 2-6 раз меньше солесодержания воды Волгоградского водохранилища. Стоки такого качества целесообразно повторно использовать в схемах водоподготовки ТЭЦ. Экспериментальные данные подтверждают результаты расчетов [5, 6].
Таким образом, в результате исследований подтверждена эффективность применения комбинированной схемы переработки кислых стоков Волжской ТЭЦ с целью их повторного использования в производственном цикле. Однако при содоизвестковании отмывочных растворов реальных схем формируются более сложные водно-солевые системы. Для наибольшей достоверности полученных данных мембранное обессоливание необходимо реализовать с применением умягченных отмывочных вод Н-катионитных фильтров Волжских ТЭЦ.
Список литературы
1. Глубокая очистка и обессоливание сточных вод с созданием замкнутого цикла водопотребления. Режим доступа: www.vladbmt.ru/files/catalog.pdf.
2. Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Вафин Т.Ф. Электромембранные технологии в энергетике. Казань, 2012. С. 259.
3. Одоевцева М.В., Гаврилина Д.Л., Скоромная О. С. Анализ современных методов утилизации стоков схемы умягчения воды. Моделирование и создание объектов энерго- и ресурсосберегающих технологий: Межрегиональная научно-практическая конференция. г. Волжский, 24-27 сентября 2013. Сборник материалов конференции. Волжский, филиал МЭИ в г. Волжском, 2013. С. 17-19.
4. РД 34.37.103 Методические указания по проектированию обессоливающих установок с сокращенными расходами реагентов и сокращенными стоками. Москва, 1987
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.