Conférence 17
Analyse des méthodes de réduction et de prévention de la pollution des bassins versants par les effluents TPP
Les eaux usées des centrales thermiques comprennent : les eaux de refroidissement (après refroidissement des condenseurs des turbines, des refroidisseurs d'huile et d'air, etc.) ; les eaux usées des systèmes hydrauliques d'élimination des cendres ; les eaux usées des stations d'épuration et des stations de traitement des condensats ; les solutions usées après nettoyage chimique des équipements thermiques et leur conservation ; eaux polluées par les hydrocarbures; solutions de lavage des surfaces chauffantes des chaudières fonctionnant au fioul. La quantité de ces effluents et leur composition sont très différentes et dépendent de la puissance de la centrale thermique, du type de combustible utilisé, du mode de traitement de l'eau adopté, du système de décendrage et d'autres facteurs.
Pour réduire la pollution des masses d'eau par les eaux usées des centrales thermiques, deux voies sont possibles :
1) traitement en profondeur de toutes les eaux usées jusqu'aux concentrations maximales admissibles (associé à des coûts élevés pour la construction et l'exploitation des installations concernées) ;
2) organisation des systèmes de réutilisation des eaux usées - systèmes de circulation, avec utilisation multiple de l'eau. Dans le même temps, le traitement des eaux usées vers les MPC n'est plus nécessaire, il suffit de ramener leur qualité au niveau requis par le procédé technologique dans lequel elles seront à nouveau utilisées.
La deuxième voie conduit à une réduction drastique de la quantité d'eau prélevée par une centrale thermique et crée les bases pour le développement de systèmes sans drain. En général, la mise en œuvre des méthodes et moyens d'épuration ci-dessus, associée à une utilisation rationnelle de l'eau dans les TPP, les rendra sans vidange.
Eaux usées après les lavages chimiques. Du fait de l'utilisation d'un grand nombre de technologies différentes pour le nettoyage chimique des équipements, les effluents formés lors de ceux-ci sont très divers dans leur composition chimique et il est très difficile de développer des solutions standards pour leur traitement.
L'usine «Kotloochistka» recommande de collecter l'eau après les lavages chimiques dans des réservoirs, c'est le plus opportun dans l'unité de neutralisation des eaux de lavage RVP, et si elle n'est pas disponible dans une unité de neutralisation spécialement construite, et de les neutraliser avec de la chaux, séparez les hydroxydes de métaux lourds sur un aspirateur ou un filtre à chambre, et soumettre les boues à l'enfouissement.
Si des acides minéraux ont été utilisés pour le lavage, l'eau restante peut être fournie en petites quantités à l'installation d'effluents salins pour le traitement chimique de l'eau; si des acides organiques ont été utilisés, alors l'eau doit être rejetée dans des bassins de stockage de scories ou évaporée.
Ces dernières années, des tentatives ont été faites pour abandonner l'utilisation de réactifs chimiques lors du nettoyage des surfaces chauffantes ou pour réduire drastiquement leur quantité en abandonnant les acides organiques. Le nettoyage vapeur-oxygène développé par VTI, MPEI, Mosenergo, GETs-25 Mosenergo permet d'éliminer complètement l'utilisation de réactifs chimiques pour le nettoyage avant démarrage sur les unités SKD, et d'utiliser des acides minéraux sur les chaudières à tambour uniquement pour le nettoyage du chauffage de l'écran surfaces (selon une technologie simplifiée, suivie de leur passivation à la vapeur et à l'oxygène).
Eaux usées huileuses. Le problème de la prévention du rejet des eaux usées huileuses a été en grande partie résolu. À l'heure actuelle, il est nécessaire d'améliorer les installations existantes pour la purification de ces eaux, en particulier la transition vers l'utilisation de pièges à pétrole et à gaz de petite taille, les filtres polymères, ainsi que l'utilisation plus large de filtres à charbon actif. Un bon absorbant pour les installations de traitement des eaux usées huileuses est le semi-coke des charbons de Kansko-Achinsk. Cependant, la question de la production industrielle de semi-coke (y compris activé) n'a pas encore été résolue, malgré de nombreuses études en laboratoire et industrielles qui ont confirmé son efficacité et la nécessité de son utilisation dans les entreprises énergétiques.
Afin d'éviter la contamination de l'eau de refroidissement par des fuites dans les refroidisseurs d'huile, il est conseillé d'utiliser des refroidisseurs d'huile denses de la nouvelle génération MBR.
Dans les centrales thermiques, où le mazout est le combustible principal ou de réserve, il est nécessaire de prévoir un traitement préliminaire des eaux de fond dans un piège à mazout d'une capacité de 10 à 20 muh dans l'installation de mazout.
Eau de purge des systèmes hydrauliques d'élimination des cendres (GZU). Ces eaux contiennent des composés de fluor, d'arsenic, de vanadium et de sels minéraux. Malgré la teneur en composants toxiques, jusqu'à présent, environ 50 centrales électriques fonctionnent avec des systèmes de stockage de gaz à écoulement direct, dont l'eau est rejetée dans des sources d'eau. Tout d'abord, il est nécessaire de transférer tous les systèmes de stockage de gaz dans le cycle inverse et d'obtenir la réduction maximale de leurs purges.
Eaux usées des stations d'épuration. Un rôle important dans l'amélioration de la propreté environnementale des centrales thermiques est joué par l'amélioration des systèmes de traitement de l'eau et l'amélioration du régime chimique d'entrée.
La nécessité de prévenir la pollution des masses d'eau naturelles par les effluents des stations d'épuration (STEP) a entraîné une complication importante de leurs schémas, une augmentation des coûts d'investissement et des coûts d'exploitation pour le traitement et l'élimination des effluents minéralisés.
Bien que les sels neutres contenus dans les eaux usées de WLU ne soient pas toxiques, ces effluents sont l'objet principal de la protection de l'environnement. Le moyen le plus simple et le moins cher de les réduire est d'améliorer les équipements technologiques, leur fonctionnement et leurs réparations afin de réduire les pertes d'eau et de vapeur, dans certaines centrales, elles s'élèvent à 10% ou plus (dans certaines, des pertes réelles inférieures à 1,5% ont été atteint).
L'absence de drainage de la WLU signifie l'obtention d'une telle qualité des eaux usées, ce qui garantit la possibilité de leur réutilisation dans le cycle TPP. Dans le même temps, si la teneur en sel des eaux usées traitées ne dépasse pas la teneur en sel de l'eau de source, des changements qualitatifs de l'eau sont autorisés par rapport à l'eau de source (par exemple, remplacer l'ion bicarbonate par un ion chlorure ou sulfate, cation calcium ou magnésium avec cation sodium, etc.).
L'absence de drainage (faible débit) est assurée en convertissant les sels solubles en sels insolubles directement dans le cycle technologique ou à l'aide de réactifs supplémentaires. Par conséquent, une TPP sans vidange n'est pas sans déchets.
Lors de la conception de l'UTT, l'attention principale doit être accordée à la réduction maximale possible du volume des effluents en les réutilisant comme eaux de décoffrage, de régénération et de lavage. Cela réduira la consommation d'eau pour WLU provenant d'une source externe et réduira le volume des eaux usées de 30 à 40 %.
Dans les centrales électriques brûlant des combustibles solides, les effluents minéralisés sont généralement utilisés pour transporter les déchets de cendres et de scories.
L'amélioration de la technologie d'échange d'ions pour réduire la quantité d'eaux usées est prometteuse.
Les méthodes combinées de dessalement sont prometteuses, notamment les dispositifs à membrane (osmose inverse, électrodialyse) ou les évaporateurs flash avec un dessalement supplémentaire de l'eau sur des filtres échangeurs d'ions.
La méthode thermique de préparation de l'eau supplémentaire diffère du dessalement chimique en ce qu'elle est moins sensible à l'augmentation de la minéralisation et à la teneur en polluants organiques de l'eau de source. La quantité d'eaux usées après les évaporateurs peut être réduite à 5 à 10 % de l'original et leur salinité augmentée à 100 g/l ou plus. Cependant, ces installations nécessitent une redondance supplémentaire en raison de leur moindre maniabilité, ce qui détermine la forte intensité en métal du système dans son ensemble.
L'utilisation d'évaporateurs flash permet d'utiliser des eaux ayant subi un prétraitement simplifié pour leur réalimentation.
Lors du passage à des méthodes membranaires ou thermiques pour la préparation d'eau déminéralisée, la quantité de sels prélevés dans un réservoir naturel correspondra à la quantité rejetée, mais avec une concentration plus élevée. Cependant, à l'intérieur de la zone de dispersion de la masse d'eau, ce changement n'aura pratiquement aucun effet sur sa teneur totale en sel.
Pour l'existant systèmes de refroidissement à circulation avec des taux d'évaporation de 1,5 à 2,0, une technologie efficace de stabilisation du carbonate de calcium a été développée et largement mise en œuvre, ce qui, dans de nombreux cas, permet de réduire la purge du système sans grandes dépenses d'investissement. Une technologie de traitement de l'eau a également été développée pour les systèmes avec des taux d'évaporation élevés (plus de 10,0) et une purge minimale. Des systèmes avec une purge d'eau minimale sont en cours de conception pour un certain nombre de TPP dans la région du lac Baïkal. Des modes de traitement de l'eau dans les systèmes de refroidissement sont en cours de développement, en tenant compte de l'apport de divers flux d'eaux usées dans ceux-ci.
Les tours de refroidissement doivent être conçues avec un entraînement de gouttelettes minimal, une purge proche de l'unité et l'évacuation du maximum de chaleur, ce qui permet d'avoir un petit bassin de refroidissement. L'eau de purge des tours de refroidissement est évacuée dans le bassin de refroidissement et les tours de refroidissement en sont alimentées. L'étang peut être utilisé simultanément pour l'élevage et l'engraissement des poissons. Bien sûr, des mesures doivent être prises pour éviter sa pollution par les produits pétroliers. Une température de l'eau légèrement élevée dans l'étang contribuera à une augmentation de la productivité de la pêche, et sa grande capacité de stockage permettra d'exclure les fluctuations brusques, défavorables à la pisciculture, de la température de l'eau lors des changements de mode de fonctionnement de l'alimentation. usine. Pour éviter la prolifération de l'étang, il est nécessaire de tondre la végétation, d'élever des poissons herbivores, etc.
Les drains de sel dans un tel étang sont inacceptables. Afin d'éviter une concentration dangereuse de sels dans le bassin, il est nécessaire de prévoir un renouvellement partiel de l'eau en période de crue, lorsque la salinité du ruissellement de surface est négligeable. Ensuite, dans l'étang, il y aura une concentration de non introduits, mais les propres sels de la source d'eau, et la faune et la flore seront peu endommagées.
Avec une diminution des purges régulières des tours de refroidissement, il faut tenir compte de la possibilité de concentration des impuretés dans l'eau en circulation et de la nécessité de stabiliser la qualité de l'eau en termes de calcium pour éviter la formation de tartre. Dans ce cas, les sels sont retirés du système avec entraînement de gouttelettes et dispersés sur le territoire entourant le TPP. Il est possible d'éviter une concentration importante d'impuretés dans la tour de refroidissement en prélevant de l'eau du système de circulation pour le traitement chimique de l'eau des centrales thermiques. Mais en même temps, cependant, la quantité de sels à traiter et à éliminer lors du traitement chimique de l'eau augmente d'au moins 2 fois.
Étant donné que l'entraînement des gouttelettes des tours de refroidissement modernes est faible et s'élève à environ 0,05 % du débit total, la concentration réelle de sels qu'elles contiennent peut augmenter la teneur en sel d'un facteur 20, c'est-à-dire à un niveau dangereux pour les matériaux des tours de refroidissement, la circulation conduits et tubes de condenseur.
La décharge de l'eau de purge des tours de refroidissement dans le bassin de refroidissement permettra un fonctionnement sans concentration de sel. Parallèlement, des unités à membrane ou à évaporation peuvent être utilisées, si nécessaire, pour réduire la salinité de l'eau de purge des tours de refroidissement à un niveau caractéristique de l'eau de source. Bien qu'actuellement coûteux et impliquant l'élimination de sels, le développement d'une telle méthode de traitement est justifié compte tenu de l'introduction imminente d'une redevance élevée sur l'eau. Ces unités peuvent également faire partie simultanément des systèmes de traitement de l'eau pour reconstituer les pertes de vapeur et d'eau des TPP et des réseaux de chaleur.
Le dessalement de l'eau d'appoint des tours de refroidissement lorsqu'il est impossible de créer un bassin de refroidissement nécessitera d'importants coûts d'investissement et d'exploitation supplémentaires. Une option de repli peut être l'utilisation de tours de refroidissement à air "sèches" Heller, il faut seulement tenir compte du fait qu'elles réduisent l'efficacité des centrales thermiques de 7 à 8%.
Eaux usées de surface. Ces eaux usées contiennent, en règle générale, des solides en suspension et, selon la culture d'exploitation de l'équipement et l'entretien du territoire TPP, peuvent être contaminées par des sels minéraux et des produits pétroliers. Les dispositifs de collecte, de traitement et d'utilisation des eaux de ruissellement sont pratiquement inexistants.
A l'échelle industrielle, l'utilisation des eaux usées de surface dans le cycle technologique des centrales électriques permet d'économiser des dizaines de millions de m3 d'eau douce par an. Pour ce faire, lors de la conception des TPP, il est nécessaire de prévoir des réservoirs pour recevoir les eaux pluviales et de fonte, des installations de traitement pour les nettoyer des produits pétroliers et des solides en suspension.
Un inconvénient commun de la gestion de l'eau TPP est le gaspillage d'eau douce. À ce jour, des systèmes d'égouts séparés pour les eaux usées propres et contaminées n'ont pas été conçus. L'assainissement intégré conduit au fait que la quantité totale d'eaux usées augmente et que la concentration de polluants diminue, ce qui complique le traitement. Les eaux usées huileuses des usines de traitement d'huile ne sont souvent pas recyclées. L'eau utilisée pour refroidir les dispositifs d'échantillonnage, les cylindres de compresseur et d'autres équipements est généralement rejetée dans le flux général d'eaux usées, bien qu'elle ne soit pas contaminée. Selon les enquêtes, pour chaque centrale d'une capacité de 400 à 1500 MW, une utilisation non économique de l'eau augmente la quantité d'eaux usées de 1 million de m3 par an.
Il est conseillé de construire des réservoirs de réserve au niveau des TPP pour collecter les flux d'eaux usées propres (ou après traitement), ce qui garantirait une réutilisation stable des eaux usées et des conditions de fonctionnement des équipements, tels que le traitement de l'eau, non dépendantes des fluctuations des débits d'eaux usées.
Les centrales électriques doivent être équipées de dispositifs de surveillance de la consommation d'eau dans divers systèmes de gestion de l'eau.
Les eaux usées polluées des centrales thermiques et de leurs stations d'épuration sont constituées de flux de quantité et de qualité différentes. Ils comprennent (par ordre décroissant de nombre):
a) les eaux usées provenant des systèmes d'élimination des cendres hydrauliques et des scories (GZU) à circulation et à écoulement direct (ouverts) des centrales électriques à combustible solide ;
b) les eaux de purge des systèmes d'approvisionnement en eau en circulation TPP rejetées en permanence ;
c) les eaux usées des stations d'épuration (STEP) et des stations de traitement des condensats (CCU) rejetées périodiquement, y compris : les eaux douces, chargées de boues, salines, acides, alcalines, huileuses et huileuses du bâtiment principal, les installations de mazout et de transformateur des TPP ;
d) les eaux de purge des chaudières à vapeur, des évaporateurs et des convertisseurs de vapeur, évacuées en permanence ;
e) les ruissellements de neige et de pluie huileux et boueux provenant du territoire du TPP;
f) eau de lavage du RAH et des surfaces chauffantes des chaudières (les effluents du RAH des chaudières fonctionnant au mazout sont rejetés 1 à 2 fois par mois ou moins, et d'autres surfaces et lors de la combustion de combustibles solides - plus souvent);
g) condensats externes huileux, contaminés, aptes après leur épuration à alimenter des chaudières-évaporateurs à vapeur ;
h) déchets, solutions de nettoyage usées, concentrées, acides et alcalines et eaux de lavage après lavage chimique et conservation des chaudières à vapeur, condenseurs, appareils de chauffage et autres équipements (vidangés plusieurs fois par an, généralement en été);
i) eau après nettoyage hydraulique des magasins de carburant et autres locaux des centrales thermiques (généralement évacuée une fois par jour par équipe, plus souvent pendant la journée).
Relation entre les eaux douces et usées des centrales thermiques
Une TPP devrait avoir un système unifié d'approvisionnement en eau et de drainage, dans lequel les eaux usées du même type, directement ou après un certain traitement, pourraient être la source pour d'autres consommateurs de la même TPP (ou externes). Par exemple, les eaux usées des systèmes d'alimentation en eau à écoulement direct après les condenseurs, ainsi que les eaux de purge des systèmes de circulation avec une faible évaporation (1,3 à 1,5 fois), ainsi que les eaux usées d'une centrale thermique contaminée par du pétrole, peuvent être la source l'eau de l'UTW, ainsi que les dernières portions d'eau de lavage des filtres de dessalement.
Toutes les eaux usées renvoyées à la "tête" du processus ne doivent pas avoir besoin d'être traitées avec des réactifs lors du prétraitement, mais s'il est nécessaire de traiter avec de la chaux, de la soude et du coagulant, elles doivent être mélangées (moyennes) dans un réservoir de collecte . La capacité de ce réservoir doit être conçue pour collecter 50 % de toutes les eaux usées de l'UTW par jour, y compris 30 % des eaux usées de l'échangeur d'ions. Il n'est pas souhaitable de mélanger des eaux usées transparentes douces et boueuses. Il convient de tenir compte du fait qu'au moins 50 % de toutes les eaux usées de l'UTW, y compris toutes les eaux usées de tous les types de prétraitement, y compris les eaux usées après desserrage des filtres échangeurs d'ions avec de l'eau douce, les dernières portions de l'eau de lavage provenant de l'échange d'ions les filtres des usines de dessalement, ainsi que l'eau rejetée lors de la vidange des clarificateurs et des filtres échangeurs d'ions, ont une salinité, une dureté, une alcalinité et d'autres indicateurs identiques ou même meilleurs que l'eau de source prétraitée et encore plus, et peuvent donc être renvoyés en « tête » du procédé, vers des clarificateurs ou, mieux encore, sans traitement supplémentaire par des réactifs sur des filtres clarifiants, échangeurs de cations H ou Na.
En plus d'un système d'égout commun unique pour tous les types d'eaux douces de la WLU, il devrait y avoir des canaux d'évacuation séparés pour les eaux salines et acides (les eaux alcalines devraient être pleinement utilisées dans le cycle, y compris pour la neutralisation). Ces eaux doivent être collectées dans des réservoirs spéciaux.
Compte tenu du fonctionnement périodique des fosses en terre (principalement en été) pour les solutions de lavage et les eaux de lavage des chaudières après les lavages chimiques, après les installations de neutralisation de ces eaux et des eaux de lavage du RAH, il devrait être possible d'alimenter ces installations en divers rejets eaux acides, alcalines et salines de la WLU pour une neutralisation, une sédimentation, une oxydation et un transfert conjoints ou alternatifs vers le système GZU ou d'autres consommateurs. A la réception de l'oxyde de vanadium issu des eaux de lavage de la RWP, ces eaux ne sont pas mélangées avec d'autres avant la séparation du vanadium. Dans ce cas, l'installation neutralisée, ou du moins ses pompes et accessoires, doit être placée dans un local isolé.
L'eau saline issue des filtres Na-cationite est divisée en trois parties selon leur qualité et utilisée de différentes manières.
Une solution concentrée de sel usé contenant 60 à 80% de la dureté éliminée avec un excès de sel de 50 à 100% et représentant 20 à 30% du volume total d'eau salée doit être envoyée au système GZU ou pour adoucissement avec un retour à la station d'épuration, ou pour évaporation pour obtenir des sels solides de Ca, Mg, Na, CI, S0 4 , ou dans des fosses en terre, d'où, après mélange avec d'autres effluents, dilution et neutralisation conjointe, il peut être envoyé à l'égout, pour les besoins des centrales thermiques ou des consommateurs externes. La deuxième partie de la solution usée, contenant 20 à 30 % de la dureté totale à éliminer avec un excès de sel de 200 à 1 000 %, doit être collectée dans un réservoir pour être réutilisée. La troisième et dernière partie, l'eau de lavage, est collectée dans une autre cuve pour servir au desserrage, si elle ne peut pas encore être envoyée en "tête" de procédé ou pour la première étape de lavage.
L'eau saline concentrée après les filtres échangeurs de cations Na et les eaux neutralisées des filtres échangeurs de cations H et d'anions (premières portions) peuvent être fournies aux systèmes GZU pour le transport des cendres et des scories. L'accumulation de HZU Ca(OH) 2 , CaS0 4 dans l'eau entraîne une saturation et une sursaturation de l'eau en ces composés, les libérant sous forme solide sur les parois des canalisations et des équipements. Les huiles et les produits pétroliers des eaux usées qui y restent après les pièges à huile sont sorbés par les cendres et les scories lorsqu'ils sont rejetés dans le système de stockage de gaz. Cependant, à forte teneur en produits pétroliers, ceux-ci peuvent ne pas être complètement adsorbés et se retrouver dans les décharges de cendres sous forme de films flottants. Pour empêcher leur pénétration avec l'eau rejetée dans les masses d'eau publiques au niveau des décharges de cendres, des puits de réception pour les eaux usées avec des vannes ("casseroles") sont construits pour retenir les produits pétroliers flottants.
L'eau de purge alcaline douce, parfois chaude, des chaudières à vapeur, des évaporateurs, des convertisseurs de vapeur après avoir utilisé leur vapeur et leur chaleur, ainsi que l'eau de lavage alcaline douce des filtres échangeurs d'anions peuvent servir d'eau d'alimentation pour les chaudières à vapeur moins exigeantes, et aussi (dans le absence d'échangeurs de chaleur avec tuyaux en laiton dans le système de chauffage) eau d'appoint des systèmes de chauffage fermés. S'ils contiennent des phosphates de Na 3 P0 4 en quantité supérieure à 50 % de la teneur totale en sel, ils peuvent être utilisés pour stabiliser le traitement de l'eau recyclée, ainsi que pour dissoudre le sel afin d'adoucir sa solution avec les alcalis et les phosphates contenus dans l'eau de purge.
Lors du choix d'une méthode de traitement des eaux salines, acides ou alcalines après régénération des filtres échangeurs d'ions, il convient de tenir compte des fortes fluctuations des concentrations de substances solubles dans ces eaux: concentrations maximales dans les premiers 10 à 20% du volume total d'eau rejetée (solutions réellement utilisées) et concentrations minimales dans les derniers 60-80 % (eau de lavage). Les mêmes fluctuations de concentration sont également observées dans les solutions de déchets et les eaux de lavage après les lavages chimiques des chaudières à vapeur et à eau chaude et autres appareils.
Alors que les eaux de lavage à faible concentration de substances solubles peuvent être relativement facilement neutralisées (mutuellement), oxydées et généralement nettoyées des contaminants éliminés, la purification d'un grand volume d'un mélange plus concentré de solutions de déchets et d'eau de lavage nécessite de grands volumes d'équipement, des les coûts de main-d'œuvre, les fonds et le temps.
Les solutions alcalines usées et les eaux de lavage après la régénération des filtres échangeurs d'anions (à l'exception de la première partie de la solution après les filtres du 1er degré) doivent être réutilisées à l'intérieur de l'UTW. La première partie est destinée à la neutralisation des eaux usées acides de l'UTT et de la TPP.
Schéma TPP sans vidange
Sur la fig. 13.18 à titre d'exemple, un schéma de l'alimentation en eau sans vidange d'une centrale thermique au charbon est illustré. Les cendres et les scories des chaudières sont acheminées vers la décharge de cendres 1. L'eau clarifiée 2 de la décharge de cendres est renvoyée vers les chaudières. Si nécessaire, une partie de cette eau est traitée dans une station d'épuration locale 3. Les déchets solides 4 résultants sont acheminés vers la décharge de cendres 1. Les cendres et scories partiellement déshydratées sont éliminées. L'élimination des scories sèches est également possible, ce qui simplifie l'élimination des cendres et des scories.
Les fumées des chaudières 5 sont épurées dans l'unité de désulfuration des gaz 6. Les eaux usées résultantes sont traitées selon la technologie utilisant des réactifs (chaux, polyélectrolytes). L'eau purifiée est renvoyée dans le système d'épuration des gaz et la boue de gypse résultante est extraite pour être traitée.
Les eaux usées 7 générées lors du lavage chimique, de la conservation des équipements et du lavage des surfaces de chauffage par convection des chaudières sont acheminées vers les stations d'épuration appropriées 8, où elles sont traitées à l'aide de réactifs selon l'une des technologies précédemment décrites. L'essentiel de l'eau purifiée 9 est réutilisé. Les boues 10 contenant du vanadium sont sorties pour être recyclées. Les sédiments 11 formés lors du traitement des eaux usées, ainsi qu'une partie de l'eau, sont acheminés vers la décharge de cendres 1 ou stockés dans des collecteurs de boues spéciaux. Dans le même temps, comme l'a montré l'expérience de fonctionnement de Saransk CHPP-2, lorsque les chaudières sont alimentées en distillat MIU, le nettoyage opérationnel des chaudières n'est pratiquement pas nécessaire. Par conséquent, les eaux usées de ce type seront pratiquement absentes ou leur quantité sera insignifiante. De même, les eaux issues de la conservation des équipements sont évacuées ou des méthodes de conservation sont utilisées qui ne s'accompagnent pas de formation d'eaux usées. Certaines de ces eaux usées, après neutralisation, peuvent être amenées uniformément à l'UTT pour y être traitées avec les eaux de purge de 12 COO (systèmes de refroidissement à circulation).
L'eau de source, directement ou après un traitement approprié à l'UTW, est fournie à la station d'épuration. Le besoin de traitement et son type dépendent des conditions de fonctionnement spécifiques de la centrale thermique, y compris la composition de l'eau de source, le degré requis de son évaporation dans le COO, le type de tours de refroidissement, etc. Afin de réduire l'eau pertes dans le COO, les tours de refroidissement peuvent être équipées d'éliminateurs de gouttes ou des tours de refroidissement semi-sèches ou sèches peuvent être utilisées. . L'équipement auxiliaire 13, dont le refroidissement peut provoquer une contamination de l'eau en circulation par des produits pétroliers et des huiles, est séparé dans un système indépendant. L'eau de ce système est soumise à une épuration locale des produits pétroliers et de l'huile dans l'unité 14 et est refroidie dans les échangeurs de chaleur 15 avec l'eau 16 du circuit principal COO pour le refroidissement des condenseurs des turbines. Une partie de cette eau 17 est utilisée pour compenser les pertes dans le circuit de refroidissement des équipements auxiliaires 13. L'huile et les produits pétroliers 18 séparés dans le nœud 14 sont envoyés aux chaudières pour la combustion.
Une partie de l'eau 12, chauffée dans les échangeurs de chaleur 15, est envoyée au TLU, et son excédent 19 - pour refroidissement dans les tours de refroidissement.
L'eau soufflée 12 COO est traitée à l'UTW selon la technologie utilisant des réactifs. Une partie de l'eau adoucie 20 est acheminée vers le système de chauffage fermé devant les réchauffeurs 21 d'eau du réseau. Si nécessaire, une partie de l'eau adoucie peut être restituée au COO. La quantité requise d'eau adoucie 22 est envoyée au MIU. Les purges des chaudières 23 sont également fournies ici, ainsi que les condensats 24 issus de l'économie de fioul directement ou après nettoyage dans l'unité 25. Les produits pétroliers 18 séparés des condensats sont brûlés dans des chaudières.
La vapeur 26 du premier étage du MIU est fournie à la production et à l'installation de mazout, et le distillat résultant 27 est envoyé aux chaudières. Les condensats de production et les condensats des réchauffeurs de réseau 21 sont également amenés ici après traitement dans une station de traitement des condensats (KO). Les eaux usées de 28 KO et de l'usine de dessalement du bloc BOU sont utilisées dans l'UTT. L'eau de purge 29 MUI est également fournie ici pour la préparation d'une solution de régénération selon la technologie précédemment décrite.
Les eaux de ruissellement provenant du territoire de la TPP sont collectées dans le réservoir de stockage des eaux pluviales 30 et, après traitement local dans le nœud 31, sont également acheminées vers la station d'épuration ou vers la WLU. L'huile et les produits pétroliers 18 isolés de l'eau sont brûlés dans des chaudières. Les eaux souterraines peuvent également être fournies au WSS sans ou après un traitement approprié.
Lors du travail selon la technologie décrite, des boues de chaux et de gypse se formeront en quantités importantes.
Il existe deux directions prometteuses pour la création de TPP sans drain :
Développement et mise en œuvre de technologies innovantes, économiques et respectueuses de l'environnement pour la préparation de l'eau d'appoint des générateurs de vapeur et de l'eau d'appoint du système de chauffage ;
Développement et mise en œuvre de nanotechnologies innovantes pour le traitement et l'élimination les plus complets des eaux usées générées avec la réception et la réutilisation des réactifs chimiques initiaux dans le cycle de l'usine.
Figure 13. Schéma de TPP à haute performance environnementale
À l'étranger (en particulier aux États-Unis), en raison du fait qu'une licence d'exploitation d'une centrale électrique est souvent délivrée à la condition d'un drainage zéro complet, les systèmes de traitement de l'eau et de traitement des eaux usées sont interconnectés et représentent une combinaison de méthodes membranaires, d'échangeurs d'ions et thermiques. dessalement. Par exemple, la technologie de traitement de l'eau de la centrale électrique de North Lake (Texas, USA) comprend deux systèmes parallèles : coagulation au sulfate de fer, filtration multicouche, puis osmose inverse, double échange d'ions, échange d'ions en lit mixte ou électrodialyse, double échange d'ions, échange d'ions dans la couche mixte.
Le traitement de l'eau de la centrale nucléaire de Bridwood (Illinois, USA) est la coagulation en présence d'un agent chlorant, de lait de chaux et d'un floculant, la filtration sur filtres à sable ou à charbon actif, l'ultrafiltration, l'électrodialyse, l'osmose inverse, la couche échangeuse de cations, la couche échangeuse d'anions , couche mixte.
Une analyse des technologies mises en œuvre pour le traitement des eaux usées hautement minéralisées dans les centrales électriques domestiques suggère que l'utilisation complète n'est possible que par évaporation dans divers types d'usines d'évaporation. Dans le même temps, les boues de clarificateur (principalement le carbonate de calcium), les boues à base de gypse (principalement le sulfate de calcium dihydraté), le chlorure de sodium, le sulfate de sodium sont obtenus en tant que produits pouvant être commercialisés ultérieurement.
Un cycle fermé de consommation d'eau a été créé à Kazan CHPP-3 par un traitement complexe des eaux usées hautement minéralisées du complexe de dessalage thermique pour obtenir une solution de régénération et du gypse sous la forme d'un produit commercial. Lors du fonctionnement selon ce schéma, une quantité excessive d'eau de purge de l'évaporateur est générée à hauteur d'environ 1 m³/h. La purge est une solution concentrée contenant principalement des cations sodium et des ions sulfate.
Figure 14. Technologie de traitement des eaux usées du complexe de dessalement thermique de Kazan CHPP-3.
1, 4 - clarificateurs; 2, 5 - réservoirs d'eau clarifiée; 3, 6 - filtres mécaniques ; 7 - filtres sodium-cationite; 8 - réservoir, eau chimiquement purifiée; 9 - eau chimiquement purifiée pour alimenter le système de chauffage; 10 - réservoir de concentrat de l'usine d'évaporateur ; 11 - réservoir du réacteur ; 12, 13 - réservoirs à des fins diverses; 14 - réservoir de solution clarifiée pour la régénération (après acidification et filtration) des filtres échangeurs de cations sodium ; 15 - cristalliseur ; 16 - cristalliseur-neutralisant; 17 - adoucisseur thermochimique; 19 - soute; 20 - fosse; 21 - purge excessive de l'évaporateur; 22 - filtre avec chargement de charbon actif; 23 - installation électromembranaire (EMU).
Une nanotechnologie innovante a été développée pour traiter l'excès d'eau de purge d'un complexe de dessalement thermique basé sur une unité à électromembrane pour produire de l'eau alcaline et adoucie. L'essence de la méthode électromembranaire réside dans le transfert dirigé d'ions dissociés (sels dissous dans l'eau) sous l'influence d'un champ électrique à travers des membranes échangeuses d'ions sélectivement perméables.
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Université polytechnique de Tomsk
Département de Théorie et
génie thermique industriel
Cours magistraux :
« Les technologies environnementales dans l'industrie
l'industrie de l'énergie thermique"
Développeur : Ph.D., Razva A.S.
Eaux usées des centrales thermiques et leur traitement
1. Classification des eaux usées des centrales thermiques
Le fonctionnement des centrales thermiques est associé à l'utilisation de grandes quantités d'eau. L'essentiel de l'eau (plus de 90 %) est consommée dans les systèmes de refroidissement de divers appareils : condenseurs de turbines, refroidisseurs d'huile et d'air, mécanismes mobiles, etc. Les eaux usées sont tout flux d'eau retiré du cycle de la centrale électrique. Les déchets ou eaux usées, outre les eaux des systèmes de refroidissement, comprennent : les eaux usées des systèmes de récupération des cendres hydrauliques (GZU), les solutions usées après lavage chimique des équipements de puissance thermique ou leur conservation : eaux de régénération et de boues issues du traitement des eaux (traitement des eaux) installations : effluents, solutions et suspensions contaminés par l'huile, provenant du lavage des surfaces de chauffage externes, principalement des aérothermes et des économiseurs d'eau des chaudières brûlant du fioul sulfureux. Les compositions des effluents répertoriés sont différentes et sont déterminées par le type de centrale thermique et l'équipement principal, sa puissance, le type de combustible, la composition de l'eau de source, le mode de traitement de l'eau dans la production principale et, bien sûr, le niveau de fonctionnement. En règle générale, l'eau après refroidissement des condenseurs des turbines et des refroidisseurs d'air ne transporte que la pollution dite thermique, car leur température est supérieure de 8 ... 10 С à la température de l'eau dans la source d'eau. Dans certains cas, les eaux de refroidissement peuvent également introduire des corps étrangers dans les masses d'eau naturelles. Cela est dû au fait que le système de refroidissement comprend également des refroidisseurs d'huile, dont la violation de la densité peut entraîner la pénétration de produits pétroliers (huiles) dans l'eau de refroidissement. Les centrales thermiques au fioul génèrent des eaux usées contenant du fioul. Les huiles peuvent également pénétrer dans les eaux usées du bâtiment principal, des garages, des appareillages de commutation ouverts, des fermes pétrolières. La quantité d'eau dans les systèmes de refroidissement est déterminée principalement par la quantité de vapeur d'échappement entrant dans les condenseurs de turbine. Par conséquent, la plupart de ces eaux se trouvent dans les centrales thermiques à condensation (CPP) et les centrales nucléaires, où la quantité d'eau (t/h) refroidissant les condenseurs de turbine peut être trouvée par la formule Q=kW Où O- puissance de la centrale, MW ; À-coefficient, pour TPP À = 100...150 : pour NPP 150...200. Dans les centrales électriques utilisant des combustibles solides, l'élimination de quantités importantes de cendres et de scories est généralement effectuée de manière hydraulique, ce qui nécessite une grande quantité d'eau. Au TPP d'une capacité de 4000 MW, fonctionnant au charbon d'Ekibastuz, jusqu'à 4000 t / h de ce combustible sont brûlés, tandis qu'environ 1600 ... 1700 t / h de cendres se forment. Pour évacuer cette quantité de la station, il faut au moins 8000 m 3 /h d'eau. Par conséquent, la direction principale dans ce domaine est la création de systèmes de stockage de gaz à circulation, lorsque l'eau clarifiée débarrassée des cendres et des scories est renvoyée à la centrale thermique vers le système de stockage de gaz. Les eaux de décharge du GZU sont considérablement polluées par les solides en suspension, ont une minéralisation accrue et, dans la plupart des cas, une alcalinité accrue. De plus, ils peuvent contenir des composés de fluor, d'arsenic, de mercure, de vanadium. Les effluents issus du lavage chimique ou de la conservation des équipements de puissance thermique sont de composition très diverse du fait de l'abondance des solutions de lavage. Pour le lavage, on utilise des acides minéraux chlorhydrique, sulfurique, fluorhydrique, sulfamique, ainsi que des acides organiques: citrique, orthophtalique, adipique, oxalique, formique, acétique, etc.. Avec eux, trilon B, divers inhibiteurs de corrosion, tensioactifs, thiourée , hydrazine, nitrite, ammoniac. À la suite de réactions chimiques lors du lavage ou de la conservation du matériel, divers acides organiques et inorganiques, alcalis, nitrates, sels d'ammonium, de fer, de cuivre, Trilon B, inhibiteurs, hydrazine, fluor, urotropine, captax, etc. une variété de produits chimiques nécessite une solution individuelle pour la neutralisation et l'élimination des déchets toxiques provenant des lavages chimiques. L'eau provenant du lavage des surfaces de chauffage externes ne se forme que dans les centrales thermiques utilisant du mazout sulfureux comme combustible principal. Il convient de garder à l'esprit que la neutralisation de ces solutions de lavage s'accompagne de la production de boues contenant des substances précieuses - des composés de vanadium et de nickel. Lors de l'opération de traitement de l'eau déminéralisée dans les centrales thermiques et les centrales nucléaires, des effluents provenant de l'entrepôt de réactifs, du lavage des filtres mécaniques, de l'élimination des boues des clarificateurs et de la régénération des filtres échangeurs d'ions apparaissent. Ces eaux contiennent une quantité importante de sels de calcium, de magnésium, de sodium, d'aluminium et de fer. Par exemple, dans une centrale thermique d'une capacité de traitement chimique des eaux de 2000 t/h, les sels sont rejetés jusqu'à 2,5 t/h. Du prétraitement (filtres mécaniques et clarificateurs), des sédiments non toxiques sont rejetés - carbonate de calcium, hydroxyde de fer et d'aluminium, acide silicique, substances organiques, particules d'argile. Enfin, dans les centrales électriques utilisant des liquides résistants au feu tels que Ivviol ou OMTI dans les systèmes de lubrification et de contrôle des turbines à vapeur, une petite quantité d'eaux usées contaminées par cette substance est générée. Le principal document réglementaire établissant le système de protection des eaux de surface est le "Règlement pour la protection des eaux de surface (disposition standard)" (M. : Goskompriroda, 1991).
2. Effet des eaux usées des centrales thermiques sur les masses d'eau naturelles
Les réservoirs naturels sont des systèmes écologiques complexes (écosystèmes) de l'existence d'une biocénose - une communauté d'organismes vivants (animaux et plantes). Ces systèmes ont été créés au cours de plusieurs millénaires d'évolution du monde vivant. Les réservoirs ne sont pas seulement des collecteurs et des réservoirs d'eau, dans lesquels l'eau est de qualité moyenne, mais des processus de modification de la composition des impuretés s'y déroulent en permanence - se rapprochant de l'équilibre. Il peut être perturbé par l'activité humaine, notamment le rejet des eaux usées des centrales thermiques. Les organismes vivants (hydrobiontes) habitant les plans d'eau sont étroitement liés les uns aux autres par les conditions de vie, et principalement par les ressources alimentaires. Les hydrobiontes jouent un rôle majeur dans le processus d'auto-épuration des masses d'eau. Certains hydrobiontes (généralement des plantes) synthétisent des substances organiques à partir de composés inorganiques de l'environnement, tels que CO 2 , NH 3 , etc. D'autres hydrobiontes (généralement des animaux) assimilent des substances organiques toutes faites. Les algues minéralisent également la matière organique. Lors de la photosynthèse, ils libèrent de l'oxygène. La majeure partie de l'oxygène pénètre dans le réservoir par aération lorsque l'eau entre en contact avec l'air. Les micro-organismes (bactéries) intensifient le processus de minéralisation de la matière organique lors de son oxydation avec l'oxygène. La déviation de l'écosystème par rapport à l'état d'équilibre, causée, par exemple, par le rejet d'eaux usées, peut entraîner l'empoisonnement et même la mort d'une certaine espèce (population) d'organismes aquatiques, ce qui entraînera une réaction en chaîne de suppression de la toute la biocénose. La déviation de l'équilibre intensifie les processus qui amènent le réservoir à un état optimal, appelés processus d'auto-épuration du réservoir. Les plus importants de ces processus sont :
- précipitation des impuretés grossières et coagulation des colloïdes ; oxydation (minéralisation) des impuretés organiques ; oxydation des impuretés minérales d'oxygène; neutralisation des acides et des bases due au pouvoir tampon de l'eau du réservoir (alcalinité), entraînant une modification de son pH ; hydrolyse des ions de métaux lourds, conduisant à la formation de leurs hydroxydes peu solubles et à leur libération de l'eau ; l'établissement de l'équilibre du dioxyde de carbone (stabilisation) dans l'eau, accompagné soit de la libération d'une phase solide (CaCO 3), soit de la transition d'une partie de celle-ci dans l'eau.
Concentrations maximales admissibles de substances nocives dans les masses d'eau Tableau 1
| Pour les réservoirs d'eau sanitaire et domestique | Pour les étangs de pêche |
||||
| Substance | Classe de danger | L'indicateur limite de nocivité | |||
| Ammoniac NH3 | sanitaire et toxicologique | toxicologique | |||
| Vanadium V 5+ | |||||
| Hydrazine N2H4 | |||||
| Fer Fe 2 + | organoleptique (couleur) | ||||
| Cuivre Cu2+ | organoleptique (goût) | ||||
| Arsenic As 2+ | sanitaire et toxicologique | ||||
| Nickel Ni2+ | |||||
| Nitrates (selon NO 2 -) | |||||
| Polyacrylamide | |||||
| Mercure | absence |
||||
| Plomb Pb 2 + | |||||
| Formaldéhyde | |||||
| Fluor F - | |||||
| Sulfates (selon SO 4) | organoleptique (goût) | sanitaire et toxicologique | |||
| Phénols | organoleptique (odeur) | toxicologique | |||
| Pétrole et produits pétroliers | organoleptique (film) | pêcherie | |||
avec diverses méthodes de lavages chimiques, mg/l Tableau 2
| Composants | acide hydrochlorique | Complexe | Acide additique | Acide phtalique | Acide hydrazino | acide dicarboxylique |
| Chlorures Cl - | ||||||
| Sulfates SO 4 | ||||||
| Fer Fe 2 + , Fe 3 + | ||||||
| Cuivre Cu2+ | ||||||
| Zinc Zn2+ | ||||||
| Fluor F - | ||||||
| OP-7, OP-10 | ||||||
| PB-5, V-1, V-2 | ||||||
| Captaxe | ||||||
| Formaldéhyde | ||||||
| Composés d'ammonium NH 4 + | ||||||
| Nitrites NO 2 - | ||||||
| Hydrazine N2H4 | ||||||
| Salinité |
3. Traitement des eaux usées des stations d'épuration
Les méthodes de traitement des eaux usées sont divisées en méthodes mécaniques (physiques), physico-chimiques, chimiques et biochimiques. La séparation directe des impuretés des eaux usées peut être réalisée de la manière suivante (méthodes mécaniques et physico-chimiques) :
- élimination mécanique des grosses impuretés (sur grilles, grilles); micro-déformation (mailles fines) ; décantation et clarification; l'utilisation d'hydrocyclones; centrifugation; filtration; flottaison ; électrophorèse; méthodes membranaires (osmose inverse, électrodialyse).
- impureté - phase gazeuse, phase eau-liquide (dégazage ou stripage à la vapeur); impureté - phase liquide ou solide, eau - phase liquide (évaporation); impureté et eau - deux phases liquides non miscibles (extraction et coalescence); impureté - phase solide, eau - phase solide (congélation); mélange - phase solide, eau - phase liquide (cristallisation, sorption, coagulation).
- la formation de composés peu solubles (chaulage, etc.) ; synthèse et décomposition (décomposition de complexes de métaux lourds lors de l'introduction d'alcalis, etc.); procédés redox (oxydation de composés organiques et inorganiques avec des agents oxydants forts, etc.); traitement thermique (appareils à brûleurs submersibles, combustion des résidus de fond, etc.).
- décharge de toutes les solutions usées et des eaux de lavage dans l'égaliseur ; isolement du liquide des substances toxiques du deuxième groupe, suivi de la déshydratation des boues résultantes; purification à partir de substances du troisième groupe.
Fig. 1. Schéma de principe de l'installation de déshydratation des boues de purge du clarificateur :
1 - alimentation en boues ; 2 - eau clarifiée à l'UTW ; 3 - eau de process ; 4 - air; 5 - boues déshydratées ; 6 - filtre à vide à tambour; 7 - ventilateur; 8 - pompe à vide ; 9 - récepteur ; 10 - réservoir à niveau constant ; 12 - pompe; 12 - capacité; 13 - Trémie pour boues déshydratées L'eau de purge du clarificateur est envoyée dans le réservoir de collecte. Pour éviter la sédimentation des boues dans ce réservoir, de l'air barbote dans l'eau de purge, puis l'eau est pompée dans un réservoir à niveau constant et entre dans un filtre à vide, dans lequel les boues sont séparées. Les boues déshydratées sont déversées dans le bunker puis envoyées à la décharge de boues. L'eau après séparation des boues est renvoyée à la station d'épuration. 
Fig.2. Schémas d'auto-neutralisation (UN ) et neutralisation (b ) les eaux usées de chaux des stations d'épuration :
filtre 1-H-cationite ; filtre à 2 anions ; Mélangeur 3 chaux ; pompe mélangeuse 4 chaux; 5 pompes à lait de chaux; 6 fosses pour la collecte des eaux de régénération ; Pompe à 7 transferts ; Réservoir à 8 convertisseurs ; Pompage et vidage à 9 pompes ; 10-L'eau de refroidissement issue des condenseurs des turbines ou de la source d'eau La purge du décanteur peut également être envoyée vers le système de stockage des gaz ou pour neutraliser les effluents acides (à pH>9). Les eaux de lavage des filtres mécaniques en présence de prétraitement sont envoyées soit à la ligne d'eau de source (lors de la coagulation) soit en partie basse de chaque décanteur (lors du chaulage). Afin d'assurer un débit constant, cette eau est préalablement collectée dans un bac de régénération des eaux de rinçage du filtre mécanique. En l'absence de prétraitement, les eaux de lavage des filtres mécaniques peuvent être soit traitées par décantation dans un décanteur spécifique avec retour d'eau clarifiée à la source d'eau et évacuation des boues décantées vers le site d'évacuation des boues, soit utilisées en le système GZU, ou envoyé au système de collecte de l'eau de régénération des filtres échangeurs d'ions. Les eaux usées de la partie échangeuse d'ions de la station d'épuration, à l'exception d'une certaine quantité d'impuretés à gros grains qui pénètrent lors du desserrage des filtres, sont de véritables solutions salines. En fonction des conditions locales, ces eaux sont dirigées : vers des plans d'eau conformes aux exigences sanitaires et hygiéniques et halieutiques ; dans les systèmes d'élimination des cendres hydrauliques ; dans des bassins d'évaporation dans des conditions climatiques favorables ; pour évaporateurs ; dans les aquifères souterrains. Le rejet des eaux usées dans un réservoir est possible sous certaines conditions. Ainsi, avec des eaux usées acides, l'inégalité suivante doit être respectée :
;
Et avec alcaline
,
Où UN- coefficient de mélange dans la zone entre la sortie des eaux usées et le site d'installation du point d'utilisation de l'eau le plus proche ; Q- débit estimé du réservoir, égal pour les cours d'eau non régulés au débit d'eau mensuel moyen le plus élevé de 95 % de sécurité ; SCH- modification de l'alcalinité de l'eau, qui entraînera une modification du pH de l'eau de source à la valeur maximale autorisée, mg-eq / kg ; Q SC et Q SC - rejets quotidiens d'alcali et d'acide dans les eaux usées, respectivement, g-eq. Les rejets d'acide et d'alcali sont déterminés par les expressions suivantes :
;
,
Où g toi et g K - coûts quotidiens de l'alcali et de l'acide, respectivement, en kg; q toi et q K - consommation spécifique d'alcali et d'acide lors de la régénération, g-eq / g-eq. Valeur SCH est déterminé par la formule
,
Où SCH 0 - alcalinité de l'eau de source du réservoir, mg-eq / kg; pH D - valeur de pH admissible de l'eau après mélange des eaux usées avec la source d'eau (6,5 et 8,5); рН=рН D -рН 0 - la valeur par laquelle il est permis de modifier la valeur du pH de la source d'eau; pH 0 - indicateur de pH de l'eau à la température du réservoir; - force ionique de l'eau dans un réservoir; À 1 - constante de la première étape de dissociation de H 2 CO 3 à la température de l'eau dans le réservoir. Si le rejet d'eaux usées dans un réservoir viole ces conditions, il est alors nécessaire d'appliquer une neutralisation préalable. Dans la plupart des cas, les eaux usées de la partie échangeuse d'ions des stations d'épuration après mélange des rejets d'eau régénérative des échangeurs de cations et des échangeurs d'anions ont une réaction acide. Pour la neutralisation, des réactifs alcalins sont utilisés, tels que la dolomite, divers alcalis, mais le plus souvent la chaux. 
Fig.3. Schéma de neutralisation des eaux alcalines de régénération avec des fumées :
1 - Filtre H-cationite; 2 - filtre échangeur d'anions ; 3 - fosse pour collecter l'eau de régénération; 4 - pompe de transfert ; 5 - réservoir de neutralisation ; 6 - tuyau de distribution ; 7 - pompe de mélange et de décharge ; 8 - éjecteur; 9 - gaz de combustion nettoyés des cendres; 10 - eau de refroidissement après les condenseurs de turbine La neutralisation à la chaux ne provoque pas une augmentation aussi forte de la salinité de l'eau, comme lors de l'utilisation d'autres réactifs. Cela se produit parce que lorsqu'il est neutralisé avec de la chaux, un précipité se forme, qui est ensuite retiré de l'eau. Une expérience positive a également été obtenue dans la neutralisation des eaux usées avec de l'eau ammoniaquée. La consommation quotidienne de réactifs nécessaires pour neutraliser les eaux acides peut s'écrire Q RS = Q CS -Q SS, et alcalin - comme Q RS = Q SS -Q CS .
Lorsqu'il est neutralisé avec de la chaux, la consommation quotidienne de 100% CaO est Q Ca O = 28 Q SR 10 -3 .
La figure 2 montre les schémas de neutralisation des eaux usées acides. Si, après brassage des rejets de régénération, l'eau est de nature alcaline, alors sa neutralisation peut être réalisée avec des fumées du fait de la dissolution de CO 2 , SO 3 , NO 2 . Le volume requis de gaz de combustion V pour neutraliser le volume quotidien d'eaux usées alcalines est déterminé par la formule
Où V g- le volume total de fumées générées lors de la combustion du combustible après le collecteur de cendres, m 3 /kg ou m 3 /m 3 ; V SO2 ; V CO2 Et V NO2- les volumes des gaz correspondants formés lors de la combustion du combustible, m 3 /kg ou m 3 /m 3. La figure 3 montre un schéma de la neutralisation des eaux usées des stations d'épuration avec des gaz de combustion en utilisant la méthode de barbotage de dissolution des gaz dans l'eau. Des évaporateurs pour la concentration et l'évaporation profonde des eaux usées sont également utilisés aux mêmes fins (Fergana CHPP, Kazan CHPP-3). Le concentré est acheminé vers l'usine pour le traitement des effluents concentrés. L'installation est un appareil à brûleurs submersibles (Fig. 4), où l'évaporation est effectuée jusqu'à l'obtention de sel cristallin, qui est stocké dans un stockage non filtré.
4. Traitement des eaux usées contenant des produits pétroliers
Fig.4. Appareil de combustion submersible pour l'évaporation des eaux usées:
1 - brûleur submersible ; 2 - appareil; 3 - ventilateur ; 4 - réservoir; 5 - contrôle de niveau
Les méthodes de décantation, de flottation et de filtration sont utilisées pour traiter les eaux usées issues des produits pétroliers. La méthode de décantation est basée sur la capacité de séparation spontanée de l'eau et des produits pétroliers. Les particules de produits pétroliers sous l'action des forces de tension superficielle acquièrent une forme sphérique et leurs tailles sont comprises entre 2 et 310 2 microns. L'inverse de la taille des particules s'appelle le degré de dispersion. Le processus de décantation est basé sur le principe de la séparation des produits pétroliers sous l'influence de la différence de densité des particules d'eau et d'huile. La teneur en produits pétroliers des eaux usées se situe dans une large fourchette et est en moyenne de 100 mg/l. La décantation des produits pétroliers s'effectue dans des trappes à huile (Fig. 5). L'eau est fournie à la chambre de réception et, passant sous la cloison, pénètre dans la chambre de décantation, où se déroule le processus de séparation de l'eau et des produits pétroliers. L'eau purifiée, passant sous la deuxième cloison, est retirée du piège à huile et les produits pétroliers forment un film à la surface de l'eau et sont éliminés par un dispositif spécial. Lors du choix d'un piège à huile, les hypothèses suivantes doivent être faites: la vitesse de déplacement de l'eau en tous les points de la section transversale est la même; le débit d'eau est laminaire ; la vitesse de flottaison des particules d'huile est constante pendant toute la durée de l'écoulement.
Fig.5. Schéma d'un piège à huile typique:
1-eaux usées ; 2- chambre de réception ; 3-zone de décantation : 4-eau purifiée ; 5 - cloisons verticales semi-immergées ; 6 tuyaux de collecte d'huile ; 7-film de produits pétroliers flottants La température de l'eau a un impact important sur l'efficacité du piège à huile. Une augmentation de la température de l'eau entraîne une diminution de sa viscosité, ce qui améliore les conditions de séparation des particules. Par exemple, le mazout à une température de l'eau inférieure à 30 ° C se dépose dans le piège à huile, dans la plage de 30 ... 40 ° C, les particules de mazout sont en suspension et seulement au-dessus de 40 ° C, l'effet des particules flottantes se produit. 
Fig.6. Piège à huile Giprospetspromstroy avec mécanisme de raclage:
1 - chambre de réception ; 2 - partition ; 3 - zone de décantation ; 4 - partition ; 5 - chambre de sortie ; 6 - bac de débordement ; 7 - grattoir; 8 - tuyaux à fentes rotatifs; 9 - fosse; 10 - ascenseur hydraulique
La figure 6 montre le piège à huile de Gidrospetspromstroy. Les produits pétroliers flottant à la surface dans les chambres de décantation sont entraînés par un racleur vers des tuyaux rotatifs à fentes situés au début et à la fin des zones de décantation de chaque section, à travers lesquels ils sont retirés du piège à huile. En présence d'impuretés qui coulent dans les eaux usées, elles tombent au fond du piège à huile, sont ratissées par le même convoyeur à raclettes dans la fosse et sont retirées du piège à huile à l'aide de cette vanne (ou élévateur hydraulique). Les pièges à huile de ce type sont conçus pour une capacité de 15 ... 220 kg / s pour les eaux usées. 
Riz. 5.7. Schéma d'installation pour la flottation sous pression:
1 entrée d'eau ; 2 réservoirs de réception ; 3 tuyaux d'aspiration ; 4 conduits d'air ; 5 pompes ; Chambre à 6 flottations ; 7 collecteurs de mousse ; 8-élimination de l'eau purifiée ; Réservoir à 9 pressions La méthode de purification de l'eau par flottation consiste en la formation de complexes d'une particule de produits pétroliers - une bulle d'air, suivie de la séparation de ces complexes de l'eau. Le taux de flottement de tels complexes est 10 2 ...10 3 fois plus élevé que le taux de flottement des particules d'huile. Pour cette raison, la flottation est beaucoup plus efficace que la décantation.
Fig.8. Schéma d'installation pour la flottation sans pression :
1 entrée d'eau ; 2 réservoirs de réception ; 3 tuyaux d'aspiration ; 4 conduits d'air ; 5 pompes ; Chambre à 6 flottations ; 7 collecteurs de mousse ; Faites la distinction entre la flottation sous pression, dans laquelle des bulles d'air sont libérées d'une solution sursaturée de celle-ci dans l'eau, et la non-pression, qui est réalisée à l'aide de bulles d'air introduites dans l'eau par des dispositifs spéciaux. Pendant la flottation sous pression (Fig. 7), l'air est dissous dans l'eau sous une surpression pouvant atteindre 0,5 MPa, pour laquelle de l'air est fourni à la canalisation devant la pompe, puis le mélange eau-air est conservé pendant 8 à 10 minutes dans un réservoir sous pression spécial, d'où il est introduit dans le réservoir de flottation, où la libération de pression, la formation de bulles d'air et le processus de flottation proprement dit de séparation de l'eau et des impuretés ont lieu. Lorsque la pression à l'entrée d'eau du flotteur diminue, l'air dissous dans l'eau est libéré presque instantanément, formant des bulles. Dans la flottation sans pression (Fig. 8), la formation de bulles se produit en raison de forces mécaniques (pompe, éjecteur) ou électriques, et un système d'eau à bulles dispersées prêt à l'emploi est introduit dans le flotteur. La taille optimale des bulles est de 15 à 30 µm. La vitesse de flottement des bulles de cette taille avec des particules d'huile piégées est en moyenne de 0,9...10 -3 m/s, soit 900 fois plus élevée que la vitesse de flottement d'une particule d'huile de 1,5 µm. La filtration des eaux huileuses et huileuses est effectuée à l'étape finale de purification. Le procédé de filtration est basé sur l'adhésion de particules émulsionnées de produits pétroliers à la surface des grains du matériau filtrant. La filtration étant précédée d'un traitement préalable des eaux usées (décantation, flottation), la concentration des produits pétroliers devant les filtres est faible et s'élève à 10 -4 ... 10 -6 en fractions volumiques. Lors du filtrage des eaux usées, les particules d'huile sont séparées du flux d'eau à la surface des grains du matériau filtrant et remplissent les canaux de pores les plus étroits. Avec une surface hydrophobe (n'interagissant pas avec l'eau), les particules adhèrent bien aux grains ; avec une surface hydrophile (interagissant avec l'eau), l'adhérence est difficile du fait de la présence d'une coque d'hydratation à la surface des grains. Cependant, les particules adhérentes déplacent la coque d'hydratation et, à partir d'un certain moment, le matériau filtrant agit comme un matériau hydrophobe. 
Fig.9. Modifications de la concentration de fioul dans le condensat lors de l'étuvage du filtre lors de la régénération du matériau filtrant Pendant le fonctionnement du filtre, des particules de produits pétroliers remplissent progressivement le volume poreux et saturent le matériau filtrant. De ce fait, au bout d'un certain temps, un équilibre s'établit entre la quantité d'huile relâchée du flux sur les parois et la quantité d'huile s'écoulant sous forme de film dans les couches de matériau filtrant qui suivent le flux. Au fil du temps, la saturation en produits pétroliers se déplace vers la limite inférieure de la couche filtrante et la concentration d'huile dans le filtrat augmente. Dans ce cas, le filtre est désactivé pour la régénération. Une augmentation de la température de l'eau contribue à une diminution de la viscosité des produits pétroliers et, par conséquent, à sa répartition plus uniforme sur la hauteur de la couche. Les matériaux traditionnels de chargement des filtres sont le sable de quartz et l'anthracite. Parfois, du charbon sulfoné est utilisé, élaboré dans un filtre échangeur de cations Na. Récemment, des scories de haut-fourneau et à foyer ouvert, de l'argile expansée, de la diatomite ont été utilisées. Surtout à ces fins ENIN eux. G. M. Krzhizhanovsky a développé une technologie de production de semi-coke à partir de charbons Kansk-Achinsk. 
Fig.10. Schéma technologique de traitement des eaux usées contenant des produits pétroliers :
1-réservoir de réception : 2-séparateur d'huile ; 3 réservoirs intermédiaires ; Machine à 4 flottations ; réservoir à 5 pressions; 6 éjecteurs ; Récepteur à 7 huiles ; 8-filtre mécanique ; filtre à 9 charbons ; 10-réservoir d'eau de lavage : 11-récepteur ; 12 compresseurs ; 13 pompes : solution de 14 coagulants La régénération du filtre doit être effectuée avec de la vapeur d'eau à une pression de 0,03 ... 0,04 MPa via le dispositif de distribution supérieur. La vapeur chauffe les produits pétroliers piégés, et ils sont déplacés du lit sous pression. La durée de régénération ne dépasse généralement pas 3 heures.Le déplacement de l'huile du filtre s'accompagne d'abord d'une augmentation de sa concentration dans le condensat, puis de sa diminution (Fig. 9). Le condensat est évacué dans des réservoirs devant le piège à huile ou le skimmer. L'efficacité du traitement des eaux usées dans les filtres en vrac à partir de produits pétroliers est d'environ 80%. La teneur des produits pétroliers est de 2...4 mg/kg, ce qui dépasse largement le MPC. De l'eau de cette qualité peut être envoyée à des fins technologiques de TPP. Dans certains cas, ce filtrat doit être encore purifié sur des filtres à sorption (chargés de charbon actif) ou de prélavage. Un schéma typique complet pour le traitement des eaux usées à partir de produits pétroliers est illustré à la Fig.10. Les eaux usées sont collectées dans des réservoirs tampons d'égalisation, dans lesquels certaines des plus grosses particules grossières sont séparées. impuretés et particules de produits pétroliers. Les eaux usées, partiellement débarrassées des impuretés, sont envoyées vers le séparateur d'huile. Ensuite, l'eau entre dans le réservoir intermédiaire et de là, elle est pompée vers le flotteur. Les produits pétroliers séparés sont envoyés au récepteur de fioul, puis chauffés à la vapeur pour réduire la viscosité et évacués de l'installation de combustion. L'eau partiellement purifiée est envoyée au deuxième réservoir intermédiaire et est acheminée de celui-ci vers l'unité de filtrage, qui se compose de deux étages. La première étape est un filtre avec une charge à double couche de sable de quartz et d'anthracite. La deuxième étape consiste en un filtre à sorption. chargé de charbon actif. Le degré de purification de l'eau selon ce schéma est d'environ 95%.
5. Purification des eaux de lavage des surfaces chauffantes des chaudières
Les eaux de lavage des réchauffeurs d'air régénératifs (RAH) sont des solutions acides (рН= 1,3...3) contenant des impuretés grossières : oxydes de fer, acide silicique, produits imbrûlés, partie non dissoute des cendres, acide sulfurique libre, sulfates de métaux lourds, composés de vanadium, nickel, cuivre, etc. En moyenne, l'eau de lavage contient, g / l: acide libre (en termes de H 2 SO 4) 4 ... 5, fer 7 ... 8, nickel 0,1 ... 0,15, vanadium 0,3 ...0,8, cuivre 0,02...0,05, solides en suspension 0,5, résidu sec 32...45. Les eaux usées provenant des lavages RAH et des surfaces de chauffage par convection des chaudières sont neutralisées en les neutralisant avec des alcalis. Dans ce cas, des ions de métaux lourds se déposent dans les boues sous la forme des hydroxydes correspondants. Les eaux de lavage des chaudières au fioul contenant du vanadium, les boues formées lors de leur neutralisation constituent une matière première précieuse pour l'industrie métallurgique. Par conséquent, le processus de neutralisation et de purification des eaux de lavage est organisé comme suit. de sorte que les produits finaux sont de l'eau clarifiée neutralisée et des boues de vanadium déshydratées, qui sont envoyées aux usines métallurgiques. La neutralisation des eaux de lavage s'effectue en une ou deux étapes. Lorsqu'elles sont neutralisées en une étape, les eaux usées sont traitées avec du lait de chaux jusqu'à pH = 9,5 ... 10 et tous les composants toxiques sont précipités. La figure 11 montre une variante du schéma de neutralisation et de neutralisation des eaux de lavage de RAH, développé par VTI et Teploelektroproekt et mis en œuvre à Kievskaya CHPP-5. Dans ce schéma, l'eau de lavage est introduite dans le réservoir de neutralisation, dans lequel la solution de chaux est également dosée. La solution est mélangée avec des pompes de recirculation et de l'air comprimé, puis décantée pendant 7-8 heures, après quoi une partie de l'eau clarifiée (50-60%) est réutilisée pour le lavage des chaudières, et les boues sont acheminées pour déshydratation vers des filtres-presses de le type FPAKM. Les boues sont envoyées par un convoyeur à vis pour le conditionnement et le stockage. La capacité du filtre-presse est de 70 kg/(m 2 h). Le filtrat du filtre-presse pénètre dans le filtre cationite pour piéger les résidus de cations de métaux lourds. Le filtrat des filtres cationiques est évacué dans le réservoir. 
Fig.11. Schéma d'installation pour la neutralisation et la neutralisation des eaux de lavage des chaudières et RAH :
1-eau de lavage; neutralisant à 2 réservoirs ; 3 pompes ; Presse à 4 filtres ; 5-eau technique pour laver le tissu filtrant; convoyeur à vis; 7-machine pour coudre des sacs ; 8 chargeurs ; 9-réservoir-collecteur ; pompe 10 filtrats ; 11-pompe de solution saline ; jauge de solution saline à 12 réservoirs ; 13-filtrat ; 14-solution de régénération ; /Filtre à 5 cationites ; 16 lait de chaux; 17 mélangeurs ; 18 pompes ; 19-eau clarifiée pour réutilisation; 20-air comprimé Le filtre est régénéré avec une solution de NaCl, l'eau de régénération est évacuée dans le bac de neutralisation. L'eau est neutralisée, cependant, la boue résultante est enrichie en oxydes de fer, en sulfate de calcium et pauvre en composés de vanadium (le pentoxyde de vanadium est inférieur à 3 ... 5%). L'Institut de recherche sur la métallurgie de Chelyabinsk (CHNIIM) et le CHPP-5 de Kiev ont développé une méthode pour augmenter la teneur en vanadium dans les sédiments. Dans la neutralisation en une étape, un mélange contenant de l'hydroxyde de fer Fe(OH) 2 , du calcium Ca(OH) 2 , du magnésium Mg(OH) 2 et l'ion silicate SiO 3 2 - est utilisé comme précipitant. Le processus de précipitation est effectué à pH=3,4...4,2. Pour augmenter la concentration du composé de vanadium dans les boues, le processus de précipitation peut être organisé en deux étapes. Lors de la première étape, le traitement à l'alcali (NaOH) est effectué jusqu'à pH = 4,5-4,0, auquel Fe(OH) 3 et la masse principale de vanadium sont précipités, et lors de la deuxième étape, le processus de neutralisation est effectué à pH = 8,5... 10, dans lequel les hydroxydes restants précipitent. La deuxième étape est réalisée avec de la chaux. Dans ce cas, la valeur est la boue obtenue à la première étape de neutralisation.
6. Traitement des eaux usées des lavages chimiques et conservation des équipements
Les eaux usées provenant du pré-démarrage (après l'achèvement de l'installation) et des lavages chimiques opérationnels et de la conservation de l'équipement représentent des rejets brusques et «volés» contenant une grande variété de substances. La quantité totale d'effluents contaminés d'un lavage chimique à traiter, m 3, peut être déterminée à partir de l'expression
Où UN- volume total des circuits de lavage, m 3 ; À- un coefficient égal à 25 pour les centrales thermiques au gazole et à 15 pour celles au charbon, puisque dans ce dernier cas, une partie de l'eau de lavage dont la teneur en fer est inférieure à 100 mg/l peut être rejetée dans le stockage de gaz facilité. Il existe deux options principales pour nettoyer les eaux de lessivage et de conservation :
- dans les centrales thermiques fonctionnant aux combustibles liquides et gazeux, ainsi que dans les centrales thermiques au charbon avec un système GZU en boucle ouverte (écoulement direct) ; dans les centrales thermiques fonctionnant aux combustibles solides avec un système de circulation de stockage de gaz.
Fig.12. Schéma de traitement des eaux usées de lavage :
1 - réservoir; 2 - réservoir de neutralisant ; 3 - piège à boues ; 4 - réservoir pour la correction du pH ; 5 - fourniture de lait de chaux ; b - fourniture d'eau de javel ; 7 - apport de sulfure de sodium (Na 2 S) ; 8 - acide sulfurique : 9 - alimentation en air ; 10 - eau pour le nettoyage; 11 - eau vers le filtre-presse : 12 - évacuation
Pour neutraliser les solutions de lavage et de conservation contenant des nitrites, des solutions de lavage acides peuvent être utilisées ou les solutions peuvent être traitées avec de l'acide. Dans le même temps, il convient de tenir compte du fait que lors de la destruction des nitrites, des gaz NO et NO 2 se forment, dont la densité est supérieure à la densité de l'air. Par conséquent, l'accès au conteneur dans lequel la neutralisation des solutions contenant du nitrite a été effectuée ne peut être autorisé qu'après une ventilation soigneuse de ce conteneur et un contrôle de sa teneur en gaz. L'hydrazine et l'ammoniac contenus dans les eaux usées peuvent être détruits en traitant les solutions avec de l'eau de Javel. Dans ce cas, l'hydrazine est oxydée par l'eau de Javel avec formation d'azote libre. Pour la destruction quasi complète de l'hydrazine, la quantité d'eau de Javel doit être augmentée d'environ 5 % par rapport à la valeur stoechiométrique. Lorsque l'ammoniac réagit avec l'eau de Javel, il se forme de la chloramine qui, en présence d'un léger excès d'ammoniac, l'oxyde avec formation d'azote. Avec un grand excès d'ammoniac, l'hydrazine se forme à la suite de son interaction avec la chloramine. Par conséquent, lors de la neutralisation de solutions contenant de l'ammoniac avec de l'eau de Javel, il est nécessaire de maintenir strictement la dose stoechiométrique de chaux. L'ammoniac peut être neutralisé en réagissant avec le dioxyde de carbone dans l'air en aérant la solution dans un neutraliseur de réservoir ou un réservoir d'ajustement du pH. L'eau clarifiée formée après la neutralisation des solutions de rinçage et de conservation doit être en outre traitée pour la rendre neutre (рН=6,5...8,5) et réutilisée pour les besoins technologiques de la centrale électrique. L'hydrazine n'est présente dans les eaux usées que pendant plusieurs jours après que les solutions ont été drainées dans l'égaliseur. Plus tard, l'hydrazine n'est plus détectée, ce qui s'explique par son oxydation avec la participation catalytique du fer et du cuivre. 
Fig.13. Schéma de l'unité de nettoyage des solutions de conservation :
1 - décharge de solution de conservation; 2 - fourniture de réactifs ; 3 - réservoir pour collecter la solution de conservation; 4 - alimentation en vapeur de chauffage : 5 - pompe ; 6 - décharge de solution neutralisée : 7 - pompe de circulation ; 8 - éjecteur : 9 - ligne de recirculation La technologie de traitement des eaux usées du fluor consiste en un traitement à la chaux et au sulfate d'alumine dans le rapport suivant : pour 1 mg de fluor - pas moins de 2 mg d'Al 2 O 3 . La teneur résiduelle en fluor est atteinte pas plus de 1,4...1,6 mg/l. L'eau clarifiée du réservoir de correction du pH est envoyée au traitement biochimique, qui est une méthode de nettoyage universelle. Le processus de traitement biochimique est basé sur l'activité vitale de certains types de micro-organismes qui peuvent utiliser les substances organiques et minérales contenues dans les eaux usées comme nutriments et sources d'énergie. Pour le traitement biologique, des aéroréservoirs et des biofiltres sont utilisés. Il existe des restrictions sur les concentrations de certaines substances dans l'eau destinée au traitement biologique. À des concentrations élevées, ces substances deviennent toxiques pour les micro-organismes. Les concentrations maximales admissibles de substances dans l'eau envoyée pour traitement biologique sont, mg / kg:
- hydrazine 0,1; sulfate de fer 5; chlore actif 0,3; anhydride phtalique 0,5.
7. Neutralisation des eaux usées des systèmes hydrauliques de décendrage
La quantité d'eaux usées des systèmes GZU est plusieurs fois supérieure au volume total de tous les autres effluents pollués des TPP. Pour cette raison, il est très difficile de traiter les eaux usées des systèmes de stockage de gaz, et pour les systèmes de circulation, il est très difficile de traiter les eaux de purge. L'épuration de ces effluents est compliquée par la forte concentration de fluorures, d'arsenic, de vanadium, de mercure, de germanium et de quelques autres éléments aux propriétés toxiques. Lorsqu'il est appliqué à de telles eaux, il est plus opportun de les neutraliser, c'est-à-dire de réduire la concentration de substances nocives à des valeurs auxquelles leurs rejets dans les masses d'eau sont possibles. Les principales méthodes de neutralisation :
- précipitation des impuretés; sorption des impuretés sur divers absorbants, y compris les cendres ; prétraitement par procédés redox.
8. Traitement des eaux usées des stations d'épuration du soufre
Dans un certain nombre de centrales thermiques allemandes, il existe des installations de traitement des eaux usées générées au stade de la clarification de la suspension de gypse dans les concentrateurs. Par exemple, sur le bloc de 750 MW de TPP Bergkamen, le traitement des eaux usées est effectué dans une unité à un étage, dont le schéma est illustré à la Fig. 14. eau polluée 1
pénètre dans un réservoir à deux chambres 2
, où une solution à 45 % de soude caustique est fournie à partir d'un récipient pour la précipitation des métaux 3
. Le temps d'action estimé de NaOH est de 5 minutes. Cela suffit pour maintenir le pH dans la plage de 8,7 à 9,3. Du réservoir 2
l'eau entre dans le réservoir 4
, d'où le conteneur 5
le floculant est fourni. Après l'introduction du floculant, les eaux usées sont envoyées au clarificateur 6
. Par le déversoir, formé par les enveloppes intérieure et extérieure du clarificateur, l'eau pénètre dans le volume intermédiaire. La vitesse d'écoulement descendant dans ce volume est de 10...15 m/s. La séparation finale de l'eau et des boues se produit lorsque la direction de l'écoulement de l'eau après la coque interne change. Le flux monte à une vitesse de 3 mm/s et à ce moment il se produit une agglomération et une sédimentation des particules solides qui tombent dans la partie inférieure du clarificateur et en sont retirées par un mécanisme de raclage. L'eau clarifiée est évacuée par le dispositif de collecte interne 7
dans le réservoir d'eau propre 10
. 
Fig.14. Schéma de la station d'épuration de l'unité 750 MW de TPP Bergkamen : 1 - eau polluée; 2 - réservoir à deux chambres; 3 - capacité de soude caustique; 4 - réservoir; 5 - capacité floculante; 6 - clarificateur; 7 - dispositif de clarification préfabriqué ; 8 - accumulateur de boues ; 9 - filtre presse; 10 - réservoir de collecte d'eau propre ; 11 - pompe; 12 - jauge de niveau; 13 - soupapes; 14 - débitmètre et vanne de régulation ; 15, 16 - soupape de commande ; 17 - eau purifiée; 18 - vanne La concentration de la phase solide dans les boues évacuées du clarificateur est d'environ 10 %. La boue entre dans un accumulateur de boue spécial 8
. Une petite partie des boues est renvoyée à l'étape d'alcalinisation sous forme de semence. Le volume de l'accumulateur de boues est dimensionné pour deux jours de fonctionnement de l'unité à pleine charge afin d'éviter son arrêt d'urgence en cas de détérioration du filtre-presse. Temps de travail du filtre-presse 9
est de 8 heures par jour. Pendant ce temps, 3 ... 4 téléchargements sont traités. Après un test de pression d'une charge, 2 tonnes de boues se forment, leur teneur en matière sèche est de 30 ... 35%. La composition chimique de la source et de l'eau purifiée est donnée dans le tableau 3. Eau purifiée 17
retourne au cycle de désulfuration. Le schéma de contrôle de l'installation est également illustré à la Fig. 14. La solution de soude caustique est dosée en fonction de la source d'eau (débitmètre et vanne de régulation 14
); le floculant est introduit proportionnellement au débit d'eau (vanne de régulation 15
). Composition chimique de l'eau brute et purifiée
après usine de désulfuration Tableau 3
| Indice | Eaux usées |
|
| Après le nettoyage | après le nettoyage |
|
| pH | ||
| Matières en suspension, mg/l | ||
| DCO, mg/l | ||
| Cadmium, mg/l | ||
| Mercure, mg/l | ||
| Chrome, mg/l | ||
| Nickel, mg/l | ||
| Zinc, mg/l | ||
| Plomb, mg/l | ||
| Cuivre, mg/l | ||
| Sulfites, mg/l | ||
| Fluorures, mg/l | ||
| Sulfates, mg/l | ||
Le fonctionnement des centrales thermiques est associé à l'utilisation de grandes quantités d'eau. L'essentiel de l'eau (plus de 90%) est consommée dans les systèmes de refroidissement de divers appareils : condenseurs de turbines, refroidisseurs d'huile et d'air, mécanismes mobiles, etc.
Les eaux usées sont tout flux d'eau qui est retiré d'un cycle de centrale électrique.
Les déchets ou eaux usées, outre les eaux des systèmes de refroidissement, comprennent : les eaux usées des systèmes de récupération des cendres hydrauliques (GZU), les solutions usées après lavage chimique des équipements de puissance thermique ou leur conservation : eaux de régénération et de boues issues du traitement des eaux (traitement des eaux) installations : effluents, solutions et suspensions contaminés par l'huile, provenant du lavage des surfaces de chauffage externes, principalement des aérothermes et des économiseurs d'eau des chaudières brûlant du fioul sulfureux.
Les compositions des effluents répertoriés sont différentes et sont déterminées par le type de centrale thermique et l'équipement principal, sa puissance, le type de combustible, la composition de l'eau de source, le mode de traitement de l'eau dans la production principale et, bien sûr, le niveau de fonctionnement.
En règle générale, l'eau après refroidissement des condenseurs des turbines et des refroidisseurs d'air ne transporte que la pollution dite thermique, car leur température est supérieure de 8 ... 10 С à la température de l'eau dans la source d'eau. Dans certains cas, les eaux de refroidissement peuvent également introduire des corps étrangers dans les masses d'eau naturelles. Cela est dû au fait que le système de refroidissement comprend également des refroidisseurs d'huile, dont la violation de la densité peut entraîner la pénétration de produits pétroliers (huiles) dans l'eau de refroidissement. Les centrales thermiques au fioul génèrent des eaux usées contenant du fioul.
Les huiles peuvent également pénétrer dans les eaux usées du bâtiment principal, des garages, des appareillages de commutation ouverts, des fermes pétrolières.
La quantité d'eau dans les systèmes de refroidissement est déterminée principalement par la quantité de vapeur d'échappement entrant dans les condenseurs de turbine. Par conséquent, la plupart de ces eaux se trouvent dans les centrales thermiques à condensation (CPP) et les centrales nucléaires, où la quantité d'eau (t/h) refroidissant les condenseurs de turbine peut être trouvée par la formule Q=kW Où O- puissance de la centrale, MW ; À-coefficient, pour TPP À= 100...150 : pour NPP 150...200.
Dans les centrales électriques utilisant des combustibles solides, l'élimination de quantités importantes de cendres et de scories est généralement effectuée de manière hydraulique, ce qui nécessite une grande quantité d'eau. Jusqu'à 4000 t/h de ce combustible sont brûlés à la TPP d'une capacité de 4000 MW, fonctionnant au charbon d'Ekibastuz, et environ 1600...1700 t/h de cendres sont formées. Pour évacuer cette quantité de la station, il faut au moins 8000 m 3 /h d'eau. Par conséquent, la direction principale dans ce domaine est la création de systèmes de stockage de gaz à circulation, lorsque l'eau clarifiée débarrassée des cendres et des scories est renvoyée à la centrale thermique vers le système de stockage de gaz.
Les eaux de décharge du GZU sont considérablement polluées par les solides en suspension, ont une minéralisation accrue et, dans la plupart des cas, une alcalinité accrue. De plus, ils peuvent contenir des composés de fluor, d'arsenic, de mercure, de vanadium.
Les effluents issus du lavage chimique ou de la conservation des équipements de puissance thermique sont de composition très diverse du fait de l'abondance des solutions de lavage. Pour le lavage, on utilise des acides minéraux chlorhydrique, sulfurique, fluorhydrique, sulfamique, ainsi que des acides organiques: citrique, orthophtalique, adipique, oxalique, formique, acétique, etc.. Avec eux, trilon B, divers inhibiteurs de corrosion, tensioactifs, thiourée , hydrazine, nitrite, ammoniac.
À la suite de réactions chimiques lors du lavage ou de la conservation du matériel, divers acides organiques et inorganiques, alcalis, nitrates, sels d'ammonium, de fer, de cuivre, Trilon B, inhibiteurs, hydrazine, fluor, urotropine, captax, etc. une variété de produits chimiques nécessite une solution individuelle pour la neutralisation et l'élimination des déchets toxiques provenant des lavages chimiques.
L'eau provenant du lavage des surfaces de chauffage externes ne se forme que dans les centrales thermiques utilisant du mazout sulfureux comme combustible principal. Il convient de garder à l'esprit que la neutralisation de ces solutions de lavage s'accompagne de la production de boues contenant des substances précieuses - des composés de vanadium et de nickel.
Lors de l'opération de traitement de l'eau déminéralisée dans les centrales thermiques et les centrales nucléaires, des effluents provenant de l'entrepôt de réactifs, du lavage des filtres mécaniques, de l'élimination des boues des clarificateurs et de la régénération des filtres échangeurs d'ions apparaissent. Ces eaux contiennent une quantité importante de sels de calcium, de magnésium, de sodium, d'aluminium et de fer. Par exemple, dans une centrale thermique d'une capacité de traitement chimique des eaux de 2000 t/h, les sels sont rejetés jusqu'à 2,5 t/h.
Du prétraitement (filtres mécaniques et clarificateurs), des sédiments non toxiques sont rejetés - carbonate de calcium, hydroxyde de fer et d'aluminium, acide silicique, substances organiques, particules d'argile.
Enfin, dans les centrales électriques utilisant des liquides résistants au feu tels que Ivviol ou OMTI dans les systèmes de lubrification et de contrôle des turbines à vapeur, une petite quantité d'eaux usées contaminées par cette substance est générée.
Le principal document réglementaire établissant le système de protection des eaux de surface est le "Règlement pour la protection des eaux de surface (disposition standard)" (M. : Goskompriroda, 1991).
