книги из ГПНТБ / Левин, А. М. Очистка сточных вод огнеупорных заводов

печь). Температура обжига изделий составляет 1380— 1420° С. Готовые изделия сортируют и подготавливают к отгрузке. Очистка дымовых газов, отходящих из сушиль­ ных барабанов, от пыли происходит в циклонах и элект­ рофильтрах. Из циклонов пыль направляют в технологи­ ческий процесс, а из электрофильтров в отгрузочный бун­ кер при сушильно-помольном отделении для отгрузки потребителю в качестве мертеля.

Из табл. 1 видно, что в шихтах количество глины ко­ леблется в пределах 15—45%, а шамота — от 55 до 85%. Для более качественных изделий применяют глину в меньшем количестве.

В смесительно-прессовом отделении цеха уборка по­ мещений и очистка воздуха от пыли — мокрые. Оборудо­ вание и трубопроводы промывают периодически; сточные воды могут содержать, помимо взвешенных веществ, ра­ створ сульфитно-спиртовой барды. Поэтому необходимо

Запорожском огнеупорном заводе выполнена по раздель­ ной системе. На заводе имеются самостоятельные сети бытовой и производственно-ливневой канализации, две оборотные системы нагретой воды, а также две оборот­ ные системы водоснабжения мокрой очистки воздуха от пыли. Одна система нагретой воды обслуживает цех вы­ сокоглиноземистых изделий, другая — компрессорную. Первая система водоснабжения мокрой очистки воздуха от пыли обслуживает цех шамотных изделий, другая — цех высокоглиноземистых изделий.

Схема канализационной сети и очистных сооружений завода показана на рис. 2. На заводе ликвидированы су­ ществовавшие ранее открытые канавы и вместо них по­ строены коллекторы ливневой канализации.

На остальных пяти обследованных заводах технологи­ ческие процессы производства изделий и шамота анало­ гичны процессам Запорожского огнеупорного завода, за исключением производства металлургического магнези­ тового порошка на заводе «Магнезит», где предваритель­ но измельченный магнезит обжигают во вращающихся или шахтных печах при 1600—1700° С.

Мокрая уборка помещений производится в корпусе подготовки цеха № 4 Семилукского огнеупорного завода и в отделении вращающихся печей цеха № 6 Боровичско-

20

го комбината огнеупоров. Мокрая очистка воздуха осу­ ществляется в цехе № 4 Семилукского огнеупорного за­ вода, в цехах № 3 и 5 Боровичского комбината огнеупо­ ров. Канализационная сеть на этих заводах выполнена по раздельной системе. Сточные воды после механической

Рис. 2. Схема канализации Запорожского огнеупорного завода:

/ — цех магнезиальных изделий; 2 — цех шамотных изделий; 3 — шамотообжпгательный цех; 4 — цех высокоглиноземистых изделий; 5,6 — оборотные системы водоснабжения мокрой очистки воздуха цеха шамотных изделий и цеха вы­ сокоглиноземистых изделий; 7, 8 — оборотные системы водоснабжения цеха вы­ сокоглиноземистых изделий и компрессорной; / — производственно-ливневая ка­ нализация; // — бытовая канализация; / // — оборотная система водоснабже­ ния, трубопроводы нагретой и охлажденной воды; IV — оборотная система во­ доснабжения мокрой очистки воздуха, трубопроводы загрязненной и осветлен­

ной воды

очистки на горизонтальных отстойниках сбрасываются па Копстантиновском заводе в реку Кривой Торец, на за­ воде «Магнезит» в реку Сатка, па Боровичском комбина­ те— в реку Мету, на Суворовском заводе — в реку Черепеть.

2. СОСТАВ И СВОЙСТВА СТОЧНЫХ ВОД

Сточные воды от огнеупорных заводов и рудников, населенных мест могут быть подразделены на:

1) производственные, образующиеся при использова­ нии воды в различных технологических процессах;

2) бытовые — от санитарных устройств, установлен­ ных в производственных, жилых, общественных и комму­ нальных зданиях;

21

3) атмосферные, образующиеся (например, на п верхности дорог, площадей, крыш) при выпадении дождя (дождевые) и таянии снега (талые).

По химическому составу загрязнений сточные воды подразделяются на органические и минеральные. По фи­ зическому состоянию загрязнения сточные воды делятся в зависимости от степени дисперсности на растворенные, коллоидные и нерастворенпые. В санитарном отношении наиболее опасными являются бытовые сточные воды, со­ держащие большое количество гниющих органических ве­ ществ, а также болезнетворные бактерии. Для защиты водоемов, почвы, воздуха от загрязнения сточные воды отводят за пределы территории завода и населенного места.

Перед выпуском в водоем или повторным использова­ нием сточные воды должны быть очищены. Необходимая степень очистки зависит от многих факторов, в том чисте, и от концентрации загрязнений в сточных водах и со­ отношения их расходов с расходом водоема. Для проек­ тирования очистных сооружений сточных вод необходи­ мо знать их состав и количество.

Состав сточных вод изучали на указанных в предыду­ щем разделе шести огнеупорных заводах в течение двух лет [4]. Исследования проводили вовсе периоды года ра­ боты огнеупорных заводов, что необходимо для определе­ ния объемов очистных сооружений. В цехах заводов, где не установлены аспирационные системы с мокрой пылеочисткой и не осуществляется мокрая уборка помещений, брали пробы пыли, уловленной аппаратами сухой очист­ ки воздуха от различных агрегатов. Искусственно приго­ товляли сточные воды с различными концентрациями пы­ ли; отбирали пыли различных огнеупорных материалов на разных стадиях технологического процесса.

Искусственно приготовленные сточные воды анализи­ ровали по той же схеме, что и сточные воды, отобранные от производственных агрегатов. Обобщенные данные ха­ рактеристик производственых сточных вод огнеупорных заводов в зависимости от вида материала загрязнения приведены в табл. 2. Результаты анализов сточных вод по фракционному и химическому составу взвешенных ве­ ществ приведены в табл. 3 и 4.

Из табл. 2—4 видно, что состав сточных вод весьма разнообразен и не постоянен для одного и того же вида производства; даже на одном и том же предприятии он

22

Т а б л и ц а 2

Характеристика производственных сточных вод огнеупорных заводов

П р и м е ч а н и е , а — пре делы колебаний, б — среди яя величина.

П р и м е ч а н и е , а — пределы колебаний; б — средняя величина.

колеблется в широких пределах. Это обусловлено специ­ фикой работы цехов заводов, неравномерным поступле­ нием материала, периодичностью работы производствен­ ных агрегатов, залповыми сбросами в канализацию сточ­ ных вод при мойке оборудования й помещений.

Следует отметить, что глина на огнеупорные заводы поступает с различных месторождений и имеет различ­ ные физико-химические показатели. По этой причине сточные воды, загрязненные глиной, имеют различные физико-химические характеристики. Активная реакция сточных вод (pH) изменялась от 6,2 до 10,0 в зависимо­ сти от вида материала загрязнения сточных вод; pH сточных вод Семилукского завода, загрязненных глиной (25 г/л), составляла 7,7, что выше обычного показателя 6,8—7,0. Особенно отличалась pH сточных вод, загряз­ ненных магнезитом, а также смесью его с хромитом; в зависимости от содержания-в воде недообоженной пыли магнезита pH колебалась от 8,0 до 10,0.

Окисляемость сточных вод колеблется от 8,0 до 13,3 мг/л 0 2, БПКб — 1,3—2,2 мг/л 0 2. Общая жесткость и величина сухого остатка зависят от природного солево­ го состава и степени обжига исходных материалов. При большом содержании СаО и MgO увеличиваются pH и жесткость воды, особенно от СаО, так как растворимость окиси кальция в 15—20 раз больше растворимости окиси магния. Диапазон колебаний жесткости значителен для различных видов сырья и составляет 0,6—31,5 мг-экв/л. Сточные воды заТрязнены нерастворимыми примесями, находящимися в воде в виде крупной взвеси, суспензии, эмульсии и пены, а также коллоидов. Примеси представ­ лены взвешенными веществами перерабатываемых в технологическом процессе материалов и растворенными примесями в виде истинных растворов минеральных со­ лей. По своей природе загрязнения носят минеральный характер. Цвет и запах сточных вод в течение суток не меняются. Температура сточных вод колеблется в зави­ симости от времени суток и года от 6—8 до 24—26° С.

Концентрация взвешенных веществ в сточных водах колеблется в больших пределах: 3000—60000 мг/л. Для расчетов среднюю концентрацию можно принимать рав­ ной 20000—30000 мг/л. Плотный остаток сточных вод составляет в среднем 90—120 мг/л при колебании от 20 до 510 мг/л. Полученные данные характеристик сточных вод по шести обследованным заводам приведены в при-

25

Ложении I. Химический и фракционный составы взвешен­ ных веществ сточных вод приведены в приложениях II и III.

Фракционный состав взвешенных веществ (даже од­ ного вида материала) сточных вод от одного и того же агрегата, но в разное время его работы, весьма разли­ чен. Шамот характерен более крупными фракциями, так как при обжиге па шамот глина сильно спекается и пы­ линки ее конгломерируются. В сточной воде от пенофильтров цеха № 3 Боровичского комбината огнеупоров со­ держание взвешенных веществ минимальных фракций (•<0,001 мм) составляло ~24% . Такая взвесь очень долго ие осаждается и через 2 ч отстаивания ее остает­ ся ~ 88%, а объем осадка через 24 ч отстаивания сос­ тавляет ~41% . За 3 месяца отстаивания в этой воде образовывается семь фаз остаточной взвеси разной дис­ персности с резко разграниченными слоями каждой фа­ зы. На Семилукском заводе в сточной воде от пенофильтров цеха № 1 содержится до 9,2% фракции <0,001 мм, на Запорожском заводе содержание таких фракций до­ стигает 23,2%. Диапазон колебаний фракционного соста­ ва для всех видов сырья от различных агрегатов по об­ следованным заводам очень велик.

На огнеупорных рудниках образуются в основном производственные сточные воды после охлаждения ком­ прессоров и другого оборудования.

Состав бытовых сточных вод огнеупорных заводов и рудников аналогичен составу бытовых сточных вод на­ селенных мест и может быть принят по СНиП 11-Г.6-62.

Атмосферные сточные воды в результате соприкосно­ вения с поверхностями дорог, площадей и крыш загряз­ няются органическими и минеральными веществами. Особенно сильно загрязняются дождевые воды в первые периоды выпадения. Сток при дождях, выпадающих длительное время и с большой интенсивностью, становит­ ся по прошествии времени более или менее чистым. Кон­ центрация взвешенных веществ в дождевых стоках ха­ рактеризуется большим разнообразием и зависит от ин­ тенсивности дождя, его продолжительности, состояния поверхности, па которую он выпадает и т. д. Например, сток дождевых вод Ленинграда содержит до 1,5 г/л взве­ шенных веществ, из них ~62% минерального происхож­ дения [5].

26

3. СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ ОБНЕУПОРНЫХ ЗАВОДОВ

Сточные воды удаляются за пределы огнеупорных за­ водов и поселков по трубам и каналам, как правило, са­ мотеком, поэтому трубы прокладывают с уклоном. В за­ висимости от отводимых канализационной сетью катего­ рий сточных вод различают общесплавную и раздельную (полную и неполную) системы канализации. Общесплав­ ная система канализации предусматривает прием и от­ ведение всех категорий сточных вод через устройства одной системы подземной сети труб. Для уменьшения размеров на коллекторах устанавливают камеры с лив­ неспусками, через которые сбрасывается в ближайшие водоемы часть смеси дождевых и производственно-быто­ вых сточных вод во время сильных дождей.

• Раздельная система канализации может быть полной и неполной. Полная раздельная система канализа­ ции предусматривает прокладку двух и более подземных сетей трубопроводов; в одну из них принимаются и отво­ дятся бытовые и загрязненные производственные сточные воды, направляемые на очистные сооружения (могут быть и отдельные производственные сети), по другой — дождевые, дренажные и незагрязненные производствен­ ные сточные воды.

Неполная раздельная система канализации преду­ сматривает укладку подземной бытовой сети из труб и устройство открытой дождевой сети (уличные лотки, кю­ веты и канавы).

Разновидностями общесплавной и раздельной систем канализации являются полураздельная и комбинирован­ ная системы. Полураздельная канализация предусматри­ вает устройство двух сетей подземных труб, по одной от­ водятся бытовые, загрязненные производственные сточ­ ные воды и первые потоки грязных дождевых вод, а по другой — относительно чистые дождевые и незагрязнен­ ные производственные сточные воды. Комбинированные системы канализации допускают устройство сетей по различной системе.

При выборе системы и решении схемы канализации огнеупорных заводов учитывают местные условия (сте­ пень благоустройства территории, рельеф местности, на­ личие водоемов и др.), санитарно-гигиенические требова­ ния и технико-экономические данные.

На огнеупорных заводах применяют, общесплавную,

27

полную раздельную и раздельную системы канализации. На некоторых старых огнеупорных заводах сточные во­ ды отводят по общесплавной и раздельной (с двумя се­ тями) системам канализации. На вновь проектируемых и строящихся заводах чаще предусматривают схему раз­ дельной системы канализации с использованием произ­ водственных сточных вод в оборотном водоснабжении'.

В санитарном отношении полураздельная система ка­ нализации является наилучшей, так как все категории за­ грязненных сточных вод отводятся по ней за пределы предприятия и населенного места и после очистки сбра­ сываются в водоем.

- Общесплавная система канализации благоприятна в санитарном отношении, так как при этой системе основ­ ная масса загрязненных сточных вод проходит очистку. Полную раздельную систему канализации в санитарном отношении можно считать удовлетворительной.

По технико-экономическим соображениям первая си­ стема является невыгодной, так как стоимость ее строи­ тельства наиболее высокая, стоимость второй также вы­ сокая, что обусловлено очень большими сечениями кол­ лекторов. Третья имеет наиболее широкое применение при строительстве канализации промышленных предприя­ тий и населенных мест. Технико-экономические преиму­ щества полной раздельной системы канализации состо­ ят в следующем: строительство различных сетей ведут поочередно; в первую очередь строят бытовую сеть, во вторую очередь по мере развития населенного места и его благоустройства — дождевую сеть.

В случае необходимости при хороших санитарных и технико-экономических показателях может быть приме­ нена комбинированная система канализации.

4.РАСХОДЫ СТОЧНЫХ ВОД

ИКОЭФФИЦИЕНТЫ НЕРАВНОМЕРНОСТИ

Нормой водоотведения или удельным расходом на промышленных предприятиях называется количество сточных вод, образующихся при выпуске единицы про­ дукции. Нормы водоотведения бытовых сточных вод сле­ дует принимать по СНиП II Г.6—62 [6]. Эти стоки сбра­ сываются в канализацию сливными станциями и комму­ нально-бытовыми предприятиями (банями, прачечными и др.).

28

Максимальные секундные расходы дождевых вод для городов европейской части СССР в 50—150 раз больше расходов бытовых вод. Дождевой сток по объему за год меньше бытовых сточных вод в 7—15 раз. Расчетный рас­ ход дождевых вод при проектировании дождевой и обще­ сплавной канализации следует определять в соответст­ вии с рекомендациями СНиП П-Г.6—62. Замеры расхо­ дов производственных сточных вод, а также отчетные данные приведены в табл. 5—7. Результаты замеров рас­ ходов сточных вод на Запорожском огнеупорном заводе представлены в табл. 8.

Разница между расходами сточной воды на общем сбросе завода и суммой расходов по отдельным цехам составила не более 2%; это подтверждает правильность проведенных замеров.

Как видно из табл. 5—8, удельные расходы сточных вод составляют 0,88—4,9 м3, а для производства плавле­

*' ЦМП — цех магнезитового порошка.

29