книги из ГПНТБ / Шабалин А.Ф. Очистка сточных вод предприятий черной металлургии учебное пособие для техникумов

Эксплуатация сооружений для очистки сточных вод прокатных цехов 415'

жения, которому подчинен весь штат рабочих, обслуживающих

эти сооружения. Надзор за работой отстойников осуществляется

машинистом насосной станции оборотной воды. Если система

водоснабжения остается временно прямоточной, т. е. осветлен­ ная в отстойниках вода выпускается в водоем, то уход за отстой­ никами поручают дежурному слесарю цеха водоснабжения.

Вторичные отстойники

При эксплуатации вторичных отстойников сточных вод про­ катных цехов с большим числом секций необходимо обращать внимание на равномерное распределение поступающей воды меж­

ду секциями отстойника, обеспечивать равномерный сбор отсто-

енной воды по всей длине сборного лотка, своевременно удалять-

Рис. 170. Схема подвода и впуска сточной воды во вторич­ ные отстойники

всплывшее на поверхность масло и выпавший на дно отстойника осадок (окалину) и, наконец, ремонтировать сооружения и ме­ ханизмы.

Поступление воды в каждую секцию отстойника регулируют шиберным водосливом (рис. 170). При этом надо иметь в виду, что в потоке воды в водоподводящем и водоразводящем лотках

содержание взвеси по глубине неодинаково: верхние слои содер­ жат взвеси менее среднего размера, а нижние — более среднего; наиболее же крупные и тяжелые взвешенные частицы, особенно окалина, как бы ползут по дну лотка. Поскольку крупные части­ цы передвигаются в нижней части потока воды, они попадают в секции, ближайшие к водопроводящему и водоразводящему лот­ кам; остальная взвесь (средняя и мелкая по гидравлической

крупности) распределяется в потоке сравнительно равномерно

416 Эксплуатация сооружений для очистки производственных сточных вод

по сечению. Осадок по длине отстойника распределяется также

неравномерно: на первом участке из потока воды выпадают взве­

си (по весу) до 61%, на втором — до Г7%, на третьем — до 11% и на четвертом — до 11%. При наличии у отстойника заглублен­ ной части, последняя заполняется преимущественно более круп­ ной окалиной, легко удаляемой из отстойника автомобильным или железнодорожным краном с грейфером. При передвижении осадка со всей площади отстойника к заглубленной части с по­ мощью скрепера затруднений не встречается.

Рис. 171. Зависимость выпадения взвеси из сточных вод прокатных це­ хов от расхода воды на одну секцию типового вторичного отстойника (по данным исследований Гипротиса на Челябинском металлургическом за­

воде)

Уход за вторичными отстойниками сточных вод от прокатных

цехов аналогичен уходу за отстойниками сточных вод, описан­

ными выше.

На рис. 171 показана зависимость выделения взвеси из сточ­ ных вод прокатных цехов от расхода воды на одну секцию типо­ вого вторичного отстойника. Можно считать допустимой гидрав­ лическую нагрузку на одну секцию типового отстойника 90— НО мР/час или около 1 м^час на 1 м2 площади зеркала воды в отстойнике в плане. Работа отстойника считается нормальной, если в осветленной воде содержится не более 80 мг)л взвешен­ ных веществ (окалины) крупностью не выше 0,01 мм и масла не более 20 мг/л-, в исключительных случаях содержание масла в осветленной воде после отстойников можно допускать не свы­ ше 50 мг/л. Всплывшее и зедержанное специальным полупогру-

женным щитом масло удаляют периодически по мере его накоп­ ления на поверхности воды слоем до 2—4 см. Для этого по всей ширине отстойников перед полупогруженными щитами устраи­ вают сборные желоба для масла. При удалении масла уровень воды в отстойнике повышают, опуская шибер на трубе, отводя­ щей осветленную воду из секции. При этом масло переливается тонким слоем (2—4 мм) по всей длине маслосборного лотка.

■418 Эксплуатация сооружений для очистки производственных сточных вод

Таблица 55

Характер осадка из отстойников сточных вод прокатных целое

Влажность свежего осадка в среднем можно считать равной 30%. При этом удельный вес свежего (влажного) осадка колеб­ лется от 1,5 до 2,2 т/м3 и в среднем можно считать 2 т/м3-, у%$лъ- ный вес сухого осадка 3,7 т/м3. Насыпной вес сухого осадка око­ ло 1,5 т/л3. На основании многократных замеров можно считать,

что на каждые 1000 м3 очищаемой сточной воды от прокатных

ряют, периодически анализируя его в лаборатории.

При неравномерной нагрузке на секции и неравномерном

распределении потока воды в самой секции, а также при чрез­ мерном накапливании в отстойнике масла и осадка содержание масла и взвешенных веществ в отстоенной воде увеличивается.

Во избежание этого дежурный машинист насосной станции, по­ дающий воду прокатным цехам, должен периодически (через каждый час) проверять пробы воды для установления содер­

жания в ней масла и осадка, сравнивая для этого пробу воды с

эталонами (образцами, приготовленными в лаборатории).

Таблица 56

Примечания. 1. Вычисления и записи производятся инженером или техником. 2. Графа 9 заполняется по данным лабораторных анализов.

Эксплуатация сооружений для очистки сточных вод прокатных цехов 421

3) раствор желатины. 1 г желатины (фотографической или лучшего качества пищевой) растворяют в 1 л горячей воды, при­ бавив в воду 5 мл ледяной уксусной кислоты;

4) стандартный раствор нефтепродукта. Для приготовления стандартного раствора отбирают большую порцию исследуемой воды, извлекают из нее нефтепродукты эфиром, отгоняют эфир,

раствора. Затем прибавляют 5 мл серной кислоты (пл. 1,84) для разложения солей нафтеновых и сульфанафтеновых кислот, 20 мл этилового эфира, закрывают делительную воронку пробкой и осторожно взбалтывают, изредка приоткрывая воронку, чтобы выпустить из нее пары эфира. Водный слой переливают затем

в другую воронку, захватывая при этом немного эфира. Эфирный

слой переливают в коническую колбу емкостью 150 мл. Операцию экстрагирования эфиром из водного слоя повторя­

ют 5—6 раз, прибавляя каждый раз по 10 мл эфира. Все эфир­

ные вытяжки собирают в той же конической колбе. В высушен­ ный прибор (рис. 172) опускают 3-—4 коротких стеклянных ка­ пилляра и через воронку, носик которой должен опускаться в

422 Эксплуатация сооружений для очистки производственных сточных вод

шейку дефлегматора ниже отводной трубки, вливают неболь­ шими порциями в прибор эфирную вытяжку. Затем помещают колбочку прибора в стакан с водой, нагретой до 45—50°, и при этой температуре отгоняют эфир до тех пор, пока вся эфирная вытяжка не будет помещаться в объеме 2 мл (т. е. ниже метки). После этого прекращают нагревание и доливают колбочку, если нужно, эфиром точно до метки. Содержимое колбочки обраба­ тывают 10 мл 96%-ного спирта, сливая жидкость в мерный ци­ линдр емкостью 50 мл с краном у дна; в этот цилиндр надо

предварительно налить 30—35 мл 0,1%-ного раствора желатины

Одновременно приготовляют стандартный раствор для срав­

нения следующим образом: 1 мл спиртового раствора масла или другого нефтепродукта (реактив 4), 10 мл спирта и 2 мл эфира вливают в 37 мл 0,1%-ного раствора желатины и взбалтывают.

Содержание масла (или других нефтепродуктов) в исследуе­ мой сточной воде вычисляется по формуле

W — объем взятой для анализа воды, мл.

§ 6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ КУПОРОСНЫХ УСТАНОВОК

Отработавшие растворы серной кислоты после травления

металла подлежат переработке с извлечением из них железного купороса — FcSO4 • 7Н2О. В практике эксплуатации на предприя­ тиях черной металлургии используют три типа купоросных уста­

новок: с воздушным охлаждением отработавших травильных ра­ створов в открытых ваннах (простейшая кристаллизация); с во­ дяным охлаждением отработавших травильных растворов (при­

меняется главным образом на ряде метизных и проволочно-ка­ натных заводах); вакуум-кристаллизационные, получившие наибольшее распространение. Отработавшие растворы соля­ ной, азотной и других кислот, а также воды от промывки

металла подвергают нейтрализации известью и осветляют, о чем подробно излагается в следующем параграфе.

Купоросные установки

с воздушным охлаждением растворов

Отработавшие травильные растворы серной кислоты остав­ ляют в ваннах или переводят в специальные чаны, изготовленные из дерева. Чаны-кристаллизаторы могут быть прямоугольной или круглой формы глубиной 0,8—1,0 м, емкостью от 6 до 15 м3

раствора.

Налитый в чаны-кристаллизаторы отработанный раствор, со­ прикасаясь с воздухом, охлаждается и отчасти испаряется. При охлаждении раствора в нем происходит кристаллизация же­ лезного купороса (FeSO4 • 7Н2О). При введении в этот раствор так называемых затравок в виде железных прутков, подвешивае­ мых на борта и перекладины чанов, процесс кристаллизации же­ лезного купороса по времени и полноте увеличивается. Время и полнота процесса кристаллизации железного купороса в отрабо­

танных травильных растворах зависят от содержания купороса в растворе и температуры воздуха, до которой охлаждается раст­ вор; наилучшими условиями для кристаллизации при естествен­ ном воздушном охлаждении раствора следует считать зимнюю температуру воздуха от —5 до —15°.

Обычно в Отработавшем растворе, поступающем на купорос­ ную установку, содержится от 250 до 350 г/л растворенного же­ лезного купороса и от 30 до 70 г/л свободной серной кислоты.

Из раствора в течение суток выкристаллизовывается желез­ ный купорос: в зимнее время от 20 до 30%; в летнее — от 10 до 20%. В среднем за год из отработавших растворов извлекается в северных районах от 15 до 20% железного купороса (вес полу­

чаемого продукта может быть до 300—400 кг на 1 т израсходо­ ванной на обработку металла серной кислоты), в южных—от

10 до 15% (или 200—300 кг на 1 т израсходованной серной кис­ лоты) .

Таким образом, на купоросных установках с воздушным ох­ лаждением теряется значительное количество (от 70 до 90%) железного купороса и вся неизрасходованная на обработку ме­ талла серная кислота. После того, как процесс кристаллизации закончился, раствор из чана (маточный раствор, содержащий остаточный железный купорос в растворенном виде в количестве от 200 до 270 г/л и свободную серную кислоту в количестве о г 30 до 70 г/л) удаляют на нейтрализацию (см. ниже п. 7). Кри­

сталлы с затравки сбивают в чан и вместе с выпавшим на его дно железным купоросом выгружают, упаковывают в деревян­ ные ящики и отправляют по назначению.

Практически за сутки каждый чан-кристаллизатор может

загружаться не более одного раза. На 1 Л13 раствора в сутки не­

обходим кристаллизатор площадью около 2 м-.

424 Эксплуатация сооружений для очистки производственных сточных вод

Купоросные установки с водяным охлаждением растворов

Отработавшие травильные растворы серной кислоты из ванн переводят сначала в резервуары—сборники растворов, затем в

них добавляют серную кислоту и, дав отстояться в течение часа,

перекачивают в кристаллизаторы (см. рис. 48). Осадки из сбор­ ника периодически выпускают на нейтрализацию. Внутри кри­ сталлизаторов по свинцовым трубам протекает вода, охлаждаю­ щая раствор, в результате чего в нем образуются кристаллы FeSO4 • 7Н2О, оседающие в коническую часть резервуара.

Процесс кристаллизации железного купороса из отработав­ ших растворов в аппаратах протекает с различной скоростью

температурой 5—6° — от 6 до 8 час.

При содержании в поступающем растворе сернокислого же леза до 350 г/л и свободной серной кислоты до 30 а/л извлечение

железного купороса составляет до 40% летом и до 50% зимой. Маточный раствор, содержащий растворенный железный купо­ рос в количестве 170—200 а/л и серную кислоту до 200—250 а/л,

выпускается из кристаллизатора в сборник, затем перекачивает­

ся в травильные ванны для обработки металла. Однако столь высокая концентрация сернокислого железа в растворе допусти­

ма не для всех сортов металлических изделий.

Кристаллы железного купороса в виде кашеобразной массы удаляют из аппарата через нижнюю коническую насадку и по трубам попадают в центрифугу, где масса и обезвоживается до

товарного продукта. Скорость вращения центрифуги 300 м/мин,

а под конец (когда она заполнится кристаллами до вершины ко­ нуса) уеличивается до 1000 м/мин для отжима купороса в те­

чение 1—2 мин. В качестве фильтрующего материала в центри­

фугу вкладывают войлок и другой кислотоупорный материал, который периодически промывают водой. В случае получения загрязненного железного купороса его обрабатывают вторично в той же центрифуге струей воды. По окончании обезвоживания кристаллов железного купороса центрифугу останавливают, ко­ нус поднимают и купорос выгружают.

Раствор от обезвоживания кристаллов железного купороса направляют в сборник отработанных растворов.

На купоросных установках с водяным охлаждением раство­ ров получается около 2 т товарного продукта на 1 т серной кис­ лоты, израсходованной на обработку металла. В течение суток

обычно дважды заряжают каждый кристаллизационный аппа­ рат.

В процессе эксплуатации, кроме операций по зарядке кри­ сталлизаторов, удалению из них раствора и железного купороса