Методы термической обработки отходов сточных вод

Рис. 9. Технологическая схема узла доупаривания:

1 - приемный  бак; 2, 5, 7, 8, 11 и 13 - насосы; 3 - выпарной  аппарат; 4 - бак-мешалка; 6 - самоиспаритель; 9 - конденсатор; 10 - бак опорожнения; 12 - бак промывочного конденсата;

— раствор;— 1к — конденсат;— 1х —охлаждающая вода;— 2т —парТЭЦ;— 2 — пар промперегрева [4]

     Суспензию кристаллов, образовавшуюся при выпаривании  в ВВКУ, рекомендуется уплотнять  в отстойниках или классификаторах.

     Уплотненная суспензия после классификатора или отстойника должна подаваться на центрифугу для отделения кристаллической  фазы. Рекомендуется применять центрифугу типа ФГП. Выбор центрифуг следует  производить в соответствии с  ежегодными номенклатурными справочниками  заводов-изготовителей.

     Выделенные  соли сульфата или хлорида натрия в случае небольшой часовой производительности и малого срока хранения можно  не сушить и отправлять потребителю  автотранспортом "навалом". При  сроках хранения - больше двух недель во избежание слеживания соль необходимо сушить, обеспечивая тем самым  оптимальные условия для хранения, затаривания и транспортировки  солей потребителю. Для сушки  рекомендуется применять типовые  барабанные сушила на природном газе с охлаждением БН-1-4НУ-01 по типовому проекту 7.406-5, выпуск 1, альбом 1.

     Для подачи солей на сушку и в бункеры - наполнители применять винтовые шнековые питатели и элеваторы типа ЦБ.

       Из бункеров-наполнителей сухие  соли фасуются в мешки с  помощью весонабивочных полуавтоматических  аппаратов типа ДВН.

     Для сгущения шлама осветлителей рекомендуется  применять автоматизированные патронные фильтры ПАР-80-248К [21]. В зависимости от способности шлама к фильтрации возможно применение фильтров ФПАКМ, барабанных и др.

     Сушку сгущенной пульпы рекомендуется  производить в распылительной сушилке, а термическое разложение высушенного  продукта - в пневмотранспортном реакторе конструкции УНИХИМ. За чертежами  по пнемотранспортному реактору следует  обращаться в УНИХИМ (г. Екатеринбург).

     Для улавливания выносимой из печи пыли рекомендуется устанавливать типовые  циклоны совместно с трубой Вентури.

     Разгрузку из печи извести рекомендуется производить  охлаждаемым шнековым питателем, а  транспортировку извести в бункер хранения - пневмотранспортом.

     Известь, получаемая в результате термического разложения шлама, отвечает следующему качественному составу:

Таблица 4

Известь строительная по ГОСТ 9179-77 [4]

     При определении производительности установки  на стадии начального концентрирования и количества устанавливаемого испарительного и вспомогательного оборудования следует руководствоваться следующими правилами:

     конечная  производительность установки должна складываться из среднеарифметической производительности основного испарительного оборудования, снижающейся из-за накипи до 20%, и необходимости вывода оборудования на регулярные химические промывки;

     для обеспечения непрерывности процесса необходимо устанавливать как минимум  две независимо работающие цепочки. Количество цепочек определяется технико-экономическим  расчетом;

     необходимо  при проектировании предусматривать  возможность работы цепочек при  пониженных нагрузках;

     из-за слабой нормативной базы по проектированию подобных установок проектным организациям следует привлекать разработчиков  этого оборудования к работе по проектированию уже на стадии ТЭО.

     Воды  второй группы - "мягкие": содержат в основном соли хлорида и сульфата натрия. Для этих вод рекомендуется  технологическая схема рис. 8. Все  продувочные воды собираются и усредняются  в баках-усреднителях. Баки должны быть рассчитаны на 8-24-часовой запас воды. Из баков вода через вакуумный  деаэратор подается в ВВКУ. Вопрос подкисления воды перед ВВКУ решается индивидуально, в зависимости от качества концентрата. Выпавшие на ВВКУ кристаллы солей через классификатор  и промежуточный бак поступают  на фильтрацию и обезвоживание в  центрифугу. После центрифуги соли направляются в бункер, а из него автотранспортом потребителю. В  случае получения двух солей - сульфата и хлорида натрия - технологическая  цепочка начиная с ВВКУ повторяется. Технологическое оборудование, применяемое  на установке, аналогично оборудованию для вод первой группы.

     Воды  третьей группы - "жесткие", их можно модифицировать, если для приготовления  соли и регенерации натрий-катионитных  фильтров использовать "вторичный" конденсат ВВКУ. В этом случае регенерационные воды будут характеризоваться пониженной щелочностью, отсутствием сульфатов, что сделает их более "безопасными" с точки зрения накипеобразования при термической обработке. Для вод этой группы рекомендуется технологическая схема рис. 9, практически аналогичная схеме для вод первой группы. Различия могут быть в способе обработки воды в осветлителе и отсутствии узла нейтрализации. При наличии технологической схемы по переработке вод первой группы вода после бака осветленной воды схемы для вод третьей группы направляется на механические фильтры схемы первой группы, далее обе группы обрабатываются совместно.

Рис. 8. Принципиальная схема установки по переработке  стоков второй группы:

1 - бак-усреднитель; 2 - перекачивающие насосы; 3 - деаэратор; 4 - бак-аккумулятор; 5 - выпарная установка; 6 - классификатор; 7 и 11 - приемные  баки; 8 - центрифуга; о,        9 - приемный бункер; 10 - транспортер; 12 – автопогрузчик [8]

Рис. 9. Принципиальная схема установки по обработке  вод третьей группы:

1 - бак-усреднитель; 2 - перекачивающие насосы; 3 - регулятор  температуры; 4 - осветлитель; 5 - бак  осветленной воды; 6 - механический  фильтр; 7 - деаэратор; 8 - бак-аккумулятор; 9 - ДОУ или ИМВ; 10 - выпарная установка; 11 - классификатор; 12 - приемный бак; 13 - центрифуга; 14 - бак фугата; 15 - приемный  бункер; 16 - транспортер; 17 - автопогрузчик; 18 - бак-мешалка; 19 - фильтр-сгуститель; 20 - бак воды; 21 - распылительная сушилка; 22 - установка газоочистки; 23 - пневмотранспортный реактор; 24 - шнековый разгрузчик; 25 – конденсатоочистка [8] 

     Для обеспечения надежной работы схем, связанных с переработкой стоков, необходимо компоновать их в цепочки (блоки с замкнутым циклом производства, за исключением узла предварительной  обработки воды, который может  быть общим). Расположение основного и вспомогательного технологического оборудования должно быть компактным и должно позволять производить гидравлическую опрессовку этого оборудования.

     Требования  к компактности расположения оборудования особенно актуальны для ВВКУ и  узла выделения солей. Длина соединительных трубопроводов в ВВКУ должна быть наименьшей, что наряду с сокращением  потерь тепла уменьшает вероятность  забивания трубопроводов твердой  фазой.

     Трубопроводы  концентрированных растворов, содержащих твердую фазу, должны быть снабжены быстросъемными соединениями для удобной  и быстрой их очистки в случае закупоривания твердыми кристаллами.

     Дренажные трубопроводы не должны иметь изгибов  в вертикальной плоскости, чтобы  избежать гидравлических ударов. Минимально допустимым для суспензии наклоном трубопроводов является наклон 30°  к горизонту. Все изгибы трубопроводов  должны иметь большие радиусы  закругления.

     Арматура  на концентрированных растворах  и суспензиях не должна иметь карманов, в которых могут задерживаться  частицы или скапливаться неочищенный  раствор. Рекомендуется арматура типа кранов и прямоточных вентилей.

     При компоновке установок следует обеспечивать в проектных решениях полную дренируемость  оборудования и трубопроводов при  работе, пуске, остановах, испытаниях всех видов по всем средам: воздуху, раствору, конденсату, дистилляту.

Глава 4. Экологическая оценка последствий работы термодистилляционных и выпарных установок 

     Термодистилляционные  и выпарные установки могут переработать любые стоки до жидкой суспензии  или кристаллических солей [15]. Жидкая суспензия "хоронится" на щламоотвале, а кристаллические соли в виде сульфата или хлорида натрия используются на собственные нужды или отправляются внешнему потребителю. Степень переработки стоков определяется технико-экономической целесообразностью. Выбирается вариант, при котором затраты на эксплуатацию установки не превышают суммы штрафов за выбросы, которые платила бы электрическая станция при отсутствии такой установки.

     При наличии установки предварительной  обработки воды дополнительно появляется продувочный шлам осветлителей, который  также или "хоронится" на шламоотвале, или перерабатывается на строительную известь. Варианты захоронения или  переработки определяются технико-экономическим  расчетом.

     Таким образом, наличие термодистилляционных и выпарных установок позволяет  полностью переработать стоки электрических  станций и прекратить их сбросы в  водоемы.

     Одновременно  от работы термодистилляционных и выпарных установок возникает свой "собственный" экологический вред, который должен быть минимизирован.

     Предварительная очистка воды продуцирует шлам, который  должен быть утилизирован или захоронен.

     При переработке шлама на техническую  известь возникает возможность  запыления воздуха мелкими частицами  пыли и извести вследствие неудовлетворительной работы газоочистного оборудования.

     Для захоронения шлама на шламоотвале  требуется несколько гектаров земли, которая впоследствии практически  не поддается рекультивации.

     После выпарной установки продуцируется  солевой концентрат или сухие  соли. Солевой концентрат "хоронится" на нефильтруемом шламоотвале.

     При получении сухих солей сульфата или хлорида натрия также возникает  возможность запыления воздуха  мелкими частицами солевой пыли, возникающей при сушке соли и  последующей очистке газовоздушной  среды после барабана-сушила.