Авторы:Дехтяр О.А., Кочура В.В.
Источник: Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів — 2013 / Матеріали ХХIII Всеукраїнська наукова конференція аспірантів і студентів. — Донецьк, ДонНТУ — 2013.
Дехтяр О.А.,Кочура В.В. В работе приведены источники образования сточных вод в черной металлургии. Прделожены пути сокращения водопотребления.
Водное хозяйство любого промышленного предприятия имеет свои специфические особенности использования воды, свои источники ее загрязнения, а, следовательно, требует разработки и введения конкретных технологических решений проблемы очистки образованных сточных вод с целью их повторного использования.
Наиболее крупными промышленными потребителями воды, а также наиболее крупными источниками образования значительных количеств загрязненных сточных вод являются металлургические предприятия. Так на 1т. выплавляемой стали расходуется 150–250м3 воды, которые загрязнены различными вредными примесями. Доля сброса сточных вод предприятиями черной металлургии Украины составляет 17,5%, для сравнения, этот показатель в химической промышленности — 14%, машиностроении — 13%, нефтеперерабатывающей промышленности — 9,5%.
Металлургические заводы состоят из трех основных цехов: доменного, сталеплавильного и прокатного.
Сточные воды в доменном производстве образуются при очистке доменного газа, гидравлической сборке осевшей пыли и просыпи в подбункерных помещениях, увлажнении шихты, охлаждении доменных печей и арматуры воздухонагревателей, а также от установок грануляции доменного шлака и разливочных машин. На 1000м3 очищаемого газа образуется 4–6м3 сточных вод, для которых характерно высокое содержание взвешенных веществ, кроме того в них присутствуют ионы кальция, магния, хлориды и сульфаты. При транспортировке, грохочении и дозировке шихты в подбункерных эстакадах выделяется пыль и просыпается некоторое количество материала на пол, который убирают водой смывом из дырчатых труб и сопел. Общее количество сточных вод, образующихся от смыва осыпи и пыли, составляет в среднем 300–360м3 /час на каждую доменную печь. Сточные воды загрязнены только механическими примесями. В процессе грануляции доменного шлака сточные воды образуются в количестве 2 м3 на 1т. гранулированного шлака, имеют повышенную температуру (до 60°С) и высокую концентрацию взвешенных частиц – до 2,0г/л. Сточные воды разливочных машин получаются от охлаждения чугуна, имеют высокую щелочность и содержат до 200 мг/л взвеси. Шихта увлажняется для уменьшения выноса из доменной печи пылеватых частиц руды, флюсов и кокса. Для этого обычно используется вода (0,5м3 на 1т выплавленного чугуна), отработавшая в системе охлаждения доменных печей.
Сталеплавильный цех подразделяется на мартеновский, конвертерный и электросталеплавильный. Сточные воды в сталеплавильном производстве образуются при очистке газов мартеновских печей, конверторов и электроплавильных печей, охлаждении и гидроочистке изложниц, установок непрерывной разливки стали и при обмывке котлов–утилизаторов. При кислородно–конверторной выплавке стали образуются 1200–1600м3 отходящих газов на 1т выплавляемой стали. Газ содержит мелкую металлическую пыль, что обуславливает значительное содержание взвешенных веществ в сточной воде от очистки газа – до 7000мг/л. Аналогично производят очистку водой газов от электросталеплавильных печей. Количество сточных вод от газоочистки составляет 4,5–6,5м3 на 1т выплавляемой стали. В сточных водах содержится от 200 до 500мг/л взвешенных веществ. котлы–утилизаторы применяются Для утилизации тепла отходящих газов. В результате их обмывки образуются сточные воды, загрязненные механическими и химическими примесями. Количество стоков от промывки одного котла составляет в среднем 70м3/час. Объем сточных вод от одной установки непрерывной разливки стали составляет до 300м3/час.
В силу несовершенства, устаревания и исчезновения мартеновской плавки в мире водное хозяйство этого производства рассматриваться не будет.
Прокатные цехи являются значительными потребителями воды. Количество сточных вод от этих цехов составляет 3–16м3 а 1т прокатанного металла, а в целом объем сточных вод прокатного производства составляет 30–50% общего их количества от металлургического завода с полным технологическим циклом. Образующиеся в прокатных цехах сточные воды характеризуются значительным содержанием взвешенных веществ в виде крупной, средней и мелкой окалины, наличием масел, в среднем 30–40 мг/л. Сточные воды прокатных цехов образуются при охлаждении валков, шеек валков и подшипников, смыве и транспортировке окалины, также при охлаждении вспомогательных механизмов (пил, ножниц и др.), при травлении металла. В трубопрокатном производстве образование сточных вод дополнительно связано с процессом гидравлического испытания труб.
Важнейшей составной частью перестройки технологических процессов на безотходный режим является сокращение водопотребления, направленное, в конечном счете на создание производства без сброса сточных вод в водоемы.
Значительное сокращение потребления воды черной металлургией может быть достигнуто внедрением следующих мероприятий:
а) последовательная передача избыточной или продувочной воды от потребителей с более высокими требованиями к качеству воды потребителям с более низкими требованиями;
б) переход от локальных к централизованным системам водоснабжения групп цехов с идентичными требованиями к качеству воды (при этом происходит усреднение качества воды, что, как правило, способствует ее стабилизации и интенсификации процесса очистки);
в) централизованная аккумуляция случайных сбросов, дренажных вод, поверхностного стока и их очистка с целью дальнейшего использования;
4) Создание систем бессточного водоснабжения;
5) Интенсификация и повышение глубины очистки сточных вод с целью их повторного использования. Для интенсификации механической очистки сточных вод можно рекомендовать новые конструкции сооружений: безнапорные гидроциклоны, радиальные отстойники с камерой флокуляции, фильтры с плавающей пенополистирольной загрузкой, сетчатые самопромывающиеся фильтры, магнитно–дисковые аппараты и т.д.
6) Сухие
методы грануляции доменного шлака.