Очистка сточных вод сталеплавильного производства
Сточные воды сталеплавильного производства образуются при очистке га’ зов мартеновских, электросталеплавильных и кислородно-конвертерных ие’ хов. Их отличительная особенность заключается в значительном изменении состава стока в процессе плавки.
Рис. 5.18. Принципиальная схема водоснабжения газоочисток сталеплавильных агрегатов: / — дымовая труба; 2 — дымосос; 3 — скруббер; 4 — труба Вентури; 5 — открытый гидроциклон; 6— емкость для приема очищенной воды; 7—установка для приготовления растворов для нейтрализации и коату- ляции воды; 8 — емкость для приема шламовой пульпы; Р—емкость для приема сточных вод! /— сгущение шламовой пульпы; II— обезвоживание цілама;III—-приготовление раствора полиакриламида; трубопроводы: м — известковое молоко; п — полиакриламид; шламовая пульпа; сплошная пиния — осветленная вода, пунктирная — загрязненная вода |
В целях повторного использования сточных вод на газоочистке их необходимо осветлять до остаточного содержания взвешенных частиц 150-200 мг/л.
Очистка стоков производится путем выделения взвешенных веществ в открытых гидроциклонах с обязательной реагентной обработкой полиакриламидом. При этом гидравлические нагрузки соответственно составляют 0,5- 0,7 и 2,5-3 м3/(м2-ч).
На рис. 5. J 8 приведена принципиальная схема водоснабжения газоочисток сталеплавильных агрегатов с использованием открытых гидроциклонов.
Д ля очистки сточных вод мартеновской газоочистки применяют радиальные отстойники или открытые гидроциклоиы с гидравлической нагрузкой 6-7 м3/ (м2ч) без коагуляции и до 14 м3/(м2-ч) с коагуляцией. В системе оборотного водоснабжения pH воды обычно равно 3. Для защиты от коррозии конструкции системы выполняются кислотостойкими либо предусматривается обработка сточных вод известью для их нейтрализации. Особую проблему представляет очистка стоков конвертерной газоочистки. Сточные воды от очистки конверторных газов рекомендуется направлять в радиальные отстойники или открытые гидроциклоны [гидравлическая нагрузка на гидроциклоны принимается равной 5-6 м /(м — ч) без коагуляции и 12-14 м3/(м2 ч) с коагуляцией].
Здесь весьма перспективно применение магнитной обработки, используемой пока недостаточно. Так, при применении для очистки коагуляцией сточных вод конвертерной газоочистки безнапорных магнитных гидроциклонов нагрузка достигает 14 м /(м — ч), тогда как в случае радиальных отстойников не превышает 1 м /(м — ч). Положительные результаты получены на Новолипецком металлургическом комбинате при совместной очистке стоков конвертер
ной и доменной газоочисток; аналогичные схемы широко применяются в зарубежной практике (рис. 5.19). Осветленная вода стабилизируется (путем добавления известкового молока, ингибиторов и др.) и после охлаждения (или без него) используется повторно. Осадок при необходимости подвергается классификации, затем сгущается, обезвоживается, сушится и утилизируется.
Рис. 5.19. Система очистки сточных вод газоочистных установок конвертеров на заводе в г. Огнсимв (Япония): I — конвертер; 2—вспомогательное оборудование; 3,4—перваян вторая ступени очистки газов; 5—желоб; б— классификатор; 7,8—оборудован не для ввода коагулянтов; 9—ргактор — коагулятор; 1(1 — тонкослойный отстойник; 11 — сгуститель; 12 фильтры; 13 реактор-нейтра- Лизатор: ^ ■ промывные сточные воды фильтров системы косвенного охлаждения конвертерного оборудования; 11— сточные воды из системы очистки доменного газа; І/У—промывные сточные воды фильтров из систем водоснабжения MHJI3 дуговых печей |
Представляет интерес замкнутая система водоснабжения электросталеплавильных печей (СПП) и машины непрерывного литья заготовок общей производительностью 800 м3/ч (160 и 640 м3/ч соответственно) на металлургическом заводе фирмы «Кисивадо Сейко» (Япония) (рис. 5.20). Вода из приемного резервуара 1 с помощью насоса поступает на СПП и MHJI3 2. После использования сточная вода самотеком сбрасывается в заглубленный на уровне 2 м отстойник 3. Осветленная вода из отстойника насосом 9 подается на магнитный фильтр типа М фирмы «Хитачи» 4 для доочистки. Фильтр размещен с внешней стороны стены цеха на отметке 12 м. Магниты фильтра расположены по периметру. Промывку фильтра обратным током осветленной воды осуществляют 1 раз в сутки. Профилактический ремонт магнитного фильтра проводят 1 раз в год. Доочищениая вода после магнитного фильтра подается в две вентиляторные градирни 5 размером каждая 4×4 м в плане, расположенные на отметке + 18 м. После градирен охлажденная вода самотеком поступает в приемный резервуар и вновь подается в производственный цикл. Загрязненная вода после промывки магнитного фильтра сбрасывается в сгуститель 6. Осветленную воду после сгустителя направляют в голову процесса. Осадок из отстойника и сгустителя насосом подается на конвейерный лоток-сгуститель 7. Обезвоженный до 10 %-й влажности, осадок выгружают в бункер 8 и авто-
Рис. 5.20. Технолоіичєская схема замкнутой системы водоснабжения металлургического завода ф «Кисивадо Сейко» (Япония) |
машинами вывозят на утилизацию. Вода после конвейерного лотка-сгустителя возвращается в голову процесса.
Основные показатели процесса обработки оборотной воды приведены ниже:
Исходная Обработанная
вода… 800 24 60 . Нейтр. 400-500 .. 10-20 |
вода 800 24 35 Нейтр. 30 10 |
Расход воды, м3/ч…………………………………………. Время работы, ч/сут…………………………………….. Температура, °С………………………………………….. pH…………………………………………… Содержание взвешенных веществ, мг/дм3. Содержание нефтепродуктов, мг/дм3……….. |
Количеет-во подпиточной воды замкнутой системы составляег 25 м3/мес, количество выделенного осадка — 3000 кг/сут (в пересчете на сухой продукт). Отличием описанной установки является то, что очистные сооружения по существу отсутствуют, а отдельные узлы технологической схемы весьма рационально расположены на территории цеха (на стенах, крыше), практически не занимая производственной площади.
Разливка стали. Изложницы после разливки в них стали на железнодорожных платформах поступают в душирующее отделение, где они охлаждаются водой. Около 40 % воды подаваемой на охлаждение изложниц, испаряется остальная загрязненная вода поступает на очистку.
При разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок (MHJ13) вода расходуется на охлаждение машин и механизмов кристаллизаторов, обжимных валков, тянущих клетей, газовых резаков, прижимных колодок, а также
Рис. 5.21. Схема водоснабжения установки непрерывной разливки стали: / — накопитель; 2 — кристаллизатор; І — подача и отвод чистой воды от кристаллизаторов; 4 — зона сторичного ох — лажделия; 5 — форсунки для опрыскивания металла; 6—подвод воды на форсунки; 7 — обжимные валки и балки; 8 и 9— подвод и отвод чистой воды на охлаждение валков; 10—тянущие балки: 1 — подвод и отвод чистой воды от тянущих клетей; II— зона газовой резки; III — подвод и отвод чистой воды иа охлаждение резаков; ГУ— затравка; V— сборный резервуар сточных вод; VI — насос для перекачки сточных вод на первичные отстойники по трубопроводу VII
на охлаждение продукции и гидротранспорт окалины (рис. 5.21). Вода идущая на охлаждение машин и механизмов в процессе работы не загрязняется, а только нагревается на 12-15 °С. Удельный расход воды на эти цели составляет около 3 м /ч на 1 т разлитой стали. К кристаллизаторам и резакам вода подается с напором 800 кНУм2 (80 м вод. ст.).
К остальным потребителям под давлением 200-300 кН/м2 (20-30 м вод. ст.). Расход воды на вторичное охлаждение продукции в зависимости от марки стали, и сечения слитка составляет, от 0,25 до 2 м3 на 1 т разлитой стали, подается эта вода под давлением 900 кН/м (90 м вод. ст.). До 20 % этой воды испаряется, остальная стекает в приямок, служащий первичным отстойником. Для уборки окалины из-под рольгангов устраивается система гидросмыва, расход веды на одну установку составляет 80-150 м3/ч.
Для одного ручья МНЛЗ с сечением слитка 200×830 максимальный расход на кристаллизатор и охлаждение механизмов составляют 610 м3/ч, на вторичное охлаждение 80 м3/ч и на гидросмыв 150 м3/ч. Продолжительность рабочего цикла разливки 70-75 мин, общее число часов работы установки 5-7 в сутки.
Очистка таких сточных вод производится в три ступени. В качестве первой ступени служат первичные отстойники в виде ямы для окалины, рассчитанной на время пребывания воды в ней 5-8 мин. На второй ступени очистки применяются отстойники-флотаторы, где происходит интенсивное выделение из воды легких примесей (масла, графита и др.), которые всплывают, а также выпадение в осадок окалины, удаляемой скребковой фермой. Удельная гидравлическая нагрузка составляет 16 м3/(м2-ч), а остаточная концентрация взвешенных веществ 30-90 мг/дм3, масел — 12-20 мг/дм3.
Доочистка сточных вод после отстойников-флотаторов производится на песчаных или гравийных фильтрах.