авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Усовершенствование эколого-ориентированных технологий для управления водным балансом системы гидрозолоудаления (на примере тэц – 1, в г. чите)

-- [ Страница 2 ] --

Для исследований фильтрационных свойств строительных материалов применяли лабораторный метод ( трубка СПЕЦГЕО). Обработка результатов экспериментальных исследований позволила получить при заданных коэффициентах фильтрации, обеспечивающих проектное снижение фильтрации техногенных стоков, диапазон уплотнения строительных материалов для возведения противофильтрациооного экрана, изменяющийся в пределах от 1,40 до 1, 56 г/см3 (рис. 1).

 Теоретические кривые оценки изменений Кф в зависимости от плотности скелета-0

Рис. 1. Теоретические кривые оценки изменений Кф в зависимости от плотности скелета суглинков при градиентах напора 0,1…1.

Проверка полученных результатов лабораторных исследований осуществлялась в натурных условиях методами: «ФУВД (фильтрационная установка высокого давления, патент РФ на изобретение № 223 3941)» и «Налива в шурфы Н.С. Нестерова». Она подтвердила правильно выбора пределов уплотнения строительных материалов противофильтрационного экрана. Строительство противофильтрацион-

11

ного экрана из композитных материалов выполняется послойно по 0.5 м картами размером в плане 50 50 м. Для изготовления матрицы композитного материала используется суглинок из карьеров №№ 1, 2, (не менее 70% от общего объема строительных материалов) с природной влажностью, незначительно превышающей влажность на пределе раскатывания. В качестве наполнителя был рекомендован золошлаковый материал с естественной влажностью. На первом этапе, с использованием авто-

транспорта, укладывается суглинок высотой слоя 0.7 м. По завершении укладки слоя и планировочных работ в карте выполняется заливка слоя суглинка золошлаковой пульпой из шланга до заполнения пустот между комками в первом слое, затем производится уплотнение композитного материала тяжелыми с шипами мотокатками. Аналогичные работы производятся на втором этапе для укладки и уплотнения второго слоя композита. Мощность противофильтрационного экрана после уплотнения составляет в среднем 1 м. С целью увлажнения укатанного слоя и снижения пыления в рабочей зоне осуществляется полив поверхности слоя из шланга водой, подаваемой из Секции 2.

Техническое решение строительства противофильтрационного экрана из композитных материалов производится в соответствии с принципиальной схемой производства работ. Для гидротранспорта золошлаковой пульпы в Секцию 3 в грязной чаше Секции 2 сооружается насосная станция № 1 с песковыми насосами. Для подачи воды на орошение послойной укладки в Секции 2 (чистая чаша) сооружается насосная станция № 2 для забора и подачи воды на строительство карт в Секции 3. По завершении работ в первом слое сверху укладывается второй слой высотой 0.5 м по принятой технологии укладки композитной смеси (рис. 2).

Усовершенствованная технология строительства противофильтрационного экрана внедрена при реконструкции ТЭЦ-1. Она позволила ускорить процесс сооружения экрана с использованием гидромеханизации, по-

12

 Схема производства работ по строительству противофильтрационного экрана при-1

Рис. 2. Схема производства работ по строительству противофильтрационного экрана при реконструкции системы гидрозолоудаления.

Оградительные дамбы-1; секция 1 – в рекультивации - 2; секция 2 – в эксплуатации - 3; секция 3 –сооружение противофильтрационного экрана – 4; Карты укладки противофильтрационного экрана – 5; насосная станция и трубопровод подачи воды к месту работ-6; насосная станция с песковыми насосами и золошлакотрубопровод к месту работы-7; Золошлакотрубопровод на золоотвал от ТЭЦ-1 – 8; трубопровод осветленной воды на ТЭЦ-1 - 9

высить технологичность сооружения экрана из композитных материалов с заранее заданными свойствами; снизить расходы природных суглинков, создать комфортные условия в рабочей зоне сооружения экрана и даст возхможность снизить фильтрацию техногенных стоков в подземные воды, обеспечит повышение качества подземных и поверхностных вод и других компонентов природной среды.

2. Управление положительным водным балансом в системе гидрозолоудаления тепловой электростанции базируется на разработанной эколого-ориентированной технологии очистки техногенных стоков ТЭС с использованием очистных сооружений с цеолитовыми фильтрами (природными сорбентами, цеолитосодержащими туфами месторождений Забайкалья).

13

Применение цеолитов для очистки сточных вод рассматривалось в работах Брек Д., Ведерникова Л.Б., Мязина В.П., Павленко Ю.В., Рязанцева А.А., Хатьковой А.Н., Шестернева Д.М. и мн. др. Нами выполнены экспериментальные исследования по установлению эффективности кондиционирования техногенных вод системы гидрозолоудаления ТЭЦ-1 г. Чита. В результате установлено, что применение для этих целей цеолитов Забайкалья обеспечивает содержание токсичных компонентов существенно ниже ПДК.

Водный баланс составлен для года 50%-ной обеспеченности из учета работы ТЭЦ на полную мощность. Размер прудка осветленной воды для расчетов составляет 20 га. При расчете годовых объемов число часов принято - 8760 календарный год. Фильтрация через дамбы и основание дамб золоотвала частично перехватывается и возвращается в золоотвал. Фильтрация через ложе секций рассчитана исходя из водопроводимости суглинистого экрана толщиной 1 м. Для улавливания золы и пыли при сжигании твердого топлива в мокрых золоуловителях (скрубберах) используется вода оз. Кенон в количестве 420 м3/час. При использовании осветленной воды золоотвала в системе пылегазоподавления происходит образование карбонатных отложений на скрубберах, что приводит к выводу их из строя. В системе гидрозолоудаления (ГЗУ) используется оборотная (осветленная) вода в объеме 800 м3/час. При положительном балансе воды в золоотвале возникает необходимость в сбросе (продувке) 1.419 млн. м3/год. Балансы воды в системе ГЗУ рассчитаны на летний и зимний период (рис. 3а,б).

Инфильтрация загрязненных вод из ГЗО-2 в оз. Кенон оценивается в 550 м3/ч. Отсутствие технологии очистки техногенных стоков привело за 40 лет эксплуатации ТЭЦ-1 к переходу гидрокарбонатного состава воды оз. Кенон в другой классификационный тип - гидрокарбонатно-сульфатный, с преобладанием кальция или магния (табл. 2), в отдельные

14

а) б)

Рис.3а, б. Балансы воды в системе ГЗУ на летний и зимний период

периоды – натрия, с повышенной концентрацией фтора. При допустимой норме для рыбохозяйственных целей 0,75 мг/л, они составляют 3-4 мг/л.

Результаты сокращенного анализа химического состава воды в оз. Кенон и технологической воды в ГЗО - 2

Таблица 2

Химические элементы ГЗО №2 «грязная» чаша, мг/л ГЗО №2 «чистая» чаша, мг/л Озеро, возле «грязной» чаши, мг/л Оз. Кенон (по данным Чит. ТЭЦ-1), мг/л
Фтор 16,8 14,4 2,0 3,9
Хлориды 70,5 75,0 76,56 37,4
Сульфаты 750 796 530,51 240,8
Нитраты 0,5 0,8 0,5 0,25
Нитриты 0,41 0,45 0,004 0,0063
Железо 1,62 25 0,2 0,114
Кальций 252,5 248,5 124,25 59,8
Магний 55,94 53,5 63,23 41,4
Натрий 65,0 61,0 90,0 55,6

Управление водным балансом на основе усовершенствованной технологии очистки стоков с использованием природных сорбентов-цеолитов

15

предусматривает использование до 70-80% осветленных вод для технических нужд ТЭЦ-1. Сброс излишков осветленной воды (ориентировочно – 1,6 млн.м3/год) после глубокой доочистки на основе применения местных цеолитсодержащих туфов по трубопроводу сбрасывается в реку Ингода. Для предотвращения ЧС рекомендовано производить это в период, когда расход воды в Ингоде обеспечивает (при смешении с техногенными водами) концентрацию вредных веществ в них не превышающую ПДК. Предложенная схема отличается от ранее известных в Сибири еще и тем, что она основана на использовании гравитационных и физико-химической механизмов очистки техногенных вод и обеспечивает работу очистных сооружений ГЗО круглогодично (рис. 4).

 Принципиальная схема технологии очистки вод ГЗО-2 Читинской ТЭЦ-1 1- «грязная»-4

Рис. 4. Принципиальная схема технологии очистки вод ГЗО-2 Читинской ТЭЦ-1

1- «грязная» чаша, 2 – дамба между «грязной» и «промежуточной» чашей, 3 – «промежуточная» чаша, 4, 5, 6 - грунтовые камеры грубой и тонкой очистки и сорбционный цеолитовый фильтр (зимний период), 7 - подземные трубопроводы (зимний период), 8 – многоступенчатый зигзагообразный желоб (летний период), 9 – «чистая» чаша, 10 – насос, 11 – цеолитовые фильтры (летний период)

Технически это реализуется в условиях формирования и существова-

16

ния слоя сезонномерзлых пород верхней части фильтрующей дамбы. В результате грубая очистка воды осуществляется через непромерзающую ее часть. К ней последовательно примыкают грунтовые и сорбционная камеры и подземный трубопровод, установленные ниже границы сезонного промерзания пород. Это позволяет производить очистку сточных и оборотных вод при отрицательной температуре окружающей среды и ее транспортировку в «чистую» чашу. В летний период поступившая технологическая вода с ТЭЦ-1 в «грязную» чашу, проходит через тело фильтрующей дамбы и поступает в промежуточную чашу. По сточной канаве вода поступает на комплекс водоочистки сточных и оборотных вод в летний период, где проходят специальную биохимическую обработку селективными нетоксичными реагентами, например, синтезированными на основе хитина, подготовленными на станции приготовления и подачи реагентов. Сформированные хлопья из взвешенных частиц самотеком направляются на осаждение на многоступенчатый зигзагообразный желоб, что позволяет повысить эффективность очистки воды от взвешенных сфлокулированных частиц, удлиняя путь и время их осаждения. Накопившийся осадок из флоккул удаляется землеройной техникой, например, бульдозером. Осветленная вода поступает в «чистую» чашу, а затем в сорбционный цеолитовый фильтр, предназначенный для глубокой очистки воды от химических соединений. После сорбционного фильтра глубокой очистки воды, вода по отводному каналу поступает в природный водоток или при помощи насосной станции поступает по трубопроводу в оборот на теплоэлектростанцию. В зимний период водоочистная станция переходить на другой режим работы.

При понижении средней температуры воздуха в область отрицательных значений, происходит промораживание верхней части фильтрующей дамбы 2 и воды в накопителе 1 со сточной водой, в результате в дамбе образуется ледяной «замок» и верхняя часть дамбы перестает фильтровать

17

воду. В итоге вода фильтруется только в нижней части дамбы 2 сохраняющейся в талом состоянии в течение всего зимнего периода.

Профильтровавшаяся вода через дамбу поступает в грунтовые камеры грубой 3 и тонкой 4 очистки и сорбционный фильтр 5, установленные ниже подошвы сезонного промерзания грунтов дамбы и покрытые сверху теплоизолирующим экраном 6, например отходами ТЭЦ в виде шлама и золы, с целью предотвращения промерзания грунтовых и восстановительной сорбционной камер. После грунтовых камер 3 и 4 очищенная от крупно- и тонкодисперсных частиц вода поступает в сорбционную камеру 5, где происходит глубокая очистка воды от химических соединений. Затем очищенная вода по подземному трубопроводу 7, находящемуся на глубине больше, чем может быть расположена нижняя граница сезонного промерзания горных пород, минуя химиическую обработку селективными реагентами, поступает в отстойник чистой воды, откуда при помощи насосной станции поступает по трубопроводу в оборот на теплоэлектростанцию или по отводному каналу в природный водоток.

Предложенная технология позволяет решить проблему очистки сточных и оборотных вод в суровых климатических условиях Сибири с возможностью работы системы оборотного водоснабжения теплоэлектростанций – круглогодично.

При проектировании системы водоотведения, учтено распространение зон санитарной охраны Сибирского и Ингодинского водозаборов подземных вод. Контрольный створ назначен в 500 м от места выпуска сточных вод. В контрольном створе качество воды должно отвечать требованиям для водоемов высшей рыбо-хозяйственной категории.

Очистные сооружения блок фильтров с цеолитовой загрузкой приняты по типовому проекту ТП 902-3-51.86. Объем цеолитовой загрузки 270 м3. На очистных сооружениях предусмотрен контроль за степенью очистки. При снижении эффективности очистки по тяжелым металлам фильтру-

18

ющая загрузка заменяется. Продолжительность работы фильтрующей загрузки на очистных сооружениях, равная одному году.

Сброс положительного баланса воды (1,419 млн. м3/год) осуществляется по водоводу в летний период и составляет в течение 6 месяцев 324 м3/час. Расчет условий смешения и ПДС произведен с учетом среднего стока на период открытого русла в р. Ингода - 145м3/с. При этом, расход сточных вод не должен превышать 90 л/с. При очистке сбрасываемых вод отходы образуются в виде цеолитовой загрузки (отработанных сорбентов). Согласно паспорта кассетного цеолитового фильтра (патент У4179О555 АЗ) цеолитовая загрузка фильтров меняется через 30 дней работы очистньгх сооружений. В рабочем проекте объем цеолитов увеличен в 7,5 раз (в расчете на производительность) и принято, что замена цеолитовых фильтров будет производиться один раз в год при работе очистных сооружений в летнее время (6 месяцев). Объем фильтрующей загрузки 270м3. Регенерация цеолитовой загрузки на предприятии не предусматривается. После замены, отработанный цеолит складируется в золоотвал.

Контроль за управлением водным балансом рекомендуется осуществлять в результате совершенствования мониторинга подземных и поверхностных вод. Основной его задачей будет являться получение информации о качестве подземных вод системы гидрозолоудаления и качества вод фильтрационных потоков, выносящих вредные вещества. Нами рекомендован дополнительно к существующему внутреннему контуру, внешний контур для контроля качества поверхностных вод. Полученные данные позволят оперативно принимать решения при наличии форсмажерных обстоятельств, а также планомерно совершенствовать технологии, обеспечивающие экологическую безопасность территории.

Выводы

В диссертационной работе дано решение практической задачи, имеющей важное хозяйственное значение для проведения реконструкций

19

тепловых электростанций, построенных в 70-е годы прошлого столетия в Сибири, и после дующего эффективного их использования в энергетической системе России, за- ключающееся в снижении теплового и химического загрязнения поверхностных и подземных вод и способствующее повышению безопасности жизнедеятельности населения.

В процессе выполненных исследований получены следующие основные результаты.

1. Изучены особенности природно-климатических условий района исследований и выявлены основные факторы, влияющие на загрязнение поверхностной и подземной гидросферы, выполнен анализ современного состояния управления водным балансом гидрозолоудаления для обеспечения безопасности жизнедеятельности населения в зоне влияния природно-технической системы «ТЭЦ-1, г. Чита».

2. Обосновано эффективное и экономически целесообразное размещение инженерных объектов для реконструкции системы гидрозолоудаления, установлены закономерности изменения свойств местных строительных материалов для строительства противофильтрационного экрана с заранее заданными свойствами.

3. Усовершенствована технология кладки противофильтрационного экрана, на основе использования композитных материалов с заранее заданными параметрами строительных свойств и разработано техническое решение по снижению техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды системы гидрозолоудаления ТЭС.

4. Выполнена оценка эффективности применения цеолитов Забайкалья для очистки (кондиционирования) техногенных стоков ТЭС и разработано техническое решение их использования в системе гидрозолоудаления, для обеспечения управления водным балансом системы ГЗУ. Эффективность очистки по основным загрязняющим веществам (ингредиентам): мышьяк – 91 - 93%, фтор - 92 - 96%, свинец – 86 – 90%, марганец – 95 –

20

100%. Высокая эффективность очистки и условия смешения в проточном водоеме позволяют сбрасывать очищенные техногенные стоки в р. Ингоду;

5. Выполнены расчеты эколого-экономической эффективности уп-

равления водным балансом системы гидрозолоудаления на основе применения усовершенствованных технологий.

6. Разработаны рекомендации по совершенствованию геомониторинга и определены основные направления исследований для разработки технических решений по оздоровления экологической обстановки в границах природно-техногенной системы «ТЭЦ-1, г. Чита»

7. Основополагающие положения усовершенствованных эколого – ориентированных технологий защищены патентом РФ и входят в "Перечень критических технологий РФ (Пр – 842 от 21.05.2006 г.)". Преимущество принятых технологий заключается высоким уровнем техногенной и экологической безопасности.

8. Основные результаты диссертационной работы нашли применение в проекте реконструкции системы гидрозолоудаления ТЭЦ-1 г. Чита, осуществляемой в настоящее время.

9. Предотвращенный эколого-экономический ущерб от загрязнения окружающей природной среды, вследствие внедрения усовершенствованных технологий при реконструкции системы гидрозолоудаления ТЭЦ-1 г. Чита, составил 3600 тыс. руб /год.

10. Настоящая диссертационная работа определила дальнейшее продолжение проведение исследований по двум основным направлениям:



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.