Металлургические предприятия и экология

Значительное сокращение расходов воды может быть достигнуто за счет усовершенствования охлаждения оборудования, в первую очередь прокатного. Так, путем замены системы перфорированных труб, через которые подается охлаждающая вода на валки стана и рольганги, на систему с применением спрейеров за счет улучшения теплосъема удается сократить расход воды на 25% . С целью снижения расхода воды разработан и может быть рекомендован технический прием охлаждения роликов рольганга в специальных ваннах, позволяющий уменьшить расход воды в 2-3 раза. При применении этого способа можно использовать воду любого качества.

Одним из перспективных способов, обеспечивающих сокращение потребления воды и количества сточных вод, является каскадная промывка металла после травления. При этом способе тракт промывки разделяют на 3-4 отсека. Свежую или нейтрализованную оборотную воду подают в последний по ходу металла отсек и далее перекачивают из отсека навстречу движущемуся металлу; в результате расход промывных вод сокращается в 4-5 раз.

Расход воды, идущей на охлаждение металлургических агрегатов, может быть значительно сокращен за счет расширения объема внедрения испарительного охлаждения доменных, мартеновских и нагревательных печей.

Использование сухих методов очистки газов позволяет сократить водопотребление на 15-20 % . [6]

Одним из основных путей сокращения расхода свежей технической воды до уровня неизбежных безвозвратных потерь является комплексное использование внутри предприятия и внедрение систем очистки и стабилизации воды, отвечающих требованиям производственной и экологической надежности. В зависимости от конкретных условий металлургического предприятия комплексное использование воды достигается следующими путями:

1. последовательная передача избыточной или продувочной воды от потребителей с более высокими требованиями к качеству воды потребителям с более низкими требованиями;
2. переход от локальных к централизованным системам водоснабжения групп цехов с идентичными требованиями к качеству воды (при этом происходит усреднение качества воды, что, как правило, способствует ее стабилизации и интенсификации процесса очистки);
3. централизованная аккумуляция случайных сбросов, дренажных вод, поверхностного стока и их очистка с целью дальнейшего использования.

Создание систем бессточного водоснабжения требует глубокой оценки качества воды, точного определения источников и величины безвозвратных потерь, максимально возможного упрощения общезаводской схемы водоснабжения. Основным требованием к качеству воды, определяющим необходимость продувки систем оборотного водоснабжения, является ее стабильность: химический состав оборотной воды должен исключать образование отложений и коррозию.

Для предотвращения отложений в системах оборотного водоснабжения металлургических предприятий целесообразно использовать реагенты на основе композиций из фосфорсодержащих и поверхностно-активных реактивов. Метод основан на непрерывной гидрофобной защите поверхностей от карбонатных отложений путем введения в оборотную воду кроме фосфатов оксигидрольных поверхностно-активных реагентов, снижающих энергию взаимодействия защищаемой поверхности и кристаллизующихся солей. Поверхностно-активные вещества прочно адсорбируются на защищаемой поверхности, и при взаимодействии солей образуются не плотные отложения, имеющие прочное сцепление с поверхностью, а рыхлые, шламистые, легко выносимые из системы потоком воды.

Наиболее эффективная гидрофобная защита достигается при использовании омыленных кубовых остатков от производства синтетических жирных кислот. Кроме того, для широкого внедрения на металлургических предприятиях рекомендуется реагент ИОМС – ингибитор отложений минеральных солей, показавший высокую эффективность в системах водоподготовки для промышленных котельных. Создание замкнутых бессточных и безотходных систем водного хозяйства металлургических предприятий предусматривает обессоливание продувочных вод на заводских деминерализационных установках с возвратом полученной чистой воды в производственный процесс. С целью снижения капитальных затрат на сооружение выпарных установок можно рекомендовать использовать дебалансовые и продувочные воды в качестве исходной воды для промышленных котельных и котлов-утилизаторов, стоящих за металлургическими печами. Пройдя обычную водоподготовку с применением механических, сорбционных и натрий-катионитовых фильтров, слабозагрязненные дебалансовые воды могут быть доведены по качеству до стандартов питательной воды для котлов среднего давления.

Использование данного приема позволяет с минимальными затратами увеличить степень использования воды в обороте и значительно сократить сброс сточных вод. Одним из основных направлений промышленной экологии является внедрение современных методов очистки промышленных сточных вод, что уменьшает степень загрязнения водоемов-приемников сбросов металлургических предприятий.

Для интенсификации механической очистки сточных вод можно рекомендовать новые конструкции сооружений, характеризующиеся повышенной пропускной способностью и высокой эффективностью: безнапорные гидроциклоны, радиальные отстойники с камерой флокуляции, фильтры с плавающей пенополистирольной загрузкой, сетчатые самопромывающиеся фильтры, магнитно-дисковые аппараты и т.д. Эти сооружения требуют меньших площадей и меньших капитальных и эксплуатационных затрат. [1]

Очистка промышленных сточных вод

а) Для осветления сточных вод от аглофабрик рекомендуется использовать аппараты гидроциклонного типа. Применение этих аппаратов позволяет в ряде случаев благодаря высоким по сравнению с радиальными отстойниками удельным гидравлическим нагрузкам расположить очистные сооружения в непосредственной близости от цеха, что дает значительную экономию капитальных и эксплуатационных затрат. Для интенсификации процесса осветления целесообразно применять флокулянты, в частности отечественный реагент – полиакриламид. Его оптимальная доза (0,6 мг на 1 грамм взвеси по активному продукту) значительно ускоряет процесс осаждения, увеличивая за 30 минут отстаивания количество осветленной воды с 20-25% до70% общего объема обрабатываемых сточных вод.

б) В практике обогащения руд черных металлов нашли применение главным образом два вида схем оборотного водоснабжения: с осветлением хвостовой хвостовой пульпы в шламохранилище и с осветлением в сгустителях с последующей подачей сгущенной пульпы в хвостохранилище. Первая схема обеспечивает естественное (безреагентное) осветление пульпы, но очень дорогая и не везде применима из-за повышенной фильтрующей способности подстилающих пород шламохранилищ. Вторую схему применяют, как правило, с подачей флокулянтов для ускорения осаждения взвеси в сгустителях; она позволяет значительно сократить расход свежей воды на технологические нужды. С целью рационального использования водных ресурсов и предотвращения загрязнения водных объектов необходимо на обогатительных фабриках проводить работы по вовлечению в систему оборотного водоснабжения всех видов рудничных и дренажных вод.

Главная экологическая проблема на металлургическом заводе – это свести к минимуму сброс сточных вод после систем мокрой газоочистки.

Для интенсификации и повышения глубины очистки сточных вод газоочистных установок могут быть рекомендованы следующие технические приемы:

а) Использование новых конструкций магнитно-дисковых аппаратов для осветления сточных вод позволяет сократить площади, занимаемые очистными сооружениями в 15 раз и уменьшить потребление электроэнергии в 20 раз.

б) С целью ускорения процесса осаждения взвешенных веществ в радиальных отстойниках можно рекомендовать установку в распределительных лотках системы магнитной обработки. Магнитная коагуляция при очистке сточных вод газоочисток мартеновских печей экономически эффективнее обработки этих стоков полиакриламидом.

в) Замена радиальных отстойников на открытые гидроциклоны позволяет в 5-6 раз интенсифицировать процесс очистки сточных вод от установок очистки газов металлургических цехов. Удельные гидравлические нагрузки на аппараты гидроциклонного типа в 10 раз больше, чем в радиальных отстойниках, что позволяет создавать компактные установки и снижать капитальные затраты на их строительство.

Заключение

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

Чтобы сократить загрязнение окружающей среды отходами металлургического производства необходимо:

1. Увеличить затраты на охрану природы и ускорить темпы строительства природоохранных объектов, оборудования.
2. Проводить независимые научные комплексные экологические экспертизы с целью складывания экологического прогноза и изготовления рекомендаций локального масштаба (во всех регионах силами местных экологов).
3. Экономически стимулировать проведения экологических мероприятий, как это уже эффективно практикуется в США, Германии, Японии (поощрение комплексного использования сырья, отходов, вторичного сырья, переходы на малоотходные и безотходные технологии)
4. Запретить любые отклонения от проектов, в ущерб окружающей среде, суровое соблюдение рекомендаций ОВОС (оценка воздействия на окружающую среду).

Используемая литература

1. Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов Москва: Стройиздат, 1987. с. 467
2. Балацкий О.Ф. Экономика чистого воздуха Москва: Высшая школа, 1998. с. 294
3. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Ленинград: Химия, 1987. с. 362
4. Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва: Высшая школа, 1993. с. 237
5. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат 1991. с. 348
6. Захаров Е.И., Лебедкова А.А., Охрана окружающей среды. Для студентов горных специальностей, Учебное пособие. – Тула: ТулПИ, 1987. с. 64
7. .Колосов А.В, Эколого-экономические принципы развития горного производства, - Москва, «Недра», 1987. с. 278
8. Певзнер М.Е., Костовецкий В.П., Экология горного производства, - Москва, «Недра», 1990. с. 457
9. Подвишенский С.Н., В.И. Чалов, О.П. Кравчино, Рациональное использование природных ресурсов в горнопромышленном комплексе, - Москва, «Недра», 1988. с. 346
10. Хотунцев Ю.Л. Человек, технологии, окружающая среда Москва: Устойчивый мир, 2001. с. 437