Автор: Д.С. Кутелёва, С.В. Горбатко, А.А. Сырых
Источник: Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов:
сборник материалов ХVII Международной конференции аспирантов и обучающихся / ДонНТУ, ДонГУ. – Донецк: ФГБОУВО ДОННТУ
, 2023. – 120 – 121 с.
Аннотация: В работе рассмотрены методы обработки оборотных вод металлургических предприятий.
Ключевые слова: МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ, СТОЧНЫЕ ВОДЫ, ОЧИСТКА, ВОДОСНАБЖЕНИЕ.
Металлургические и металлообрабатывающие предприятия являются в настоящее время одними из основных потребителей воды (рис. 1).
Большая часть воды в рассматриваемых отраслях используется для охлаждения без соприкосновения с продукцией, сырьем или отходами производства: в черной металлургии – 75 %, в цветной металлургии – 70 %, в машиностроении – 50 %. Эта условно чистая нагретая вода после охлаждения, а при необходимости и дополнительной обработки, должна использоваться повторно. Количество такой воды составляет в среднем по промышленности немногим более 70 % от общего водопотребления [1, 2].
Наиболее рациональным в решении проблем охраны водоемов от загрязнений сточными водами является создание замкнутых систем водоснабжения и водоотведения промпредприятий с использованием очистных сточных вод в системах технического и оборотного водоснабжения и забором свежей воды из водоисточников в основном для целей питьевого водоснабжения [3, 4].
Для использования сточных вод в качестве оборотных, необходима их предварительная их подготовка. Очистку сточных вод необходимо проводить в соответствии с отраслевыми требованиями к качеству воды. Так, например, оборотная вода газоочисток электросталеплавильных печей должна иметь pH=7,7–7,9, щелочность по фенолфталеину 0 (мг*экв)/л, общую 1,8–2,8 (мг*экв)/л, жесткость такой воды до 5,0 (мг*экв)/л, отклонение от этих параметров, т.е. несоблюдение данных требований может привести к выходу из строя трубопроводов и установок, обеспечивающих водопотребление того или иного объекта металлургического предприятия. Таким образом, надежность и экономичность работа оборотных систем водоснабжения определяются в основном качеством вод, циркулирующей в этих системах.
Главной составляющей экономии воды является многократное её использование, но необходимо учитывать, что это приводит к концентрированию загрязнений в циркуляционной системе.
Опыт эксплуатации систем водоснабжения показал, что серьёзные осложнения из–за образования плотных отложений возникают в системах водоснабжения газоочисток доменных печей, конвертеров, аглофабрик, электросталеплавильных, электроферросплавных печей. В некоторых случаях толщина отложений настолько велика, что это вызывает нарушение работы доменной печи и даже её остановку. Это касается всех вышеперечисленных металлургических объектов.
Все отложения снятые с внутренней стороны трубопроводов состоят преимущественно из карбоната и сульфата кальция. Поскольку причиной образования отложений в системах водоснабжения различны, то и методы их предотвращения также разнообразны: подкисление воды, фосфатная обработка воды комплексообразующими агентами и пр. Иногда, интенсивность роста загрязнений трубопроводов настолько велика, что приходиться выполнять дорогостоящие мероприятия по очистке труб химическими способами или применять механические и физико–химические методы для предотвращения загрязнений. Это такие методы как: гидроимпульсный, электромагнитный, ультразвуковой и пр.
Перспективным способом предотвращения образования карбонатных отложений является применение таких веществ как фосфониевые кислоты. Обработка оборотной воды таким веществом позволяет предотвратить образование отложений карбоната и сульфата кальция в системе при карбонатной жесткости воды до 10 (мг*экв)/л и при температуре воды до 50 °С. но этот метод при самостоятельном применении не дает возможности получить лучшие результаты, т.е. получить более низкие значения жесткости воды.
Из существующих способов обработки воды можно отметить следующий. Подпиточную воду перед подачей в оборотную систему обрабатывают в режиме известкования с последующим подкислением циркуляционной воды указанными фосфониевыми кислотами в концентрации 1–20 мг/л, то это позволяет решать проблему накипеобразования в системах и исключить с этим неприятные последствия загрязнения трубопроводов металлургических предприятий.
Так, при стабилизационной обработке циркуляционной воды металлургических предприятий диспергантами, существенная разница между содержанием карбонатов и сульфата кальция в подпиточной воде может уменьшиться. В случае подпитки циркуляционной системы водой с низкой кальциевой жесткостью, содержание карбоната и сульфата кальция в циркуляционной воде может быть даже больше, чем в подпиточной. Применение диспергантов может обеспечить безнакипный режим работы оборотных систем любого предприятия с замкнутым циклом работы, даже при более высоком уровне карбонатной жесткости воды. При этом дополнительная известковая обработка воды может обеспечить больший эффект удаления накипи из системы.