Кочнов Юрий Михайлович Доцент НИТУ МИСи С 1

Кочнов Юрий Михайлович Доцент НИТУ «МИСи. С» 1. Экология металлургического производства Часть 3. Защита водного бассейна

1. Экология металлургического производства Часть 3. Защита водного бассейна ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНОГО БАССЕЙНА, ВИДЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ, КЛАССИФИКАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД; 2. СТОЧНЫЕ ВОДЫ ПРЕДПРИЯТИЙ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ 3. ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОД ПРОМЫШЛЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ 1.

Тема 1. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНОГО БАССЕЙНА, ВИДЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ, КЛАССИФИКАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД

n «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных геологических процессов. Нет земного вещества, минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено» n академик В. И. Вернадский

Водопотребление и водоотведение промышленных предприятий

Понятие «водный бассейн» и его характеристики Понятие «водный бассейн» включает все пресные воды в реках, озерах, каналах, водохранилищах, ледниках; соленые воды морей и океанов, а также подземные воды, т. е. все источники водных ресурсов на Земле. На Земле количество пресных вод составляет всего 1, 5 % от всех водных ресурсов. n Около 1 % пресных вод сосредоточено в ледниках, т. е. находится в твердом состоянии и слабо участвует в кругообороте воды и в хозяйственном водопотреблении. n Только 0, 5 % воды всех водных ресурсов участвует в системах водоснабжения хозяйственной деятельности человека n

Понятие «водный бассейн» и его характеристики Безвозвратное водопотребление на нашей планете составляет около 150 км 3 в год. n Еще большее количество воды забирается из водоисточников и возвращается в них после использования в виде сточных вод. n Ежегодно в открытые водные объекты России сбрасывается более 6 км 3 сточных вод без очистки и около 17 км 3 недостаточно очищенных. n По данным Росгидромета, многие поверхностные водоисточники страны в сильной степени загрязнены различными химическими веществами. n Например, концентрация ионов меди (Си 2+) в воде р. Невки достигает 5 10 ПДК, марганца (Мп 2+) до 39 ПДК; воды рек Дон и Кубань также загрязнены ионами меди (7 13 ПДК), в реке Исеть (Урал) содержание соединений меди и цинка изменяется в пределах 6 67 ПДК, а никеля в реке Пышма 9 21 ПДК. n

Понятие «водный бассейн» и его характеристики Качество воды это совокупность физических, химических, биологических и бактериологических показателей, обусловливающих пригодность воды для использования в промышленном производстве, сельском хозяйстве, коммунальном водоснабжении, а также обеспечивающих предотвращение нарушения или уничтожения биоценозов. n (Биоценоз совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды). n

Источники загрязнения водного бассейна. Виды и классификация загрязнений Основными источниками загрязнения воды водных объектов являются: n n атмосферные воды, городские сточные воды, сельскохозяйственные сточные воды, промышленные сточные воды. Со сточными водами в водные объекты поступает огромное количество нерастворимых и растворимых химических минеральных и органических веществ. Все вещества, загрязняющие сточные воды и воды различных водных объектов, независимо от их свойств и концентраций, классифицируются по их фазово дисперсному состоянию и подразделяются на четыре группы (по Л. А. Кульскому), которые представлены в табл. :

Классификация примесей сточных вод по фазово-дисперсному состоянию Группа Степень дисперсности, см-1 Размер частиц, см Краткая характеристика Гетерогенные системы I - Взвеси (ГДП) <105 > 10 -5 II - Коллоидные растворы 105. . . 106 10 -5. . . 10 -6 Суспензии и эмульсии, обусловливающие мутность воды, а также планктон Коллоиды и высокомолекулярные соединения, обусловливающие окисляемость и цветность воды, потребление кислорода Гомогенные системы Ш - Молекулярные растворы IV - Ионные растворы 106. . . 107 10 -6. . . 10 -7 Газы, растворенные в воде недиссоциированные молекулы органических веществ, придающие воде запахи и привкусы >107 <10 -7 Соли, кислоты, основания, обусловливающие минерализованность, жесткость, щелочность или кислотность воды

Нормирование сбросов вредных веществ n n При решении проблем защиты водного бассейна прежде всего рассматривается степень предельно допустимого загрязнения воды водного объекта и способность его к нейтрализации примесей (ПДК). ПДК примесей в воде водного объекта нормативный показатель, который исключает неблагоприятное влияние на организм человека и возможность ограничения или нарушения нормальных условий хозяйственно питьевого, культурно бытового, рыбохозяйственного и других видов водопользования. Иными словами, ПДК это такая концентрация вредных веществ, при превышении которой вода становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования. Для веществ, загрязняющих воду водного объекта, установлено раздельное нормирование по ПДК. Принцип разделения связан с категорией водоема (водопользования)

Принцип разделения водопользования Категория водопользования Для целей и нужд населения (I категория) Хозяйственнопитьевое и для предприятий пищевой промышленности Культурнобытовое (купание, спорт, отдых) Для рыбохозяйственных целей (II категория) Для сохранения и воспроизводства ценных пород рыб, обладающих высокой чувствительностью к кислороду Для других рыбохозяйственных целей

Требование к качеству воды для различных категорий водопользования n Некоторые вещества могут оказывать воздействие на организм только при попадании внутрь, другие опасны как при попадании внутрь, так и при контактном воздействии. Соответственно, присутствие первых ограничивает возможности использования воды для питьевых нужд (токсикологическое ограничение), а вторых как для питьевых, так и для санитарно бытовых целей (санитарно токсикологическое ограничение). Например, ПДК гексахлорана (ядохимикат) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения установлена в 0, 02 мг/л, а в воде рыбохозяйственных водоемов присутствие этого вещества не допускается (ПДК - отсутствие вещества), что объясняется аккумулированием его в последовательных звеньях пищевых цепей. n Некоторые вещества вредны в сравнительно высоких концентрациях именно при контактном и органолептическом воздействии, и поэтому их ПДК в водных объектах I категории имеют более высокие значения с общесанитарной точки зрения. Однако в водоемах II категории они вредны для ихтиофауны и здесь на первое место выдвигается их токсикологическое действие. Например, ПДК аммиака в водоемах I категории - 2 мг/л (по азоту), а в воде водоемов II категории - в 40 раз ниже (0, 05 мг/л). n Существуют вещества, малоядовитые для человека, но обладающие резким запахом (нефтепродукты). В водоемах I категории преимущественное значение имеет запах, и поэтому в основу ограничения для них положены органолептические свойства воды, загрязненной нефтепродуктами (ПДК = 0, 3 мг/л). Однако мясо рыб, обитающих в воде, загрязненной нефтепродуктами, обладает более резким запахом, и кроме того, углеводороды нефти токсичны для икры, мальков, личинок. Поэтому в водоемах II категории присутствие нефтепродуктов лимитируется и по токсикологическому, и по рыбо хозяйственному признаку, а ПДК их снижается до 0, 05 мг/л.

Лимитирующий показатель вредности ЛПВ n Для характеристики чистоты водоемов наряду с ПДК используется и другой норматив: лимитирующий показатель вредности ЛПВ, отражающий приоритетность требований к качеству воды. В водоемах хозяйственно питьевого и культурно бытового назначения в основу нормирования ПДК веществ положены преимущественно санитарно токсикологический, общесанитарный и органолептический лимитирующие признаки, а в водоемах рыбохозяйственного назначения — в основном токсикологический, и отчасти — органолептический признаки. n Соответственно лимитирующим показателям вредности существуют два вида ПДК: для воды водоемов I категории (установлены для 1345 веществ) для воды водоемов II категории (установлены для 1109 веществ) n

Предельно допустимый сброс (ПДС) Промышленное предприятие, являющееся потребителем воды и источником загрязнения водоема при сбросе в него использованной (сточной) воды должно гарантировать качество воды в контролируемом створе, для чего каждому предприятию устанавливается норматив предельно допустимого сброса (ПДС) вредных веществ. n ПДС загрязняющего вещества масса этого вещества в отводимых в водоем сточных водах, максимально допустимая для отведения в установленном режиме в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды (ПДК) в контрольном створе. n

Установление ПДС n ПДС устанавливаются исходя из ПДК вредных веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водоема и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ. При поступлении в водоем нескольких веществ с одинаковым лимитирующим признаком вредности с учетом количества примесей, поступающих сюда же с предприятий, расположенных выше (по течению), сумма отношений фактических концентраций этих веществ С 1, С 2, . . . , Сп к их ПДК не должна превышать единицы, т. е. n .

Контроль и управление качеством воды в водных объектах предусматривает решение следующих задач: 1) определение требуемой степени очистки воды; 2) установление степени разбавления сточных вод для обеспечения рассеивания их примесей до неопасных концентраций в пункте водопользования; 3) прогнозирование качества воды водного объекта на заданную перспективу.

Основное уравнение смешения сточных вод с водой объекта имеет вид где Q и q расходы в водотоке и сточных вод соответственно; Ср и Сст концентрации данного вещества в воде водного объекта (фоновая) и в сточных водах; Сп. п. в - концентрация загрязняющего вещества перед расчетным пунктом водопользования (в общем случае на расстоянии 1 км от места забора воды); γ коэффициент смешения. Решая уравнение относительно Сп. п. в, имеем: Эта формула позволяет прогнозировать санитарное состояние воды водного объекта при всех заданных параметрах. Если Сп. п. в < ПДК, то прогноз благоприятен, и, следовательно, меры, принимаемые на предприятии по очистке сточных вод, достаточны, и наоборот. Если Сп. п. в > ПДК, сточные воды не могут быть сброшены в данный водный объект без дополнительной очистки. Для определения максимальных, предельных концентраций вредных веществ (Сст. пр), которые может допустить предприятие в стоках, чтобы их сброс не вызвал превышение их концентраций в пункте водопользования, пользуются уравнением Если вода водоема уже загрязнена так, что Ср ≥ СПДК, то Сст. пр ≤ СПДК , или и сброс сточных вод недопустим.

Определение необходимой степени разбавления и очистки сточных вод Для определения необходимой степени очистки или разбавления сточных вод необходимо определить величину коэффициента смешения (γ). Определение его производится с помощью уравнения Фролова Родзиллера: где здесь L - расстояние, м, по фарватеру от места выпуска сточных вод до ближайшего пункта водопользования; α коэффициент, учитывающий гидравлическое смешение, определяется по формуле где G отношение расстояний между местами выпуска сточных вод и водопользования по фарватеру и по прямой линии; ξ = 1 при береговом выпуске сточных вод и 1, 5 при стрежневом выпуске сточных вод; Е - коэффициент турбулентной диффузии; для равнинных рек где Vср средняя скорость течения, м/ч; Hср средняя глубина, м.

Определение необходимой степени разбавления и очистки сточных вод Окончательно кратность необходимого разбавления сточных вод: Для непроточных водоемов (по М. А. Руффелю) полное разбавление сточных вод (пполн) является результатом совместного влияния начального (пнач) разбавления за счет скорости выходящей струи и основного (посн), осуществляющегося по мере продвижения струи: пполн = пнач + посн. Начальное разбавление определяется по дополнительным формулам, различным для поверхностного и глубинного выпусков, а основное по графикам, номограммам, приводимым в специальных методических указаниях. Степень очистки сточных вод где Со — концентрация примеси в водном объекте. Необходимое качество сточных вод должно удовлетворять условию

Классификация сточных вод Решив вопрос о необходимой степени очистки, приступают к разработке мероприятий, обеспечивающих эту степень очистки. Выбор методов и их эффективность зависят от вида сточных вод и их характеристик. Сточными водами называются воды, использованные промышленными, коммунальными предприятиями и населением и подлежащие очистке от различных примесей. В зависимости от условий образования сточные воды подразделяются следующим образом: 1) атмосферные (или дождевые) и талые (АСВ); 2) городские (ГСВ), включающие преимущественно бытовые, хозяйственно фекальные сточные воды (БСВ); 3) сельскохозяйственные; 4) промышленные (ПСВ).

Основные характеристики различных видов сточных вод 1. Атмосферные сточные воды – воды, несущие массы вымываемых, адсорбируемых из воздуха поллютантов (загрязнителей) промышленного происхождения. При стекании по склонам, территориям населенных пунктов и промышленных предприятий дождевые и талые сточные воды дополнительно увлекают с собой массы различных веществ, находящихся на поверхности этих территорий. Особенно опасны стоки с территорий современных городов, промышленных и сельскохозяйственных площадок, несущие нефтепродукты, механические примеси (бытовой и промышленный мусор), многие минеральные и органические вещества, в том числе фенолы, кислоты и другие химические соединения, например тетраэтилсвинец

Основные характеристики различных видов сточных вод n 2. Городские сточные воды включают n 3. Сельскохозяйственные сточные воды преимущественно бытовые стоки, содержащие продукты жизнедеятельности человека (фекалии, соединения азота и фосфора), детергенты (СПАВы), микроорганизмы, в том числе патогенные образуются при смыве с площадок и из помещений содержания животных, мест разгрузки и хранения удобрений и инсектицидов, а также при смыве этих веществ с полей атмосферными осадками и при орошении площадей

Основные характеристики различных видов сточных вод n 4. Промышленные сточные воды образуются в технологических процессах различных отраслей промышленности, среди которых в наибольших количествах потребляют воду и отводят в водоемы сточные воды предприятия черной и цветной металлургии, горнодобывающей, химической, лесохимической, целлюлозно бумажной, нефтеперерабатывающей промышленности.

Основные виды сточных вод, образуются в технологических процессах 1) реакционные сточные воды, образующиеся в процессах химических реакций с выделением воды. Такие сточные воды загрязнены как исходными веществами, так и продуктами и различными полупродуктами реакций; 2) воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах (свободная и связанная вода) и выделяющиеся при их переработке; в результате переработки загрязняются и исходными веществами и продуктами переработки; 3) промывочные воды от промывки сырья, продуктов, тары, оборудования; 4) маточные и отработанные водные технологические растворы; 5) водные экстрагенты и абсорбенты; 6) транспортировочные воды, образующиеся при гидротранспорте твердых отходов производства (хвосты флотации от обогащения руд, золы ТЭЦ и котельных, различные шламы); 7) охлаждающие воды, не контактирующие с технологическими продуктами и используемые в системах оборотного водоснабжения, имеют в основном тепловое загрязнение (повышенную температуру); 8) дождевые и талые воды, стекающие с территорий промышленных предприятий, загрязнены различными взвешенными и растворенными веществами в зависимости от профиля производства; 9) хозяйственно-бытовые сточные воды от столовых, прачечных, душевых, туалетов, от мытья полов в производственных помещениях.

Классификация методов очистки сточных вод Для очистки сточных вод от различных загрязняющих примесей, в зависимости от их свойств, состояния и концентраций, применяются следующие методы: n механические, или физические; n химические; n физико химические; n биологические или биохимические; n термические. Кроме такой классификации по принципу воздействия на загрязняющие вещества все указанные методы подразделяются на: n рекуперационные n деструктивные.

Классификация методов очистки сточных вод n Рекуперационные методы предусматривают извлечение из n При использовании деструктивных методов токсичные вещества, загрязняющие воду, подвергаются разрушению или видоизменению путем их окисления или восстановления или другими превращениями до нетоксичных веществ. Образующиеся продукты деструкции удаляются из воды в виде газов, осадков или остаются в воде в растворенном состоянии в виде нетоксичных или малотоксичных соединений, удаляемых (при необходимости) другими методами. сточных вод и дальнейшую переработку ценных или токсичных веществ и возврат воды на повторное использование в технологических процессах.

Классификация методов очистки сточных вод n Механические методы очистки сточных вод применяются для отделения нерастворимых твердых, суспендированных или эмульгированных примесей. Они заключаются в процеживании сточных вод через решетки или сетки (отделение грубодисперсных примесей), отстаивании, воздействии центробежными силами в гидроциклонах или центрифугах, фильтровании через пористые перегородки или зернистые загрузки. Для интенсификации этих процессов в воду вводятся коагулянты или флокулянты. n Химические методы применяются для удаления из воды растворенных или коллоидных примесей. Они заключаются в обработке воды различными реагентами, вступающими в химические реакции с удаляемыми веществами, в результате которых образуются нетоксичные или малотоксичные продукты (окисление «активным» хлором, озоном, кислородом, пероксидом водорода; восстановление, гидролиз) или трудно растворимые соединения, выделяемые из воды в виде осадков (реакции нейтрализации, замещения и т. п. ). Физико-химические методы (коагуляция, флотация, адсорбция, ионный обмен, экстракция, кристаллизация, дистилляция, ректифи кация, ультрафильтрация, обратный осмос, электролиз и электродиа лиз, эвапорация, дезодорация и др. ) применяются для удаления из воды суспендированных, эмульгированных, а также растворенных и коллоидных примесей как органических, так и минеральных. n Биологические (биохимические) методы применяются для деструкции органических веществ, присутствующих в воде в коллоидном или растворенном состоянии и окисляющихся микроорганизмами до нетоксичных соединений (преимущественно до диоксида углерода и воды). n При этом наиболее распространено применение аэробных процессов в естественных условиях (поля орошения, поля фильтра ции, биологические пруды) или при искусственной аэрации ( эро а тенки, биофильтры, окситенки, биосорберы и т. д. ). n Анаэробные процессы используются для обезвреживания высококонцентрированных сточных вод и органических осадков, образующихся при биохимической очистке сточных вод.

Принципы выбора методов очистки сточных вод Выбор метода или комплекса методов очистки того или иного вида сточных вод производится с учетом следующих факторов: санитарных и технических требований, предъявляемых к каче ству очищенных сточных вод, и намечаемых путей дальнейшего их использования; 2. состава и расхода сточных вод; 3. наличия на конкретном предприятии необходимых для осуще ствления процесса обезвреживания энергетических и материальных ресурсов (пар, топливо, сжатый воздух, электроэнергия, сорбенты, реагенты и т. д. ) и соответствующих площадей; 4. экологической и технико экономической эффективности процесса. 1.

Тема 2. СТОЧНЫЕ ВОДЫ ПРЕДПРИЯТИЙ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

СТОЧНЫЕ ВОДЫ ПРЕДПРИЯТИЙ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ Основными источниками образования сточных вод на предприятиях черной металлургии являются: n обогатительные фабрики; n агломерационные фабрики n доменные цеха, n сталеплавильные цеха n прокатные цеха n коксохимическое производство

Сточные воды обогатительных фабрик На обогатительных фабриках образуется два вида сточных вод: n от промывки руды (загрязнены только твердыми механическими примесями до 30 г/л. ); n от процессов флотации (хвосты флотации) (помимо механических примесей (до 120 г/л ) содержат также флотореагенты, такие, например, как уайт спирит или окисленный керосин (около 60 мг/л), кальцинированную соду, сульфатное мыло и др. ) n Абсолютное количество сточных вод обогатительных фабрик достигает десятков тысяч кубических метров в сутки. n На большинстве обогатительных фабрик применяются системы оборотного водоснабжения с повторным использованием сточных вод после соответствующей их очистки, в основном после осветления их в хвостохранилищах.

Сточные воды агломерационных фабрик Сточные воды образуются: n от скрубберов мокрой очистки газов, n от смыва с полов и стен и транспортных лент в корпусах подготовки шихты, n обжига известняка, n распределения материалов, n агломерации, n на всех пылеобразующих участках.

Характеристика сточных вод агломерационных фабрик Удельный расход сточных вод на агломерационных фабриках составляет примерно 0, 5 м 3 на 1 т агломерата, а общий расход колеблется в пределах от 500 до 4000 м 3/ч. n В сточных водах содержатся механические примеси (от 15 до 30 г/л), главным образом такие, как мелкодисперсные частицы руды, кокса и др. Характер загрязняющих примесей зависит от состава шихты, наличия или отсутствия мокрой очистки газов и схемы водоснабжения. При контакте воды с шихтой, содержащей известь, величина р. Н может повышаться с 7. . . 7, 5 до 12. . . 13, щелочность с 1, 3. . . 3, 6 до 21. . . 22 мг экв/л; повышается также солесодержание воды и количество хлоридов и сульфатов. n В сточных водах от скрубберов мокрой очистки газов может со держаться до 500 мг/лбисульфит ионов, которые при взаимодействии с ионами кальция, содержащимися в подпиточной воде, образуют отложения в самотечных трубопроводах. n

Методы очистки сточных вод аглофабрик Потребители воды аглофабрик подразделяются на две группы: 1) потребители, использующие воду для охлаждения и гидроуплотнения оборудования (охлаждение подшипников, эксгаустеров и дымососов, уплотнение вакуум насосов и др. ). Они применяют техническую воду из условно чистого цикла системы оборотного водоснабжения с последующим ее использованием. Отработанная вода собирается в приемник условно чистой воды и затем направляется другим потребителям на повторное использование, после чего часть ее сбрасывается в «грязный» цикл для восполнения потерь, а часть возвращается этим же потребителям после охлаждения на градирнях; 2) потребители, отводящие загрязненные грубодисперсными примесями (ГДП) сточные воды: гидросмыв пыли из пылевых мешков газового коллектора, смывы с полов и стен, аспирационные установки, очистка аглогазов и др. Для этой группы предусматриваются схемы оборотного водоснабжения с предварительной очисткой оборотной воды в горизонтальных отстойниках или гидроциклонах и последующей доочисткой от ГДП (до остаточного их содержания 150. . . 200 мг/л) в радиальных отстойниках [при нагрузках 0, 8. . . 1 м 3/(м 2 • ч)] или в гидроциклонах.

Сточные воды доменных цехов n n n Сточные воды от очистки газов доменных печей в мокрых газоочистках (Воды содержат: р. Н=7. . . 8, цианиды, взвешенные вещества, роданиды, сухой остаток, фенолы (следы), аммиак, хлориды); Сточные воды подбункерных помещений доменных печей образуются при удалении из них просыпей шихты, а также пыли аспирационных установок. (Общее количество воды, подаваемой на нужды подбункерных помещений одной доменной печи, составляет до 2000 м/ч. Воды содержат: взвешенные вещества. Пыль содержит 60 % железа, до 10 % Са. О) Сточные воды от грануляции шлака (Воды содержат: взвешенные вещества, сухой остаток, сульфаты, сульфиды, хлориды); Сточные воды от разливки чугуна (Воды содержат: р. Н=7, 5. . . 10, взвешенные вещества, сухой остаток, сульфаты, хлориды).

Методы очистки сточных вод доменных цехов В газоочистке доменных печей используется оборотная вода. При этом сточные воды от газоочисток подвергаются осветлению до содержания взвешенных веществ 150. . . 200 мг/л и направляются в оборотную систему. Осветление воды при ее отстаивании происходит медленно, поэтому процесс проводится в радиальных отстойниках с камерой флокуляции и с использованием коагулянтов. n Водоснабжение подбункерных помещений доменных печей организуется по оборотной схеме. Для очистки сточных вод применяется горизонтальные многосекционные отстойники. Осветление воды производится до остаточной концентрации взвешенных веществ 100. . . 150 мг/л. В некоторых случаях для очистки сточных вод применяются открытые гидроциклоны с предварительной коагуляцией сульфатом железаю n Водоснабжение разливочных машин также осуществляется по оборотной схеме. Очистка оборотной воды заключается в удалении из нее механических примесей и продуктов умягчения (Са. СОз), образующихся при смешении оборотной воды от разливочных машин с природной подпиточной водой, до остаточного содержания взвесей 100. . . 150 мг/л. Для удаления грубодисперсных примесей чаще всего применяются многосекционные горизонтальные отстойники. n

Сточные воды сталеплавильных цехов n n n n Сточные воды образуются в процессах мокрой очистки газов мартеновских печей, конвертеров и электросталеплавильных печей, а также от охлаждения и гидроочистки изложниц и машин непрерывного литья. Абсолютные расходы воды составляют: для мартеновских печей средней производительности до 2000 м 3/ч, а в конвертерных цехах 200. . . 300 м 3/ч на один 100 130 тонный конвертер и до 2000 м 3/ч на 250 300 тонный. Сточные воды газоочисток загрязнены, в основном, взвешенными веществами. Поскольку в процессах газоочисток вода используется по оборотной схеме (после отделения ГДП) и в канализацию сбрасываются только продувочные воды, то в них накапливаются соли (в основном кальциевые хлориды и сульфаты), солесодержание их достигает 2, 5. . . 5 г/л, В сточных водах от газоочисток электропечей кроме сульфатов (до 400 мг/л) и кремниевой кислоты (силикатов) присутствуют значительные количества фторидов (до 670 мг/л). Величина р. Н сточных вод изменяется в пределах от 2, 5 до 7, 5. Количество воды, потребляемой на охлаждение изложниц, составляет от 300 до 600 м 3/ч. При этом до 60 % воды испаряется, остальное количество отводится после использования в канализацию. Основной загрязнитель этого вида сточных вод механические примеси в виде частиц пыли, окалины, пригара, извести и т. п. При непрерывном литье заготовок на машинах непрерывного литья образуются два вида сточных вод: от охлаждения кристаллизаторов; в этом процессе вода только нагревается и не загрязняется какими либо веществахми; от зоны вторичного охлаждения, где вода нагревается и загрязняется маслами и окалиной.

Системы очистки сточных вод сталеплавильных цехов Учитывая кислую реакцию сточных вод от газоочисток мартеновских печей, перед возвратом на повторное использование их подвергают нейтрализации известью до величины р. Н 8, 1. . . 8, 4. При этом одновременно происходит коагуляция взвешенных веществ. Отделение твердой фазы производится отстаиванием в отстойниках. (остаточная концентрация взвеси около 150 мг/л). Вместо отстаивания для осветления сточных вод газоочисток мартеновских печей могут применяться открытые гидроциклоны. n Процесс осаждения взвешенных частиц в сточных водах газоочисток конвертеров при создании оборотных систем водоснабжения и водоотведения аналогичен процессу осветления сточных вод от газоочисток мартеновских печей. n Для очистки сточных вод газоочисток электросталеплавильных печей рекомендуется применять открытые гидроциклоны диаметром 6 м. При этом остаточная концентрация взвеси в очищенной воде (с предварительной нейтрализацией известковым молоком) составляет примерно 150 мг/л. В процессе очистки сточных вод из них удаляется основная масса фторидов и кремниевой кислоты в виде трудно растворимых Са. Si. Oз и Ca. F 2, а также значительно снижается их солесодержание. n

Сточные воды цехов горячей прокатки n n n n В цехах горячей прокатки вода расходуется: на работу машин непрерывного литья заготовок, машин огневой зачистки, листопрокатных станов, охлаждение валков и роликов в печных ролингах, гидросбив окалины в окалиноломателях, охлаждение оборудования клетей. Общее количество сточных вод на различных операциях стана производительностью 3, 6. . . 6 млн т/год может достигать 10. . . 12 тыс. m 3 /ч. При этом наибольшее количество воды потребляется и сбрасывается с черновых окалиноломателей, с клетей и моталок, а также с устройств для охлаждения полосы. Сточные воды загрязнены механическими примесями (от 100. . . 180 мг/л в стоках от моталок до 5000 мг/л в стоках от окалиноломателей с гидросбивом) и маслами от 40. . . 80 до 200. . . 400 мг/л.

Сточные воды цехов холодной прокатки В цехах холодной прокатки процессы прокатки полос, лент, труб сопровождаются образованием сточных вод: n от охлаждения валков и подшипников прокатных станов, n от смывания и транспортировки окалины, n при обслуживании гидравлических двигателей, n от обезжиривания металла и мойки оборудования, n при сбросе отработанных травильных растворов n при сбросе отработанных смазочно охлаждающих жидкостей (СОЖ). Содержание взвешенных веществ в сточных водах цехов холодной прокатки 100. . . 150 мг/л, масел от 5 до 300 мг/л; сухой остаток 300. . . 600 мг/л. Отработанные СОЖ представляют собой особый вид сточных вод, очень опасный для водных объектов, так как они содержат большое количество устойчиво эмульгированных нефтепродуктов (10. . . 30 г/л), а также свободных масел. Общее количество эфирорастворимых веществ в эмульсионных стоках достигает 20. . . 50 г/л. В процессе травления растворы кислот загрязняются, в них накапливаются соли железа, концентрация кислот уменьшается и периодически они отводятся в виде отработанных травильных растворов (ОТР) или концентрированных сточных вод на обезвреживание или регенерацию.

ВОС мокрых газоочисток

Тема 3. ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОД ПРОМЫШЛЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ

Методы защиты водных объектов от истощения и загрязнения 1. Применение бессточных технологий n Широкое применение водооборотных систем (ВОС); n Повторное водоиспользование; 2. Очистка сточных вод

Основные причины повышенного сброса сточных вод и плохой работы ВОС 1. 2. 3. Отсутствие научно обоснованных требований к качеству воды, используемой различными потребителями в условиях замкнутой ВОС. (например, из ВОС мокрых газоочисток сбрасывается до 2 10% циркулирующей воды из соображений поддержания солевого режима на определенном уровне, что много); Низкая эффективность водоочистных сооружений, применяемых для улавливания взвешенных веществ и нефтепродуктов (масел). ОС из за отсутствия свободных площадей работают в режимах далеких от оптимальных; Отсутствие эффективных методов предотвращения коррозии оборудования и предотвращения плотных солевых отложений.

Современные технологии сокращения расхода воды металлургическими предприятиями 1. 2. 3. 4. 5. 6. Совершенствование печей и агрегатов большой единичной мощности; Широкое использование испарительного охлаждения; Совершенствование способов охлаждения прокатного оборудования; Применение сухих методов очистки газов и пневмотранспорта пыли; Применение электрического привода турбовоздуходувок; Безкислотные методы удаления окалины и др.

Показатели эффективного использования и защиты водных ресурсов 1. Коэффициент оборотного водоснабжения WОБ – количество воды, используемой в системе оборотного водоснабжения, м 3/ч WСВ – количество воды, забираемой из источника водоснабжения, м 3/ч 2. Коэффициент безвозвратного потребления и потерь свежей воды WС – количество сточных вод, м 3/ч 3. Коэффициент водоотведения (от объема потребляемой свежей воды) 4. Коэффициент очищаемых стоков WНО – количество нормативно очищенных стоков, м 3/ч WСТ – количество сточных вод требующих очистки, м 3/ч

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ