1 ¿Visión general del tratamiento de aguas residuales? 1.1 ¿Contaminantes en las aguas residuales y métodos de control de la calidad del agua para el tratamiento de aguas residuales? Según los contaminantes que causan contaminación y daño al medio ambiente en las diferentes aguas residuales, existen aproximadamente las siguientes categorías: contaminantes sólidos, contaminantes orgánicos, contaminantes tóxicos, contaminantes nutricionales, contaminantes biológicos, contaminantes sensoriales, contaminantes ácido-base, sustancias contaminantes térmicas y otros contaminantes. Para reutilizar, descargar de forma segura y recuperar sustancias útiles en las aguas residuales, se pueden utilizar métodos de control de la calidad del agua, como el tratamiento de separación, el tratamiento de conversión y el tratamiento de dilución, para tratar las aguas residuales. ? 1.2 ¿Proceso de tratamiento de aguas residuales? En el proceso de generación y tratamiento de aguas residuales, la gente ha descubierto y explorado gradualmente muchos métodos de tratamiento prácticos y eficaces. Los métodos tradicionales incluyen filtración, separación, bioconversión, neutralización, precipitación química, extracción, extracción, redox y adsorción. En los últimos años, la tecnología de tratamiento de aguas residuales se ha desarrollado rápidamente y han surgido muchos métodos nuevos. ? 1.3 ¿Sistema de tratamiento de aguas residuales? La composición de las aguas residuales es muy compleja. A menudo es necesario combinar varias operaciones unitarias en un todo orgánico y configurar razonablemente las relaciones y secuencias primarias y secundarias para formar un sistema completo de tratamiento de aguas residuales para completar eficazmente las tareas de tratamiento. La Figura 1 muestra un sistema típico de tratamiento de aguas residuales urbanas.
? Según las diferentes tareas de procesamiento, el sistema se puede dividir en tres niveles: el objeto principal del tratamiento de primer nivel son los sólidos en suspensión de mayor tamaño, y el equipo de separación utilizado es la rejilla, el desarenador y el tanque de sedimentación. El lodo atrapado en el tanque de sedimentación puede digerirse o tratarse de otro modo, y el efluente puede descargarse al agua o utilizarse para el riego de aguas residuales; es un método de tratamiento bioquímico que trata principalmente coloides y materia orgánica disuelta en las aguas residuales. Su equipo de tratamiento típico incluye tanques de aireación biológica y tanques de sedimentación secundaria. En ocasiones el objetivo del tratamiento terciario no es el vertido sino la reutilización directa, por lo que en ocasiones entra en la categoría de tratamiento avanzado. Los objetos del tratamiento de tercer nivel son los nutrientes (nitrógeno, fósforo) y otras sustancias disueltas. Los métodos utilizados incluyen la floculación química y la filtración, el intercambio iónico, la ósmosis inversa y la desinfección, también se pueden utilizar en lugares con altos requisitos de calidad del agua efluente. . ? 2. ¿Tratamiento de aguas residuales de centrales térmicas? 2.1 ¿Descripción general del sistema de agua de la central térmica? El sistema de agua de una central térmica es enorme. Tomando como ejemplo una central eléctrica de 1.000 MW, si se adopta el método de ciclo abierto, el volumen de agua de refrigeración en circulación es de aproximadamente 120.000 t/h. Si la tasa de reposición de agua se calcula como 3%, el consumo de agua para el tratamiento químico del agua es de aproximadamente. 320 t/h. El consumo de agua en las centrales térmicas se divide generalmente en dos categorías: una es agua de producción y la otra es agua doméstica y de extinción de incendios. El agua de producción incluye principalmente agua de refrigeración circulante, agua de lavado de cenizas, agua de refrigeración de máquinas y agua de alimentación de calderas. ? 2.2 ¿Cuáles son las principales fuentes de aguas residuales en las centrales térmicas modernas? Las principales fuentes de aguas residuales en las modernas centrales térmicas de carbón incluyen: agua de lavado de cenizas; limpieza química y descarga de aguas residuales de equipos térmicos y protección de parada de aguas residuales de calderas del taller principal, equipos auxiliares y drenaje mecánico de condensados; equipos de purificación de agua; drenaje de refrigeración de condensadores o aguas residuales de equipos de refrigeración; aguas residuales de dispositivos de tratamiento de agua; aguas residuales de limpieza de sistemas de transporte de carbón, drenaje de depósitos de carbón y drenaje de aguas pluviales de fábricas. ? 2.3 ¿Cuál es el proceso de tratamiento de aguas residuales de las centrales térmicas? Según la composición de las aguas residuales y el contenido de contaminantes, las centrales térmicas generalmente utilizan los siguientes procesos de tratamiento de aguas residuales:
2.3.1 ¿Método de filtración? Los métodos de separación y filtración se dividen en método de cerca, método de filtración con pantalla y método de filtración. Tanto el método de valla como el método de filtración con pantalla interceptan sólidos suspendidos gruesos en las aguas residuales mediante el bloqueo. Además de la interceptación, el método de filtración también tiene efectos de adsorción, floculación y sedimentación, de modo que las partículas suspendidas que son más finas que los poros se pueden eliminar. las aguas residuales separadas. ? 2.3.2 ¿Método de lodos activados? El método de lodos activados es un método típico de tratamiento de conversión biológica aeróbica, especialmente adecuado para el tratamiento de aguas residuales domésticas.
Utiliza contaminantes orgánicos contenidos en aguas residuales como medio de cultivo, cultiva continuamente lodos activados en presencia de oxígeno disuelto y luego utiliza su adsorción, coagulación y descomposición oxidativa para purificar contaminantes orgánicos en aguas residuales. La Figura 2 es el proceso de tratamiento del método de lodos activados ordinario.
El tanque de sedimentación primario se utiliza para eliminar los sólidos suspendidos primarios en las aguas residuales; el tanque de aireación contacta completamente los contaminantes orgánicos en las aguas residuales con el lodo activado, absorbe y oxida los contaminantes orgánicos; el sistema de aireación proporciona aireación. requerido para la reacción biológica en el tanque y desempeña un papel en la mezcla y agitación, el tanque de sedimentación secundario se utiliza para separar el lodo activado del agua del tanque de aireación; el sistema de retorno de lodo devuelve parte del lodo sedimentado en el tanque de sedimentación secundario; el tanque de aireación, para garantizar que el tanque de aireación tenga suficiente concentración microbiana; el sistema de descarga de lodos restantes descarga los lodos que proliferan continuamente en el tanque de aireación a través del sistema de descarga para garantizar el volumen de reacción efectivo del tanque de aireación. ? 2.3.3 ¿Método de neutralización? El tratamiento de neutralización es un método simple para ajustar efectivamente el valor del pH basado en el principio de neutralización ácido-base para hacer que las aguas residuales cumplan con los requisitos de descarga. Generalmente, los drenajes de limpieza química y los drenajes de regeneración de tratamientos de agua de centrales térmicas requieren neutralización. Actualmente, la mayoría de las centrales eléctricas diseñan y utilizan tanques de neutralización para tratar los residuos ácidos y álcalis descargados durante el proceso de regeneración del agua. Naturalmente, debido a la gran cantidad de líquidos residuales ácidos y alcalinos que se vierten en las centrales térmicas, el proceso de neutralización debe adaptarse a las condiciones locales y ser económico y eficaz. Además del tratamiento directo con soluciones ácido-base, las aguas residuales ácidas también se pueden neutralizar agregando productos químicos alcalinos, pasando por materiales filtrantes alcalinos y utilizando la alcalinidad de los residuos alcalinos y los carbonatos y bicarbonatos del agua y el suelo naturales. Las aguas residuales alcalinas se pueden tratar con ácido inorgánico residual, gases residuales ácidos (como CO2 y gases de combustión) y aguas residuales ácidas. ? Además, algunas centrales térmicas también utilizan coagulación, adsorción, intercambio iónico, electrodiálisis, ósmosis inversa y otros métodos para tratar las aguas residuales. ? 2.4 ¿Cuáles son las medidas de prevención y control de las aguas residuales de las centrales térmicas? Las medidas utilizadas por las centrales eléctricas de mi país para controlar el valor del pH de las aguas grises que exceden los estándares nacionales de emisión incluyen: circulación de aguas grises en circuito cerrado, tratamiento del humo del horno (usando CO2 o SO2 en el humo del horno), tratamiento con ácido, uso de agua en circulación. y dilución, y uso de recolectores de polvo húmedo. Método de separación y sedimentación de sólidos suspendidos de aguas grises; la mayoría de las aguas residuales oleosas de las centrales eléctricas se someten primero a un tratamiento de separación de aceite y luego pasan por flotación por aire o dispositivos de separación de aceite y agua y tratamiento biológico. Las aguas residuales domésticas generalmente se tratan con lodos activados; las aguas residuales de la producción se neutralizan, clarifican, desinfectan y filtran; las aguas residuales del lavado del sistema de transporte de carbón se reciclan después de ser tratadas mediante equipos de sedimentación o purificación de agua. ? 3¿Tecnología de reutilización de aguas residuales? A medida que los recursos hídricos se vuelven cada vez más escasos, la tecnología de reutilización de aguas residuales adquiere cada vez más importancia. Para resolver el problema de la fuente de agua de las centrales térmicas, en los últimos años se ha implementado y aplicado en algunas centrales térmicas nuevas la tecnología de utilizar aguas residuales urbanas como agua de refrigeración circulante para las centrales térmicas. ? 3.1 ¿Introducción a la reutilización de aguas residuales extranjeras? Desde la década de 1960, las aguas residuales se han utilizado ampliamente para riego y recarga. Después de que se construyera la primera planta de reutilización de aguas residuales en South Lake Tahoe, California, en 1968, la investigación sobre la reutilización de aguas residuales en algunos países con escasez de agua comenzó a desarrollarse rápidamente. En los estados de Texas y California, Estados Unidos, con escasez de agua, el volumen anual de reciclaje de agua alcanza los 2.500 millones de m3 (lo que equivale al 70% del total de aguas residuales aquí). Las aguas residuales tratadas se utilizan como agua de refrigeración, agua de calderas, agua industrial y agua contra incendios. El efluente secundario de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Sanhejima en Tokio, Japón, alcanza los 138.000 m3 por día. Después del tratamiento, estas aguas residuales se suministran a más de 400 fábricas en el área de Kodong. El 23,2% de las aguas residuales de la región de Pretoria-Witwatersrand-Fehonihin en Sudáfrica se tratan y se utilizan para la refrigeración de centrales eléctricas y la reutilización industrial. ? 3.2 ¿Cuál es el desarrollo de la reutilización de aguas residuales en China? La reutilización de las aguas residuales después del tratamiento es una forma eficaz de solucionar la escasez de agua. China es uno de los países del mundo con escasez de agua. Después de la fundación de la República Popular China, el partido y el país otorgaron gran importancia a la construcción de proyectos de tratamiento de aguas residuales. En 1960, mi país construyó la primera planta de tratamiento temporal de aguas residuales para riego agrícola, la planta de tratamiento de aguas residuales de Gaobeidian. La reutilización de aguas residuales y la producción industrial en China comenzaron en la década de 1970. En 1973, la antigua refinería de Dongfanghong devolvió las aguas residuales tratadas secundariamente al agua de refrigeración circulante como agua suplementaria. En ese momento, la tasa de reutilización era del 20%. En 5 años, * * * se reutilizó durante 530 días. Aunque surgieron muchos problemas y dificultades durante la implementación posterior de este proyecto, también logró ciertos resultados en su momento y acumuló una valiosa experiencia para el desarrollo y la investigación de tecnologías de reutilización de aguas residuales en mi país. En la década de 1990, los proyectos de reutilización de aguas residuales de mi país se formalizaron gradualmente y se construyeron y pusieron en funcionamiento un gran número de plantas de tratamiento de aguas residuales. Muchas fábricas han comenzado a estudiar el balance hídrico en toda la planta. Sin embargo, debido a su inicio tardío, la tasa de reutilización del agua industrial urbana en mi país es muy baja, generalmente alrededor del 30%. La tasa más alta es sólo del 50% en Shanghai, 64% en Alemania y 60% en Japón.
? 3.3 ¿Cuál es el aprovechamiento de las aguas residuales de las centrales térmicas en mi país? La grave escasez de recursos hídricos y el aumento de los precios del agua han obligado a las centrales eléctricas de carbón con un gran consumo de agua a buscar nuevas fuentes de agua. En nuestro país, las aguas residuales urbanas se introdujeron en los años 90 en el agua de refrigeración circulante de las centrales térmicas. Debido a la compleja composición de las aguas residuales urbanas y las diferencias en el tiempo, la estación y el entorno regional, el diseño de los procesos de tratamiento de aguas residuales debe considerar muchos factores que influyen. En la actualidad, mi país ha establecido muchos métodos de tratamiento para el tratamiento de aguas residuales urbanas (reutilización del agua de refrigeración circulante de las centrales térmicas), entre los cuales el tratamiento con cal es el más común. El flujo de procesamiento típico se muestra en la Figura 3.
? Por supuesto, el flujo del proceso anterior se basa en el tratamiento secundario de las aguas residuales en la planta de tratamiento de aguas residuales (ver Figura 1). Es necesario ajustar varios parámetros operativos y productos químicos según la diferente calidad del agua. Si se seleccionan, utilizan y controlan secuencias de proceso razonables e inhibidores de incrustaciones, la relación de concentración del agua en circulación puede alcanzar aproximadamente 3,0. ? Vale la pena señalar que después de tratar las aguas residuales urbanas, los contenidos de DBO, DQO y bacterias siguen siendo altos. Por lo tanto, cuando se utilizan aguas residuales urbanas como agua de refrigeración circulante en centrales térmicas, se deben realizar investigaciones experimentales estrictas y se deben dejar suficientes factores de seguridad. Debemos seleccionar cuidadosamente los materiales del condensador; se debe controlar estrictamente la dosificación, el seguimiento y el control de biocidas, inhibidores de incrustaciones e inhibidores de corrosión. Al mismo tiempo, en el diseño de todo el sistema de circulación de agua, también se deben considerar medidas correctivas en caso de deterioro de la calidad del agua. ? 4. Proyectos de ahorro de agua en nuevas centrales térmicas: proyectos de vertido cero Para ahorrar agua de manera más eficaz y proteger el medio ambiente, en los últimos años, las principales centrales eléctricas (especialmente en zonas con escasez de agua) han implementado sucesivamente el vertido cero. proyectos. El sistema de descarga cero no sólo protege el medio ambiente sino que también ahorra recursos hídricos y definitivamente obtendrá buenos beneficios económicos y sociales. Tomemos como ejemplo una fábrica de Hebei Southern Power Grid. La capacidad instalada de la planta es de 4×300 MW. El agua de refrigeración circulante de las Unidades 1 y 2 se trata con ácido y estabilizador de calidad del agua, y la relación de concentración se controla por debajo de 2,3. Por lo tanto, además del lavado de cenizas, este dispositivo también tiene una gran cantidad de aguas residuales. Para aprovechar al máximo los recursos hídricos y resolver el problema del equilibrio hídrico de toda la planta, en el diseño del agua de refrigeración en circulación de las Unidades 3 y 4, la planta trató hábilmente parcialmente las aguas residuales del agua de refrigeración en circulación de las Unidades 1 y 2. (como el intercambio catiónico de ácido débil), utilizado directamente como agua suplementaria para el agua en circulación de las Unidades 3 y 4. Sin embargo, parte de las aguas residuales del agua circulante de las Unidades 3 y 4 se utilizan para el lavado de cenizas y la otra parte del agua se envía al taller de tratamiento de agua para su reciclaje después de cierto tratamiento (como la ósmosis inversa). Esta idea de diseño es novedosa y logra el propósito de aumentar la tasa de concentración, reducir las emisiones contaminantes y ahorrar agua. Es digna de referencia para proyectos de ahorro de agua y tecnología de reutilización de aguas residuales. ? 5 ¿Conclusión? El tratamiento y reutilización de las aguas residuales de las centrales térmicas es una forma importante de ahorrar agua y proteger el medio ambiente. Sin embargo, en este sentido, nuestro país todavía está en su infancia y existe una gran brecha en comparación con otros países. De acuerdo con la situación actual de nuestro país, también se debe incrementar la investigación y la inversión científica y tecnológica en el tratamiento de aguas residuales y la tecnología de reutilización, centrándose en aumentar la tasa de concentración del agua en circulación, mejorar los métodos de lavado de cenizas, lograr avances en la tecnología de transporte de lodos espesos y resolver el problema de la reutilización de aguas grises y la descarga directa de aguas grises. El problema del manejo de contaminantes excesivos.