XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Актуальность. Современная сложная экологическая ситуация на большей части Российской Федерации, особенно в промышленных районах, требует принятия радикальных и широкомасштабных мер по защите среды обитания от массовых антропогенных загрязнений. Созданная человеком техносфера стала основным источником опасности для всего живого на земле. К многочисленным вредоносным для окружающей среды и человека воздействиям, наносящим наибольший ущерб здоровью населения, относятся загрязнения водоемов промышленными и коммунально-бытовыми сточными водами, а проблема обеспечения качества очищенных сточных вод с каждым годом приобретает все большую актуальность. Также стоит добавить,что Вода, поставляемая бытовым потребителям, не годится ни для питья, ни для приготовления пищи. В промышленной и энергетической сфере плохое качество воды является фактором, существенно снижающим эксплуатационный ресурс оборудования и эффективность производства. В этой связи особую актуальность приобретает водоподготовка в энергетике, которая становится одной из главных составляющих каждой технологической цепочки.

Задачи. Добиться эффективного удаление всевозможных видов загрязнений из сточных вод в промышленной и энергетической сферах.

Цели. Обеспечить наиболее благоприятные условия использования водных ресурсов в сфере рассматриваемой задачи.

Что представляют из себя сточные воды? Сточные воды – воды, которые образуются в результате бытовой и производственной деятельности человека, а также собираются на водосборной антропогенной (то есть созданной с участием человека) площади и в дальнейшем отводятся в места их утилизации. Важно подчеркнуть, что, например, атмосферные осадки, выпадающие над нетронутыми лесными массивами и стекающие в реки, к сточным водам не относятся, а над скверами, парками, карьерами — относятся. Основная характеристика, по которой производят классификацию сточных вод, – их происхождение. По этому критерию сточные воды подразделяют на большие 3 группы: 1) бытовые; 2) производственные; 3) атмосферные.

Важность. Без энергетики невозможно существования современного общества в том виде, в котором мы его себе представляем. Страшно предположить, какой была бы жизнь без электроэнергии, отопления, водоснабжения и транспорта, которые полностью зависят от энергетической сферы. В свою очередь энергетика крайне зависима от воды: она нужна на всех стадиях производства - для образования пара, передачи тепла, промывки оборудования, поддержания концентрации химических веществ, охлаждения и т.д.

В энергетической сфере от качества воды крайне зависит работа:

1.Котельных станций. Продуктом работы водогрейных и паровых котлов является вода или водяной пар, которые даже в чистом виде считаются агрессивным фактором. Поэтому важность водоподготовки для котельных нельзя переоценить;

2.Тепловых электростанций. Охлаждение оборудования, работа теплообменников и подача теплоносителя происходят с использованием воды. Во время ее нагревания крупнодисперсные примеси и соли способствуют образованию накипи, буквально убивающей оборудование. Если говорить о роли воды в энергетической сфере, то почти всю тему можно свести к водоподготовке в теплоэнергетике.

3.Оборудования с нагревающими элементами, или получающего нагретую воду. Промышленные бойлеры всех типов и дистилляторы выходят из строя тем быстрее, чем хуже вода, с которой им приходится работать;

4.Трубопроводов. Непосредственно перемещая большие массы воды, они забиваются отложениями, ржавеют и разлагаются быстрее прочего оборудования в силу интенсивной циркуляции воды. Поэтому потекшая или прорванная труба - вполне себе штатная ситуация на любом объекте энергетики.

Предложения по решению проблемы водоочистки для энергетике.

В максимально пригодной для производственного процесса воде заинтересованы все отрасли промышленности. Но наибольшую важность приобретает водоподготовка в теплоэнергетике, поскольку высокая температура, как известно, является катализатором химических реакций, лежащих в основе проблемы.

Итак, в энергетике водоподготовка включает такие технические мероприятия:

Механическая очистка воды в энергетике, в результате которой удаляются крупные твердые частицы: песок, грунт и мусор. К сожалению, этот метод не позволяет бороться с растворенными в воде веществами, поэтому он применяется преимущественно в качестве первичной очистки воды;

Обезжелезивание, как метод очистки воды для теплоэнергетики. Железо растворено в воде, и с помощью химической реакции окисления его удается перевести в нерастворенное состояние, после чего оно оседает на фильтрующих элементах;

Сорбционная фильтрация. Частицы примесей и растворенных соединений связываются сорбентом, в качестве которого широко используется всем известный активированный уголь. Сорбционная фильтрация для водоподготовки в теплоэнергетике осуществляется угольными фильтрами, используемыми и в быту;

Умягчение воды. Чем выше уровень минерализации воды, тем она хуже для производства. Так называемые "соли жесткости", присутствующие в воде, являются главной причиной образования накипи и отложений в трубах. Поэтому минеральные соли связываются с катионами водорода, магния, кальция или натрия, после чего выпадают в осадок, который можно легко отсечь;

Аэрация. Процесс насыщения воды кислородом для удаления растворенных металлов, которые таким образом окисляются. В окисленном состоянии они принимают нерастворимую форму и оседают на фильтре. Аэрация также позволяет избавиться от вредных газов (сероводорода и диоксида углерода) в области очистки воды в энергетике;

Обратноосмотическая фильтрация. Применение установок обратного осмоса в энергетике сводится к прогону воды вдоль мелкопористых мембран. Эффективность очистки воды осмосом в энергетике зависит от селективности мембран и напора воды;

Обеззараживание. Ультрафиолетовое излучение, озонирование, хлорирование применяются в энергетике для водоподготовки в соответствие с санитарно-гигиеническими нормативами, а также для очистки от болезнетворных микроорганизмов промышленных стоков;

Химическая водоподготовка в теплоэнергетике. Растворенные в котловой воде кислород и углекислый газ вступают в реакцию с солями, образуя кислоты, повышающие уровень рН. В результате возрастает коррозионная нагрузка на энергетическое оборудование и трубопроводы. Для решения этой проблемы в воду добавляют химические вещества, вступающие в реакцию с растворенными газами, в результате которой образуются нейтральные соли, а их уже можно легко отфильтровать.

Вывод. В заключениискажем, что ввиду стремительно развивающихся отраслей промышленности, роста населённых пунктов, численности населения потребление водных ресурсов неминуемо растёт, также в результате процесса водопользования увеличиваются объёмы сточных вод. Именно поэтому особое значение имеет развитие современной системы водоотведения бытовых и производственных сточных вод, обеспечивающих высокую степень защиты окружающей нас среды от всевозможных загрязнений. Предпосылками успешного решения этих задач являются разработки, выполняемые высококвалифицированными специалистами, использующими новейшие достижения науки и техники в области строительства и реконструкции водоотводящих сетей и очистных сооружений. Таким образом, эффективное удаление всевозможных видов загрязнений из сточных вод позволит обеспечить наиболее благоприятные условия использования водных ресурсов во всех сферах антропогенной деятельности.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: энергетика, очистка, сточные воды, проблема водоочистки, вода, производство, оборудование.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1 Анахов, С. В. О методах плазменной инсинерации в технологиях утилизации и обезвреживания отходов / С. В. Анахов, Ю. А. Пыкин // Аграрный вестник Урала. – 2017 – № 7 – С. 46–51.

2 Об утверждении комплексного плана мероприятий по управлению воздействием на окружающую среду Полевского городского округа на 2019–2024 годы : Постановление Главы Полевского городского округа от 25.12.2018 № 1968 // Официальный сайт полномочного представителя Президента России в Уральском федеральном округе. – URL: http://uralfo.gov.ru/ media/files/file/rveVcfZ9TLlEdNyd4uB8OeMnTQvqQyLb.pdf.

3 Борисова, О. Н. Повышение экоэффективности технологии очистки сточных вод / О. Н. Борисова, И. Г. Доронкина. – Москва : Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2014 – 10 с.