ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПІДКИСЛЕННЯ ВОДОЦИРКУЛЯЦІЙНОЇ СИСТЕМИ НА СКИДИ СУЛЬФАТ-ІОНІВ ЗІ ЗВОРОТНИМИ ВОДАМИ
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.6.2023.14Ключові слова:
скиди забруднюючих речовин, водопідготовка, екологічні нормативи, водний скидАнотація
Робота присвячена дослідженню впливу технології підкислення шляхом стабілізаційної обробки (СО) сірчаною кислотою (H2SO4) охолоджуючої води водоциркуляційної оборотної системи охолодження (ОСО) на скиди сульфат-іонів (SO4 2-) зі зворотними водами та вплив водного скиду на поверхневі води. Об’єктом дослідження є вміст SO4 2- в поверхневій воді р. Стир та технологічних водах Рівненської АЕС (РАЕС), предметом дослідження є СО з використанням H2SO4 для підкислення ОСО та її вплив на скиди SO4 2- зі зворотними водами ОСО РАЕС. Метою роботи є дослідження технології СО ОСО РАЕС з використанням H2SO4 та виявлення забруднення поверхневої води р. Стир, що обумовлено SO4 2- через СО ОСО, що застосується у РАЕС та дослідження технологічного режиму обробки СО атомних електростанцій (АЕС) як джерела антропогенного забруднення SO4 2-. Актуальність роботи обумовлена необхідністю реалізації заходів з охорони водних ресурсів від забруднення та раціоналізації їх використання в технологіях водопідготовки ОСО електростанцій. Мінімізація екологічного впливу зі зниженням використання реагентів для СО, що розглядається в даному дослідженні, є важливою з огляду сталого розвитку енергетичного сектора. Представлені результати досліджень та аналізу дозування H2SO4 для забезпечення водно-хімічного режиму (ВХР) ОСО з обробкою H2SO4 дозволяє нейтралізувати лужність охолоджуючої води, що обумовлена вмістом бікарбонат (НСО3 -) та карбонат-іонів (СО3 2-) та перевести частину іонів кальцію, що зв’язана з іонами НСО3 - та СО3 2- в постійну жорсткість. Застосування H2SO4 для СО може бути доцільним для забезпечення ВХР з метою зменшення накипу в ОСО, за критеріями підкислення додаткової охолоджуючої води, що визначається критерієм дозування. Практична значущість роботи полягає в запровадженні на РАЕС технологічного режиму СО ОСО зі забезпеченням підтримання оптимальних показників якості ВХР ОСО, зменшення використання H2SO4 та мінімізацію скидів SO4 2- в водний об’єкт – р. Стир. Дослідження може бути застосоване для будь-якої електростанції, що використовують технологію підкислення ОСО зі застосуванням H2SO4.
Посилання
Biedunkova, O.O., & Kuznietsov, P.M. (2023). Formuvannia karbonatnoi systemy oborotnoi okholodzhuiuchoi vody atomnoi elektrostantsii ta vplyv na poverkhnevykh vod pry zvorotnykh skydakh [Formation of a carbonate system of recycled cooling water of a nuclear power plant and its influence on the pH of surface waters during return discharges]. Ekolohichni nauky [Environmental sciences], 3(48). 163-168 [in Ukrainian].
Vymohy [Requirements] (2022). Hihiienichni normatyvy yakosti vody vodnykh obiektiv dlia zadovolennia pytnykh, pobutovykh ta inshykh potreb naselennia [Hygienic water quality standards for water bodies to meet the drinking, domestic and other needs of the population]. [Electronic resource] URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0524-22#Text (access date 05.11.2023) [in Ukrainian].
Vymohy [Requirements] (1990). Uzahalnenyi perelik hranychno dopustymykh kontsentratsii (HDK) ta oriientovno bezpechnykh rivniv vplyvu (VZUV) shkidlyvykh rechovyn dlia vody rybohospodarskykh vodoim. Minahropolityky [A generalized list of maximum permissible concentrations (MPC) and approximate safe exposure levels (ASEL) of harmful substances for water in fishery reservoirs. Ministry of Agrarian Policy]. [Electronic resource] URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc (access date 05.11.2023) [in Ukrainian].
Dozvil na spetsvodokorystuvannia VP RAES № 53/RV/49d-20. (2020). [Special water use permit for RNPP No. 53/RV/49d-20] [Electronic resource] URL: https://e-services.davr.gov.ua/ (access date 05.11.2023) [in Ukrainian].
DSTU ISO 5667-6-2001. (2023). Iakist vody. Vidbyrannia prob. Chastyna 6. Nastanovy shchodo vidbyrannia prob z richok ta inshykh vodotokiv [Water quality. Sampling. Part 6. Guidelines for sampling rivers and other watercourses]. [Electronic resource] URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=64511 (access date 05.11.2023) [in Ukrainian].
Zvit z otsinky vplyvu neradiatsiinykh faktoriv VP «Rivnenska AES» DP «NAEK «Enerhoatom» na dovkillia za 2013–2022 [Report on Environmental Impact Assessment of Non-Radiation Factors of the Rivne NPP of the Energoatom Company for 2013–2022]. [Electronic resource] URL: https://energoatom.gov.ua/wp-content/uploads//pasport.pdf (access date 05.11.2023) [in Ukrainian].
Kuznietsov, P.M. (2022). Biolohichne zabrudnennia ta ekoloho – utylitarni metody zmenshennia biolohichnykh pereshkod u systemi tekhnichnoho vodopostachannia elektrostantsii [Biological Pollution and Ecological-Utilitarian Methods of Reducing Biological Interference in the Technical Water Supply System of Power Plants]. Materialy tez dopovidei III Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia «Pryrodnychi nauky: proiekty, doslidzhennia, perspektyvy», K.: «Talkom». 176. [Electronic resource] URL: http://dspace.luguniv.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/9537/1/fpn_zb_mater_3michn_konf2022.pdf#page=46 (access date 05.11.2023) [in Ukrainian].
Kuznietsov, P.M., & Biedunkova, O.O. (2022). Porivnialnyi hidrobiolohichnyi monitorynh vod system tekhnichnoho vodopostachannia atomnykh elektrostantsii [Comparative hydrobiological monitoring of water in technical water supply systems of nuclear power plants]. Vodni bioresursy ta akvakultura [Aquatic bioresources and aquaculture], 2(12). 180–190 [in Ukrainian].
Kuznietsov, P.M., & Biedunkova, O.O. (2023). Suchasni pidkhody do zdiisnennia antynakypnoi obrobky tekhnolohichnykh vod oborotnykh system okholodzhennia elektrostantsii [Modern approaches to the implementation of antiscale treatment of process waters of circulating cooling systems of power plants]. Kompleksne zabezpechennia yakosti tekhnolohichnykh protsesiv ta system (KZIaTPS – 2023) : materialy tez dopovidei XIII Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii (m. Chernihiv, 25–26 travnia 2023 r.) : u 2 t. / Natsionalnyi universytet «Chernihivska politekhnika» [ta in.] ; Chernihiv : NU «Chernihivska politekhnika», 2023. T. 2. s. 158–160. [Electronic resource] URL: http://ir.stu.cn.ua/123456789/28099 (access date 05.11.2023) [in Ukrainian].
Poverkhnevi, pidzemni ta zvorotni vody [Surface water, groundwater, and recycled water]. Metodyka vymiriuvannia masovoi kontsentratsii sulfativ tytrymetrychnym metodom [Method for measuring the mass concentration of sulfates by the titrimetric method]. MVV 081/12-0177-05. (2005). 29 p. [Electronic resource] URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=76457 (access date 05.11.2023) [in Ukrainian].
Rozporiadzhennia Kabinetu Ministriv Ukrainy vid 09.12.2022 № 1134-r [On approval of the Water Strategy of Ukraine for the period up to 2050 : Order of the Cabinet of Ministers of Ukraine of 09.12.2022 No. 1134-r]. Pro skhvalennia Vodnoi stratehii Ukrainy na period do 2050 roku: (2022). [Electronic resource] URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1134-2022-%D1%80#Text (access date 05.11.2023) [in Ukrainian].
Argüelles, R., Toledo, M., & Martín, M.A. (2021). Study of the Tagus River and Entrepeñas reservoir ecosystem around the Trillo nuclear power plant using chemometric analysis: Influence on water, sediments, algae and fish. Chemosphere. 279 (130532). https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130532 [in English].
Barker, J., Alyssa, J.F., & Pellerin, A. (2017). The Biogeochemical Sulfur Cycle of Marine Sediments. Frontiers in Microbiology. 10(5). https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.00849 [in English].
Chen, M., Hong, X., He, Y., Song, N., Cai, H., Wang, C., Li, Y. T., Chu, H.Y., Krumholz, L.R., & Jiang, H.L. (2016). Increasing sulfate concentrations result in higher sulfide production and phosphorous mobilization in a shallow eutrophic freshwater lake, Water Research. 96(1), pp. 94–104. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.03.030 [in English].
GBC Government of British Columbia (2006). British Columbia approved water quality guidelines. Ministry of environment. Canada. Retrieved March 16, 2009, [Electronic resource] URL: http://www.env.gov.bc.ca/wat/wq/BCguidelines/approv_wq_guide/approved.html ( access date 05.11.2023) [in English].
Kuznietsov, P., & Biedunkova, O. (2023). Study of Сhanges in Acid-Alkaline Balance of Cooling Water Сirculating System of Power Plants during Water Treatment by Liming According to Stabilization Treatment Method, 4th International Scientific Conference «Chemical Technology and Engineering: Proceedings – June 26–29th, 2023, Lviv, Ukraine, pp. 239–241 https://doi.org/10.23939/cte2023.239 [in English].
Little, B.J., Ray, R.I., & Pope, R.K. (2000). Relationship Between Corrosion and the Biological Sulfur Cycle: A Review. Corrosion, 2000. 56 (4), 433–443. https://doi.org/10.5006/1.3280548 [in English].
Macknick, J., Newmark, R., Heath, G., & Hallett, K.C. (2012). Operational water consumption and withdrawal factors for electricity generating technologies: a review of existing literature. Environmental Research Letters. 7(4), pp. 045802. https://doi.org/10.1088/1748-9326/7/4/045802 [in English].
NHMRC. Australian drinking water guidelines. Retrieved March 16, 2004. [Electronic resource] URL: http://www.nhmrc.gov.au/publications/synopses/_files/adwg_11_06_ info_sheets.pdf (access date 05.11.2023) [in English].
Norboyev, K., Mukhtarov, F., & Zokhid, H.N. (2023). Usmonov Study of the influence of cooling water quality and inhibitors on the corrosion rate of brass in cooling water E3S Web Conf., 434 01029 https://doi.org/10.1051/e3sconf/202343401029 [in English].
Peterson, N.L. (1990). Drinking water and health. Sulphates in drinking water. Water Sewage Works. 55(143), pp. 425-428 [in English].
RAIS Risk Assessment Information System (1998). Toxicity profiles: Toxicity summary of sulphate. Retrieved March 16, 2009. [Electronic resource] URL: http://rais.ornl.gov/tox/profiles/sulfate_f_V1. Shtml (access date 05.11.2023) [in English].
SC090012/R2. (2011). Chemical discharges from nuclear power stations: historical releases and implications for Best Available Techniques Annex Report – SC090012/R2, Environment Agency, Horizon House, Deanery Road, [Electronic resource] URL: https://www.environment-agency.gov.uk (access date 05.11.2023) [in English].
Strategies to Reduce Sulfuric Acid Usage in Evaporative Cooling Water Systems. Water. (2010). [Electronic resource] URL: https://www.powermag.com/strategies-to-reduce-sulfuric-acid-usagein-evaporative-cooling-water-systems/ (access date 05.11.2023) [in English].
Sumita, D., Yadav, A., Dwivedi, P.D., & Das, M. (2015). Toxic hazards of leather industry and technologies to combat threat: a review, Journal of Cleaner Production. 87, pp. 39–49. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.10.017 [in English].
Universidad Austral de Chile (2005). Estudio sobre origen de mortalidades y disminución poblacional de aves acuáticas en el santuario de la naturaleza Carlos Anwandter, en la provincia de Valdivia. [Electronic resource] URL: https://www.ceachile.cl/Cruces/PDF/25.%20Informe%20final%20UACh.pdf (access date 05.11.2023) [in Spanish].
Wessa, P. (2023) Free Statistics Software, Office for Research Development and Education, ver.1.2.1. [Electronic resource] URL: https://www.wessa.net/ (access date 05.11.2023) [in English].
World Health Organisation (2004). Sulphate in drinking-water. Background document for development of WHO guidelines for drinking-water quality. [Electronic resource] URL: https://cdn.who.int/media/docs/default-source/wash-documents/wash-chemicals/sulfate.pdf?sfvrsn=b944d584_4 (access date 05.11.2023) [in English].
Zak, D., Hupfer, M., Cabezas, A., Jurasinski, G., Audet, J., & Kleeberg, A., et al. (2021). Sulphate in freshwater ecosystems: A review of sources, biogeochemical cycles, ecotoxicological effects and bioremediation, Earth-Science Reviews, Volume 212 (103446). https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103446 [in English].
Zhang, W., Ma, L., Jia, B., Zhang, Z., Liu, Y., & Duan, L. (2023). Optimization of the circulating cooling water mass flow in indirect dry cooling system of thermal power unit using artificial neural network based on genetic algorithm. Applied Thermal Engineering. 223(120040). https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.120040 [in English].
