Очищенные сточные воды в теплоэнергетике

Для работы энергетического оборудования ТЭЦ необходимы значительные объёмы охлаждающей и технологической воды. Основными источниками воды в теплоэнергетике являются поверхностные водные объекты (реки, озера, естественные и искусственные водохранилища) – более 92%, подземные воды – не более 4%, городской водопровод – до 3,3% и др. Исходная вода используется на ТЭЦ не только для охлаждения, но также и для приготовления добавочной воды, восполняющей потери теплоносителя как в пароконденсатном тракте, так и в системе теплоснабжения.

Одним из возможных методов сокращения использования природной воды является использование очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод. Департаментом металлургии и департаментом по проектированию объектов гражданского назначения ОАО «Уралгипромез» при участии авторов был разработан проект очистных сооружений биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод жилого района Академический в г. Екатеринбурге. Очистные сооружения предназначены для обеспечения очистки сточных вод по показателям качества воды, пригодной для сброса в водные объекты (р. Патрушиха), и при дополнительной очистке для технического водоснабжения ТЭЦ «Академическая». Требования к воде ТЭЦ сведены в таблицу. Кроме того, в воде теплоэнергетического объекта не должны содержаться возбудители кишечных инфекций, яйца гельминтов, цисты патогенных кишечных простейших.

Как видно из таблицы, качество очищенной воды удовлетворяет требованиям объекта по всем показателям. В основу технологической схемы очистки сточных вод положен принцип последовательной обработки с улучшением качества воды на каждом из этапов. С этой целью сточные воды подвергаются следующим видам обработки:

- механическая очистка;

- биологическая очистка, в соответствии с технологией MBR, включающая биологическое окисление сточных вод с последующей фильтрацией на ультрафильтрационных мембранах;

- ультрафиолетовое обеззараживание воды;

- обезвоживание избыточного ила.

Мембранный биореактор технологии MBR представляет собой бассейн с установленными в него погружными мембранными блоками. Всего для очистки 15000 м³/сутки сточных вод предусмотрена установка 12 мембранных биореакторов. В каждом мембранном биореакторе установлено 12 мембранных блоков фирмы Membray Toray (Япония). Площадь мембраны – 200 м², материал мембран – ПВДФ (Поливинилиденфторид), максимальная концентрация ила – 18 г/л.

При обработке сточных вод по технологии мембранных биореакторов достигается:

- фильтрация сточных вод с удалением из очищенной воды (пермеате) взвешенных частиц;

- стабильность качества очищенных сточных вод по показателям БПК, ХПК и взвешенным веществам;

- сокращение производственных площадей за счет возможности содержания ила в бассейнах с более высокой концентрацией и за счет исключения вторичных отстойников или увеличения продолжительности процесса биоокисления органических загрязнений и уменьшения объемов обрабатываемых осадков.

В мировой практике MBR – технология новая. А в России известны единичные случаи ее использования. С 2016 года в летний период предполагается осуществлять подачу очищенной воды от жилого района Академический на ТЭЦ «Академическая» в количестве 7000 м³/сут. Удачный опыт эксплуатации данного объекта будет использован на других объектах теплоэнергетики России.