ТЕПЛО – ЭТО ХОРОШО?

М. О. Штабровская, А. Д. Маркин

Донецкий национальный технический университет

Природные водоемы представляют собой сложные экологические системы (экосистемы) существования биоценоза – сообщества живых организмов (животных и растений). Эти системы создавались в течение многих тысячелетий эволюции живого мира. Водоемы являются не только сборниками и хранилищами воды, в которых вода усредняется по качеству, но в них непрерывно протекают процессы изменения состава примесей – приближение к равновесию. Оно может быть нарушено в результате человеческой деятельности, в частности сброса сточных вод ТЭС.

Так как сбросы воды и систем охлаждение оборудование ТЭС несут в основном «тепловое» загрязнение следует иметь в виду то, что температура оказывает мощное воздействие на биоценоз в водоеме. С одной стороны температура оказывает прямое влияние на скорость протекания химических реакций, с другой – на скорость восстановления дефицита кислорода. При повышении температуры ускоряются процессы разложений гидрокарбонатов.

Восприимчивость живых организмов к токсичным веществам с повышением температуры обычно увеличивается. При повышении температуры до +30 ^оС сокращается прирост водорослей, поражается фауна, рыбы становятся малоподвижными и перестают  кормиться. Кроме того, с ростом температуры уменьшается растворимость кислорода в воде.

Резкий перепад температур, который возникает при сбросе в водоем нагретых вод, приводит к гибели рыбы и представляет серьезную угрозу рыбному хозяйству. Влияние сточных вод, температура которых на 6 – 9 ^оС выше температуры речной воды, чувствительна даже для рыб, адаптированных к летней температуре до +25 ^оС.

Одним из наиболее важных вопросов при сбросе теплых вод в водоем является организация процесса перемешивания этих вод с водами водоема. При неправильно организованном выпуске теплых вод зона с повышенной температурой может иметь повышенное протяжение.

Уменьшение размера зоны повышенный температур воды можно добиться, применяя различные устройства для организованного ввода теплой воды в водоем:

-           водосбросы с поперечными и боковыми переливными порогами (рисунок 1);

-           водосбросы с распределительной решеткой (рисунок 2);

-           заглубление водовыпуска струйного и эжекторного типов (рисунок 3).

При использовании водосбросов открытого типа вода хорошо перемешивается и насыщается кислородом (аэрируется). При струйном водосбросе водовыпуск организуется через патрубки выходного коллектора, расположенного на дне водоема, что интенсифицирует процесс перемешивания теплой и холодной воды. При заглубленных водовыпусках вода практически на всем тракте системы водоснабжения не теряет кислорода, и поэтому специальной аэрации в этом случае не требуется. В жаркое время года охлаждение теплой воды может производиться путем подмешивания в нее холодной воды перед сбросом в специальных охладителях – градирнях и брызгальных устройствай, устанавливаемых перед сбросом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            Рисунок 1 – Водосброс с переливным порогом

1 – сбросный канал; 2 – расширяющаяся часть водосбросного устройства; 3 – переливной порог.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            Рисунок 2 - Водосброс струйный

1 – железобетонный коллектор; 2 – водовыпускной патрубок; 3 – подстилка из гравия; 4 – бетон.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Водосброс с распределительной решеткой

1 – подвод воды; 2 – водораспределительная решетка; 3 – водоприемник; 4 – высота падения струй воды; 5 – уровень сбрасываемой воды.

 

Теплоэлектроцентрали сбрасывают существенно меньшее количество теплоты с охлаждающей водой, нежели конденсационные электростанции.

Другим важным мероприятием для уменьшения количества тепловых сбросов является использование низкопотенциального тепла охлаждающей воды, но это связано со значительными трудностями.

            Таким образом, тепловое загрязнение является основной угрозой всему живому на планете. Если этот вопрос не решится в ближайшем будущем, то человечество будет испывать на себе катаклизмы, постепенно преобретающие глобальный всепоглощающий характер.