Вода кровь Земли, а кровеносные сосуды реки, ручьи, озера

Вид материала

Документы

Содержание Глава 2. Исследование особенностей внедрения фосфонатов Глава 1. Водохозяйственная проблема Свердловской области Глава 2. Исследование особенностей внедрения фосфонатов Первый чистый оборотный цикл Второй оборотный цикл

Подобный материал:

• 12 Вода. Основные свойства. Применение в теплотехнических устройствах, 130.71kb.
• Лекция Кровь Виды внутренней среды, 101.83kb.
• Метод к. С. Станиславского и физиология эмоций, 2161.3kb.
• Рыбалка в куусамо, 752.44kb.
• Лекция Кровообращение Органы кровообращения. Сердце, 80.22kb.
• Ванягут / Мифы древних славян, 30.64kb.
• I. водные ресурсы, 1630.46kb.
• Мы рождены, чтоб сказку сделать былью. Народы мира верят и надеются, что корни деревней, 146.44kb.
• Вода – наше сокровище. Сбережем его!, 85.35kb.
• Россия, г. Москва, ул. Тверская, д. 7, под, 140.8kb.

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Муниципальное образовательное учреждение

Экологический лицей № 3


ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

И ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ


Исполнитель: Чубарова

Анастасия Сергеевна

ученица 10 «Б» класса

МОУ экологический лицей № 3


Руководитель: Сильнягина

Лидия Александровна

учитель географии

высшей категории

МОУ экологический лицей № 3


г. Екатеринбург, 2006г.


Оглавление

Введение 4

Глава 1.Водохозяйственная проблема Свердловской области 6


Глава 2. Исследование особенностей внедрения фосфонатов

ингибиторов солеотложений в системах

теплоснабжения (практическая часть) 12


Список использованной литературы 18

Рецензии


Введение


Вода – кровь Земли, а кровеносные сосуды – реки, ручьи, озера. Вода на Земле играет ту же роль, что и кровь в человеческом организме, и, как недавно заметили ученые, структура речной сети очень похожа на структуру кровеносной системы человека. Именно вода, переходя из почвы в растения, из растения в атмосферу, стекая по рекам с материков в океаны и возвращаясь обратно с воздушными массами, соединяя друг с другом, различные компоненты природы, превращает их в единую систему. «Возница природы» – так назвал воду Леонардо да Винчи.

Для своего реферата я выбрала тему «Водные ресурсы Свердловской области и их экологическая безопасность». Причиной тому послужил тот факт, что одна из острейших проблем Свердловской области — нехватка воды. На первый взгляд парадокс! Взгляните на карту области — какое обилие рек. Но присмотримся внимательнее. Во-первых, водные ресурсы Свердловской области невелики (3% от общероссийских). Во-вторых, они неравномерно распределены. Наиболее обеспечен водой западный склон Уральских гор. На востоке обеспеченность уже в 2,5 раза, а на юге области — в 30 раз меньше. В-третьих, суммарное потребление воды очень велико, так как отрасли его специализации (металлургия, химия, производство бумаги) очень водоемки. Поэтому в крупнейших городах Свердловской области огромный дефицит воды.

Целью моего проекта является:

1. Показать на примере оборотного водоснабжения, принятого в ОАО «Свердловэнерго» и «Виз – сталь», возможность экономии водных ресурсов.
   
2. Исследование водных ресурсов на топливо - энергетических объектах города Екатеринбурга
   

В первой главе рассмотрены природно-географические особенности формирования водных ресурсов Свердловской области, а также проблемы водопользования.

Во второй главе освещена практическая работа, проведенная мной на водоочистных сооружениях ОАО «Свердловэнерго» и «Виз – сталь».


Глава 1. Водохозяйственная проблема Свердловской области


Огромную территорию Свердловской области покрывает густая речная сеть, озера, водохранилища. Физико-географические условия бассейнов рек разнообразны, а гидрографические показатели довольно различны.

Речной сток формируется под воздействием трех групп связанных между собой факторов:

• климата (осадки, температура воздуха и почвы и т.д.);
  
• ландшафта водосбора – его рельефа, почвенного и геологического строения, растительности;
  
• гидравлических характеристик (размеры и форма водосбора, конфигурация речной сети, уклоны и строение русла и т.п.), определяющих условия сочетания объемов воды, поступающей с различных частей водосбора.
  

Характеризуя климатические факторы, следует отметить, что характерные черты климата Свердловской области определяются действием сибирского антициклона, а также проникновение летом холодных арктических масс воздуха с Карского моря и из Западной Сибири.

Основным источником питания рек являются воды, образующиеся при таянии снегов, и атмосферные осадки. Водный режим большинства рек характеризуются высоким и растянутым весенним половодьем. Наибольшая часть стока и подъемы уровней рек приходятся на весенние месяцы. В период половодья стекает до половины и более объема годового стока. На отдельных реках (Лозьва, Сосьва) в весеннее половодье происходит затопление пойм, что нередко сопровождается наводнениями и подтоплениями населенных пунктов.

Обеспеченность территорий влагой зависит не только от количества осадков, но и от величины испарения. Обеспеченность влагой характеризуется коэффициентом увлажнения – это отношение годовой суммы осадков к величине испаряемости за этот же период. Коэффициент увлажнения, относящийся к большей части территории Свердловской области, равен 1,2-1,6. В горной полосе Северного Урала он превышает величину 1,6. Здесь климат избыточно влажный.

Основными источниками водоснабжения предприятий и населения области является сток рек, запасы воды в озерах, водохранилищах и прудах, подземные воды.

В целом гидрографическая сеть Свердловской области представлена 18414 реками общей протяженностью свыше 68 тыс. км. Из них: реки длиной до 10 км – 17370, общей протяженностью свыше 34 тыс. км; реки длиной от 10 до 200 км – 1027, общей протяженностью свыше 26 тыс. км; реки длиной более 200 км – 17, общей протяженностью свыше 8 тыс. км.

Площадь водосбора зарегулированных участков составляет около 15% от общей площади территории области.

На хозяйственные нужды области требуется немногим более 2 куб. км воды. Но следует отметить тот факт, что территория Свердловской области характеризуется высокой концентрацией предприятий добывающей и перерабатывающей промышленности, что обусловливает чрезвычайно высокий уровень загрязненности поверхностных вод суши.

Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. По данным Государственной службы наблюдений за загрязнением окружающей природной среды, шесть рек области (Чусовая, Исеть, Тагил, Пышма, Нейва, Салда) включены в список наиболее загрязненных водных объектов Российской Федерации. Наиболее распространенными загрязняющими веществами являются соединения железа и меди, нефтепродукты, азот аммонийный и нитритный. Основными источником их поступления в водные объекты являются сточные воды промышленных предприятий, предприятий сельского и жилищно-коммунального хозяйств, поверхностный сток.

Как следствие этого, основной проблемой в водоснабжении области остается качество питьевой воды. Вода, подаваемая на хозяйственно-питьевые нужды населения, не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по органолептическим (для 2,6 млн. человек), санитарно-токсикологическим (для 3,0 млн. человек), бактериальным показателям (более 2,05 млн. человек). Около 1 млн. человек используют для питьевых целей воду нецентрализованных источников, ее качество не соответствует гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям (37% случаев) и эпидемиологически опасную (31%).

Этому способствует и тот факт, что износ основных водохозяйственных сооружений превысил допустимые значения, снизилась исполнительская дисциплина при их эксплуатации и, как следствие, увеличилась частота и количество техногенных аварий. Чаще всего чрезвычайные ситуации имеют небольшие масштабы, и речь идет о проблемах водопользования населенных пунктов или территорий (прорыв плотины, загрязнение водных объектов при авариях на очистных сооружениях).

Физический износ оборудования и сетей водоснабжения, канализационных сетей составил более 50%. Из эксплуатирующихся очистных сооружений канализации 60% мощностей перегружены, 38% сооружений эксплуатируются 25-30 лет и более и требуют реконструкции. Такое положение обусловлено дефицитом финансовых средств и ведет к многочисленным авариям.

В области нормативную очистку сточных вод перед сбросом в водные объекты обеспечивают только 76 из 394 очистных сооружений, остальные сточные воды после очистки сбрасываются с категорией недостаточно очищенных вод.

Один из путей решения этой проблемы состоит в обеспечении надёжной и эффективной работы теплообменной и теплоэнергетической аппаратуры по очистке воды.

Основными путями решения этой проблемы является: периодическая химическая очистка оборудования путём растворения отложений; обессоливание воды с помощью ионообменных установок; существенный недостаток данного способа состоит в наличии больших количеств высокоминерализованных сточных вод и большого расхода свежей воды, идущей на отмывку ионитных фильтров; стабилизационная обработка воды с помощью ингибиторов солеоотложений, в ходе которой в подпиточную воду вводятся химикаты, препятствующие образованию накипи.

Внедрением технологии стабилизационной обработки воды в системах теплоснабжения учёные занимаются с 80-х г.г. В настоящее время по разработанным технологиям работают около 20-ти объектов в Москве и Московской области.

В качестве ингибиторов солеотложений в зависимости от объекта используются ОЭДФ аминаты марок Ф.К.ОД. Стабилизационная обработка подпиточной воды фосфонатами-ингибиторами солеотложений применяется для водогрейных котлов с хорошей циркуляцией таких типов, как Универсал, Энергия, КВГМ (4; 6,5; 10) немецкие, итальянские (новые крышные котельные), а также для отопительных бойлеров в т.ч. и Альфа Лавадских теплообменников. Перечисленные выше объекты отработали в безнакипном режиме в течение 3-5отопительных сезонов.

Основными ограничениями при применении фосфонатов в качестве ингибиторов солеотложений являются:

а) по составу воды-величина щелочности Що не более 7 мг экв/л, рН не более 8.5 общее содержание Fе не более 0,5 мг/л. В случае превышения этих норм можно рекомендовать комбинированный способ обработки воды заключающийся в сочетании ингибирования с подкислением или обезжелезиванием.

б) по температурному режиму; для водогрейных котлов- температура воды на выходе не более 110⁰С; для отопительных бойлеров- температура воды на выходе не более 130⁰С.

Использование фосфонатов в качестве ингибиторов солеотложения в замкнутых системах охлаждения позволяет длительное время вести эксплуатацию водооборотных систем охлаждения в безнакипном режиме при сокращенном расходе подпиточной воды и уменьшении объема сточных вод, создавая тем самым условия для перехода на бессточные системы.


Глава 2. Исследование особенностей внедрения фосфонатов

ингибиторов солеотложений в системах

теплоснабжения Свердловской области

(практическая часть).


В структуру ОАО «Свердловэнерго» включено ряд предприятий Свердловской области. С 1993 года в ОАО «Свердловэнерго» начато внедрение новой технологии обработки подпиточной воды с помощью ингибитора осаждения минеральных солей. Внедрению новой технологии предшествовало проведение комплекса научно - исследовательских работ и испытаний: выбор эффекктивного ингибитора, решение проблем его качества, стендовые и промышленные испытания, отработка и аттестация методики химического контроля.

На основании вышеперечисленных исследований для каждой станции был выбран регламент ингибирования с формированием схем по приему и дозированию ингибитора. В настоящие время специалистами технология внедрена на 10 теплоисточниках ОАО «Свердловэнерго» и ряде других предприятий.

Внедрение новой технологии дало следующие результаты: отмечено снижение удельной загрязнённости поверхностей нагрева сетевых подогревателей; изменилась структура отложений - они стали рыхлые и легко отмываются при водных отмывках; упрощены технологические схемы водоподготовки, в ОАО «Свердловэнерго» ежегодно экономится: 1000 т. серной кислоты; 3000 т. поваренной соли; 100 т. катионита; солевой сток в водоёмы сократился на 900 тыс. м. 3 в год.

Несмотря на простоту реализации технологии, мной было выяснено, что требуется углублённый подход к анализу результатов как химического, так и теплотехнического контроля и для обеспечения эффективности указанной технологии особенно важно: выбрать оптимальную дозу ингибитора, скорректировать методику и погрешность определения реагента. При расчёте расхода ингибитора и его фактического содержания необходимо учитывать расход пара и греющей среды на деаэрацию; совместно с внедрением новой технологии решать проблемы, связанные с коррозией оборудования, эффективностью предочистки и деаэрации. В последнее время на ряде предприятий производится замена ингибитора ИОМС-1 на СК- 110.

В 1998 году с целью снижения затрат на реагент (в основном за счёт транспортных расходов), нами бала исследована возможность замены для предприятий ОАО «Свердловэнерго».

Но, на основании результатов экспериментальных работ, был сделан следующий вывод: в соответствии с реальными условиями работы схем теплоснабжения на электростанциях нашей энергосистемы, замена ИОМС - 1 на СК - 110 нецелесообразна т.к. термическая стабильность СК - 110 ниже, чем ИОМС - 1, поэтому в случае применения Ск - 110 температура сетевой воды должна быть не выше 130⁰.

Естественно, что возможность применения СК - 110 должна оцениваться комплексно для конкретных условий с учётом специфики проблем на производстве в целом, но для объективного обоснования необходимости замены одного реагента на другой целесообразно осуществить комплексный анализ практических результатов работы.

Самым крупным источником тепла для г. Екатеринбурга является СУГРЭС (г. Среднеуральск), в хим. цехе которого проводится подготовка воды в объеме 5 200 тыс. тонн в час для замкнутого цикла. Чтобы сохранить этот объем воды в замкнутом цикле с целью экономии водных ресурсов применяются следующие методы обработки воды: введение ингибиртов для связывания катионов Сa и Мg и вывода их в виде шламов из воды, чтобы не загрязнять водопроводные трубы; катионитно - анионитная обработка. Воду пропускают через ионообменные смолы, которые поглощают катионы кальция, вода умягчается, освобождаясь от катионов. Повышения жесткости воды и накипеобразования не происходит.

Таким образом, нами было установлено, что в результате применения ингибиторов и катионитно - анионитной обработки воды за сутки в замкнутом цикле топливно-энергетического комплекса сохраняется 124 тыс.800 тонн воды, а годовая экономия равна 1.497.600 тыс.тонн. Для сравнения экономия водных ресурсов за час на других топливных котельных Екатеринбурга: СУГРЭС - 5500 тонн / час; Свердловская ТЭЦ - 2000 тонн/час; Ново-Свердловская ТЭЦ - 3000 тонн/час; Гурзуфская котельная - 8000 тонн/ час. Суммарная экономия водных ресурсов будет равна 13 тыс. тонн/час.

В целом на ТЭК Екатеринбурга в замкнутом цикле экономится за сутки - 436 тыс.800 тонн воды, а за год - 5.241.600 тыс. тонн воды.

Целью нашей работы на «Виз – сталь» стало изучение оборотного водоснабжения в цехах: ТЭЦ; ЦХП; Газовый цех. Нами было выяснено, что существует 2 отдельных замкнутых цикла.

Первый чистый оборотный цикл: 4-я насосная станция, где находятся насосные агрегаты, подаёт охлаждённую воду на ТЭЦ и ЦХП, оттуда уже нагретая вода по самотечным трубопроводам поступает на градирню, где охлаждается и с градирни попадает в резервуары 4-ой насосной станции, которая снова подаёт воду на ЦХП и ТЭЦ, таким образом получается цикл. Температура для потребления от +10⁰ до + 20⁰ поддерживается регулировкой открытия - закрытия шандоров на градирне в зависимости от температуры окружающей среды.

Второй оборотный цикл: 6-я насосная станция – технология та же, только охлаждается агрегат газового цеха.

Технологическая схема включает в себя следующие стадии: поступление нагретой воды в систему орошения башенных градирен; охлаждение на градирнях; сбор охлаждённой воды в приёмных резервуарах насосной станции; подача охлажденной воды потребителям.

Приём нагретой воды от потребителей осуществляется, по системе обратных трубопроводов (под остаточным давлением) через камеру переключения № 10 на градирне и через водораспределительную систему на оросители или непосредственно в чашу градирен, минуя камеру переключения.

После охлаждения вода по самотечным трубопроводам сливается в 2 приёмных резервуара примыкающих к задней насосной станции № 4. Избыток воды, образующийся в чистом оборотном цикле самотёком поступает в ливневый отстойник. Охлаждённая вода из приёмных резервуаров ПР-3 и ПР-4 насосами группы ЦХП 5 шт. и по 2 напорным трубопроводам, для каждой группы насосов, подаётся на теплообменное оборудование потребителей или используется в качестве подпитки для чистого оборотного цикла газового цеха.

Потери воды в чистом оборотном цикле восполняются за счёт воды поступающей из Верх-Исетского водохранилища через насосную станцию первого подъема.

Результаты проведения метрологического наблюдения показатели, что все основные показатели в норме: РН=8.2; температура воды +21⁰С; давление на ЦХП - 4. 3. атмосфер; на ТЭЦ - 4.3 атмосфер; расход воды ЦХП - 4 тыс. 300 м.³/час; расход воды ТЭЦ - 5 тыс. м.³/час; давление 4 – 5 атмосфер; по линии ЦХП расход 102 тыс. м.^.3 воды; на ТЭЦ 80 тыс. м³ В газовой 86 тыс. м³ воды. ВСЕГО 268 тыс. м³ воды.

Если бы брали за сутки 268 тыс. м³ воды, то расход был бы огромный нарушалось бы эко – безопасность водоёмов

Откачка случайных стоков осуществляется дренажным насосом, опорожнение приёмных резервуарах или откачка аварийных выбросов воды в помещение насосной станции производится при помощи дополнительного всасывания насосов № 11 и № 12 в ливневую канализацию.

Для стабильной работы насосной станции поддерживаются следующие режимы: давление в напорных трубопроводах не менее 0.45 МПА; уровень в приёмных резервуарах от 1.0 до 1.4 м; водородный показатель среды в чистом оборотном цикле от 6.5 до 8.0.

Из проведенной нами работы можно сделать следующие выводы:

1. В целом область достаточно обеспечена водными ресурсами, но низкие величины минимального стока на большинстве рек и повышенное загрязнение обусловили дефицит водных ресурсов необходимого качества в городах Екатеринбург, Нижний Тагил, Первоуральск, Кировоград. Для покрытия дефицита построены водохранилища для межбассейнового и внутрибассейнового перераспределения стока.

2. В области водопользования накоплен целый ряд экологических проблем. Деградация водных объектов, обусловленная высокой антропогенной нагрузкой; загрязнение поверхностных вод – качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям; большая степень износа водохозяйственных сооружений (сетей водоснабжения, канализации, очистных сооружений, плотин и др.).

3. Для решения этих проблем я предлагаю выполнять следующие мероприятия:

1. Прежде всего, улучшать качество питьевой воды.
   
2. Использовать современные методы очистки сточных вод.
   
3. Не допускать сброса в реки неочищенных производственных вод.
   
4. Производить в большем количестве замену водопроводных труб, так как в ржавых изношенных трубах даже чистая вода после станций водоподготовки вновь загрязняется.
   

Список использованной литературы


1. Бабкин В.И., В.С. Вуглинский, Л., Гидрометеоиздат. Водный баланс речных бассейнов. 1982.

2. Гидрометеоиздат Л. Водные ресурсы и водный баланс территории Советского Союза. 1967.

3. Головко В. Вдоль берегов Уральских рек. Свердловское книжное издательство, 1961.

4. Капустин В.Г., Корнев И. Н. География Свердловской области /Учебное пособие для учащихся старших классов Екатеринбург: Сред.-Урал. Кн. Изд-во, 1996.

5. Крицкий С.Н. и Менкель М.Ф. Водохозяйственные расчеты. Л., Гидрометеоиздат, 1952.

6. Рудакова Г. Я., Ларченко В. Е. ФГУП «ИРЕА», г. Москва. 1986.