Тандем - 2, шлакоблочные станки, бетоносмесители


Производство оборудования и технологии
Рубрики

Очистка сточных вод прокатного производства

Стоки прокатного производства, как и стоки коксохима, относятся к наибо­лее загрязненным и трудноперерабатываемым в черной металлургии. Следует помнить, что прокатный передел выдает основную продукцию, качество кото­рой напрямую зависит от успешной работы водного хозяйства этого передела.

Сточные воды прокатного производства, содержащие неорганические взве­шенные вещества, образуются в цехах горячей прокатки от листопрокатных станов, машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) и машин огневой зачи­стки (МОЗ). Наибольшее количество стоков, загрязненных окалиной и масла­ми, образуется при прокатке.

Для возможности повторного использования сточные воды необходимо очи­щать до остаточного содержания окалины 40-60 мг/дм3, масла 15-20 мг/дм.

Стоки обрабатываются по следующей технологической схеме. Первичная очистка от крупных частиц окалины осуществляется в ямах для окалины раз­личного типа (прямоугольных, цилиндрических, гидроциклических) и грубых сетчатых фильтрах. Вторичная очистка от взвешенных веществ и масел осу­ществляется в горизонтальных и радиальных отстойниках или гидроцикло­нах, Третья ступень очистки требуется для устранения дебаланса оборотной воды, возникающего при наличии потребителей, которым необходимо пода­вать воду с малым содержанием взвешенных веществ (5-Ю мг/дм3) и от кото­рых она отходит загрязненной окалиной.

Кроме фильтров с зернистой загрузкой (повышенной грязеемкости. С зерни­стой плавающей загрузкой) и сетчатых фильтров для третьей ступени очистки применяют электромагнитные фильтры и сверхскоростные гравийные или песчаные фильтры. Такие фильтры очищают сточные веды с содержанием взве­шенных твердых частиц не более 100 мг/дм3 до остаточного содержания их 5~ 8 мг/дм3 при гидравлической нагрузке 25-35 м3/(м2-ч).

Осветленная вода используется повторно. Осадок может содержать, в зави­симости от технологии прокатки, различное количество масел, что и опреде­ляет, в конечном счете, его утилизационную ценность. Сточные воды мндз загрязнены, кроме окалины и масла, продуктами разложения технологичес­ких составов, применяемых для обработки поверхности заготовок. Это обус­ловливает некоторые изменения в их обработке. После удаления грубодиспер — сных примесей (ЩП) в яме для окалины стоки рекомендуется очищать в от­стойниках-флотаторах напорного типа с нагрузкой до 4 м3/(м2-ч). Применение умягченной воды позволяет замкнуть цикл.

Сточные веды МОЗ обычно очищают совместно с окалиномаслосодержа­щими стоками. Однако может применяться и самостоятельная очистка по схе­ме: удаление из стока ГДП в яме дія окалины, последующая фильтрация на фильтрах с зернистой заірузкой.

В цехах холодной прокатки образуется много маслосодержащих сточных вод. В них масла, под которыми подразумеваются практически нераствори­мые в воде жидкие углеводороды сырой иефти, смол, растительных и мине­ральных масел, животных жиров, легких и тяжелых топлив, находятся в пле­ночном, капельном, коллоидном, эмульгированном и растворенном состоянии. Очистка маслосодержащих сточных вод может производиться как на локаль­ных, так и на общезаводских сооружениях с использованием механических, физико-химических и биохимических методов. Степень очистки зависит от того, будут ли очищенные воды повторно использоваться в производстве, по­даваться на общегородские очистные сооружения или сбрасываться в водоем. В первом случае достаточно удалить только большую часть масел, не подвер­гая все стоки глубокой очистке, в остальных случаях необходима глубокая очи­стка.

В цехах цинкования и лужения применяют установки для обессоливания под — питочной или циркуляционной воды в замкнутых контурах окончательной про­мывки изделий. Для приготовления больших эмульсионных ванн также тре­буется очень чистая и мягкая вода.

На локальных очистных сооружениях очищают маслосодержащие стоки пе­ред их повторным использованием. Обычно это смазочно-охлаждающие жид­кости (СОЖ), прокатные смазки, окалиномаслосодержащие стоки, промывоч­ные стоки от маслоэмульсионных систем, стоки обезжиривающих установок, окрасочных отделений и др.; очистка стоков производится с использованием механических (отстаивание, фильтрование, центробежное разделение) и фи­зико-химических (коагуляция, флокуляция, сорбция, флотация, экстракция, электрокоагуляция, электрофлотация, окисление, ионный обмен, обратный осмос) методов. Выделенные в процессе очистки маслосодержащие отходы уничтожают, реже — утилизируют.

В качестве примера можно привести локальные сооружения по обработке маслосодержащих стоков — так называемая объединенная схема очистки сто­ков (рис. 5.22 — от промывки картеров станов, содержащих масла и взвеси, отработанных маслоэмульсий обезжиривающих растворов, промывных вся обезжиривающих установок и маслоэмульсионных систем цеха холодной про­катки трансформаторной стали ВИЗа (Екатеринбург). После очистки и конди­ционирования вода используется повторно, а выделенные осадки сжигаются.

Рис. 5.22. Переработка маслосодержащих стоков ВИЗа: 1 — усреднитель; 2 — отстойник; 3 — бак — расходомер; 4 — флот атор; 5 — резервуар осветленной воды; 6—выпарная установка; 7—резерву­ар конденсата; 8 — сгуститель; 9 — резервуар подготовки стоков к сжиганию; 10 — установка сжи­гания маслоотходов; II — сооружения чистого оборотного цикла; 12 — ЦХП:

I— конденсат; U—пенный продукт; III—маслосодержащие стотаые воды; IV—стокн газоочистки

Наибольшие затруднения вызывает очистка стоков, загрязненных химичес­ки растворимыми неорганическими веществами: кислотами, щелочами, соля­ми. Такие стоки появляются при обработке поверхности металла при травле­нии, полировке, нанесении гальванических покрытий и др.; образуются два вида стоков: отработанные концентрированные технологические растворы, слабоконцентрированные промывочные жидкости. Концентрированные раство­ры практически всегда обрабатывают (очищают) т локальных установках (на­пример, купоросных), являющихся составной частью основного производства, после чего используют повторно, а выделенные продукты утилизируют. Про­мывочные воды чаще всего обрабатывают на различных нейтрадизационных установках. В настоящее время очищенная вода из-за наличия растворимых солей используется повторно в совершенно недостаточном количестве (не бо­лее 10-15 % первоначального объема). Сброс ее в водоемы в районах развито­го производства почти всегда нежелателен, поэтому обработка таких стоков создает проблему их деминерализации перед повторным использованием.

Остановимся более подробно на ставшей уже классической нейтрализаци — онной установке ВИЗа, на которой производится обработка промышленных железосодержащих сернокислотных вод (ПВ) травильных отделений. Этот

Рте. 5.23. Отстойник и фяокгер объединенной схемы млека, очистят сооружении ЦХП ВИЗа (обший вид)

пример показывает порядок работы при разработке локальных установок. Ней­трализация ПВ приводит к образованию в воде взвешенных веществ, обычно удаляемых из нее путем осаждения (рис. 5.23). При этом большое значение имеет структура осадка: крупные и плотные частицы взвеси быстрее оседают, весь осадок занимает меньший объем и легко поддается механическому обез­воживанию.

В большинстве случаев о мере влияния того или иного фактора на структуру хлопьев судили по изменению скорости осаждения. Наибольшее влияние на осветление нейтрализованной ПВ оказывает содержание в ней солей закисно­го железе. На рис. 5.24 приведена кривая, являющаяся результатом системати­ческой обработки и выборки более чем из 500 экспериментов. Связь между X и U0 выражается эмпирической формулой: U0 = 1/(1,1 + 8,&У), іде V0 — ско­рость осаждения гидроксидов железа, мм/с; X — концентрация железа, г/дм.

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. 5.25).

При очистке и повторном использовании промывных вод травильных отде­лений было изучено введение добавок в целях увеличения скорости осажде-

Рис. 5.24. Влияние концентрации на скорость осаждения взвеси в нейтрализованной промывной воде (ПВ)

Рис. 5.25. Влияние pH нейтрализованной ПВ на скорость осаждения взвеси (концентрация Fe2* I т! тд

ния и получения осадка, который лучше поддается механическому обезвожи­ванию. Хорошие результаты были получены при использовании флокулянтов, 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 железа на скорость осаждения взвеси в присутствии ПАЛ приведены на рис. 5.26.

Эмпирическая формула для случая с ПАА: U0 = 1 /(0,47 + 2,ЗХ). На рис. 5.27 представлено влияние количества дозируемого ПАА на скорость осаждения. Кривая а-а1 показывает оптимальные количества добавляемого ПАА для воды с различным содержанием железа.

Тип отстойника выбирали в процессе исследования на опытно-промышлен­ной установке, работающей на натурных стоках. В составе установки были два горизонтальных отстойника бункерного типа, вертикальный и радиаль­ный. Лучшие результаты получены при использовании вертикального и ради-

Рис. 5.26. Влияние концентрации Fez+ на скорость осаждения взвеси в нейтрализованной ПВ с до­бавкой 15 мг/дм3 ПАА

Рис. 5.27. Влияние количества добавляемого в нейтралюоиаі інуго ПВ ПАА в зависимости от солен — знания в ней железа, г/дм!: / — 0,3; 2 — 0,6; 3— 1; 4— 13; 5 — 2

ального отстойников, которые, устойчиво работали даже при повышении кон­центрации железа в воде до 2 г/дм3 и более.

При отстаивании нейтрализованных вод образуются сильнообводненныс осадки, составляющие 3-10 %, а в отдельных случаях до 35 % объема обраба­тываемых сточных вод. Влажность свежевыпавшего осадка 98-99,5 %. По сво­им фильтрационным характеристикам они относятся к труднофильтруемым суспензиям; при их механическом обезвоживании образуются сильносжимае — мые осадки с коэффициентом сжимаемости 0,3-0,7 и большим удельным со­противлением.

В 1963-1970 гг. на опытно-промышленной базе по очистке производствен­ных стоков завода и в СвердНИИхиммаше были проведены исследования по выбору методов и оборудования для механического обезвоживания железо- гидратных осадков с использованием различных центробежных машин (НОГШ-350, ОТ23М6-НЖ, A-20S, ПСАЛ, СНГ-420, «Лаваль», НОГШ-230, СГ — 230, НОГСГ-350, НВ-350), вакуум-фильтров (барабанных гуммированных типа БОУ-10, с намываемым слоем осадка типа БН, ленточных типа ЛУ), фильт­ров-прессов (рамных, ФПАКМ), роторных и керамических фильтров. Были отработаны и опробованы с положительными результатами четыре типораз­мера непрерывно действующих вертикально расположенных сепараторов с гид­ромеханической выгрузкой осадка (НВ-350, НВ-450, НВ-600, НВ-750) с рас­четной производительностью по осадку соответственно 3; 9; 20 и 80 м3/ч. В

v

Рис. 5-28- Технологическая схема очистки и повториого использования кислых железосодержащих ПВ травильных отделений: 1 —накопитель; 2 — усреднитель; 3 ■— камера хлопьеобразования; 4— фильтр-пресс ФПАКМ; 5 — фильтр; б—насосная станция; 7 — сушилка CBJI; <5—камера получе­ния магнетита; 9 — отстойник; 10 — резервуар очищенной воды:

j |-| g. //..— щелочь; III—затравка; IV—флокулянт; V—осветленная вода; VI-—вода для подпит­ки системы; VII— очищенная вола ш дешнерализацисшіую установку и в производство; VIII — сухой осадок на утилизацию или ь отвал; IX— пар; X— воздух; XI — осадок; XII — уплотненный магнетитовий осадок; XIII— вода от промывки фильтра; XIV— фильтрат

результате проведенных исследований для обезвоживания осадков на очист­ных сооружениях ЦХП ВИЗа были выбраны фильтры-прессы ФПАКМ-25.

В предложенной схеме (рис.5.28) очистка и повторное использование кис­лых железосодержащих промышленных вод непрерывно-травильных агрега­тов производятся по замкнутому циклу, включающему следующие процессы: нейтрализацию 5 %-м известковым молоком до pH 9-10,5; добавление в воду ПАА и затравки активного гипса; отстаивание воды в вертикальных и ради­альных непрерывно действующих отстойниках; разбавление и доочистку ос­ветленной воды на кварцевых фильтрах. После такой обработки вода с pH 10,5- 11, жесткостью 30^40 ммоль/дм3 и щелочностью 10-16 ммоль/дм3 направля­ется на повторное использование и частично на обессоливание. Образующие­ся при очистке железосодержащие осадки подвергаются окислению с получе­нием магнетита, уплотнению, и затем гипсожелезогидратный осадок обезво­живается на фильтрах-прессах ФПАКМ-25, сушится на вальцеленточной су­шилке и подается на утилизацию.

Другой пример локальной установки ВИЗа. 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, производится по схеме, приведенной на рис. 5.29.

Оставить комментарий