По мере роста производства на отечественных меткомбинатах возрастают объемы использования воды и, как следствие, образующихся на предприятиях загрязненных стоков. Поэтому проблема их переработки с целью обезвреживания и разделения на компоненты для наиболее полной регенерации с целью повторного использования воды и образующихся при этом осадков становится все более актуальной. Внедрение замкнутых систем водопользования в настоящее время считается практически единственным рациональным решением эффективного использования воды в металлургии.
Предпосылки к развитию
Замкнутая система водообеспечения представляет собой систему водного хозяйства предприятия, которая обеспечивает возврат всех жидких отходов после соответствующей обработки для повторного использования или переработки на вторичное сырье.
Опыт строительства и эксплуатации замкнутых систем водоснабжения на производственных предприятиях постсоветского пространства можно условно разделить на три этапа. Первый этап, приходящийся на период с 1973 по 1990 годы, характеризуется интенсивным подъемом строительства и эксплуатации многочисленных крупных систем замкнутого водоснабжения. Первая в мире система замкнутого водоснабжения металлургического предприятия была построена в СССР в 1973 году на Исетском металлургическом заводе (г. Свердловск). Примечательно, что данный комплекс успешно работает и по сей день. Всего за этот период в советской металлургической отрасли было построено около 40 достаточно мощных многоцелевых комплексов замкнутого водоснабжения (24 – в черной металлургии, 15 – в цветной), успешно работающих и сегодня. За рубежом строительство таких систем началось лишь чуть более двадцати лет назад, в конце 80-х годов.
Во время второго этапа с 1990 по 2000 год, после распада СССР, работы по созданию замкнутых систем практически прекратились, причем не только в металлургии, но и в других отраслях производства. И только с 2000 года начали появляться первые серьезные признаки восстановления промышленности и проявления интереса к созданию замкнутых систем водоснабжения у нас в стране. Этот этап, третий по счету, продолжается с переменным успехом до сих пор.
Создание замкнутой системы водоснабжения представляет собой комплексную задачу, предусматривающую:
внедрение эффективных физико-химических методов очистки сточных вод;
установление предельно допустимых концентраций солей и других компонентов в оборотной воде с учетом ее безопасности для каждого замкнутого цикла;
создание максимально возможного числа локальных замкнутых циклов с многократным использованием воды;
извлечение из сточных вод ценных компонентов;
переработку в целях утилизации выделенных осадков и засоленных вод.
Замкнутая система водоснабжения металлургического предприятия представляет собой химико-технологический комплекс по производству чистой воды внутри предприятия. Такая система является неотъемлемой частью любого безотходного производства, причем, одной из главных.
Практика эксплуатации подобных систем показывает, что определяющими факторами при их создании являются выбор и устройство хвостовых очистных установок. Ведь именно они позволяют сделать систему замкнутой. К хвостовым установкам относятся установки переработки продувочных вод, утилизации концентрированных отработанных технологических растворов, кристаллизации, обезвоживания и сушки осадков, а также стабилизационные, биоинженерные, сжигания, доочистки и др.
Организация замкнутых систем водоснабжения требует также одновременной проработки всех элементов водного хозяйства в их взаимосвязи, а не только отдельных частей (чистых и грязных оборотных циклов, локальных сооружений по очистке стоков и др.). На практике в таких системах очищаются и используются ливневые воды, на хвостовых установках перерабатываются отходы от локальных циклов и т.д. Также для создания эффективной замкнутой системы необходимы совместные усилия специалистов по очистке воды, технологов, специалистов по оборудованию и системам автоматического управления, экономистов, гигиенистов.
Однако результат стоит труда такого количества высококвалифицированных специалистов. Замкнутые системы очистки промышленных вод позволяют повторно использовать промышленные стоки, обеспечивая тем самым значительную экономию свежей воды при снижении ее потребления до уровня безвозвратных потерь, утилизировать выделяемые из стоков загрязнители (полезное использование, уничтожение либо складирование) и в результате ликвидировать все сбросы стоков в окружающую среду.
Украинские достижения
Ухудшение экологической ситуации в стране и дефицит воды в регионах с наиболее высокой `металлургической` нагрузкой вынуждают предприятия осуществлять реконструкцию в направлении создания современных замкнутых бессточных систем водного хозяйства. В Украине огромный опыт в разработке бессточных замкнутых систем водоснабжения металлургических предприятий имеет украинский государственный научно-технический центр `Энергосталь`. В последнее время по проектам УкрГНТЦ `Энергосталь` на ОАО `Алчевский металлургический комбинат` и `Енакиевский металлургический завод` были созданы практически бессточные системы оборотного водоснабжения.
Следует отметить, что традиционно при организации системы водоснабжения станов горячей прокатки в `грязный` оборотный цикл сбрасывались воды от некоторых потребителей, использующих свежую или `условно-чистую` воду. Создавался дебаланс, а часть воды из оборотного цикла сбрасывалась в водоем. Использование новых очистных сооружений, разработанных УкрГНТЦ `Энергосталь`, позволило сократить занимаемые производственные площади, а дебалансные воды после доочистки на антрацито-кварцевых фильтрах, созданных центром, – возвратить в `условно-чистый` оборотный цикл. Таким образом, создается замкнутая система водоснабжения, исключается сброс воды в водоем и значительно сокращается ее потребление.
Примером высокоэффективной замкнутой системы, разработанной по техническим решениям УкрГНТЦ `Энергосталь`, является не имеющая мировых аналогов система оборотного водоснабжения стана `3000` ОАО `Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича`, состоящая из `условно-чистого` и двух `грязных` оборотных циклов. Первый оборотный цикл обслуживает участок черновых клетей и включает яму для окалины, радиальные отстойники с камерой флокуляции и две ступени фильтров. Вода после второй ступени фильтров подается на установки гидросбива, которые ранее обычно работали на свежей технической воде. Это значительно сократило переполнение данного оборотного цикла. Для предотвращения накопления мелкой фракции взвешенных веществ предусмотрена коагуляционная обработка воды сернокислым алюминием. Второй оборотный цикл, обслуживающий чистовые клети и отводящий рольганг, включает открытые гидроциклоны диаметром 6 м и антрацито-кварцевые фильтры. Часть осветленной воды дочищается на угольных фильтрах и возвращается на пополнение `условно-чистого` цикла. Работа системы водоснабжения предусмотрена на бессточном режиме.
Значительных улучшений в области очистки и сброса сточных вод удалось достичь и на ОАО `Запоржсталь`. На комбинате разработана и целенаправленно выполняется программа технического перевооружения основных мощностей с максимальным внедрением ресурсосберегающих технологий, рассчитанная на период до 2015 года. В Программе значительное место занимает внедрение мероприятий по охране водного хозяйства. Среди крупнейших объектов, введенных в эксплуатацию, – замкнутые системы по очистке промышленных вод аглофабрики, доменного, мартеновского, литейного и прокатных цехов. В настоящее время построены и эффективно используются 11 замкнутых оборотных циклов, благодаря которым удалось уменьшить сбросы сточных вод на 30% и повысить повторное использование технической воды на 86%. Кроме того, благодаря установленным системам, ежегодно улавливается и возвращается в производство более 200 тыс. т железосодержащих шламов.
Много усилий направлено на эффективную работу водного хозяйства и в ОАО `Арселор Миттал Кривой Рог`. На предприятии повышенное внимание уделяется эффективности работы действующих водоочистных сооружений, систем оборотного водоснабжения и водоотведения, а также рациональному использованию воды. Контроль качества воды определяется по 39 ингредиентам. Действует автоматическая система учета объемов сточных вод. За последние 7 лет, в т.ч. благодаря использованию оборотных циклов водообеспечения, на предприятии удалось снизить объем сточных вод почти в 6 раз (с 63047,1 тыс. куб м в 2003г до 11867,2 тыс. куб м в 2010 году). Только за последний год была проведена реконструкция оборотного водоснабжения двух хвостохранилищ предприятия: `Объединенное` и `Миролюбовка`.
Этот опыт доказывает, что проблема внедрения замкнутых систем очистки воды достаточно актуальна для металлургической отрасли нашей страны. Многие крупные металлургические предприятия заявляют сегодня об активной работе по проектированию, строительству и наладке таких систем. Однако чтобы ускорить данный процесс, нужно создать соответствующие экономические стимулы. В частности, увеличить экологические платежи до уровня европейских стран.
Ольга Фомина
http://www.rusmet.ru/
Замкнутые системы очистки промышленных вод в металлургии
+380 44 237 XX XX +380 44 237 2567
Идентификатор: 4740
