EVACUAREA APELOR UZATE

Evacuarea directa a apelor uzate industriale in emisari - dupa epurarea necesara - este conditionata de o serie de factori, dintre care se mentioneaza; asezarea industriei fata de oras, raportul dintre debitele orasenesti si industriale, costul instalatiilor de preepurare si al racordului de canalizare, natura apelor uzate industriale, etc. La noi in tara aproape toate marile combinate industriale asezate in apropierea oraselor isi evacueaza apele uzate direct in emisarul invecinat.

Odata cu apele uzate industriale sunt evacuate in emisari numeroase substante, cu caracteristici foarte variate, care pot conduce la murdarirea emisarului, facandu-l totodata inapt altor folosinte (piscicultura, agricultura, alimentare cu apa potabila si industrala, agrement, etc).

Efectele nocive ale categoriilor mai importante de substante evacuate cu apele uzate industriale sunt aratate in cele ce urmeaza.

Substantele organice consuma oxigenul din apa intr-o masura mai mare sau mai mica, in raport cu cantitatea evacuata, provocand distrugerea fondului piscicol si in general a tuturor organismelor acvatice. Cantitatea de oxigen, reprezentand una dintre conditiile principale ale vietii acvatice, este normata si variaza intre 4 si 6 mg/l, in functie de categoria emisarului . Pe de alta parte, nu trebuie uitat ca oxigenul este necesar proceselor aerobe, respectiv bacteriilor aerobe, care oxideaza (distrug) substanta organica si care in final conduc la autoepurarea emisarului. Lipsa oxigenului ca urmare a consumului de catre substantele organice are ca urmare deci oprirea oxidarii acestora si deci continuarea tuturor fenomenelor nedorite produse de prezenta substantelor organice in apa.

Substantele in suspensie care se depun formeaza acumulari (bancuri) pe fundul emisarului impiedica navigatia, ingreuneza tratarea apei, genereaza consumul oxigenului din apa, cand sunt de natura organica. Cantitatea de substante in suspensie ce pot fi evacuate in emisar este de asemenea stabilita.

Substantele in suspensie plutitoare, ca de exemplu titeiul, produsele petroliere, uleiurile, care formeaza uneori o pojghita compacta la suprafata apei, produc numeroase prejudicii. Astfel, ele dau apei un gust si miros neplacut, impiedica absorbtia de oxigen pe la suprafata apei si deci autoepurarea, se depun pe diferite instalatii (murdarindu-le si cu timpul obturandu-le), colmateaza filtrele pentru tratarea apei, sunt toxice uneori pentru fauna si flora acvatica, distrugand-o, fac inutilizabila apa pentru alimentarea instalatiilor de racire, impiedica folosirea ei pentru irigatii, agrement etc.

Acizii sau alcaliile conduc la distrugerea faunei si florei acvatice, la degradarea constructilor hidrotehnice de pe emisar, a vaselor si instalatiilor necesare navigatiei, stanjenesc folosirea apei pentru agrement, pentru alimentarea cu apa (acizii sau alcaliile impiedica formarea flocoanelor in instalatiile de tratare a apei cu coagulant), alimentarea cazanelor.

Toxicitatea acizilor pentru fauna depinde de valoarea pH-ului (de ex.: pestii mor la un pH < 4,5). De asemenea, hidroxidul de sodiu folosit in numeroase procese tehnologice, este foarte solubil in apa, mareste rapid pH-ul si alcanitatea apei, producand numeroase prejudicii folosintelor.

Apele de rau care contin peste 25 mg/l hidroxid de sodiu distrug fauna piscicola.

Sarurile anorganice, prezente in multe ape uzate industriale, conduc la marirea salinitatii apei emisarului, iar unele dintre ele pot provoca cresterea duritatii. Astfel, apele cu duritate mare produc depuneri pe conducte, marindu-le rugozitatea si micsorandu-le capacitatea de transport; in aceeasi ordine de idei, depunerile din tuburile boilerelor micsoreaza capacitatea de transfer a caldurii. Apele dure interfereaza cu vopselele in industria textila, inrautatesc calitatea produselor in fabricile de bere, zahar..

Sulfatul de magneziu, constutient principal al duritatii apei, are efect cataric asupra populatiei, iar bicarbonatii si carbonatii solubili produc inconveniente in procesul de productie din anumite domenii. Pe de alta parte, absenta duritatii nu este de dorit, deoarece apa are gust neplacut, coroziunea poate actiona mai bine in conducte etc. Clorurile peste anumite limite, fac apa improprie pentru alimentari cu apa potabila si industriala, pentru irigatii. Fierul produce neplaceri in sectiile de albire din fabricile de hartie si textile. Metalele grele (Pb, Cu, Zn, Cr), evacuate o data cu apele uzate, au actiune toxica asupra organismelor acvatice, inhiband in acelasi timp si procesele de autoepurare. Sarurile de azot si fosfor produc dezvoltarea rapida a alegelor la suprafata apei.

Substantele toxice, organice sau anorganice, cateodata in concentratii foarte mici, pot distruge in scurt timp fauna si flora emisarului. Multe dintre aceste substante nu pot fi retinute de instalatiile de tratare a apei si o parte din ele sunt retinute de sistemul digestiv uman, putand produce imbolnaviri..

Apele calde, evacuate de unele industrii, aduc numeroase prejudicii, ca de exemplu.: produc dificultati in exploatarea instalatiilor de alimentare cu apa potabila si industriala si in folosirea apei pentru racire; impiedica dezvoltarea normala a faunei piscicole (deoarece apa calda ramane deasupra iar pestii se retrag pe fundul emisarului, dezvoltandu-se necorespunzator ) .De asemmenea, trebuie mentionata si scaderea cantitatii de oxigen datorata maririi temperaturii apei si a dezvoltarii excesive a bacteriilor aerobe in conditiile unei temperaturi ridicate.

1.1 Apele uzate de la centralele electrice

In centralele termoelectrice, energia termica a combustibilului industrial (carbuni, pacura sau gaze naturale) este transformata in energe mecanica iar aceasta, la randul ei, in energie electrica. Realizarea transformarilor de energie are loc prin urmatorul proces tehnolgic: combustibilul industrial este ars in focarul cazanelor de abur, caldura rezultata transformand apa in abur de presiune inalta; aceasta actioneaza turbine de abur, care transforma energia termica in energie mecanica, turbinele actioneaza la randul lor generatoare electrice, care transforma energia mecanica in energie electrica; aburul care a lucrat in turbine este apoi condensat cu ajutorul apei de racire in condensatoare de abur. Pe langa aparatele principale (cazane, turbine si generatoare), o centrala termoelectrica cuprinde un complex de instalatii, denumite auxiliare, dar care au rol important in desfasurarea procesului tehnologic si anume: gospodaria de combustibil; constructii hidrotehnice (constructii pentru captarea apei, denisipatoare, canale pentru circulatia apei de racire, turnuri de racire); instalatii pentru tratarea apei necesare cazanelor de abur, pentru tratarea condensatelor si pentru apa de adaos necesara racirii; statii electrice, gospodaria de uleiuri, ateliere de intretinere.

Apele uzate, precum si caracteristicile acestora sunt prezentate in continuare:

Purjele circuitului de racire la turnuri, constituie o sursa de apa uzata, contin saruri de calciu si de magneziu. Ele se efectueaza sporadic, la intervale rare, deoarece apa de adaos tratata chimic dilueaza continuu apa din circuit. Temperatura acestor purje este aceea a apei din turn, adica cu 10.15 C, superioara apei prelevate. In cuva turnurilor de racire, unde conditiile de depunere sunt favorabile, se aglomereaza precipitatele din apa, impuritatile aduse de vant, sau cele din apa bruta, neeliminate prin tratarea chimica a apei de adaos. Aceste aglomerari constituie cu timpul un namol care trebuie evacuat pe cale mecanica din cuva turnului de racire.

Apele uzate care rezulta din instalatiile de tratare chimica a apei pentru adaos la cazane, la retelele de termoficare si necesara condensatelor recuperate sunt prezentate in cele ce urmeaza.

In centrale, apa de adaos pentru cazane si apa necesara condensatelor recuperate este tratata in instalatii complexe de demineralizare prin schimbatori de ioni; deci apar ape uzate atat cu caracter alcalin, cat si acid. Aceste ape provin din operatiile periodice de afanare si spalare, dupa regenerarea schimbatorilor de ioni din filtrele instalatiilor de demineralizare a apei de adaos pentru cazane si a condensatoarelor turbinelor de abur sau a condensatelor industriale recuperate. Spalarile au drept scop eliminarea, din masa schimbatorului regenerat, a resturilor solutiei de regenerat (acid , respectiv baza).

Schimbatorii cationici se spala de regula cu apa limpezita; apele de spalare contin, pe langa compusi ai acizilor respectivi, o concentratie variabila de acid clorhidric. Bicarbonatii din apa sunt transformati in cloruri. Concentratia de acid a acestor ape, la inceputul spalarii, poate atinge 1  -3% acid clorhidric; aceste concentratii descresc, pentru ca la sfarsitul operatiei sa nu mai fie decat urme. Schimbatorii anionici se spala cu apa decationizata, prelevata fie din filtrele cationice ale instalatiei, deci cu apa acida, fie mai rar cu apa partial demineralizata, prelevata dintr-un rezervor intermediar. Aceste ape alcaline reprezinta practic solutii diluate de hidroxid de sodiu si de saruri de sodiu, continand si silicati de sodiu in concentratie variabila. Concentratia initiala (maxima) in hidroxid de sodiu a acestor ape nu depaseste 1,5..2% pentru a scadea la sfarsitul operatiei la urme. Consumul specific de apa pentru spalari este in medie, pentru schimbatorii cationci, carboxilici sau sulfonici cate 6 volume la 1 volum de rasina iar pentru schimbatorii anionici, cate 8 volume la 1 volum de rasina. Dupa conditiile de exploatare si caracteristicile rasinii, schimbatorii anionici puternic bazici,necesita uneori cantitati mult mai mari de apa de spalare.

Regenerarile schimbatorilor se executa la intervale de timp ce depind de salinitatea apei; anumite filtre, de pilda cele din etajele de finisare, filtrele cu pat mixt sau cele de la instalatiile de tratare a condensatului, se regenereaza la cateva zile o data sau chiar la intervale mai lungi.

Volumele de apa de spalare, acide si alcaline, rezultate din spalari, reprezinta de regula cca.15% din debitul instalatiei de demineralizare. Instalatiile de tratare a apei pentru inlocuirea pierderilor din retelele de termoficare folosesc pentru dedurizare schimbatori Na-actionici. Apele uzate care apar aici au caracter salin, deoarece schimbatorii se regenereaza cu o solutie de clorura de sodiu avand concentratia de cca.10%; apele de spalare, dupa regenerarea schimbatorului, vor fi deci bogate in cloruri de calciu,de magneziu si de sodiu.;

Pentru spalare se foloseste apa limpezita, consumand cate 5 volume de apa la 1 volum de schimbator. Se poate aprecia ca apele de spalare intr-o instalatie de tratare prin schimbatori Na-cationici (dedurizare) reprezinta 5 - 7 % din debitul instalatiei. Concentratia primelor volume de apa de spalare in cloruri este de 1- 1,5% constituita in special din cloruri de calciu si de magneziu.

Purjele cazanelor continue sau periodice, care constituie o alta sursa de ape uzate, contin in primul rand hidroxid de sodiu, apoi silicati, cloruri, amoniac, hidrazina, etc. La cazanele moderne din centralele electrice, alcalinitatea purjelor cazanelor de presiune medie corespunde la solutii de cel mult 0,05% concentratie NaOH; purjele cazanelor de presiune foarte mare au un caracter foarte slab alcalin. Celelalte saruri si compusi chimici in solutie sau in suspensie au o concentratie neinsemnata.

Debitele de ape uzate sunt de ordinul a catorva metri cubi de apa,de ex: pentru un cazan care produce 420 t/h abur, purjele continue si periodice insumeaza cel mult 21 m³/h.

Apele uzate de la laboratorul chimic al centralei sunt solutii foarte diluate ale diferitelor substante chimice cu care se lucreaza in acest laborator. Debitul acestor ape este de obicei redus, de ordinul a catorva zeci de litri pe ora.

La atelierele de intretinere a aparatatelor de masura, a utilajelor,etc. apar ape uzate continand urme de uleiuri, grasimi minerale, detergenti, etc, cu debite mici. Reparatiile executate la aparatele care contin mercur pot duce la formarea de ape uzate impurificate cu acest element.

Apele uzate din instalatiile de descarcare si de depozitare a combustibilului lichid (pacura) si a uleiurilor apar periodic, au debit mic si sunt impurificate cu produse petroliere, uleiuri, suspensii, etc. Aceste ape se formeaza ca rezultat al neetanseitatii conductelor, rezervoarelor sau a mijloacelor de transport. Ele sunt de cele mai multe ori antrenate de apele de precipitatii si ajung fie in raul invecinat fie in apa subterana.

Apele uzate din instalatiile de neutralizare a apelor agresive sunt practic neutre, ele fiind incarcate cu saruri de calciu si magneziu.

1.2 Compozitia apelor tehnologice

Impuritatile din apele tehnologice pot fi grupate in:

a) suspensii, care dupa marimea lor pot fi:

- cu particule vizibile cu ochiul liber (dimensiuni mai mari de 0,1 mm ) de natura minerala (nisip, argila, mal) sau de natura organica: microorganisme, resturi vegetale:

- cu particule de 0,1..0,001 mm in suspensie coloidala, de natura minerala (silice, sulfuri, hidroxizi) sau de natura organica, vegetala sau animala (uleiuri, grasimi):

b) substante solide dizoltate:

- electroliti: cationi K⁺, Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Fe²⁺, NH₄⁺

anioni Cl^-, HCO^-₃, CO₃^2-, SO^2-₄, NO₃^-

- molecular: substante organice nedisociate.

c) substante gazoase dizoltate: oxigen, bioxid de carbon.

O centrala electrica de termoficare cu o putere instalata de 400 MW, deserveste, cu energie electrica, abur industrial si apa tratata o platforma industriala chimica. In acelasi timp centrala asigura agentul termic pentru 50.000 locuinte din oras.

Cazanele de abur ale centralei sunt de 420 t abur / ora la o presiune de 140 bar. Debitul nominal al cazanului este realizat in conditiile folosirii drept combustibil a gazelor naturale (gaz metan) sau a doi combustibili, respectiv pacura cu suport de gaze naturale.

Proportiile de combustibili folosita in mod obisnuit la cazane sunt prezentate in tabelul nr.1:

Tabel nr.1

Se observa ca debitul de 420t/h nu este atins acesta fiind nominal dar nefiind folosit in mod obisnuit. cazanele pot functiona si cu pacura drept combustibil preponderent dar, din motive de evitare a suprasolicitarilor termice si de incadrare a emisiilor poluante in limitele admise de reglementarile in vigoare se folosesc variantele prezentate mai sus.

Centrala este echipata cu 4 cazane de abur si 4 turbine de 100 MW. Acestea asigura productia de energie electrica si prin prizele de abur asigura si necesarul de abur industrial al platformei chimice. Agentul termic este asigurat prin boylerele aferente turbinelor.

1.3 Productii de abur si apa tratata la CET Galati

Pentru asigurarea necesarului de energie electrica cazanele de abur sunt alimentate cu 350t/h apa demineralizata. Pierderile in circuit sunt de maxim 5 %. Deci pentru realizarea productiei de energie electrica este necesar un adaos continuu de:

Apa demineralizata de adaos 350 x 0,05 x 4 = 70 m³

Cantitatea de abur industrial livrata este de 100 t/h.

Platforma chimica are un consum de apa demineralizata de 350 m³/h si un consum de apa dedurizata de 100 m³/h.

Consumul propriu de apa demineralizata al centralei este de 25 m³/h, in special sub forma de abur de 1,2 si 6 ata, necesar incalzirii pacurii la descarcare, degazorilor de apa dedurizata, incalzirii apei de alimentare a sectiei de tratare chimica a apei in perioada rece si mentinerii circuitelor de fluide in stare corespunzatoare in perioada rece.

Consumul de apa dedurizata este de 50 m³/h, necesar in special racirii unor agregate.

Debitul de agent termic primar vehiculat in reteaua de termoficare este de 5000 m³/h. adaosul de apa dedurizata in retea, pentru compensarea pierderilor prin neetanseitati in punctele termice, este de 2%, respectiv 100 m³/h.

Cumuland cantitatile de apa consumate in centrala se obtine:

Apa demineralizata apa adaos + abur industrial + apa demineralizata livrata + consum propriu

Apa demineralizata 70 + 100 + 350 + 30 550 m³

Apa dedurizata apa dedurizata livrata + adaos termoficare + consum propriu

Apa dedurizata 100 + 100 +  50 = 250 m³/h

Aceste cantitati de apa sunt produse in instalatia de tratare chimica a apei aferenta centralei.

Apa de alimentare a sectiei de tratare chimica este apa decarbonatata produsa pe platforma chimica. Statia de decarbonatare a apei a fost realizata pe platforma chimica deoarece aceasta are si alti consumatori de mare capacitate, apa pentru centrala reprezentand numai o parte din totalul de apa decarbonatata produsa

In afara apei decarbonatate necesare alimentarii sectiei de tratare chimica a apei, centrala mai primeste apa decarbonatata si pentru circuitul de racire propriu. Circuitul de racire este de tip mixt si necesita un adaos pentru compensarea evaporarilor si a apei pierdute prin purje de 500 m³/h. din aceasta cantitate aproximativ 250 m³/h reprezinta purjele.

Pentru alimentarea sectiei de tratare chimica a apei, in vederea obtinerii unei productii de 800 m³/h (conform necesarului de mai sus) este necesara o cantitate de apa decarbonatata care sa asigure si consumurile proprii ale instalatiilor de dedurizare si de demineralizare, respectiv un plus de 20% fata de cantitatea produsa.

Deci:

Apa decarbonatata pentru instalatia de tratare a apei (apa dedurizata + apa demineralizata) x 1,2

Apa decarbonatata pentru instalatia de tratare a apei = (550 + 250) x 1,2 = 960 m³/h

1.4 Monitorizarea evacuarii apelor uzate la CET Galati

Monitorizarea se va efectua prin doua tipuri de actiuni:

- supraveghere din partea organelor abilitate si cu atributii de control;

- automonitoring

Automonitoringul este obligatia societatii si are urmatoarele componente:

- monitoringul emisiilor si calitatii factorilor de mediu;

- monitoringul tehnologic/monitoringul variabilelor de process;

- monitoringul post-inchidere

Automonitorizarea emisiilor in faza de exploatare are ca scop verificarea conformarii cu conditiile impuse de autoritatile competente (legea 541/2003, autorizatia de mediu). Automonitoringul emisiilor consta in urmatoarele actiuni:

- urmarirea concentratiilor de poluanti in canalele de gaze arse si la cosurile de fum ;

- urmarirea calitatii apelor uzate evacuate la canalizari;

- urmarirea calitatii apelor freatice din puturile de observatie  amplasate in incinta societatii;

- urmarirea emisiilor de gaze toxice si explosive la locurile periculoase din punct de vedere a posibilitatii de acumulare a acestora.

Monitorizarea calitatii apelor uzate se efectueaza prin analize de laborator, in laboratoarele proprii la urmatoarele camine:

- Caminul C13' (spalari filtre ionice din instalatia de dedurizare si spalari filtre mecanice etapa I + II)

- Caminul CIII 11 (purjele cazanelor etapa III si purjele turnurilor de racire etapa III)

- Caminul C29 (separatorul de pacura, purjele cazanelor etapa II si purjele turnurilor de racire etapa II)

- Caminul 44 (purjele cazanelor etapa I si turnurile de racire etapa I)

- Caminul C10 (sala turbine, cuva de termoficare )

- Caminul K9 (spalari filtre mecanice etapa III sectia chimica )

- Caminul rezervor neutralizare (C19) etapa I si II (instalatia de neutralizare etapa I sectia chimica si C13')

- Caminul C3 b O3 neutralizare etapa III (regenerari filtre ionice de la instalatia de dedurizare si de la neutralizarea apelor etapa III sectia chimica)

Evacuarea apelor uzate din centrala se face in reteaua de canalizare a combinatului MITTAL STEEL S.A. Galati (in baza contractului dintre acesta si CET Galati), prin cele 7 puncte de evacuare existente pe teritoriul centralei. Apele uzate sunt trimise la punctele de evacuare prin conducte de beton armat centrifugat.(ANEXA 2)

Limitele de emisie pentru emisiile in apa sunt prezentate in tabelul nr. 2

Tabel nr. 2

Evacuarile punctiforme de ape uzate sunt prezentate in tabelul nr. 3                                        Tabel nr. 3