da.coolreferat.com.ua   страница 1 ... страница 5страница 6страница 7страница 8страница 9
скачать файл

6.6 СТАН ХОЛОДНОЇ ПРОКАТКИ МЕТАЛУ


Це так званий третій переділ металу. Холодний прокат здійснюється з виробів, отриманих на станах гарячої прокатки шляхом витягування (деформації) у холодному виді. Завдяки дуже великим стисненням з використанням мастильно - охолоджуючої рідини і технологічних змазок, вдається здійснити необхідну деформацію металу. В зоні деформації при холодній прокатці температура металу досягає 1000-1500°C.

Стічні води станів холодної прокатки мають дуже складний хімічний склад, бо у них потрапляють стійкі емульсії нафтопродуктів, різні технологічні змащення або олії (соняшникова, олеїнова, пальмітинова), які використовуються для зниження зусиль у зоні деформації. Наприклад, пальмітинова олія має температуру твердіння 250С, це викликає великі ускладнення при очищенні стічних вод, тому що при звичайної температурі вони знаходяться у стічних водах у нерозчиненому стані. А при хімічній обробці поверхні металу потрапляють іони важких металів (хром, цинк, нікель). Стійкість емульсії до розшарування є основним параметром, який диктує методи і затрати на очистку. Очищаються ці стічні води звичайно методом флотації, потім нейтралізуються до рН = 7–7,5. Кількість стічних вод від станів холодної прокатки порівняно невелика і складає від 100-200 м3/год.

6.7 ОБРОБКА ПОВЕРХНІ МЕТАЛУ


Перш ніж відправити метал споживачу, поверхня металу повинна бути оброблена. Це так званий 4-й переділ. Найбільш поширеною технологією обробки поверхні металу є травлення за допомогою різних хімічних речовин, наприклад: кислот (сірчаної, соляної, фосфорної, плавикової) і суміші кислот, а також луг (NaOH, KOH тощо). За допомогою травлення з поверхні металу видаляються частки окалини й інші домішки, а також розчиняється частина основного металу. В результаті обробки поверхні металу травленням утворюються стіні води, забруднені цими речовинами, а також солями різних металів, наприклад солями заліза (FeSO4). Кількість таких стічних вод порівняно невеличка і досягає для одного травильного відділення 200-500 м3/год. Степінь забрудненості цих вод висока. Очистка їх до вимог скиду в каналізаційну мережу або водний об’єкт викликає труднощі. А забезпечити використання очищених стічних вод цієї категорії у замкненому циклі дуже важко. Це пов’язано із тим, що для процесів травлення потрібна вода високої якості, в частості за концентрацією солей. Тобто ці виробництва інтенсивно забруднюють воду, що використовується і в водночас потребують для себе високу якість вихідної води.

Травлення металів здійснюється міцними травильними розчинами, наприклад при використанні H2SO4. Концентрація цієї кислоти у травильних розчинах досягає 200 мг/л. Після травлення вироби повинні бути промити у спеціальних ваннах водою. Це необхідно для видалення з поверхні виробів плівки травильних розчинів. Співвідношення кількості промивної води до травильних розчинів коливається від 1:10 до 1:100. Очистка і використання стічних вод цієї категорії також представляє складну технічну задачу у зв’язку з тим, що потрібно видалити компоненти сольового складу.


Контрольні запитання:

  1. Назвіть основні переділи на підприємствах чорної металургії.

  2. Методи збагачення руди.

  3. Виплавка чавуну у доменних печах.

  4. Які види стічних вод утворюються у доменному виробництві?

  5. Як здійснюється очистка газів доменних печей?

  6. Водяне та випаровувальне охолодження доменних печей.

  7. Якими методами отримують сталь?

  8. Виробництво гарячого прокату.


7 СИСТЕМИ ВОДОПОСТАЧАННЯ ТА ВОДОВІДВЕДЕННЯ КОКСОХІМІЧНИХ ВИРОБНИЦТВ
7.1 Споживання води та умови утворення стічних вод

Коксохімічне виробництво відноситься до одних з найбільш небезпечних з точки зору впливу на навколишнє середовище.

Сучасні коксохімічні заводи складаються з ряду цехів, основними з яких є: вуглепідготовчий, коксовий, уловлювання хімічних продуктів коксування й очищення коксового газу від сірководню.

На вуглезбагачувальних фабриках вода використовується на мийку вугілля, приготування розчинів флотаційних реагентів, для гідротранспорту шламу, охолодження підшипників. Система водопостачання оборотна з прояснення води у відстійниках. На 1т збагаченого вугілля витрачається 4.5-5 м3 води, в тому числі 3,5-4% свіжої.

В коксовому цеху вода гасить розпалений кокс. Потрібно 1м3 води на 1т коксу, при цьому половина випаровується, а друга половина після відстоювання повертається. В хімічних цехах та відділення вода використовується на охолодження, при цьому частина води не входить в контакт із продуктом і не забруднюється, а частина входить у контакт із продукцією і забруднюється.

У цьому на 1т коксу витрачається до 23 м3 води, із них 6-7% свіжої. Охолоджена вода повинна мати температуру не вище 25-28°С, завислих речовин – 20-40 мг/дм3, карбонатну жорсткість – не більше 2,5 мг-екв/дм3.

Склад, концентрація і кількість стічних вод на коксохімічних заводах коливається в широких межах. Основні забруднення стічних вод: феноли, аміак і смоли.

Види стічних вод: фенольні, умовно чисті та поверхнево-зливові.



7.2 Виробництво коксу.

Кокс вилучають з кам'яного вугілля в коксових батареях без доступу кисню, тобто вугіль підлягає термічній обробці з таким розрахунком, щоб зберегти повністю вуглевод, з якого в основному і складається вугілля. Температура в коксових батареях при цьому досягається 1000°С. При цій температурі усі летучі речовини, що містяться у вугіллі, переходять у газову фазу і відводяться з коксових батарей. До летючих речовин відносяться феноли, аміак, сірчані сполучення (SO2, SO3, H2S), смолисті речовини, тощо.

В коксовому цеху вода застосовується для тушіння розпаленого коксу. Сумарна витрата води на тушіння 1 т коксу складає 1м3, при цьому безповоротно втрачається на випаровування та виноситься коксом близько 0,5 м3 води. Вода, що залишилася, разом із дрібними шматочками коксу та хімічно розчиненими речовинами стікає у приймальний резервуар – відстійник. Після прояснювання ця вода під тиском 25 м подається знову на тушіння коксу.

Отриманий розпалений кокс вивантажується з коксових батарей у спеціальні гасильні вагони та відводиться під гасильні башти, де на кокс подається вода щоб попередити згорання вуглеводу. При цьому утворюються фенольні стічні води, які містять цілий ряд хімічних забруднень; завислі речовини з концентрацією до 1000 мг/л, феноли (С6Н5ОН) концентрацією до 500мг/л, ціаніди з концентрацією до 1000мг/л. Кількість фенольних стічних вод складає 200-250 м3/год. При попаданні води на поверхню розпаленого коксу, утворюється велика кількість пари, яка містить значні концентрації летучих хімічних речовин, які скидаються у атмосферу і розсіюються по території підприємства, а також далеко за його межі.

Мається також більш прогресивний засіб тушіння коксу по так званому сухому методу. При цьому кокс завантажується у герметичну камеру через яку пропускають інертний газ, наприклад азот. Газ циркулює і відводить тепло від коксу, охолоджується і знову цей газ повертається в камеру сухого тушіння коксу. Цей метод дозволяє виключити застосування води, покращити стан атмосфери в районі заводу та навколишньої території й отримати більш високу якість коксу. Висока якість коксу у даному випадку визначається меншим відсотком згорілого вуглецю та меншою забрудненістю коксу токсичними речовинами, що містяться в охолоджуваній воді. Наприклад, при мокрому тушінні коксу у його складі виявляються феноли і ціаніди, які потім з'являються у газах, що відходять з доменних печей, які використовують кокс. Це змушує займатися очисткою стічних вод газоочисток доменних печей від фенолів та ціанідів.

Установки сухого тушіння знаходяться в експлуатації тільки на одиночних підприємствах, що пов'язано з їх високою вартістю. При сухому тушінні коксу на коксохімічних підприємствах утворюються збиткові стічні води у кількості до 200 м3/год, які при мокрому тушінні звітрюються в атмосферу у вигляді пари.

Специфіка коксохімічного виробництва заключається у тому, що на них утворюються власні стічні води за рахунок вологи сировини (вугілля).
7.3 Виробництво хімічних речовин

Усі хімічні речовини, які виготовляють на цих заводах , отримують з газової фази , що видаляється з коксових батарей. Ця газ містить певну кількість вологи, яка конденсується у вигляді води. Ця вода містить високі концентрації хімічних компонентів. У хімічному виробництві цих підприємств здійснюють поступове вилучення цих компонентів з конденсату газів, що відходять. Першим етапом є отримання аміаку або аміачної води (NH4OH) за допомогою метода евапорації, при якому аміак відганяється за допомогою пари.

Другий етап – екстракція, тобто вилучення одних речовин за допомогою розчинення в інших. Цим методом видаляться феноли за допомогою обробки їдким натром NaOH.

У результаті отримують фенолят натрію (C6H5ONa) - необхідна речовина для фармацевтичної галузі тощо. Послідуюча розгонка конденсату дає можливість вилучити цілий ряд хімічних речовин: толуол, ксилол, перидинову основу, сірчану кислоту тощо. Усі вказані речовини отримують на спеціальному обладнанні і на кожній стадії утворюють свої стічні води. Таким чином, на коксохімічних підприємствах утворюється приблизно 200 м3/ год. забруднених стічних вод.

На цих підприємствах маються також системи водяного охолодження технологічних агрегатів, які в процесі використання тільки нагріваються (умовно чисті стічні води).

На коксохімічних заводах мається декілька видів систем водовідведення:



  1. фенольна каналізація;

  2. промислово-зливова;

  3. господарчо-побутова;

  4. система оборотного водопостачання умовно чистих вод від охолодження технологічного обладнання.

Усі системи забруднені хімічними речовини, навіть в господарчо-побутовій каналізації стічні води містять до 100 мг/л фенолів.

Фенольні стічні води очищують у декілька стадій:

1) очистка від завислих та смолистих речовин (механічне очищення у первинних відстійниках для видалення важких смол та грубо дисперсних домішок);

2) флотація для доочищення стічних вод і більш глибокого видалення смол і олій. Для цього застосовують масловіддільники, які працюють за принципом імпелерної флотації. Залишкова концентрація смол і масел в очищеній воді – 60-70 мг/л;

3)біологічна очистка стічних вод від фенолів, ціанідів та радоні дів. Кінцевий вміст фенолів в очищеній воді складає 0,1-0,3 мг/л, радонідів – 5-20 мг/л.

Поверхнево-зливові стічні води, через забруднення шкідливими речовинами, необхідно направляти на спеціальне очищення з фенольними стічними водами.


Контрольні запитання:

1 .Тушіння коксу мокрим та сухим засобами. Екологічні переваги сухого тушіння коксу над мокрим.



  1. Види стічних вод на коксохімічних заводах та основні забруднення, що характерні для цих стічних вод.

  2. Виробництво хімічних речовин.

  3. Системи водовідведення коксохімічних заводів.

  4. Очистка фенольних стічних вод.


8 ОСОБЛИВОСТІ ВОДОПОСТАЧАННЯ ТА ВОДОВІДВЕДЕННЯ МАШИНОБУДІВЕЛЬНИХ ПІДПРИЄМСТВ
8.1 Споживачі води і умови утворення стічних вод

До складу машинобудівельних підприємств входять металургійний комплекс, механічні цехи, складально-іспитові цехи, відділення обробки поверхні металу за допомогою хімічних та механічних методів, відділення гальваніки, а також енергетичне господарство та інші допоміжні виробництва.

У складі металургійних цехів машинобудівельних заводів маються цехи по виробництву чавуну, сталі, гарячого та холодного прокату. Метал одержують в основному тими ж засобами, що і на підприємствах чорної металургії. Відмінність полягає лише в тому, що замість доменних печей тут використовують вагранки для виробництва чавуну.

Вагранка – це маленька доменна піч. В процесі виплавки чавуну утворюються технологічні гази, які очищують мокрим засобом. Стічні води, що утворюються від газоочисток відрізняються кислою реакцією середовища, рН знаходиться на рівні 5-6, та наявністю високих концентрацій дрібно дисперсних речовин. Це пов'язано з виносом з вагранок кислих компонентів, таких як SO2, SO3, NO, NO2.

Суттєвою відмінністю машинобудівельних підприємств є також наявністю гальванічних виробництв, тобто виробництв, де здійснюються нанесення покриття на металеві вироби.

На підприємствах чорної металургії, як правило, відділка поверхні закінчується процесами травлення. А на машинобудівельних підприємствах мається і травлення і нанесення гальванічних покриттів.

Головними споживачами води на машинобудівельних підприємствах є прокатні цехи, в яких витрата води, що використовується для охолодження валків станів та видалення окалини вимірюється сотням кубів за годину. Значна кількість води витрачається також сталеплавильними цехами – головним чином в газоочисних установках “мокрого” типу. Витрати води в термічних, механічних та інших допоміжних цехах набагато нижче.

Основними видами забруднень машинобудівельних підприємств є механічні зависі – пісок, окалина, металева стружка, пил. тощо.

Для машинобудівельних підприємств також характерна наявність масло емульсійних стічних вод, що утворюються при холодній прокатці металу, а також в цехах обробки металів різанням, шліфуванням тощо. Усі станки по обробці металів обладнані системою охолодження ріжучих інструментів за допомогою масляних емульсій.
8.2 Види стічних вод і їх якісна характеристика

Основні категорії стічних вод:



  1. умовно чисті стічні води від охолодження устаткування;

  2. стічні води від механічних цехів, забруднені завислими речовинами різної природи, нафтопродуктами, поверхнево-активними речовинами;

  3. стічні води від травлення металів у кислотах і лугах, які містять завислі речовини, кислоти, луги, солі;

  4. стічні води гальванічних відділень, які характеризуються наявність кислот, луг, поверхнево-активних речовини, а також іонів важких металів (залізо, нікель, хром, мідь, кадмій тощо). Ці стічні води відносяться до групи найбільш токсичних, у першу чергу із-за наявності іонів важких металів;

  5. стічні води теплосилового господарства, що містять високі концентрації солей (до цих стоків відносяться стічні води від регенерації іонообмінних фільтрів хімводоочисток);

  6. поверхнево зливовий стік.

Із загальної кількості стічних вод машинобудівельних підприємств близько 75% складають стічні води, які містять механічні забруднення. Масла та нафтопродукти, що складають 20%, хімічні забруднення – близько 5%. Саме міцне забруднення водоймищ викликають стоки від гальванічних і травильних відділень, які на деяких підприємствах складають 50% загального стоку.

На машинобудівельних підприємствах система водовідведення представлена наступним чином:



  1. система виробничої каналізації;

  2. система, яка відводить поверхневі талі стічні води;

  3. система побутової каналізації.

Стічні води від механічних цехів. Стічні води цієї категорії утворюються при мийці деталей і знежирювання їх поверхні. Мийка чиниться з додаванням миючих речовин (Na3PO4, Na2CO3). Ці стічні води містять завислі речовини у концентрації від 500 до 2000 мг/л (частинки окалин, сажі, піску), нафтопродукти, які знаходяться в розчиненому, емульсованому стані. Для очищення даних стічних вод можуть застосовуватися горизонтальні і вертикальні відстійники, нафтовловлювачі або поличні відстійники. Також для уловлювання крупних механічних домішок і піску використовуються напірні або безнапірні гідро циклони. Для доочищення застосовують метод електрокоагуляції, напірної флотації або реагентної коагуляції.

Обробка поверхні деталей машин виробляється шляхом їх знежирювання різними миючими составами, травлення різними кислотами і лугами, а потім деякі деталі потрапляють у гальванічні відділення для нанесення покриття.

Стічні води від травлення металів у кислотах і лугах. Для видалення з поверхні металу і виробів іржі, окалини й інших металевих забруднень, а також для підготовки поверхні до нанесення гальванічних покрить здійснюють обробку в різних кислотах і лугах. Це так зване травлення металу. Для травлення застосовують різні кислоти: сірчана, соляна, азотна та інші, як по одинці, так і в різних сполученнях. При лужній обробці застосовують NaOH, KOH та інші луги. У процесі травлення утворюються стічні води з вмістом зазначених речовин, а також продукти їхньої взаємодії з металом (солі). Ці стічні води при обробці кислотами мають явну кислу реакцію на рівні рН = 1–2, а при обробці в лугах рН = 10-12. Очищають різними реагентними методами.

Стічні води гальванічних відділень. Ряд виробів, що випускаються машинобудівними заводами мають антикорозійне покриття або декоративне, котре наноситься гальванічним способом (електрохімічним способом). Стічні води гальванічних ванн містять у значній концентрації іони важких металів: Cr, Cu, Ni, тощо.

У гальванічних відділеннях можуть бути такі процеси: хромування, міднення, нікелювання тощо.

У гальванічних відділеннях утворюються стічні води двох основних категорій:

1) відпрацьовані технологічні розчини;

2) промивні води.

Перша категорія характеризується високими концентраціями забруднюючих речовин (Cr, Ni, Cu та інших іонів тяжких металів). Концентрація цих речовин у міцних розчинах досягає 1000мг/л. Концентрація цих речовин у промивних водах складає 10-50 мг/л. Ці стічні води дуже токсичні і без знешкодження та очистки не можуть скидатися у водойми. Крім того, ці забруднюючи речовини є цінними коштовними речовинами, і їх втрата небажана з економічної точки зору. Очистка і використання таких вод відрізняється складністю та високою вартістю. Відмінністю гальванічного виробництва є те, що для технологічних процесів потребується вода високої якості (не гірше питної води), а іноді і знесолена вода. Ця обставина - суттєва перешкода для створення системи оборотного водопостачання масляних емульсій. Ця категорія стічних вод також відноситься категорій стічних вод, що важко очищуються.



Поверхнево-зливовий стік з території промислових підприємств і зокрема машинобудівних заводів утворюється в результаті випадання атмосферних опадів (дощ, сніг). З території ПП поверхнево-зливовий стік змиває забруднення, що утримуються на цій території: завислі речовини, нафтопродукти, ряд хімічно розчинних у воді речовин. Крім того до складу забруднень входять речовини, що утримуються в повітрі над територією підприємства. Таким чином склад поверхнево-зливового стоку з території будь-якого підприємства визначається технологією виробництва на цьому підприємстві. Концентрація завислих речовин у ПЛС коливається в межах від 100 до 1000 мг/л, концентрація нафтопродуктів до 50 мг/л. Концентрація хімічних речовин залежить від технології виробництва. Наприклад, на коксохімічному заводі в ПЛС маються феноли, ціаніди, роданіди та ін. речовини концентрацією до 10 мг/л. На машинобудівних заводах у стічних водах переважають завислі речовини, солі, кислоти, луги.
Контрольні запитання:

  1. У чому полягає відмінність машинобудівельних підприємств від підприємств чорної металургії?

  2. Основні споживачі води на машинобудівельних підприємствах.

  3. Основні категорії стічних вод.

  4. Системи водовідведення машинобудівельних підприємств.

  5. Кількісна та якісна характеристика стічних вод відділень травлення металів і нанесення гальванічних покриттів.


9 СИСТЕМИ ПРОМИСЛОВОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ БЕЗ СКИДУ СТІЧНИХ ВОД
9.1 Принципи створення систем без скиду стічних вод

Захист водоймищ від забруднення стічними водами це в першу чергу правильне вирішення споживання води промисловістю. Воно повинно визначатись економічним споживанням води, створенням систем водного господарства без скиду стічних вод (систем без продувки або з мінімальними продувками), при яких за рахунок локальних оборотних циклів споживання води знижується до безповоротних втрат для даного виробництва; інтенсифікацією методів очистки та доведенням її до вимог санітарних норм перед скидом у водойми.

Створення замкнених систем водопостачання та водовідведення промислових підприємств з використанням очищених стічних вод у системах оборотного і технічного водопостачання є найбільш раціональним у вирішенні проблеми охорони водоймищ від забруднення стічними водами.

При системах використання води без скиду стічних вод свіжа вода із зовнішніх джерел споживається тільки для покриття безповоротного споживання і втрат води. Більше того, свіжа вода частково або повністю може бути замінена очищеними побутовими або атмосферними стічними водам, що ще більше скорочує потрібність у свіжій воді з джерел водопостачання.

Перспективи до переходу на системи водного господарства без скиду стічних вод мають ті підприємства, на яких окрім маловідхідної основної технології впроваджуються такі процеси, як заміна мокрої очистки технологічних газів і вентиляційних викидів сухою очисткою, заміна водяного охолодження пічок та обладнання випаровувальним охолодженням, перехід до повітряного охолодження оборотної води тощо.

Основу для систем без скиду стічних вод створюють локальні, як правило, автономні замкнені системи окремих цехів та виробництв і раціональні схеми використання води на підприємствах у цілому. Локальні системи оборотного водопостачання включають очисні та водоохолоджуючі споруди, шламове господарство і установку для доочищення або знищення продув очних вод.


9.2 Каскадне використання води

При проектуванні систем без скиду стічних вод (оборотних та замкнених систем водопостачання) найчастіше застосовують метод каскадного використання води. У відповідності до вимог, що пред’являються технологічним процесом до якості води, споживачі розподіляються по групах.

Свіжа вода подається для підживлення оборотних циклів, що обслуговують споживачів з найбільш високими вимогами до якості води по змісту домішок, стабільності та температурі. Це у першу чергу теплові, повітродувні, компресорні та кисневі станції, холодильні установки, трубчаті теплообмінники для охолодження різних рідинних та газоподібних продуктів тощо.

Продувочні води цих оборотних циклів використовуються для підживлення систем оборотного водопостачання, які обслуговують споживачів з більш низькими вимогам до якості води або таких систем, в яких якість оборотної води визначається в основному технологічними викидами, а не скидом складом свіжої води (наприклад установки для очищення технологічних газів, що відходять, гідравлічне транспортування різних матеріалів, охолодження металу та обладнання поливанням, промивання металу після травлення у кислотах тощо).

Якщо для оборотної системи отримання пари на ТЕС і ТЕЦ, для випаровувального охолодження доменних і сталеплавильних пічок вимагається щоб вода була повністю очищена (знесолена), то для технічного водопостачання закритої теплообмінної апаратури (трубчасті холодильники) вимагається тільки пом’якшена вода відкритих водоймищ. Для систем водопостачання, де вода контактує з газом, який охолоджується, з нагрітими продуктами і деталями (охолодження коксового та доменного газу, коксу) вимагається вода, яка повинна бути очищена від механічних домішок для запобігання засмічення розпилювачів води.

На сучасних промислових підприємствах з метою економії свіжої води застосовують каскадну схему послідовного використання води, яка є продувочною від більш чистої оборотної системи. Практично для всіх оборотних систем з меншими вимогами до якості вод використовується вода від оборотних систем з підвищеними вимогами до якості води. Наприклад, продувка оборотних систем знесоленої води може бути використана для поповнення оборотних систем технічного водопостачання. Продувка цієї системи, у свою чергу, може бути використана для поповнення оборотних систем пилегазоочищення, продувка яких може бути використана для збагачувальних фабрик і далі по зменшенню до якості води для охолодження чавуну та агломерації шлаку.


9.3 Споруди для повторного використання забруднених вод

в оборотних циклах

Очистка стічних вод від механічних домішок відстоюванням

Використання очищених стічних вод в системах оборотного водопостачання є центральним питанням загальної проблеми переводу промислових підприємств на замкнений режим роботи без скиду стічних вод.

Необхідна степінь очистки стічних вод визначається вимогам технології основного виробництва.

Від механічних домішок стічні води найчастіше очищують відстоюванням. В залежності від кількості стічних вод, що очищуються, характеру зависі та засобу обробки осаду, що виділяється зі стічних вод, обирають тип відстійників (горизонтальних, радіальних, вертикальних) або інших споруд і апаратів.

При обранні типу відстійників необхідно мати на увазі їх деякі експлуатаційні особливості. При значних витратах води горизонтальні відстійники приходиться влаштовувати з багатьма секціями, оскільки зазвичай ширина однієї секції приймається 5-6 м (продуктивність – коло 100-120 м3/год). Загальним недоліком таких відстійників є важкість правильного розподілу води по секціям, в результаті чого окремі секції виявляються пере навантаженими і, як слідство цього, в них погіршується очистка. Крім цього, ефект очистки залежить від своєчасного видалення осаду з відстійників.

Згідно СНиП 2.04.03-85, розміри відстійників слід визначати за формулами:

для горизонтальних відстійників

; (5.1)

для радіальних відстійників



,

де L – довжина горизонтального відстійника, м;



R – радіус радіального відстійника, м;

V – середня розрахункова швидкість руху води в проточній частині відстійника, мм/с (приймається 5-10 мм/с для радіальних і горизонтальних відстійників);

H – глибина проточної частини (для горизонтальних відстійників Н=1,5-3 м, для радіальних Н= 1,5-5 м);

- об’ємний коефіцієнт (для горизонтальних відстійників =0,5; для радіальних =0,45);

Q – розрахункова витрата стічних вод, м3/год;

U0 – гідравлічна кріпніть часток зависі, мм/с.

Для визначення величини гідравлічної крупності забруднень при визначенні розмірів відстійників дуже часто застосовується технологічне модулювання процесу очистки стічних вод від механічних домішок. В результаті проведення експериментів по технологічному моделюванню процесу відстоювання будується крива кінетики процесу відстоювання стічних вод (рис ).

При дослідженні кінетики осадження дуже важливо вивчити флокуляцій ні властивості зависі, тобто схильність до укрупнення при повільно перемішуванні води без додавання коагулянтів. Помітними природними флокуляційними властивостями володіють не усі види завислих речовин. Флокулюємість залежить від хімічного складу завислих речовин , вихідної концентрації твердої фази у стічних водах тощо.

Так, вивчення флокулюємості завислих речовин зі стічних вод газо очистки конвертору для виплавки сталі показало, що при відстоюванні проби води у циліндрі кількість часток, що випали за 15 хвилин складає 69,1%, а при тих же умовах, але з повільним перемішуванням, тільки за 1 хвилину їх кількість зростає до 81,3%.

Флокуляцій ні властивості завислих речовин краще всього проявляються у повільно висхідному потоці води.

Рахування флокуляційних властивостей завислих речовин дозволяє значно збільшити продуктивність споруд та апаратів, що призначені для прояснення води. Так, у інституті ВНДПІчерметенергоочистка розроблено декілька конструкцій апаратів і споруд, в яких найкращим образом реалізовані флокуляцій ні властивості завислих речовин.

Горизонтальні та радіальні відстійники традиційних конструкцій, що застосовуються для очистки стічних вод від механічних домішок мають ряд недоліків: низька продуктивність (питоме гідравлічне навантаження знаходиться у межах 1-2 ), непристосованість до роботи з коагуляцією та флокуляцією, недосконалість конструкцій (коефіцієнт використання об’єму не перевищує 0,5), періодичне видалення осаду тощо. В горизонтальних відстійниках неможливо організувати безперервне видалення осаду, який випадає, що призводить до порушення їх роботи в часті прояснення води і викликає труднощі при подальшому збезводненні, утилізації або складуванні шламів. Крім цього, їм притаманні недосконалість пристроїв впуску, розподілу та збирання води. Конструктивні удосконалення передбачають покращення гідравлічних режимів роботи відстійників за допомогою систем розосередженого збору проясненої вод, а також створення сприятливих умов для укрупнення частці механічних домішок шляхом влаштування камер флокуляції.

Застосування відкритих гідроциклонів, а також радіальних відстійників з камерам флокуляції циклонного типу дозволяє інтенсифікувати процес очистки стічних вод за рахунок посиленої градієнтної коагуляції в обертальному потоці води.

Відкриті гідроциклони доцільно застосовувати для прояснення значно невеликої кількості стічних вод (не більше за 100-200 м3/ч) зі значною концентрацією завислих речовин і які володіють високими флокуляційними властивостями.

У відкритому гідроциклоні за рахунок тангенціальної подачі води забезпечується обертання всього об’єму води, що знаходиться у апараті. Швидкості руху води при цьому значно менше, ніж у напірних гідро циклонах, тому вони забезпечують не відкидання часток до стінок апарату, а їх укрупнення в процесі повільного обертально-поступального руху.


Рис.9.1 - Відкритий безнапірний гідро циклон

1-відвод освітленої води; 2- діафрагма;

3- корпус; 4- підвід забрудненої води;

5-відвід шламу


У нижній частині відкритого гідроциклону чиниться швидке укрупнення частить за рахунок кінетичної та градієнтної коагуляції. Завислі речовини, укрупнені в процесі такого руху, тобто укрупнені флокули, випадають у конусну частину і потім відводяться через шламовий отвір. Вода, що очищується піднімається уверх, проходить в отвір конусної діафрагми та переливається в кільцевий водозбірний лоток, а потім очищена вода відводься на подальшу обробку. По мірі переміщення уверх градієнти швидкостей зменшуються і діється подальше укрупнення частить. Наявність діафрагми сприяє розширенню потоку води та видаленню завислих речовин.

На рис. 9.1 представлена схема відкритого гідроциклону традиційної конструкції.

Відкритий гідроциклон працює наступним чином. Завдяки тангенціальній подачі води у апарат, вона набуває обертально - поступовий рух, який сприяє укрупненню, флокуляції завислих часток. Укрупненню частить сприяє також те, що вода, яка очищується і домішки, які осаджуються рухаються на зустріч одна одній. Така гідродинаміка апарату дозволяє добитись значної інтенсифікації процесу очистки у порівнянні з вертикальними відстійниками та освітлювачами із завислим шаром.

Ефект робот гідро циклону значно збільшується при використанні коагулянтів. Так, стосовно до стічних вод газо очисток мартенівських печей та конверторів для досягання необхідної ефективності очистки (150 мг/л у проясненій воді) навантаження без коагуляції складає 5,6 , а з застосуванням коагулянтів – 12 .

В інституті ВНДПІчерметенергоочистка розроблено конструкцію флокулятора – апарата, в якому суміщені конструктивні елементи відкритого гідро циклону та радіального відстійника. Діаметр флокулятора 12 м, висота 12 м. Продуктивність такого флокулятору – коло 1000 м3/ч. Встановлено, що у флокуляторі з плоскою діафрагмою та розосередженим впуском води вміст завислих речовин (150 мг/л) на 1 л проясненої води досягається при навантаженні до 15 . Найкращі результати прояснення вод отримують при навантаженні 10-11 .

Видозміною гідроциклону є гідроциклон-флокулятор із плоским днищем. З цього апарату шлам видаляють механічним шляхом за допомогою скребка з

приводним механізмом через шламовий отвір у днищі (рис. 9.2)


Рис. 9.2 - Гідроциклон-флокулятор:

1-тангенціальний патрубок; 2- конічна діафрагма; 3 лоток проясненої води; 4-електропрвід; 5- робочий вал; 6-корпус; 7- ферма для згрібання осаду.

Робота флокулятора досліджена стосовно до стічних вод газоочисток доменних печей металургійного заводу. Необхідний ефект прояснення (150 мг/л) може бути отриманий при питомому гідравлічному навантаженні 9 .

Гідроциклон та гідроциклон-флокулятор, які володіють завищеною продуктивністю у порівнянні зі звичайними відстійними спорудами, полегшують створення локальних систем оборотного водопостачання, оскільки завдяки невеликим габаритам можуть бути компактно розміщені поблизу цехів навіть в умовах діючих підприємств.

Для очищення значних витрат стічних вод можливо також застосування відстійників з камерою пластівцеутворення гідроциклонного типу (рис. 9.3).

Діаметр відстійника – 30 м. Камера пластівцеутворення має циліндричну форму діаметром 10м. Цей відстійник можна застосовувати також для очистки січних вод, які містять окрім завислих речовин масло (наприклад, для очистки стічних вод цехів гарячої прокатки сталі, що містять окалину та масло).

Вихідна вода, що підлягає фільтруванню не повинна містити більше 150 мг/л завислих речовин і 20-30 мг/л масел. Ефект очистки: концентрація зависі у фільтраті – до 30 мг/л, масло уловлюється до 30%. Швидкість фільтрування – до 60 м/ч, тривалість фільтроциклу – 8-9 ч.

В технології очистки виробничних стічних вод знаходять застосування також сіткові фільтри.





Рис. 9.3- Відстійник з камерою пластівцеутворення гідроциклонного типу:

1- маслозбірний пристрій; 2- камера пластівцеутворення; 3- розподільчий пристрій; 4-водозбірна система; 5-скребкова ферма; 6-зона осадження
Ефективність роботи відстійника з камерою пластівцеутворення (2,5) значно перевищує показники горизонтальних та звичайних радіальних відстійників (1,2 ).

Фільтрування

При завищених вимогах технології до якості води та наявності у стічних водах великої кількості дрібнодисперсних завислих речовин відстоювання може бути недостатньо для очистки оборотної води, особливо якщо воно здійснюється без застосування коагулянтів. У цих випадках виникає необхідність у додатковій стадії очистки всієї або частини оборотної води.

У технології очистки природних вод широко застосовуються фільтри із зернистим мінеральним завантаженням (пісок, гравій, антрацит) – як відкриті, так і напірні. Швидкість фільтрування у таких фільтрах складає 5-10 м/ч.

У системах оборотного водопостачання для великих витрат застосовуються надшвидкісні фільтри, які завантажуються кварцовим піском із крупністю зерен 1,8-2 мм. Висота завантаження –0,6 м. Діаметр корпусу фільтра – 2 м; корисна площа однієї камер - 0,36 м2. Камери промиваються поперемінно автоматично за заданим режимом обертальним пристроєм, який змонтовано на кришці фільтра. Швидкість фільтрування –коло 50 м/ч. Фільтр призначений для очистки стічних вод прокатного виробництва, які містять окалину та масло. Продуктивність його відносно невеличка – 150 м3/ч.

Зазвичай на фільтри подається вода, яка пройшла попередню ретельну очистку у відстійниках з концентрацією завислих речовин 50-100 та масел 25-40 мг/л. Ефект очистки досить великий: остаточна концентрація зависі у фільтрованій воді – 5-10 мг/л та масел 1-5 мг/о, а у деяких випадках – 0,3-3 мг/л.

Застосовуються також фільтри із пінополістрольним або пінополіуретановим завантаженням. Такі фільтри також застосовують для глибокої очистки стічних вод прокатного виробництва від дрібної окалини та масел Процес фільтрування у фільтрах із плаваючим завантаженням здійснюється знизу уверх, а промивання – зверху униз, що сприяє найбільш повному відмиванню завантаження.



скачать файл


<< предыдущая страница   следующая страница >>
Смотрите также:
Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства
1040.87kb.
Міністерство освіти і науки України Національна юридична академія України
7337.38kb.
Міністерство освіти та науки України Національна гірнича академія України
184.34kb.
Та включено до переліку міжнародних виставок, що проводяться в Україні
107.6kb.
Шановні колеги! 16-18 жовтня 2012 р у Виставковому центрі «КиївЕкспоПлаза»
67.11kb.
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни національна академія педагогічних наук україни інститут спеціальної педагогіки
3603.02kb.
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни національна академія наук україни київський університет права
521.35kb.
Міністерство освіти І науки україни пр. Перемоги
143.85kb.
Національна Академія Наук України Київський університет права
310.08kb.
Міністерство освіти І науки україни рівненський державний університет водного господарства та природокористування
244.59kb.
Міністерство освіти І науки україни рівненський державний університет водного господарства та природокористування кафедра трудових ресурсів
227.94kb.
Н аціональна академія наук україни міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем
411.12kb.