Экологические проблемы основных производств (стр. 21 )

В такой сложной смеси веществ в воде, как фенолсодержащая сточная вода, четкое деление стадий очистки («обесфеноливание», «обезроданивание») – весьма условно. Правильнее говорить об окислении веществ биоценозом, обогащенным специфическими микроорганизмами.

На первой ступени («обесфеноливания») биомасса обычно мелкодисперсная, плохо отстаивающаяся и легко уносимая с потоком воды. Поэтому необходимая минимальная концентрация биомассы в аэротенке поддерживается за счет возврата до 50% и более очищенной воды.

На второй ступени («обезроданивания») образуются хорошо оседающие хлопья биомассы за счет ее обогащения простейшими микроорганизмами, которые, кстати, являются индикаторами достаточно глубокой очистки.

Процесс БХО фенолов значительно активнее, чем роданидов: больше скорость реакций, быстрее растет специфическая часть биомассы, соответственно меньше отрицательная зависимость от залповых сбросов. Поэтому при нарушении процесса БХО легче и быстрее восстановить обесфеноливание, сохраняя в то же время БХО роданидов на второй ступени. При одноступенчатой очистке нарушения нормальной работы, а тем более прекращение процесса БХО из-за залпового сброса приводят к многосуточному его восстановлению.

Биохимическую очистку ведут при использовании активного ила, представляющего сложный конгломерат бактерий различных видов и других простейших, или культуры специфических бактерий, предназначенных для разрушения конкретных загрязняющих веществ, например, фенолов или тиоцианатов («микробный метод»). Фактически в микробном методе используется активный ил, но обогащенный специфическими микроорганизмами.

Оптимальные условия работы биохимической установки: температура 25 – 30°С, рН 7,2 – 9,0, содержание летучего аммиака – не больше 0,2, а общего – не более 2 г/л, содержание масел – не более 50 мг/л. Содержание фенолов и тиоцианат-, цианид-, сульфид - ионов всегда значительно ниже концентраций, при которых подавляется жизнедеятельность микроорганизмов.

Биохимические установки – замыкающий узел, который собирает стоки всех цехов предприятия. Поэтому эффективность их работы, равно как и мера загруженности или перегруженности, зависит от общей культуры работы на предприятии и в каждом отдельном цехе. Опасны залповые выбросы токсичных веществ, но также и чрезмерное разбавление стоков из-за подачи в них условно-чистых вод или слегка загрязненного конденсата. Очень неблагоприятно влияние нестабильности состава сточных вод. Работа биохимических установок принципиально улучшается при четкой организации водоочисток в основных цехах, сооружении в последних резервных емкостей для залповых выбросов.

12.5. Утилизация отходов

Современное коксохимическое производство характеризуется значительным количеством отходов с разнообразными свойствами, что предопределяет необходимость их утилизации. Существующие технологии утилизации отходов в своем большинстве характеризуются многостадийностью, сложностью аппаратурного оформления, значительными капитальными и эксплуатационными затратами.

Так утилизируются отходы цехов улавливания и сероочистки: смолистые - каменноугольные фусы, смола и масла биохимической установки, смола каменноугольная с шихтой, нейтрализованная кислая смолка, отходы от пропарки газопроводов, шлам из цистерн и химической аппаратуры; твердые – нафталин из котлованов и градирен, зола от сжигания хордовой насадки, автоклавная грязь из плавильников – кристаллизаторов, пыль газовой серы; жидкие – раствор балластных солей вакуум-карбонатной сероочистки.

12.6. Бессточное коксохимическое производство

Передача очищенных сточных вод для доочистки совместно с хозяйственно-бытовыми стоками на городские очистные сооружения вызывает постоянные нарекания и чревата в перспективе появлением новых осложнений. Поэтому необходимо создавать бессточные производства.

Основные принципы создания бессточного коксохимического производства:

1.  В зимний период необходима аккумуляция воды и сохранение мокрого тушения части кокса очищенной сточной водой или продувочной водой;

2.  На предприятиях с сухим тушением кокса для утилизации избыточной воды необходимо иметь резерв мокрого тушения для 15 – 30% вырабатываемого кокса;

3.  Необходимо изменение сложившейся схемы оборотного технического водоснабжения: для групп потребителей, нуждающихся в охлаждающей воде высокого качества (машинный зал, воздуходувки), необходимо создать отдельные оборотные системы, пополняемые свежей технической водой;

4.  Для улучшения качества оборотной воды, а также для уменьшения выбросов на градирнях вредных веществ избыток сточных вод, направляемых на тушение кокса, следует отбирать в виде продувочной воды;

5.  При использовании сточных вод в оборотных циклах возможно сокращение продувки до минимально необходимой по балансу величины, вплоть до работы в беспродувочном режиме, так как оборотная сточная вода благодаря присутствию солей аммония не способна образовывать карбонатные и сульфатные отложения;

6.  Сточные воды в зависимости от состава, температурных и гидродинамических условий могут как ингибировать, так и ускорять коррозию конструкций и аппаратов, изготовленных из углеродистой стали. Поэтому необходимо предусмотреть антикоррозионную обработку оборотной воды (предложено использовать для этой цели силикат натрия).

Контрольные вопросы

1.  Для чего нужен кокс?

2.  Каковы плюсы и минусы «мокрого» и «сухого» тушения кокса?

3.  Какими веществами загрязняется атмосфера в коксохимическом производстве и почему?

4.  Как осуществляется очистка отходящих газов в коксохимическом производстве и каковы пути её модернизации?

5.  В чём сложность очистки сточных вод коксохимического производства?

6.  В чём сложность биохимической очистки сточных вод коксохимического производства?

7.  Каковы пути создания безотходного коксохимического производства?

13. Экологические проблемы производства чёрных металлов

Железо – важнейший металл современной индустрии.

Чёрная металлургия является одной из ведущих отраслей мировой индустрии. В настоящее время в мире ежегодно добывается более 1 млрд. т железной руды и производится около 800 млн. т стали. Среди других отраслей материального производст­ва черная металлургия занимает одно из первых мест по количест­ву используемых природных ресурсов.

Чёрная металлургия оказывает активное и пагубное воздей­ствие на окружающую среду, что в первую очередь связано с потреблением большого количества различных сырьевых материалов и образо­ванием больших количеств самых разнообразных отходов. На долю предприятий черной металлургии приходится около 15% всех промыш­ленных выбросов в атмосферу пыли, 8-10% выбросов диоксида серы, 35-40% – монооксида углерода, около 15% – оксидов азота, 10-15% общего объема потреблении промышленностью свежей воды и примерно столько же сбрасываемых сточных вод [36].

13.1. Особенности металлургического производства

Металлургическое производство тради­ционно состоит из 4-х основных стадий (агломерационного, доменного, сталеплавильного и прокатного производств). К ним следует добавить коксохимическое производство, производство огнеупоров и энергии, как правило, включаемые в промышленный комплекс чер­ной металлургии. Принципиальная схема производства стали, пока­зана на рис. 13.1.

Основной агрегат в черной металлургии – доменная печь. Схема доменного цеха представлена на рис. 13.2. Высота её достигает 30 и более метров, а диаметр превышает 7,5 м. Измельченную железную руду или агломерат вводят в доменную печь сверху, послойно смешивая с коксом. Снизу в печь продувают предварительно нагретый воздух, в котором уголь сгорает до оксида углерода, восстанавли­вающего оксид железа:

Fe2O3 + 3СО « 2Fе + 3CO2 .

Агломерат

Руда Флюс Каменный уголь

Измельчение
Доменное производство	Обогащение

 

Кокс

 

Флюс

Твёрдые отходы (в строительные материалы)

Доменные газы

Флюс

Агломерация