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 около 4-6 м³ 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, достигает 300—360 м³/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 составляет 70-80 % потребляемой воды.

В результате охлаждения газа в трубопроводах образуется конден­сат в количестве 20—40 л на 1000 м³ газа. Конденсат из газопроводов коксового и смешанного газа содержит фонолы, 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 рис. 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).

1-газоочистка электросталеплавильного цеха; 2-напорные шламоотводы в отделение утилизации шлама; 3-самотечные лотки, каналы и трубопроводы; 4-отделение утилизации; 5-шламовые насосные станции; 6-радиальные отстойники; 7-распределительные камеры; 8-напорные трубопроводы на эстакадах;

9-доменная газоочистка; 10- 3-х секционные вентиляторные градирни брызгального типа; 11-совмещенная насосная станция с установкой стабилизации; 12-отделение стабилизации; 13-газоочистка мартеновского цеха

Рисунок 36 - Схема оборотного водоснабжения газоочистки доменного и сталеплавильных цехов

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 хозяйственно-фекальной ка­нализации.

Очистка сточных вод, образующихся при грануляции шлака, гид­роуборке пыли, осыпи из-под конвейеров, 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 СаСОз 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 (рис. 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.

1-канал отработанной воды; 2-устройство для подачи воды на газоочистку; 3-водовод; 4-камера приема охлажденной и добавочной воды; 5-градирня; 6-радиальный отстойник; 7-насосная станция; 8-аэратор

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

На ряде предприятий (например, на Западно-Сибирском металлур­гическом 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.

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 вакуум-фильтрах и по­даются на транспортер возврата.

Применяются объединенные оборотные циклы водоснабжения газо­очисток доменного и сталеплавильного цехов (см. рис. 37): шламовые стоки от газоочисток поступают самотеком в распределительные каме­ры, а затем в радиальные отстойники для осветления от взвешенных частиц.