Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Разработка технологических схем очистки и повторного использования сточных вод комплекса ЦХП

Примером практического решения важнейшей задачи рационально­го использования и охраны водных ресурсов может служить замкну­тая безотходная система водного хозяйства комплекса цеха холод­ной прокатки (ЦХП) Верх-Исетского металлургического завода (ВИЗ). По проекту на очистных сооружениях должна осуществлять­ся очистка девяти видов сточных вод: от четырехклетьевого ста­на, содержащих пальмовое масло или его заменители; от агрегатоЕ электроизоляционного покрытия и агрегатов обезуглероживания отжига, содержащих мелко, дисперсный оксид магния; от промывки картеров станов, содержащих масла и взвеси; кислые железосодер­жащие промывные воды травильного отделения; отработанные тра­вильные растворы; отработанные маслоэмульсии; отработанные обезжиривающие растворы; промывные воды обезжиривающих устано­вок; промывные воды маслоэмульсионных систем. Перечисленные стоки объединились по видам загрязнений в четыре группы: от­работанные травильные растворы; промывные воды травильных от­делений; стоки, содержащие преимущественно взвешенные вещест­ва; маслосодержащие стоки. Для каздого вида стоков были запро­ектированы соответствующие очистные сооружения, размещенные в нескольких зданиях. После очистки предусматривалось использо­вать воду повторно в производстве, а веделенные отходы (жидкие и твердые осадки, засоленные и продувочные вода) перерабатывать на установках обезвоживания осадков, сжигания и выпарной.

Среди стоков, металлургических предприятий одним из наиболее вредных и сложных для очистки являются кислые железосодержащие стоки травильных отделений, промывные воды (ПВ) и отработанные

травильные растворы (OTP). Нейтрализация ПВ приводит к образо­ванию в воде взвешенных веществ, обычно удаляемых из нее путем ооавдения. При этом большое значение имеет структура осадка: крупные и плотные частицы взвеси быстрее оседают, весь осадок ваявмает меньший объем и легко поддается механическому обезво­живанию.

В большинстве сдучаев о мере влияния того или иного фактора ка структуру хлопьев судили по изменению скорости осаждения. Наибольшее влияние на осветление нейтрализованной ПВ оказывает содержание в ней железа. На рис. 7 приведена кривая, являющаяся результатом систематической обработки и выборки более чем 500 ■в экспериментов. Связь между X и Y выражается эмпирической формулой: у = 1/1,1 + 8,8 X , где Y — оскорость осаждения

гждроксидов железа, мм/с; X — концентрация железа,- г/л.

Для лучшего обезжелезивания воды и получения более плотного осадка применяется принудительное окисление железа, что и было реализовано в так называемой технологии получения магнетитово­го осадка, разработанной Э. Э. Эликом, С. И.Ремпелем и др. Сущест­венное влияние на скорость осаждения оказывает pH среды (рис.8).

Йс. 8. /Влияние pH нейтрализованной ПВ на скорость осаждения вавеси (концентрация Ре2" I г/л)

Была изучена возможность стабилизации оборотной воды. Для выделения избыточного сульфата кальция из нейтрализованной промывной воды и перевода его в твердую фазу использовалась ватравка мелкодисперсного гипса. На рис. 9 приведены кинетичес­кие кривые снятия пересыщения сульфата кальция затравкой гипса в виде пульпы в присутствии гидроксида железа. Рекомендованное количество вводимой затравки 0,5-0,6 г/л.

и, т/с

Рис. 9. Изменение содержания сульфата кальция в нейтрализован­ной промывной воде в зависимости от продолжительности f вве-

f

emw затравки активного гипса:

— без затравки и перемешивания; 2 — без затравки с перемешива­нием; 3 — добавка затравки в виде порошка в количестве 0,3 г/л воды с перемешиванием; 4 — то же, 0,5 г/л; 5 — то же, 0,8 г/л;

6 — добавка затравки в виде пульпы в количестве 0,24 г/л воды с перемешиванием; 7 — то же, 0,36 г/л; 8 — то же, 0,48 г/л; 9 — то же, 0,72 г/л.

При очистке и повторном использовании промывных вод травиль­ных отделений было изучено введение добавок с целью увеличения скорости осаждения и получения осадка, который лучше поддается механическому обезвоживание. Хорошие результаты были получены при использовании флокушштов, из которых наибольшее влияние оказывает гидролизованный ПАА. Введение его в систему не меняет характера зависимости скорости осаждения от различных факторов.

Результаты статистической обработки влияния концентрации же-

ь, мм/с

Рис. 10. Влияние концентрати Ре на скорость осаждения взвеси в нейтрализованной ПВ с добавкой 15 мг/л ПАА

Рис. II. Влияние количества добавляемого в нейтрализованную ПВ ПАА в зависимости от содержания в ней железа, г/л:

I — 0,3; 2 — 0,6; 3-І; 4 — 1,3; 5-2

nsa на скорость осаждения в присутствии ПАА приведены на рис.

10. Эмпирическая формула для случая с ПАА: У = 1/0,47 + 2,ЗХ.

На рве. Игпредставлено влияние количества дозируемого ПАА м скорость осаждения. Кривая а — aj показывает оптимальные количества добавляемого ПАА для воды с различным содержанием ила за.

Выбор типа отстойника осуществляли, исследуя процесс на опыт­но-промышленной установке, работающей на натурних стоках. В ооотаве установки — два горизонтальных отстойника бункерного ПШа, вертикальный: и радиальный отстойники. Лучшие результаты фиш получены при использовании вертикального и радиального от — отойников, которые устойчиво работали даже при повышении кон — цмтращи железа в воде до 2 г/л и более.

При отстаивании нейтрализованных вод образуются сильнообвод — Мвные осадки, составлявшие 3-Ю jt, ав отдельных случаях до 36 % объема обрабатываемых сточных вод. Влажность свежевыпавше­го осадка 98-99,5 %. По своим фильтрационным характеристикам МШ относястя к труднофильтруемым суспензиям. При их механичес­ком обезвоживании образуются сильносжимаемые осадки с козффици — мтом сжимаемости 0,3-0,7 в большим удельным сопротивлением.

В 1963-1970 гг. на опытно-промышленной базе по очистке про — Мводствнных стоков завода и в СвердПИИхиммаше были проведены ■ооледования по выбору методов и оборудования для механическо­го обезвоживания железогидратных осадков с использованием раз­личных центробежных машин (Н0ГШ-350, 0Т23М6-НК, А-205, ПС АЛ, СНГ-420, "Лваль", Н0ГШ-230, СТ-230, Н0ГСТ-350, НВ-350), вакуум — фвльтров (барабанных тушированных типа Б0У-І0, с намываемым олоем осадка типа Ш, ленточных типа ДУ), фильтрпресоов (рамных, •ПАКИ), роторных и керамических фильтров. Виш отработаны и опробованы с положительными результатами четыре типоразмера непрерывно действующих вертикальных сепараторов с гидромехани — юокой выгрузкой осадка (НВ-350, НВ-450, НВ-600, НВ-750) (ріс.

12 и 13) с расчетной производительностью по осадку соответствен — Ю 3; 9; 20 и 80 м3/ч. В результате проведенных исследований ЯП обезвоживания осадков на очистных сооружениях ЦХП ВИЗа были Шбраны фильтрпрессы ФПАКМ-25.

В предложенной схеме (рис. 14) очистка и повторное использо­вание кислых железосодержащих промывных вод непрерывно-травиль — янх агрегатов производятся по Замкнутому циклу, включающему «•дующие процессы: нейтрализацию 5 %-ши известковым молоком До {Я 9-10,5; добавление в воду ПАА и затравки активного гипса;

ЗЇ

Рис. 12. Сепаратор НВ=600М со скоростью вращения 3024 об/мин:

I — подача суспензии; 2 — слив утечек суспензии; 3 — выдача фугата; 4 — слив-утечек фугата; 5 — выдача осадка

Рис. 13. Сепаратор НВ=600М

отстаивание вода в вертикальних непрерывно действующих отстой­никах; разбавление и доочистку осветленной воды на кварцевых фильтрах. После такой обработки вода с pH 10,5-11, жесткостью 30-40 шоль/л и щелочностью 10-16 июль/л направляется на пов­торное использование и частично на обессолившие. Образующиеся при очистке железосодержащие осадки подвергаются окислению с

ш Y

Йіс. 14. Технологическая схема очистки и повторного использова — иля кислых железосодержащих ПВ травильных отделений:

I — накопитель-усреднитель; 2 — смеситель; 3 — камера хлопьеоб­разования; 4 — фильтрпресс ФПАКМ; 5 — фильтр; б — насосная стан­ція; 7 — сушилка СВЛ; 8 — камера получения магнетика; 9 — от­стойник; 10 — резервуар очищенной воды; I — ПВ; П — щелочь; Ш — еатравка; ІУ — флокулянт; У — осветленная вода; УІ — вода для подпитки системы; УЇЇ — очищенная вода на деминерализадионную

Г

тановку и в производство; УШ — сухой осадок на утилизацию или отвал; IX — пар; X — воздух; XI — осадок; ХП — уплотненный маг­нетитовий осадок; ХШ — вода от промывки фильтра; ХІУ — фильтрат

получением магнетита, уплотнению, и затем гипсожелезогидратный осадок обезвоживается на фильтрпрессах ФПАКМ-25, сушится и по­дается на утилизацию.

В процессе обработки трансформаторная сталь подвергается травлению в растворах кислот. При использовании серной кислоты ОТР содержат 2-15 г/л SiOz, 40-120 г/л Hz S 0Ч и 80-150 г/л Ft** . Накопление кремниевой кислоты в процессе травления ухудшает качество поверхности травленого металла, приводит к вспениванию и непроизводительной потере травильных растворов и •атрудняет из обычную очистку на вакуум-кристадлизационных ус­тановках. Поэтому предусматривается предварительное обескремнн — ваняе раствора. Обескремнивающие установки, разработанные Г. Д.Пащевским и другими, для ОТР после травления горячекатаной трансформаторной стали давно работают на ВИЗе и других заводах.

По проекту на очистные сооружения комплекса ЦХП должны были подаваться следующие маслосодержащие сточные воды: стоки от че­тыре хклетьевого стана, содержащие пальмовое масло или его заме — нхтели; стоки от промывки масло эмульсионных систем магнитных оепараторов и картеров стана, содержащие масла и взвеси; отра­ботанные маслоэмульсии и обезжиривающие растворы; промывные во­ды обезжиривающих установок. После проведения предварительных

опытов было решено очистку маслоэмульсионных стоков и обезжи­ривающих растворов проводить методом расслоения с последующей фильтрацией, возвратом в производство осветленной воды и утили­зацией или уничтожением выделенных маслоотходов.

В процессе производства трансформаторная сталь поступает в башенные печи для рекристаллизационного отжига. Предохранение от сваривания осуществляется путем нанесения на поверхность ме­талла термостойкого покрытия, состоящего в основном из оксида магния* Очистка и повторное использование стоков, содержащих мелкодисперсный оксид магния, производятся по схеме, приведен­ной на рлс. 15.

При создании безотходной системы весьма сложна проблема вы­вода растворимых солей из сточных вод. Солевой режим регулиру­ется продувкой. Для деминерализации продувочной воды была пред­ложена выпарная установка. Дистиллят с выпарной установки воз­вращался в оборот, а кубовые остатки доводились от сухого про­дукта.

Продувочные воды оборотных систем разделяются на две группы: маслосодержащие, ненасыщенные растворы натриевых солей; промыв­ные воды травильного отделения и регенерационные воды химводо — очистки ТЭЦ, которые представляют собой насыщенный раствор каль­циевых солей.

Создание СвердНИИхиммашем специальной выпарной установки для

Рис. 15. Технологическая схема очистки и повторного использова­ния стоков, содержащих мелкодисперсный оксид магния: I — резервуар-усредаитель; 2 — сгуститель; 3 — фильтрпресс ФПАКМ: 4 — сушилка: 5 — дозатор; 1 — сточная вода; П — раствор ПАА; Ш — осадок; ІУ — фильтрат; У — обезвоженный осадок; УІ — сухой осадок на утилизацию; УЇЇ — осветленная вода на повторное использование

обессоливания сточных вод, не имевшей аналогов в промышленной практике, потребовало проведения комплексных исследований в ла­бораторных и полупромышленных условиях. Выяснилось, что воды первой группы при упаривании пенятся, но не образуют твердых отложений при 50-кратном концентрировании; воды второй группы не пенятся, но склонны к образованию накипи на поверхностях теплообмена. Смесь вод ооеих групп при упаривании пенится и образует отложения. Поверхности теплообмена вследствие невоз­можности сброса оольшого количества растворов от химических промывок могут очищаться только механическим способом.

Поскольку до сих пор нет конструкции выпарных агрегатов, способных удовлетворительно работать при выпаривании одновре­менно пено — и накипеобразующих растворов, упаривание обеих групп стоков производилось раздельно. Пена, образующаяся при упаривании вод, содержащих даже небольшое количество масел и омыленных. жиров, может уноситься паром из сепаратора и загряз­нять дистиллят. Чтобы избежать ценообразования, на входе в се­паратор создают большие скорости и паросодержащие циркулирую­щего раствора, необходимые для механического разрушения пены.

Для разрушения пены наиболее приспособлен выпарной аппарат с кипением в трубках и вынесенной греющей камерой (рис. 16).

Схема тока пара и раствора в выпарной батарее для первой груп­пы сточных вод принята прямоточной как наиболее простая и на­дежная для некристаллизуицихся растворов* Греющим паром перво­го корпуса служит пар промышленного отбора турбин ТЭЦ. Темпера­тура кипения раствора в первом корпусе батареи принята 140 °С, а в последнем 80 °С, так как при определенной концентрация и низких температурах раствор становится студнеобразным.

Воды второй группы содержат насыщенный раствор С а so,

При упарке такого раствора наибольшие трудности вызывает отло­жение солей на поверхности теплообмена, что приводит к снижению производительности выпарных аппаратов и вызывает необходимость частых остановок для очистки поверхностей от образовавшихся отложений.

Кристаллизующиеся растворы целесообразно выпаривать в аппара­тах с принудительной циркуляцией и выносом кипения греющих тру­бок, так как отложения солей на поверхности теплообмена обуслов­лены пересыщением раствора, которое резко возрастает в местах интенсивного кипения. Применение принудительной циркуляции поз­воляет создать высокую скорость раствора в греющих трубках

Рис. 16. Выпарной аппарат с кипением в трубах и вынесенной гре­ющей камерой:

I — греющая камера; 2 — сепаратор; 3 — циркуляционная труба;

4 — жалюзийная ловушка; 5 — ситчатая тарелка; 6 — насадка из колец Рашита; I — вход флегмы; П — выход сокового пара: Ш — вход пара; ІУ — выход раствора; У — выход конденсата; УІ — вход растворов

Рис. 17. Вшарной аппарат с принудительной циркуляцией:

I — греющая камера; 2 — сепаратор; 3 — циркуляционная труба:

4 — жалюзийный отстойник; 5 — ситчатая тарелка; 6 — жалюзийная ловушка: I — выход сокового пара; П — вход флегмы; Ш — вход раст­вора; ІУ — вход пара; У — выход конденсата; УІ — выход раствора

(скорость циркуляции),что способствует уменьшению отложений со­лей и закупорки греющих ‘трубок. Поэтому воды второй группы упа­ривают в аппаратах с принудительной циркуляцией до концентрации солей 300-400 г/л, при которой растворы еще хорошо перекачивают­ся насосами (рис. 17). Предлагаемые конструкции выпарных аппара­тов были внедрены на ВИЗе и удовлетворительно работают.

Схема параллельного питания аппаратов раствором наиболее удобна для выпаривания кристаллизующихся растворов. Греющим па­

ром выпарной батареи служит соковый пар последнего корпус» ои тареи переработки первой группы сточных вод, что позволявт уин — личить кратность использования тепла и уменьшить расход пара ТЭЦ. Температура вторичного пара последнего корпуса принята равной 50 °С при температуре охлаждающей воды 30 °С.

Расход пара на выпарную установку определяется числом после­довательно установленных выпарных агрегатов. Чем больше число корпусов, тем меньше расход пара на единицу выпаренной воды, но при этом возрастают капитальные затраты. Для определения числа корпусов, при котором суммарные расходы минимальны, про­ведены оптимизационные расчеты. Расчет капитальных затрат вели на две параллельные нитки с полной производительностью 102 т/ч каждая, из которых одна резервная. Расчеты показали, что опти­мальной установкой. для условий ШЗа является шестикорпусная.

Полученный с выпарной установки кубовый остаток, кроме ми­неральных солей, содержит органические соединения, которые пол­ностью окисляются (сжигаются) при высокой температуре с получе­нием нетоксичных газообразных продуктов сгорания. Выгорание ор­ганических соединений начинается при температуре 400 °С. Для ускорения выгорания и, следовательно, уменьшения размеров ап­паратуры температуру еле, дует поддерживать более высокой, одна­ко это вызывает увеличение расхода топлива. Оптимальная темпе­ратура процесса 1000 °С. По данным лабораторных исследований, температура плавления золы около 1300 °С, следовательно, зола будет удаляться в порошкообразном состояние. Общий вид циклон­ной печи для сжигания кубовых осадков показан на рис. 18. Для очистки продуктов сгорания, удаляемых в атмосферу, применена

Рис. 18. Циклонная печь для сжигания кубовых остатков:

I — крышка; 2 — газовая горел­ка; 3 — кирпич зажигательного пояса; 4 — корпус; 5 — раствор­ная форсунка; 6 — огнеупорная обмазка; 7 — пережим; I — вы — хбд воды; П — вход воздуха;

Ш — вход газа; ІУ — выход ды­мовых газов и золы; У — вход вода

система из полного скруббера, батареи циклонов в насадочного скруббера.

На сжигание целесообразно додавать максимально концентриро­ванные стоки, поэтому в проекте принято концентрирование их до 40 % по массе сухого вещества* В этом случав стоки еще достаточ­но хорошо перекачиваются насосами и надежно транспортируются по трубопроводам. Аппаратурно-технологическая схема выпарной уста­новки приведена на рис. 19.

Установки по переработке сбросных вод первой группы состоят из четырехкорпусной прямоточной батареи с доупаривателем, осна­щенной выпарными аппаратами с кипением в греющих трубках; вод второй группы — из двухкорпусной батареи, оснащенной выпарными аппаратами с принудительной циркуляцией и вынесенной из грею­щих труб зоной кипения. По пару обе батареи объединены в одну шестикорцусную.

Поток воды первой группы поступает в бак II, затем насосами перекачивается через ряд подогревателей 4, где подогревается теплом, выделяющимся при конденсации вторичных паров выпарных аппаратов I и самоиспарителей 15 (I, П, Ш), после чего посту­пает в I корпус выпарной батареи I. По мере упаривания раст­вор последовательно перетекает во П, Ши ІУ корпусе батарей.

Из ІУ корпуса сконцентрированный в 25-30 раз раствор поступает в доупариватель 2, где концентрируется еще в два раза. Примене­ние доупаривателя дает возможность легко регулировать конечную концентрацию упаренного раствора. После доупаривателя рассол переливается в мешалку 14. Поток воды второй группы сливается в бак 12, откуда насосами подается параллельно в У и УІ корпу­са, где упаривается в 70 раз и сливается в мешалку. Циркуляция раствора осуществляется высокопроизводительными низконапорными насосами 3.

Греющим паром для греющих камер корпуса батареи I и доупари­вателя 2 является пар промышленного отбора турбин ТЭЦ, парамет­ры которого регулируются в редукционно-охладительном устройстве (РОУ). Греющим паром каждого последующего аппарата является вторичный пар предыдущего. Вторичный пар из УІ корпуса подает­ся в конденсатор 5. Основная часть конденсата из греющей каме­ры батареи I корпуса и доупаривателя через самоиспаритель 15 (УІ) насосами возвращается на ТЭЦ, а часть его подается на ув­лажнитель РСУ. Конденсат из греющих камер П, Ш, ІУ и У корпусов проходит через самоиспаритель 15 (І-ЇУ); часть этого конденсата вдет на тарелки сепараторов I-ІУ корпусов, на охлаждение печи,

Рис, 19, Агшаратурно-технологическая схема вшарной установки ЗИЗа

а оставшаяся часть поступает в оборотный цикл. Конденсат из грешей камери УІ корпуса и из конденсатора 5 проходит через самоиспаритель 15 (У); часть его поступает на тарелки сепара­торов У и УІ корпусов, на уплотнение сальников насосов, а остав­шаяся часть — в оборотный цикл. Концентрированный рассол из ме­шалки 14 насосами подается через форсунки в циклонную ночь 6,

-где происходит выжигание органических веществ из рассола и суш­ки солей до порошкообразного состояния.

Топливом для циклонной печи является природный газ. После сгорания в циклонной камере природного газа и сушки стоков об­разовавшиеся дымовые газы поступают в полый скруббер 8, где они охлаадаются, а затем в циклонную батарею 7 для очистки от золы* Зола падает в бункер, а дымовые газы поступают в наса — дочный скруббер 10, где происходит их доочистка от мелких фракций золы. Очищенные дымовые газы вентилятором выводятся через дымовую трубу в атмосферу. Зола, осевшая в полом скруб­бере, пневмотранспортом удаляется в циклонную батарею, из цик­лонов попадает в бункерную установку 9, откуда автомашиной пе­риодически вывозится вместе с металлургическими шлаками. На орошение скрубберов подается исходный раствор. Отработанный раствор из скрубберов сливается в баки исходного раствора.

Для обеспечения пуска резервной установки и опорожнения ап­паратов предусмотрен специальный бак. Запас конденсата, необ­ходимого на собственные, нужды установки, создается в баке кон­денсата 13. Вакуум в подогревателях, выпарных аппаратах и кон­денсаторе создается и поддерживается вакуум-насосом. Выход не — конденсирующихся газов из греющих камер выпарных аппаратов и подогревателей предусмотрен в общий коллектор, из которого га­зы поступают в конденсатор 5. Неконденсирующиеся газы из кон­денсатора удаляются в атмосферу.

Для создания гидроуплотнения в сальниках циркуляционных на­сосов конденсат насосами подается из бака 13. Уплотнение саль­ников в конденсатных насосах создается конденсатом из напорной динии этих насосов. Отработанный конденсат от сальников насосов сливается в канализацию. На время остановки батареи раствор из выпарных аппаратов І-ІУ и подогревателей 4 сливается в общий коллектор и насосами подается в бак II, раствор второй группы из выпарных аппаратов У, УІ сливается в коллектор.

Для термического обезвреживания маслосодержащих отходов (6 т/ч), выделенных на блоке очистных сооружений (БОС) и уловлен­ных в заводском ливнеотстойнике, была запроектирована установка

сжигания маслоотходов (УСМО). Состав отходов, поступающих на ус­тановку, %: 15 масла и эмульсии, 15 твердые примеси, остальное — вода. В состав установки входят три технологические нитки (2 ра­бочие и I резервная) производительностью 3 т/ч каждая.

Масляные отходы перекачиваются на установку по трубам либо привозятся автотранспортом. После усреднения стоки сжигаются в циклонной печи, отапливаемой природным газом. Продукты сго­рания из печи поступают в скруббер; здесь газы охлаждаются во­дой, осевший твердый остаток удаляется в отвал. Затем газы очищаются в газопромывателе и выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу. Пульпа из газопромывателя передается на очист­ные сооружения.

Установка состоит из четырех основных узлов: подготовки и подачи маслоотходов на сжигание; циклонной печи, где пройсхо-

Рис. 20. Принципиальная схема установки сжигания маслоотходов ВИЗа: I — дымовая труба: 2 — вихревой газопромыватель; 3 — циклонная печь; 4 — питающий бак; 5 — насос; 6 — дымосос; 7 — шнек; 8 — бункер шлама; 9 — фильтрпресс; 10 — шламовый насос; II — венти­лятор; 12 — мешалка; 13 — змеевик обогрева; 14 — барботер; 15 — приемная емкость маслоотходов; 16 — насос; 17 — рабочая емкость; 18 — насос подачи маслоотходов; I — природный газ; П — пар; Ш — воздух; ІУ — маслоотходы

дит сжигание стоков, охлаждение дымовых га:юн я частично улав­ливание твердых частиц пыли и плава; системы газоочистки;

КИПиА (рис. 20).

Проект безотходной системы водного хозяйства выполнен Урал — гипромезом (генпроектировщик) с привлечением других проектных организаций. При доработке проекта опытно-промышленных соору­жений по очистке и повторному использованию сточных вод комп­лекса ЦХП горизонтальные отстойники периодического действия были заменены на вертикальные* непрерывно действующие. В техно­логических схемах стоки от промывки магнитных сепараторов, кар­теров стана, маслоэмульсионных систем и обезжиривающие растворы предусмотрено обрабатывать совместно, а отработанные эмульсии подавать на установку сжигания. Эти изменения позволили сущест­венно упростить очистные сооружения и освободить часть оборудо­вания. Так, вместо 28 фильтрпрессов ФПАКМ-25 установлено 18.

Очистные сооружения размещены в нескольких зданиях. Перера­ботка травильных растворов осуществляется на отдельно стоящей кремнекупоросной установке, которая входит в состав травильно­го отделения ЦХП. Обработка остальных стоков осуществляется на БОС, который состоит из: собственно здания блока; здания, в ко­тором расположены установка сжигания маслоотходов и флотоуста — новка; здания выпарной установки; непрерывно действующих гори­зонтальных отстойников, расположенных вне здания. БОС организа­ционно входит в состав цеха водоснабжения и очистки промышлен­ных стоков завода (ВОПС). Кроме этого, в систему водного хозяй­ства комплекса ЦХП входят сети, градирни, насосные станции, водонапорные башни и др.

По проекту в систему водного хозяйства вошли сооружения чистого оборотного цикла водоснабжения мощностью 528 тыс. м3/сут и сооружения для очистки промышленных стоков мощностью 36,3 тыс. м3/сут. Общая стоимость водного хозяйства составила 22 млн. руб., в том числе комплекса очистных сооружений 15 млн. руб.

Освоение и совершенствование замкнутой безотходной системы водного хозяйства комплекса ЦХП

В 1973 г. была сдана в эксплуатацию в составе комплекса ЦХП замкнутая безотходная система водного хозяйства (рис. 21). Пус- ко-наладочные работы в системе проводились одновременно с ос­воением производства холоднокатаной трансформаторной стали, поэтому требовалось проводить наладку, не допуская загрязнения

Рис, 21. Очистные сооружения ЦХП ВИЗа (здание выпарной установки БОС, флотоустановки и УСМО)

окрухаххцей среды и обеспечив выполнение программы производства стали.

Совершенствование системы водного хозяйства велось параллель­но по двум направлениям: освоение собственно системы водного хозяйства; перестройка технологического процесса производства стали с целью уменьшения количества загрязнений, сточных вод и увеличения количества оборотной воды.

Регенерация отработанных травильных растворов производилась на кремнекупорасной установке (рис. 22).

ftic. 22. Очистные сооружения ЦХП ВИЗа (здание кремнекупоросной установки и заводской ливнеотстойник)

Технологическая схема очистки и повторного использования про­мивних вод непрерывно-травильных агрегатов совершенствовалась в нескольких направлениях.

Для улучшения качества травленого металла и сокращения коли­чества стоков заводом совместно с НПО "Энергосталь” была разра­ботана и внедрена противоточная каскадная водно-воздушйая про­мывка (рис. 23), где вместо очищенной промывной воды стали при­менять воду чистого оборотного цикла. Внедрение новой системы сократило расход воды в четыре раза, но соответственно повыси­лась концентрация примесей в ней. Очищать такую воду чрезвычай­но сложно. Потребовалось существенно изменить схему: ввести до­полнительные камеры реакции, оборудованные мешалкими, сгустите­ли осадка и др. Всю очищенную воду стали подавать на выпарку, предварительно подвергая ее содовому умягчению. Для улучшения процесса механического обезвоживания начали подучать магнетитовий осадок, что позволило увеличить удельную производительность фильт­ров ФПАКМ с 3-4 до 8-Ю кгДм2- ч). Налажено измерение расходов стоков, гидравлических нагрузок на сооружения.

Особое внимание обращалось на надежность и стабилизацию работы основного оборудования отделения механического обезвоживания осад­ков, так как от этого в основном зависят производительность и качество очистки. Для улучшения работы и повышения экономичнос­ти узла обезвоживания осадка были проведены следующие работы: выполнен раздельный отвод фильтрата с каждого фильтрпресса в сборную емкость, что позволило осуществлять визуальный контроль за его качеством; для улучшения качества фильтрата применены фильтрующие салфетки; отжим отфильтрованного осадка осуществлял-

Рис. 23. Схема противо — точной каскадной водно­воздушной промывки трав­леного рулонного метал­ла:

■ I — травильные ванны;

2 — ванны промывки холод­ной водой; 3 — ванны про­мывки горячей водой: 4 — сооружения очистки ПВ;

5 — выпарная установка;

6 — резервуар воды чисто­го оборотного цикла; I — травленый рулонный ме­талл; П — воздух; Ш — вода чистого оборотного цикла

Рис. 24. Общий вид участка механического обезвоживания осадков БОС, оборудованного фильтрпрессами ФПАКМ-25

ся сжатым воздухом, что позволило отказаться от водонасосной станции и значительно упростило обслуживание фильтрпрессов; чтобы исключить зависание шлама в бункерах-накопителях и облег­чить выгрузку обезвоженного шлама в автомашины, на стенках бун­керов смонтированы вибраторы, а затворы бункеров выполнены в ви­де шиберов с пневматическим приводом. В результате проведенных работ достигнута надежная и бесперебойная работа узла обезвожи­вания осадка (рис. 24).

Уже первый опыт работы показал, что очистка и повторное ис­пользование маслосодержащих стоков — чрезвычайно сложная проо — лема вследствие значительного их количества, сложности очистки и высоких требований, предъявляемых технологами к качеству обо­ротной воды. На заводе пошли по пути резкого снижения количест­ва маслосодержащих стоков и обработки их в одной (так называе­мой "объединенной") схеме. Так, изменение технологии промывки обезжиренной прлосы перед термообработкой на агрегатах рекрис — таллизационного и обезуглероживающего отжига привело к сокраще­нию потребления воды в четыре раза — с 84 до 20 м3/ч. Изменонио конструкции системы удаления шлама магнитных сепараторов позво­ляло сократить сток этой категории стоков с 20 м3/ч до 20 м’Усут. Существенно улучшили извлечение маслоотходов из сточных вод.

Вместо горизонтальных были применены радиальные отстойники площадью 120 м2 с удалением плавающих примесей скребковым меха­низмом (рис. 25). Освободившиеся горизонтальные отстойники пло-

Рис. 25. Отстойник и флотатор объединенной схемы (общий вид)

Рис. 26. Переработка маолооодержащих сто­ков:

I — усреднитель; 2 — отстойник; 3 — бак — расходомер; 4 — фло­татор; 5 — резервуар осветленной воды;

6 — выпарная уста­новка; 7 — резервуар конденсата; 8 — сгус­титель; 9 — резервуар подготовки стоков к сжиганию; 10 — уста­новка сжигания масло — отходов; II — сооруже­ния чистого оборотного цикла; 12 — ЦХП; I — конденсат: П — пенный продукт; Ш — масло — соде ркащие сточные воды; IУ — стоки га­зоочистки

щадью 1000 м2, расположенные вне здания, были переоборудованы в бассейны для разведения карпа. Выращивание молоди организова­но на специальном участке БОС. Производительность рыбного хозяй­ства составляет около 200 т карпа в год.

Внедрена схема разложения эмульсии травильными стоками вмес­то их сжигания; после разложения маслоотходы подаются на УСМО, а вода очищается в объединенной схеме (рис. 26).

Освоение первой в стране опытно-промышленной выпарной уста­новки для оёессоливания продувочных вод вызвало значительные трудности (рис. 27). Стоки второй группы с жесткостью 15-37 мг-экв/л не удалось обрабатывать, как было предусмотрено проектом, без предварительного "грубого" умягчения.

Интересные результаты по борьбе с отложениями в выпарных аппаратах были подучены на ВИЗе при применении нового реаген­та — ингибитора отложения минеральных солей (ИОМС). Ненасыщен­ные растворы натриевых солей подаются в выпарную батарею (см. рис. 19), проходят последовательно батареи I-ІУ и после упари­вания з 30-40 раз направляются на УСМО. Комплексон ИОМС вводит­ся в батарею I в количестве 0,5 мг/л; при этом насыщенные раст­воры кальциевых солей подаются параллельными потоками в батареи

Рис. 27. Общий вид выпарной установки ЦХП ВИЗа

У и Уі о предварительной обработкой комплексоном ИОМС в коли­честве 4 мг/л, упариваются в 6-8 (но не более 10) раз, равномер­но выводятся из выпарных аппаратов и направляются на обезвожи­вание. Кристаллический сульфат кальция выделяется фильтрованием на фильтрпрессах, а фильтрат возвращается на упаривание с новой порцией насыщенных растворов кальциевых солей.

В результате внедрения нового режима обработки сточных вод на выпарной установке с использованием комплексона ИОМС обеспе­чивается снижение скорости образования отложений на теплопере­дающих поверхностях выпарных аппаратов по насыщенным растворам натриевых солей примерно в 9, а по насыщенным растворам кальци­евых солей — в 10 раз. Это дало следующие положительные резуль­таты: а) снижается величина среднего удельного расхода пара на I м3 выпарных стоков с 0,34-0,36 до 0,23-0,24 т/м3 при норме 0,32 т/м3; б) возрастает продолжительность межремонтного пери­ода работы выпарной установки (длительность каждого рабочего цикла) с 60-70 до 150 сут с увеличением количества сточных вод, переработанных за одон цикл, со 100 до 220-240 тыс. м3; в) улуч­шается качество конденсата, получаемого при выпаривании сточных вод; г) исключаются затраты на термическую сушку упаренных на­сыщенных растворов кальциевых солей. До применения ИОМС за три месяца работы установка теряла до 70 % производительности; при применении ингибитора эта потеря составила за тот же период только 15 %.

Технические показатели работы установки приведены в 1-м изда­нии данной книги и они практически не изменились. Внедрен без — накипный режим регенеративного подогрева. Установка работает стабильно. Однако повышение цен на топливо и материалы привело к увеличению стоимости пара, газа и других энергоресурсов, применяемых при очистке сточных вод. Это в свою очередь ска­залось на стоимости обработки стоков; так, стоимость обессо — ливания одного I м3 стока на выпарной установке увеличилась вдвое и составила более 2 руб.

Сбор, подготовка и огневое обезвреживание маслосодержащих отходов на УСМО выдвинули на первый план экологические пробле­мы. Необходимо было значительно уменьшить количество сжигаемых отходов с одновременным увеличением в них органических состав­ляющих. Усреднение и подогрев маслоотходов осуществляются в двух приемных резервуарах емкостью по 150 м3. Для удаления из маслостоков грубодисперсных примесей на сливах маслоотходов установлены фильтрующие коробки. Применение сжатого воздуха

Рис. 28. Общий вид циклонных печей УСМО ЦХП ВИЗа

вместо механических мешалок позволило добитьоя качественного перемешивания. Втрое увеличено время отстаивания; осветленную воду подают на переработку в объединенную схему.

Значительный эффект получен при использовании для распыления маслостоков в печи центробежными форсунками конструкции В. С.Юр — кина и др. (рис. 28). В этих форсунках значительно уменьшена вероятность забивания выходного сопла за счет сепарации взве­шенных частиц. Кроме того, сепарирующая способность форсунки увеличивает в маслостоках содержание масел. Исключена возмож­ность прогорания и разрушения форсунки, поскольку она непрерыв­но охлаждается циркулирующими маслоотходами. В результате уда­лось повысить содержание горючих примесей до 30 % (по массе), что резко сократило потребление на — УСМО природного газа.

Рассмотрим работу узла газоочистки, поскольку вторичное заг­рязнение окружающей среды отходящими газами является главным аргументом противников метода огневого уничтожения отходов. На УСМО для основной очистки газов используется вихревой газопро­мыватель ВТ (рис. 29) прямоугольного селения’с расположенными по высоте шихты полками. Удаление шлама из бункера газопромыва­теля осуществляется циркуляционным "шламовым” насосом при пос­тоянном обороте воды в бункере газопромывателя, откуда до 50 % этой воды подается на очистку. Регулирование подачи води в га­зопромывателе в зависимости от его гидросопротивления автомата-

Рис. 29, Схема вихревого газопро­мывателя УСМО ЦХП ШЗа:

I — шахта; 2 — полки: 3 — бункер; 4 — шибер-элерон; 5 — подводя­

щий патрубок; I — вывод очищен­ного газа; П — ввод пылегазово­го потока

зировано. Несмотря на удовлет­ворительную в делом работу сис­темы газоочистки УСМО, имеются случаи выброса вредных веществ (акролеина, оксвдов азота и др.). в атмосферу в количествах, превы­шающих допустимые. Работы по совер­шенствованию системы газоочистки продолжаются •

Освободившиеся мощности УСМО позволили принимать и — обрабаты­вать маслоотходы других метал­лообрабатывающих предприятий ("Уралкабель", Уральский завод прецизионных сплавов и др.). По мнению автора, будущее именно за кооперативным использованием хвостовых установок и прежде всего таких энергоемких, как ус­тановки сжигания и обессиливания. К сожалению, стоимость сжи­гания I т маслоотходов в настоящее время составляет около 18 руб. (в 1980 г. — 9,5 руб.).

Отметим, что ЗСВ комплекса ЦХП работает стабильно и эффек­тивно, полностью обеспечивая проведение сложного технологичес­кого процесса производства холоднокатаной трансформаторной стали. В системе имеется и необходимый резерв для развития производства.

Серьезным недостатком в работе ЗСВ является то, что узел сушки осадков в БОС, оборудованный двумя сушилками типа СНЕ, не используется* Это привело к тому, что гипсовый завод отка­зался принимать сильнообводненнке (влажностью 65-70 %) легко — смерзающиеся гипсожелезистые осадки для добавки их к природ­ному гипсу. Вопросы сушки осадков весьма принципиальны и в ус­ловиях хозрасчета приходится выбирать между дополнительными

затратами на этот процесс и возможностью получать легкоутилизи- руемый (сухой) осадок. К сожалению, на практике сушка осадка внедряется пока медленно.

Ранее отмечалось, что стоимость ЗСВ не превышает 3 % от стоимости всего комплекса ЦХП завода. Срок окупаемости системы составил около двух лет. Однако опыт создания и внедерния замк­нутой системы "типа ВИЗ" по-настоящему стал распространяться только в восьмидесятых годах. Но такие системы приемлемы для крупных вододотребителей со сравнительно небольшим количеством загрязнителей. Поэтому работы по созданию разнообразных ЗСВ различной стоимости (в том числе дешевых) должны быть продол­жены.

Комментарии запрещены.