تصفیه فاضلاب نیروگاهی

مفهوم تصفیه فاضلاب نیروگاهی
تصفیه فاضلاب نیروگاهی شامل مدیریت و تصفیه پسابهای مختلف تولید شده در طول تولید برق، عمدتاً از فرآیندهای خنکسازی، واحدهای گوگرد زدایی گازهای دودکش (FGD)، دمیدن دیگ بخار و فرآیندهای تمیز کردن شیمیایی است. این پساب ها حاوی آلاینده هایی مانند فلزات سنگین، مواد جامد معلق، مواد مغذی و ترکیبات آلی هستند که باید برای رعایت مقررات زیست محیطی و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی تصفیه شوند. هدف اولیه تصفیه فاضلاب نیروگاه ها حذف آلاینده ها، بازیافت آب در صورت امکان و اطمینان از تخلیه ایمن پساب های تصفیه شده است.
ویژگی های تصفیه فاضلاب نیروگاهی
1. جامدات معلق زیاد: فاضلاب نیروگاه ها، به ویژه پساب های دمنده آب خنک کننده و پساب های FGD، اغلب حاوی غلظت بالایی از مواد جامد معلق از جمله اکسیدهای فلزی، سیلت و ذرات معلق است.
2. وجود فلزات سنگین: فاضلاب نیروگاه ها می تواند حاوی فلزات کمیاب مانند جیوه، آرسنیک، سلنیوم و سرب باشد که برای محیط زیست و سلامت انسان مضر هستند. اینها اغلب از فرآیندهای احتراق زغال سنگ یا استفاده از اسکرابر گازهای دودکش ناشی می شوند.
3. شوری و ترکیبات پوسته پوسته شدن: دمش بویلر و برج خنک کننده می تواند سطوح بالایی از نمک های محلول، کلسیم، منیزیم و سیلیس داشته باشد که منجر به مشکلات پوسته پوسته شدن شود. شوری بالا می تواند فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی را پیچیده کند.
4. بار آلی کم: در مقایسه با سایر فاضلاب های صنعتی، فاضلاب نیروگاهی اغلب دارای غلظت کمتری از مواد آلی است، با تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) و تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD). با این حال، مقدار کمی روغن و گریس ممکن است هنوز از تمیز کردن ماشین آلات یا تجهیزات وجود داشته باشد.
5. درجه حرارت بالا: فاضلاب حاصل از فرآیندهای خنک کننده و دمیدن دیگ بخار می تواند در دماهای بالا باشد که می تواند بر عملکرد سیستم های تصفیه بیولوژیکی تأثیر بگذارد.


ویژگی های فرآیند تصفیه فاضلاب نیروگاهی
1. درمان اولیه: این مرحله شامل فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی برای حذف جامدات بزرگتر و تنظیم pH است. زلال سازها، مخازن ته نشینی و فیلترها معمولاً برای حذف جامدات معلق استفاده می شوند. در برخی موارد، از نرم کردن آهک یا لخته سازی انعقاد برای حذف فلزات سنگین و سایر ترکیبات قابل رسوب استفاده می شود.
2. تصفیه ثانویه (تصفیه بیولوژیکی): فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی، مانند راکتور بیوفیلم متحرک (MBBR) یا سیستم های لجن فعال، برای تجزیه مواد آلی استفاده می شود، اگرچه بار آلی معمولاً در فاضلاب نیروگاه کم است. در برخی موارد، حذف نیتروژن از طریق نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی ممکن است در صورت بالا بودن سطح مواد مغذی مورد نیاز باشد.
3. تصفیه سوم: فرآیندهای پیشرفته مانند تبادل یونی، اسمز معکوس (RO) و فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) برای حذف نمک های محلول، فلزات کمیاب، و هر گونه آلاینده باقی مانده که در مراحل اولیه قابل حذف نبود، استفاده می شود. همچنین ممکن است از فیلتراسیون غشایی برای کنترل ذرات ریز و ترکیبات مقاوم استفاده شود.
4. سیستم های تخلیه مایع صفر (ZLD): بسیاری از نیروگاه ها ZLD را هدف قرار می دهند، جایی که فاضلاب در داخل نیروگاه تصفیه و بازیافت می شود و تخلیه را به حداقل می رساند. این شامل فناوری های پیشرفته ای مانند تبخیر و تبلور برای حذف تمام مایعات باقی مانده است.
5. جابجایی لجن: لجن تولید شده از فرآیندهای تصفیه (به عنوان مثال، رسوبات فلزی، لجن آهک) باید تثبیت و دفع شود، که اغلب به دلیل وجود فلزات سمی نیاز به روش های غلیظ کردن، آبگیری و دفع ایمن دارند.
الزامات ویژه برای رسانه MBBR هنگام استفاده در مخازن هوادهی بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب نیروگاهی
1. سطح بالا برای رشد میکروبی: محیط MBBR باید سطح وسیعی را برای حمایت از بیوفیلم های میکروبی فراهم کند که قادر به تجزیه مواد آلی و در صورت نیاز تبدیل ترکیبات نیتروژن هستند. در حالی که فاضلاب نیروگاهی دارای محتوای آلی کمتری است، رسانه ها همچنان باید فعالیت میکروبی کارآمد را ترویج کنند.
2. مقاومت حرارتی و شیمیایی: به دلیل دماهای بالا و پتانسیل آلودگی شیمیایی (به عنوان مثال، از فاضلاب FGD یا انفجار دیگ بخار)، محیط MBBR باید از نظر حرارتی پایدار و در برابر خوردگی توسط مواد شیمیایی مانند سولفات ها و کلریدها مقاوم باشد. معمولاً از پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) یا مواد مشابه استفاده می شود.
3. پشتیبانی از نیتریفیکاسیون و نیتریفیکاسیون: در مواردی که فاضلاب حاوی ترکیبات نیتروژن است (به عنوان مثال، آمونیاک از FGD)، رسانه MBBR باید از رشد جوامع میکروبی تخصصی برای فرآیندهای نیتریفیکاسیون و نیتروژن زدایی حمایت کند. توزیع مناسب اکسیژن در داخل بیوفیلم برای اطمینان از حذف کارآمد نیتروژن ضروری است.
4. رسوب گیری کم و دوام: محیط باید در برابر رسوب گیری توسط مواد جامد معلق، ترکیبات رسوب کننده و هرگونه ذرات معلق موجود در فاضلاب مقاومت کند. این تضمین می کند که رسانه در طول زمان بدون تعمیر و نگهداری مکرر مؤثر باقی می ماند. رسانه بادوام که قادر به تحمل شرایط عملیاتی سخت باشد بسیار مهم است.
5. سازگاری با جریان ها و بارهای متغیر: سیستم های تصفیه فاضلاب نیروگاهی می توانند تغییراتی را در جریان و غلظت آلاینده ها، به ویژه در زمان اوج بهره برداری، تجربه کنند. رسانه MBBR باید با این نوسانات سازگار باشد و عملکرد ثابت را تحت بارهای هیدرولیکی متغیر حفظ کند.

نتیجه گیری
تصفیه فاضلاب نیروگاهی برای مدیریت پساب های متنوع تولید شده در طول تولید برق از جمله فلزات سنگین، جامدات معلق و ترکیبات شور ضروری است. فرآیند تصفیه معمولاً شامل ترکیبی از روشهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است که فناوری MBBR در تصفیه ثانویه حذف مواد آلی و مغذی نقش دارد. موفقیت فرآیند MBBR به ویژگی های محیط بستگی دارد، که باید سطح بالایی را برای رشد میکروبی ارائه دهد، در برابر دماهای بالا و آلاینده های شیمیایی مقاومت کند و از رسوب جلوگیری کند. با انتخاب رسانه MBBR مناسب، فاضلاب نیروگاه را می توان به طور موثر تصفیه کرد تا استانداردهای تخلیه زیست محیطی را برآورده کند، از بازیافت آب پشتیبانی کند و ردپای اکولوژیکی نیروگاه را به حداقل برساند.












