1. Настоящая Методика расчета норм расхода сорбентов на тепловых электростанциях (далее – Методика) разработана в соответствии с подпунктом 2) статьи 5 Закона Республики Казахстан «О теплоэнергетике» и подпунктом 323) пункта 15 Положения о Министерстве энергетики Республики Казахстан, утвержденного постановлением Правительства Республики Казахстан от 19 сентября 2014 года № 994, и применяется для расчета норм расхода сорбентов, используемых в сорбционных фильтрах в технологических схемах очистки сточных вод на тепловых электростанциях.

Пункт 1 изложен в новой редакции Приказа Министра энергетики РК от 27.02.2025 г. № 103-н/қ (см. редакцию от 30.12.2016 г.)(изменение вводится в действие с 16.03.2024 г.)

2. В настоящей Методике применяются следующие основные понятия и определения:

1) сорбент - твердые тела или жидкости, избирательно поглощающие из окружающей среды газы, пары или растворённые вещества;

2) сорбат - поглощённое сорбентом вещество;

3) активированный уголь - пористое вещество, которое получают из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения, применяемое для очистки, разделения и извлечения различных веществ из окружающей среды;

4) промышленные сточные воды - воды, использованные на производственные нужды и загрязнённые примесями.

Иные понятия и определения, используемые в настоящих Методичках, применяются в соответствии с законодательством Республики Казахстан в области электроэнергетики.

3. Расчёт норм расхода сорбентов для обработки сточных вод в настоящей Методике, производится с целью максимального обеспечения степени очистки сточной воды, согласно Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей, утвержденным приказом Министра энергетики Республики Казахстан от 30 марта 2015 года № 247 (зарегистрирован в Реестре государственной регистрации нормативных правовых актов за № 11066).

4. Расчёт норм произведён на основе выявления эффективности процесса сорбции определяемого:

1) структурой сорбента;

2) химической природой и концентрацией загрязнений;

3) температурой;

4) активной реакцией среды.

5. Повышение температуры снижает степень сорбции, снижение величины кислотности вызывает увеличение сорбции органических веществ сточных вод.

6. Эффективными сорбентами для удаления из воды растворенных органических веществ являются активированные угли, эффективность которых определяется наличием в них микропор.

7. Адсорбционные свойства активированных углей, в соответствии с физическими свойствами зависят от структуры пор и их размера, подразделяемого на три вида:

1) макропоры - 0,1-2 микрометров (далее - мкм);

2) переходные - 0,004-0,1 мкм;

3) микропоры - 0,004 мкм.

8. Суммарный объем микропор является основной характеристикой каждой марки активированного угля.

9. Активированные угли адсорбируют органические вещества неприродного происхождения на стадии глубокой очистки сточных вод при снижении концентрации органических соединений до 90-99%.

10. Суммарный объём микропор определяется для каждой марки активированных углей по формуле:

где -    масса сухого угля, грамм (далее - г);

  - масса влажного угля, г;

  - плотность воды, грамм/кубический сантиметр (далее - г/см3 ), плотность воды, принимают равной 1 г/см3  для любой воды при температуре до 35 градусов Цельсия (далее -0 С).

11. При добавлении окислителей (озона или хлора) перед подачей воды на угольные фильтры увеличивается срок службы активированного угля до его замены, улучшается качество очищенной воды и проводится очистка от соединений азота.

12. Адсорбционные свойства сорбента, на основе которых проводится расчёт норм расхода, определяются изотермой сорбции в соответствии с рисунком согласно приложению 1 к настоящей Методике.

13. Удельная адсорбция с учетом слабо концентрированного раствора сточных вод определяется по формуле:

где -    удельная адсорбция, килограмм/килограмм (далее - кг/кг);

  - адсорбционная константа распределения сорбата между сорбентом и раствором, ее величина зависит от температуры и принимается в соответствии с физическими условиями применяемого сорбента;

  - равновесная концентрация адсорбируемого из раствора вещества на сорбенте, задаётся по условиям очистки воды, кг/кг.

14. Разность концентраций растворенного вещества в поверхностном слое и в таком же слое внутри объема раствора, принимается за поверхностный избыток этого вещества.

15. Для поверхностно-активных веществ разность концентраций растворенного вещества в поверхностном слое и в таком же слое внутри объема раствора больше нуля.

16. С увеличением концентрации раствора разность концентраций достигает предельного значения.

17. Оптимальная скорость адсорбционной очистки сточных вод принимается равной w = 1,8 метр/час (далее - м/ч), при диаметре зёрен dз  = 2,5 миллиметров (далее - мм).

18. Количество вещества, задерживаемого при сорбции, определяется по формуле:

где -    эмпирическая константа, принимается равной 0,089 в соответствии с техническими условиями адсорбентов, применяемых в фильтрах доочистки сточных вод;

  - площадь фильтра, квадратный метр (далее - м2 );

  - динамическая активность сорбента, принимается в соответствии с данными заводов - изготовителей сорбентов или на основе лабораторных анализов, килограмм/кубический метр (далее - кг/м3 ).

19. Количество сорбента определяется по формуле:

где -    равновесная концентрация адсорбируемого из раствора вещества на сорбенте, задаётся по условиям очистки воды, кг/кг.

20. Концентрация сорбата из расчёта вводимого количества сорбента в сточной воде при одноступенчатой схеме сорбции определяется по формуле:

где -    количество обрабатываемых сточных вод, кубический метр (далее - м3 );

  - начальная концентрация загрязнений, кг/кг;

  - конечная концентрация загрязнений, кг/кг;

  - адсорбционная константа распределения сорбента между сорбентом и раствором, зависит от температуры и применяется для сточных вод при температуре менее 20 градусов Цельсия (далее - 0 С) 1,2 при температуре 200 С и более 1,4;

  - количество сорбента, килограмм (далее - кг).

21. Концентрация сорбата из расчёта вводимого количества сорбента в сточной воде с последовательным введением сорбента при двухступенчатой очистке определяется по формуле:

где -    концентрация сорбента после второй ступени, кг/м3 ;

  - количество вводимого сорбента, кг.

22. При числе ступеней n концентрация сорбата из расчёта вводимого количества сорбента после очистки определяется по формуле:

23. Доза сорбента, вводимого в каждую ступень mn, рассчитывается по формуле:

24. Норма расхода сорбента определяется по формуле:

где -    число ступеней очистки.

25. Расчёт расхода сорбентов производится в соответствии с характеристиками сорбентов, представленными в таблице согласно приложению 2 к настоящей Методике.

а - в статических условиях, б - в динамических условиях.

	
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
	
	

		

			

			
Характеристика активированного угля    
			
			

			
Марка сорбентов    
			
		
		

			

			
ДАК    
			
			

			
АГ-2    
			
			

			
АГ-3    
			
			

			
АГ-5    
			
			

			
КАД-иодный    
			
			

			
КАД-молотый    
			
			

			
БАУ    
			
			

			
АР    
			
			

			
СКТ    
			
			

			
ОУ-А    

			
сухой    

			
щелочный    
			
			

			
ОУ-Б    

			
влажный    

			
кислый    
			
		
		

			

			
1    
			
			

			
2    
			
			

			
3    
			
			

			
4    
			
			

			
5    
			
			

			
6    
			
			

			
7    
			
			

			
8    
			
			

			
9    
			
			

			
10    
			
			

			
11    
			
			

			
12    
			
		
		

			

			
Основной размер зерен (более 90 %) мм
			
			

			
1,0-3,6
			
			

			
1,0-3,5
			
			

			
1,5-2,5
			
			

			
1,0-1,5
			
			

			
1,0-1,5
			
			

			
0,04
			
			

			
1,0-3,6
			
			

			
3,5
			
			

			
1,5-2,7
			
			

			
Порошок
			
			

			
Порошок
			
		
		

			

			
рН водной вытяжки
			
			

			
7-8
			
			

			
7-8
			
			

			
7-8
			
			

			
7-8
			
			

			
7-8
			
			

			
7-8
			
			

			
7-8
			
			

			
7-8
			
			

			
6
			
			

			
8
			
			

			
4

			
-6
			
		
		

			

			
Удельный объем пор, кубический сантиметр/грамм (далее - см 3  /г)

			
общий

			
макропор 0,1- 0,004 микрометров (далее - мкм)

			
мезопор 0,0015- 0,004 мкм

			
микропор менее 0,0015 мкм
			
			

			
 

			
1,45

			
1,23

			
0,04

			
0,17
			
			

			
 

			
0,6

			
0,22

			
0,05

			
0,3
			
			

			
 

			
0,3-1

			
0,41-0,52

			
0,12-0,16

			
0,32-0,42
			
			

			
 

			
0,8-1,0

			
0,46

			
0,18

			
0,43-0,46
			
			

			
 

			
1,0-1,3

			
0,51-1,0

			
0,11-0,15

			
0,29-0,34
			
			

			
 

			
0,09

			
0,11-0,23
			
			

			
 

			
1,5-2,1

			
1,19-1,8

			
0,08-0,16

			
0,23-0,35
			
			

			
 

			
0,6-0,7

			
0,3-0,5

			
0,06-0,07

			
0,28-0,33
			
			

			
 

			
0,8-1,0

			
0,27

			
0,20

			
0,51
			
			

			
 

			
-

			
-

			
0,20

			
0,28-0,38
			
			

			
 

			
1,8

			
0,15

			
0,35
			
		
		

			

			
Удельная поверхность мезопор, квадратный метр/грамм (далее - м 2  /г)
			
			

			
-
			
			

			
33
			
			

			
-
			
			

			
-
			
			

			
110
			
			

			
64
			
			

			
57
			
			

			
48
			
			

			
108
			
			

			
138
			
			

			
 
			
		
		

			

			
Плотность, г/см 3  :

			
кажущаяся

			
истинная

			
насыпная
			
			

			
 

			
0,4-0,5

			
1,8

			
0,23
			
			

			
 

			
0,8-0,9

			
2

			
0,6
			
			

			
 

			
0,8-0,9

			
2

			
0,45
			
			

			
 

			
0,8-0,9

			
2

			
0,45
			
			

			
 

			
0,55-0,65

			
2,1

			
0,45
			
			

			
 
			
			

			
 

			
0,4-0,5

			
1,8

			
0,22-0,35
			
			

			
 

			
1

			
1,95

			
0,6
			
			

			
 

			
-

			
-

			
0,38-0,45
			
			

			
 

			
-

			
-

			
0,42
			
			

			
 

			
-

			
-

			
0,44
			
		
		

			

			
Структурные константы:
			
			

			
 

			
0,17

			
0,64
			
			

			
 

			
0,20

			
0,13

			
0,67

			
2,5
			
			

			
 

			
0,3

			
0,7-0,8
			
			

			
 

			
0,25-0,30

			
0,7-0,8
			
			

			
 

			
0,23

			
0,13

			
0,7
			
			

			
 

			
0,12

			
1,08
			
			

			
 

			
0,22-0,27

			
0,55-0,7
			
			

			
 

			
0,3

			
0,7-0,8
			
			

			
 

			
0,45-0,56

			
0,6-0,85
			
			

			
 

			
-

			
-
			
			

			
 

			
-

			
-
			
		
		

			

			
Влажность, %
			
			

			
10
			
			

			
5
			
			

			
5
			
			

			
5
			
			

			
10
			
			

			
10
			
			

			
10
			
			

			
15
			
			

			
8
			
			

			
-
			
			

			
-
			
		
		

			

			
Прочность на истирание, %
			
			

			
70
			
			

			
75
			
			

			
75
			
			

			
75
			
			

			
90
			
			

			
 
			
			

			
70
			
			

			
90
			
			

			
70
			
			

			
-
			
			

			
-