Техника - молодёжи 1990-02, страница 36

Теперь посмотрим, какой общий выигрыш дает ЭНГЭС? Река живет в своем природном ритме. Весной, в начале паводка, через турбонасосы пропускается лишь часть стока, а основная масса воды временно задерживается перед плотиной с двойной целью: создать заливные угодья и получить на плотине максимально возможный напор. За счет него оставшиеся на плотине генераторы дадут существенную прибавку электроэнергии к стабильным 7,2 млн. кВт деривационной гидростанции. Замечу, что на существующих равнинных ГЭС теряется в паводок половина, а то и большая часть напора — уровень нижнего бьефа растет быстрее, чем верхнего.

Второй режим — паводок идет на убыль. Начинается интенсивный пропуск воды, уровень водохранилища снижается, освобождая для сельхозработ заливные земли, взятые у сельского хозяйства энергетиками как бы взаймы. Здесь второе принципиальное отличие ЭНГЭС— на существующих станциях продолжают накапливать воду в искусственном море.

Перед плотиной устанавливается минимальный уровень, который и поддерживается до следующего паводка,— третий режим, длящийся примерно 10 месяцев. Во время него турбонасосы пропускают расходы воды, близкие к естественным, как у свободной реки. У обычных же ГЭС площадь затопления в это время не уменьшается.

В конкретном проекте предлагается снизить уровни трех водохранилищ: на 5 м у Куйбышевского, на 2 м у Саратовского и на 4 м.у Волгоградского. В принципе эти цифры могли бы быть и больше. Однако надо учитывать, что не на пустом же месте введем в строй ЭНГЭС, мы лишь модернизируем существующую станцию. Плохо ли, хорошо ли, но сложилась определенная береговая линия — свой мир вдоль рек, и сейчас одним замахом (снизить, к примеру, Куйбышевское на 10 м!) можно непоправимо его разрушить, а заодно и ЭНГЭС дискредитировать. Не утомляя читателя расчетами, скажу только, что и судоходные глубины на порогах шлюзов сохранятся, и необходимые маневренные мощности энергетики получат.

Главное, на мой взгляд, чего добьемся,— улучшим экологию. ЭНГЭС позволит, например, пропустить сквозь плотину во второй

половине паводка на 30 кубометров воды больше, восстановит нерестилища, а следовательно, увеличит вылов ценных пород рыбы в устье Волги на 40%.

Далее. Из-за снижения уровней трех водохранилищ освободятся из-под затопления 350 тыс. га плодородных земель! На 3 км ³ снизится ежегодное испарение с поверхностей искусственных морей. А это 80% воды, требуемой в орошаемом земледелии на прилегающих территориях.

ОЧИСТКА БЕЗ НАКОПИТЕЛЕЙ

Однако одними ЭНГЭС, хоть они и возвращают способность реки к самоочищению, приближая ритм ее жизни к естественному, Волгу к природному состоянию еще не вернуть. Как текли в нее сточные воды, так и будут течь.

Какова типичная система очистки?

Сточная вода собирается из домов самотечными коллекторами и отводится с помощью насосных станций по водоводам на очистные сооружения, площадь которых зачастую превышает сотню гектаров. Первый фильтр — это решетка, задерживающая крупные фракции стоков. После нее жидкость идет в песколовку, где избавляются от неорганических примесей. Затем — в первичный отстойник, в котором выводится в осадок значительная часть взвешенной органики. Далее отходы разделяются: вода с растворенной в ней органикой поступает в аэротенк — емкость биологической очистки, а осадок — пытаются обработать отдельно, для чего сушествуют две технологии, но обе неудовлетворительны. Приходится либо выпаривать из него лишнюю воду, что разорительно по энергозатратам, либо сбрасывать жижу в накопители, а они иногда прорываются, нанося ядовитый удар по рекам и озерам.

Теперь о той части стоков, которая идет в аэротенк. В него для очистки воды от растворенной органики вводятся аэробные бактерии, их еще называют активным илом. Здесь вторая негативная особенность существующей системы. Для нормальной очистительной работы бактериям нужно много кислорода, и он непрерывно нагнетается компрессорами в аэротенк. Это огромные зат

раты электроэнергии. Дело в низкой растворимости кислорода в воде при нормальном давлении — лишь 5—7%, остальное улетучивается в атмосферу. Но, если в аэротенках поднять давление, этот показатель можно довести до 70—80% со снижением энергозатрат в 5 раз! На рисунке в тексте показан схематический про ект такой станции. Она, кстати, повышая уровень очистки, не требует для своего размещения и гектара, решая заодно проблему накопителя.

Посмотрим, как работает эта станция. После решетки сточная вода по коллектору 1 (рис. Б) под напором проходит в емкость 3. Ее назначение отделить вниз неорганические примеси, попросту говоря песок, а вверх — нерастворен-ную органику. Последнее в предлагаемой схеме выполняется с помощью углекислого газа, подающегося в воду в узле 2. Выгода при его использовании в том, что он растворяется в 41 раз лучше, чем воздух. Газовые пузырьки, сцепляясь с частичками органики, выносят ее вверх.

Осветленная вода, но еще с большим содержанием растворенной органики, по трубопроводу 4 насосом 5, смешиваясь с активным илом, нагнетается в аэротенк 6 (рис. А). Для уменьшения занимаемой площади он сделай с двумя секциями — верхней и нижней. Туда же и в последующие аэро-тенки подается воздух от компрессора 13, который, как и насос, вращается от двигателя 14. Затем вода последовательно проходит, почти очищаясь, через аэротенки 7—10. Как видим, все они, начиная с нижнего, находятся под давлением, которое создается по принципу сообщающихся сосудов расположенными выше деаэраторами и обеспечивает высокую концентрацию кислорода для интенсивной работы бактерий.

Но в таком режиме бактерии выделяют много углекислого газа, действующего на них угнетающе. Однако вода, протекая через деаэраторы, легко избавляется от него при атмосферном давлении.

На выходе из аэротенка 10 очистка достигает 95%; если далее действовать по той же схеме, каждый последующий процент будет даваться за счет удвоения стоимости сооружения. Чтобы избежать таких затрат, но все-таки улучшить воду, она подается в 1-й флотатор, где

34