ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ И МЕТАЛ ООБРАБАТЫВАЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
1. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ И КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛНОГО ХОЗЯЙСТВА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ И МЕТАЛОООБРАБАТЫВАЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
ПРОБЛЕМЫ НОРМИРОВАНИЯ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ
Металлургические и металлообрабатывающие предприятия являются в настоящее время одним из основных потребителей воды. 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 %9 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.
Наибольшие затруднения при очистке и повторном использовании представляют стоки, загрязненные взвешенными и растворимыми веществами. Качественный состав сточных вод зависит от вида и интенсивности производства, а также от совершенства системы водного хозяйства на данном предприятии. Большое количество загрязнений содержат стоки предприятий черной металлургии. Нерастворимые примеси (твердые частицы оксидов, железа, пустой породы, угля и др.) и органические загрязнители (масла, нефтепродукты, смолы и др.) поступают с горно-рудного, доменного, сталеплавильного, прокатного переделов, коксохимического производства, аглофабрик, а также от энергетического, транспортного и ремонтно-механичес — кого хозяйств. Растворимые примеси (неорганические соли, кислоты, щелочи, органические вещества) поступают от процессов обработки поверхности металла, коксохимического и доменного производств, теплосиловых установок и др. Данные об образовании высокоминерализованных стоков на предприятиях черной металлургии представлены в табл. I.
Сточные воды предприятий цветной металлургии содержат грубо — дисперсные примеси, флотореагенты (ксантогенаты, цианиды, нефтепродукты) г ионы тяжелых металлов, сульфаты, хлориды, мышьяк, сурьму, ртуть и др. Загрязненные стоки машиностроительных предприятий содержат неорганические грубодисперсные примеси, нефтепродукты, слаборазлагапциеся ПАВ, фосфаты, органические вещест-
ва (бензин, трихлорэтилен, четыреххлористый утл0род и др.). неорганические растворимые соли (в стоках травильных и гальванических производств) и т. д. Примерное соотношение стоков по преимущественным загрязнителям, %: содержащие механические пра — меси 60, эфирорастворимые примеси 25, химически растворимые примеси 15. Обработка таких сточных вод с целью повторного использования и является основной задачей водного хозяйства рас — сматриваемых отраслей.
Приведенные ниже данные характеризуют динамику водопотребления в черной, цветной металлургии и машиностроении, км3 (в числителе — потребление свехей воды, в знаменателе — оборотное водоснабжение):
1985 г. 1986 г. 1987 г. 1988 г.
Черная металдургия… 6,3/32,0 6,1/32,6 5,8/39,9 5,7/35,0
Цветная металлургия.. 2,1/10,6 1,9/11,2 2,0/13,4 2,5/15,5
Машиностроение……… 5,5/13,0 5,8/14,1 6,2/14,5 6,5/16,1
Приведенные данные отражают общее положение в промышленном водоснабжении страны, объем которого в настоящее время составляет около 95 км3 свежей воды в год. В 1980 по 1982 г. потребность в свежей воде увеличилась, однако начиная с 1983 г. происходит постоянное незначительное снижение водопотребления, несмотря на рост (свыше 30 % за период с 1980 по 1985 г.) использования воды в оборотно-повторных системах.
При сохранении современного технического уровня водопользования можно предполагать, что при увеличении промышленного потенциала страны вдвое годовое валовое промышленное водопотреб — ление может составить 700-750 км3, а потребность в свежей воде при современном уровне водооборота, вероятно, достигнет 200-250 км3.
Такие объемы водопользования в промышленности требуют значительных капиталовложений, материальных и трудовых ресурсов на обустройстве водных объектов, водозаборных, транспортных, водоподготовительных и очистных сооружений. Поэтому необходимо широкое внедрение водосберегающих технологий, дальнейшее развитие систем оборотного использования воды, доля которых должна быть доведена в среднем по стране до 90 %. Выполнение этих задач вполне реально. За период с I960 по 1985 г. использование вода в оборотных и последовательно-оборотных системах на промышленные нужды в стране увеличилось с 42 до 70 %f что позволило сэкономить более 240 км3 свежей воды.
Высокий уровень оборотного водоснабжения (85-91 %) в настоящее время уже достигнут в ряде отраслей: нефтехимической, черной и цветной металлургии, омической» некоторых машиностроительных и др. Так, большинство предприятий черной металлургии имеет оборотные системы, а более 200 из них довели использование воды в оборотных системах до 93-96 %. Ряд предприятий имеет еще более высокие показатели (Макеевский металлургический комбинат 97,8 %, Лисаковский ГОК 96,7 %9 Енакиевский металлургический завод 97 %, Орско-Халиловский металлургический комбинат 96,1 % и др.), а некоторые предприятия работают по бессточной системе водопользования (Верх-Исетский металлургический, Ключевской завод ферросплавов, Верхнеднепровский ГОК и др.).
В цветной металлургии около 180 предприятий имеют оборотные системы, из которых 42 % предприятий имеют водооборот более 90 %9 а ряд заводов — еще более высокие показатели (например, Павлодарский алюминиевый завод 95,2 % и др.). Некоторые заводы работают по бессточной системе водопользования (Чимкентский свинцовый завод, Зояотушинская обогатительная фабрика, Алтайский горно-обогатительный комбинат, Березовская фабрика Иртышского полиметаллического комбината и др.).
Примерно такие хе тенденции наблюдаются и в промышленно развитых странах. Возрастает доля воды, используемой в обороте на заводах черной металлургии. В Японии она составила в 1980 г.
87 £, в 1985 г. 88,7 %, на отдельных заводах доля оборотного водоснабжения приближается к 97 %. Так, на заводах фирмы "Син нишон сэйтэцу", в Оите и Кимицу она достигла 94,9 и 95,2 % соответственно, фирмы иКобэ сэйкосё" в Кобэ и Какогаве превысила 96 %, фирмы "Нипион кокан" в Огисиме 97 %. Самый высокий уровень использования воды в обороте в среднем по отрасли в ФРГ, где уже в 1982 г. он превысил 90 %.
Использование воды в оборотных системах всегда связано с решением вопроса о ее пригодности по содержанию взвешенных веществ и растворимых примесей.
В зарубежной практике для воды, вступающей в непосредственный контакт с загрязнениями, содержание растворимых веществ обычно не должно превышать 1000 мг/л, в том числе хлоридов не более 175 мг/л. Вода, используемая в системах газоочистки, не должна содержать взвешенных веществ более 200 мг/л. Более подробные данные о нормах качества воды, применяемых в японской практике, приведены в табл. 2.
Требования, предъявляемые к качеству оборотной воды, решающим образом сказываются на возможности рециркуляции воды в обо-
|
Таблица 3. Расход» воды, вступающей в контакт с загрязняющими веществами
|
ротных системах, так как очистка, а особенно обессоливание воды — достаточно дорогие мероприятия. Любопытна опенка возможности использования воды в оборотных циклах, рассчитанная американскими учеными для завода с полным циклом производительностью 3,6 млн. т/год стали (табл. 3).
Приведенные в табл. 3 требования к оборотной воде, по мнению автора, завышены в 2-3 раза.
Огромное значение для рационального использования воды на промышленных предприятиях имеет водонормирование и главное постоянное плановое снижение удельных норм водопотребления, особенно по свежей воде. В нашей стране постоянно проводится работа по определению и совершенствованию норм водопотребления и водоотведения и требований к качеству воды с учетом развития производства.
В табл. 4 приведены укрупненные нормы водопотребления по продукции черной металлургии, характеризующие динамику изменения структуры водного хозяйства отрасли. В настоящее время наблюдается некоторое увеличение удельного расхода воды, связанное с тем, что технология производства стали дополнилась водоемкими подготовительными и отделочными операциями. Увеличился расход
воды на очистку газов (25 % от общего водопотребления). Однако, несмотря на это, потребление свежей вода в сброс сточных вод приобрели устойчивую тенденцию к сокращению, так как постоянно увеличивается доля оборотной воды. Но и при этом необходимо совершенствовать технологию, внедрять маловодные и безводные процессы, соблюдать технологическую дисциплину, поскольку этот резерв может быть в скором времени (вероятно, уже к концу века) исчерпан при достижении теоретически возможного водооборота (93-97 %).
Наилучших результатов в нормировании использования водных ресурсов достигли предприятия, снизившие в результате нормирования потребление свежей воды, %:
Новокриворожский ГОК……………………. 38,0
Дружковское рудоуправление……………….. 34,9
Трубный завод им. Якубовского………………. 34,6
"Лентруболит" ……………………….. Г7,6
Таганрогский металлургический завод…………… 18,0
"Сарканайс металургс* …………………… 7,2
В целом оо отрасли в результате внедрения прогрессивных норм удалось не только стабилизировать потребление свежей вода, но и добиться постоянного снижения норм использования водных ресурсов. В результате нормирования потребление свежей вода сокращено более чем на 350 млн. м8/год. Ориентировочная оценка показывает, что сокращение потребления вода по отрасли только на 10 % дает экономию эксплуатационных затрат на водообеспечение не менее 10 млн. руб. в год.
В цветной металлургии проблема водонормирования усложнилась из-за существенного ухудшения рудной базн: переработки трудао- обогатимых руд, полупродуктов, отходов производства и забалансовых руд, что привело к увеличению водопотребления, топлива, реагентов и др.
В машиностроении, где темпы роста водопотребления, в том числе и свежей вода, наиболее высокие в отечественной промышленности, эти задачи еще актуальнее. К сожалению, часто наблюдается увеличение норм водопотребления (по сравнению со средними) в новых цехах с современными высокопроизводительными агрегатами.