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

в ерш,-смеситель 6, куда поступает также и кислая сточная во­ да, предназначенная для нейтрализации. Ввиду неравномерно-

сти сброса кислоты предусматривают усреднитель 7, представ­ ляющий собой резервуар, в который стекают сточные воды из

травильных ванн с различной концентрацией. Из смесителя

вода поступает в контактные резервуары 8, где она перемеши­ вается лопастной или пропеллерной мешалкой. Нейтрализо­ ванная сточная вода стекает в отстойник 9, который может ■быть расположен внутри здания или вне его в зависимости от принятого способа удаления осадка. Осадок подсушивается на иловых площадках 10, расположенных вне здания, если позво­ ляют местные условия, или в отдельном закрытом помещении. Для перекачки осадка на иловые площадки (если она необхо­ дима) применяют обычно кислотоупорные насосы.

На рис. 56 показано здание реагентного хозяйства станции нейтрализации производительностью, соответствующей расхо­ ду 6—12 т серной кислоты в сутки. Здесь известь из склада 1

транспортером 2 подвозится к ковшовому элеватору 3, ссыпа­ ется в нижний бункер его 4, из которого подается им в верх­

ции отработавших травильных растворов. Аналогичны и соо­ ружения реагентного хозяйства, нейтрализаторов и отстойни­

ков. Отличие состоит лишь в том, что промывных вод в 10—15

раз больше, а степень загрязнения их в 10—15 раз меньше, чем отработавших травильных растворов.

Пример. От травильного отделения прокатного цеха завода образуются отработавшие травильные растворы серной кислоты в количестве 6 ванн в сутки объемом по 8 м3; всего периодически (в течение 20 мин. из каждой ванны) 48 м31сутки, содержащие до 50 г/л HZSO4 и до 300 г/л FeSO4.

Требуется рассчитать установку для нейтрализации этих отработавших травильных растворов перед выпуском их в водоем.

Отработавшие травильные растворы подвергаем нейтрализации изве­ стью с приготовлением из нее известкового молока.

146 Способы очистки травильных сточных вод

Размер склада для извести принимаем, исходя из необходимости хра­ нения полумесячного ее запаса — Т = 15 дней при условии размещения ее слоем Л = 2 м. Для этого требуется полезная площадь склада:

в помещении, расположенном рядом со складом. Размеры помещения гасиль­ ного аппарата определяют по габаритным размерам применяемого аппарата.

Ввиду неравномерного поступления отработавших травильных растворов предусматривается приемный регулирующий резервуар емкостью, соответст­ вующей количеству стоков за одну смену, т. е. 16 м3.

Из приемного резервуара вода выпускается равн'омерно в количестве

где GaaB— 11,45 т/сутки—количество извести, расходуемой в сутки; п = 8 — число заготовок известкового молока в сутки;

Для смешения нейтрализуемого раствора с известковым молоком устанав­ ливают ершовый смеситель лоткового типа с перегородками . Площадь живого сечения лотка определяют по формуле:

с пятью щелями между перегородками. Скорость воды в щелях принимается

0,8 м/сек.

148 Способы очистки травильных сточных вод

220 кг на 1 ле3 нейтрализуемого раствора. При приготовлении известкового молока 10 %-ной крепости, объем его будет 2,2jt3,

а смесь нейтрализуемого раствора с известковым молоком бу­ дет занимать 3,2 л<3, в котором при часовом отстаивании оса­ док составляет 93%, т. е. около 3 м3.

В Уральском НИИ АКХ РСФСР в 1954 г. была проверена нейтрализация отработавших травильных растворов известко­ вым тестом и молотой известью (полусухая нейтрализация), без приготовления известкового молока. Сравнение показате­ лей трех методов нейтрализации приведено в табл. 18.

Таким образом, при нейтрализации известковым тестом или молотой известью, во-первых, полностью устраняется жид­ кая фаза стоков; во-вторых, объем продуктов нейтрализации со­ кращается в 2,5—3 раза (по сравнению с нейтрализацией изве­ стковым молоком); в-третьих, влажность получаемых продук­ тов нейтрализации (осадка) составляет только 60—65% вместо 87—99% при применении известкового молока и, наконец, полу­ ченная масса не растекается и удобна для транспортирования

навалом.

Однако при этом расход извести больше, чем в случае при­ менения известкового молока — при нейтрализации тестом в среднем на 26%, а молотой известью — на 36%.

Практически полусухая нейтрализация осуществляется так.

В барабан бетономешалки С-159, емкость смесительного бара­ бана которой составляет 425 л, а скорость вращения 18,2 об/мин, загружается некоторое количество извести и чистой воды, после

чего барабан бетономешалки вращается в течение 5—7 мин. При

этом образуется известковое тесто, которое обволакивает внут­ реннюю поверхность барабана. Затем в барабан заливают не­

весть, заливают отработавший раствор и в течение 20—30 мин.

вращают барабан; в результате образуется тесто из нейтрали­ зованной массы.

Емкость бетономешалки используется на 85—90%.

Полусухую нейтрализацию можно с успехом применять для обработки небольших количеств травильных растворов (напри­ мер, при расходе кислоты до 200 т в год) с доставкой теста ав­

тотранспортом на общезаводскую свалку. Масса после двух­ трехсуточного пребывания в помещении хорошо захватывает­ ся грейфером.

Нейтрализация кислых стоков фильтрованием через щелочные материалы

Установка для нейтрализации кислот фильтрованием через щелочные материалы состоит из усреднительного резервуара и фильтров, загруженных мелом, доломитом, мрамором или дру­ гим материалом.

Известняковые фильтры следует применять для нейтрализа­

ции промывных сточных вод, отработавших растворов травиль­

ных ванн, содержащих азотную и соляную кислоту, и для стоков, содержащих не более 6—8 г/л серной кислоты. При фильт­ ровании сточных вод, загрязненных серной кислотой (при кон­

центрации не более 0,8%), через доломитовый фильтр время,

необходимое для их контакта с доломитовым фильтром, может

Ct — концентрация кислоты в нейтрализуемой сточной во­

де, см3 н-раствора на 1 л сточной воды;

—эмпирический коэффициент, равный для подмосковно­ го доломита 1,87 и для уральского доломита 3,96.

Скорость фильтрования через доломит с средней крупно­ стью частиц 4—6 см (пределы крупности 0,2—13,6 см) прини­ мается в пределах 0,6—0,9 м/час. Чем больше концентрация кислоты в сточной воде, тем меньше должна быть скорость

фильтрования. При концентрации кислоты до 2% скорость фильтрования должна быть уменьшена до 0,35 м/час. При нейт­ рализации сточных вод, содержащих азотную и соляную кисло­ ты, через известняк слоем в 1,0—1,5 м, скорость фильтрования

1 А. И. Жуков, Проектирование сооружений для очистки промышлен­ ных сточных вод, Стройиздат, 1949.

нейтрализуемой воде от 0,5 до 1,0 м!час. Меньшая скорость со­

ответствует большей концентрации.

Высоту фильтрующего слоя при нейтрализации серной кис­

лоты можно принимать в пределах 1,5-—2,0 м.

Крупность загрузочного материала в среднем 5 см; с тече­ нием времени крупность уменьшается ввиду растворения мате­ риала в фильтруемой воде.

Промывка фильтра выполняется при обратном токе воды. На рис. 57 показана станция нейтрализации травильных

сточных вод с доломитовыми фильтрами при фильтровании свер­ ху вниз. На заводах черной металлургии такие установки боль­ шого распространения пока не получили.

§ 6. ЗАМКНУТЫЙ ЦИКЛ ПРОМЫВНЫХ вод

Сточные воды от промывки металла, обработанного кисло­

той, после их полной нейтрализации известью и надлежащего осветления могут быть возвращены в производство для тех же целей. Таким образом, в дополнение к замкнутому циклу тра­ вильных растворов с получением железного купороса, регенера­ цией и возвращением серной кислоты в производство, создает­ ся второй замкнутый цикл промывных вод. При этом необхо­ димо глубокое освобождение нейтрализованной воды от продук­ тов нейтрализации (осадка), что достигается пропуском нейтра­

лизованных промывных вод через слой ранее выпавшего осад­

ка, т. е. при осветлении во взвешенном фильтре.

Вся установка для осветления нейтрализованных промыв­

ных вод при оборотном цикле состоит из следующих элементов

(рис. 58): щелевого осветлителя, известкового хозяйства и ва­

куум-фильтра или иловых площадок.

Схема щелочного осветлителя показана на рис. 59. Нейтрализуемая вода, смешанная с известковым молоком,

поступает по трубе 1 в нижнюю часть осветлителя через рас­ пределительную трубу 2, имеющую отверстия диам. 15 мм; тру­

бы 1 и 2 винипластовые. Затем вода поднимается вверх и как бы фильтруется через ранее образовавшийся осадок, находя­ щийся во взвешенном состоянии слоем определенной высоты,

равной высоте вертикальных перегородок 3. При этом более тя­ желый осадок опускается на наклонное дно 4, откуда периоди­ чески, поднятием трубы 5 (перекрывающей нижнюю щель) пе^ репускается в шламоуплотнитель 6; более легкий осадок под­ нимается до верха вертикальных перегородок. Избыток его че­ рез щели 7 проваливается в шламоуплотнитель. Вода, освобож­ денная от большей части взвеси, поднимаясь вверх, проходит так^называемую защитную зону и переливается в лоток освет­ ленной воды 8, из которого по трубе 9 отводится в резервуар,

ПоА-5

с металлической корзиной для загрузки и выгрузки фильтрующего материала

152 Способы очистки травильных сточных вод

Осадок из шламоуплотнителя выпускается периодически по тру­ бе 10.

Пространственная решетка, образованная вертикальными перегородками 11, направляет вертикальные потоки воды, не

давая им возможности перемешиваться или отклоняться в сто­ рону, что улучшает процесс осветления воды во взвешенном фильтре. Вертикальные щиты делаются из асбофанеры или ме­

талла толщиной 3 мм, защищенного кислотоупорной краской;,

щиты устанавливаются в пазы из угловой стали 12.

Рис. 58. Схема установки для нейтрализации в замкнутом цикле про­ мывных вод:

/ — приемный резервуар; 2— осветлитель; 3 — дозировочный бачок; 4—склад из­ вести; 5 — грейфер; 6 — бак для приготовления известкового молока; 7 — площадка для сухого шлама; 3 — транспортер; 9 — вакуум-фильтр или иловые площадки; 10 — насос; 11 — сборник шлама

Для спуска в осветлитель имеются скобы 13. Трубы 5 подни­ маются с помощью стального троса 14 диаметром 3 мм и во­ рота 15. Вертикальные листы перегородки 11 поднимаются за

скобы 16.

Смешение стоков с известковым молоком происходит в под­ водящей трубе, а реакция нейтрализации — в нижней части осве­ тлителя.

Скорость восходящего потока в щелевом фильтре может быть принята v = 0,5 мм!сек, высота взвешенного фильтра Н до 2,5 м и высота защитной зоны Н = 1,8—2,0 At.

Приготовление известкового молока вполне возможно про­ изводить на промывных водах.