Защита естественных водоемов от загрязнения сточными водами доменного производства

На охлаждение доменной печи, где развиваются очень высокие температуры, расходуется огромное количество пресной воды - до 30 м3 при выплавке 1 т чугуна. В доменных цехах загрязненные сточные воды образуются при очистке доменного газа, на разливочных машинах чугуна, в газопроводах коксового и смешанного газа, при грануляции доменного шлака, гидроуборке пыли в подбункерных помещениях.

При очистке 1000 м3 газа образуется около4-6м3 сточных вод, содержащих пыль (частицы руды, кокса, известняка, агломерата), химические соединения (сульфаты, хлориды), а также растворенные газы. Общее количество сточных вод, образующихся от смыва просыпи и пыли, достигает300-360м3/ч на каждую доменную печь.

Расход воды на одну разливочную машину чугуна составляет около 350 м3/ч. В сточных водах разливочных машин содержатся осколки застывшего чугуна, окалина, коксовая мелочь, графит, негашеная известь и известняковый шлам, что приводит к высокой степени щелочности стоков. Количество сточных вод при этом составляет70-80%потребляемой воды.

В результате охлаждения газа в трубопроводах образуется конденсат в количестве 2040 л на 1000 м3 газа. Конденсат из газопроводов коксового и смешанного газа содержит фенолы, цианиды, нафталин, масла, смолы, серу.

При грануляции доменного шлака расходуется до 2 м3 воды на 1 т жидкого чугуна. В сточных водах содержатся сульфаты, сероводород, хлориды.

Загрязненные сточные воды доменного производства, как правило, не сбрасываются в естественные водоемы, так как используются в оборотном водоснабжении. На рисунке 36 показана одна из систем оборотного водоснабжения. Вода очищается от вредных примесей в радиальных отстойниках, охлаждается на градирнях и вновь включается в технологический цикл. Удельная нагрузка на отстойники при осветлении сточных вод достигает 2,5 м3/ (ч·м2).

Для улучшения осветления воды применяют реагентные методы коагуляции, что позволяет довести нагрузку на 1 м2 поверхности отстойника до 4 м3/ч. В качестве коагулянта используют полиакриламид, известь, железный купорос.

Осветление сточных вод после газоочистки доменного газа производится в радиальных отстойниках (обычно блок из двух или четырех отстойников с одним распределительным колодцем). Осветленная вода поступает в периферийные сборные лотки, откуда по трубопроводу отводится на насосную станцию. Осевший шлам сдвигается подвижной скребковой фермой, приводимой в движение электродвигателем, к центру отстойника и затем по всасывающим трубопроводам подается к насосам.

Очистка сточных вод разливочных машин производится в горизонтальных отстойниках; водоснабжение разливочных машин осуществляется по оборотной схеме.

Очистка сточных вод (конденсата) газопроводов коксового и смешанного газа производится в две или три ступени. После двухступенчатой очистки (механической и биохимической) сточные воды проходят доочистку на очистных сооружениях хозяйственнофекальной канализации.

1-газоочисткаэлектросталеплавильного цеха;2-напорныешламоотводы в отделение утилизации шлама;3-самотечныелотки, каналы и трубопроводы;4-отделениеутилизации; 5- шламовые насосные станции;6-радиальныеотстойники;7-распределительныекамеры; 8- напорные трубопроводы на эстакадах;9-доменнаягазоочистка; 10-3-хсекционные вентиляторные градирни брызгального типа;11-совмещеннаянасосная станция с установкой стабилизации;12-отделениестабилизации;13-газоочисткамартеновского цеха

Рисунок 36 - Схема оборотного водоснабжения газоочистки доменного и сталеплавильных цехов

Очистка сточных вод, образующихся при грануляции шлака, гидроуборке пыли, осыпииз-подконвейеров, смыве ленты транспортера при обратном ходе и гидротранспортировке пыли от вентиляционных устройств подбункерных помещений, производится в горизонтальных отстойниках. Из отстойников шлам удаляется грейферным ковшом.

Серьезным препятствием для эффективной работы системы оборотного водоснабжения является образование карбонатных отложений СаСО3 на всех сооружениях системы, что объясняется высокой концентрацией свободной углекислоты в доменном газе, переходящей в воду в газоочистных аппаратах. Для удаления этих отложений применяются механические способы, а также гидропневматическая очистка лотков, трубопроводов и градирен. Для разрыхления отложений в оборотную воду добавляют фосфаты. Уменьшению образования отложений способствует двухступенчатая рекарбонизация оборотной воды углекислотой дымовых газов (перед градирней и после нее), причем эффект повышается в случае выдувания свободной углекислоты из отработавшей воды в аэраторе перед радиальными отстойниками (рисунок 37).

Для успешного применения рекарбонизации оборотной воды в системах водоснабжения доменных газоочисток из воды в отстойниках удаляются микрокристаллы карбонатов, чему способствуют выдувание свободной углекислоты из воды перед ее осветлением (дегазация), введение в воду дымовых газов с помощью водяного эжектора, работающего на оборотной воде.

На ряде предприятий (например, на Западно-Сибирскомметаллургическом комбинате) применяется единая система оборотного водоснабжения для гидроуборки помещений, гидротранспортировки осыпи от технологических агрегатов и пыли от вентиляционных систем сооружений транспортерной шихтоподачи доменных печей, корпуса аглофабрики.

Основным сооружением этой системы является корпус обезвоживания, в котором стоки очищаются от шлама, а обезвоженный шлам, являющийся ценным технологическим сырьем (в нем содержится 50-60%Fе), возвращается в производство.

1-каналотработанной воды;2-устройстводля подачи воды на газоочистку;3-водовод;4-камераприема охлажденной и добавочной воды;5-градирня;6-радиальныйотстойник; 7- насосная станция;8-аэратор

Рисунок 37 - Схема двухступенчатой рекарбонизации оборотной воды (перед градирней и после нее)

Широкое распространение получила следующая схема обработки стоков доменных цехов: шламосодержащие стоки поступают в приемный резервуар центральной пульпонасосной станции, откуда их подают в напорные гидроциклоны, а далее через распределительный бак на радиальные отстойники-сгустители,из которых вода после очистки стекает в резервуар осветленной воды и из него отдельными порциями возвращается для последующего использования. Шламы, выпавшие в осадок в сгустителе, откачиваются шламовыми насосами в приемный бак пульпы, обезвоживаются на дисковых вакуумфильтрах и подаются на транспортер возврата.

Применяются объединенные оборотные циклы водоснабжения газоочисток доменного и сталеплавильного цехов (см. рисунок 36): шламовые стоки от газоочисток поступают самотеком в распределительные камеры, а затем в радиальные отстойники для осветления от взвешенных частиц.