Качество технической воды

ОАО «НЛМК» Энергетическое производство
ОЧИСТКА ТЕХНИЧЕСКОЙ ВОДЫ
ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕГО ПРОКАТА
ОАО «НЛМК»
Липецк
2011
1
Введение
Загрязненная вода ПГП практически на всех металлургических
предприятиях
России
очищается
по
следующей
технологической схеме. Первичная очистка от крупных частиц
окалины производится в ямах окалины различного типа
(прямоугольных, цилиндрических) и грубых сетчатых фильтрах.
Вторичная очистка от взвешенных веществ и масел
производится в горизонтальных и радиальных отстойниках или
гидроциклонах. Финишная доочистка перед агрегатами
производится с помощью самопромывных автоматических
щелевых фильтров.
На зарубежных предприятиях практикуется очистка всего
объема воды в гравийных (песчаных) фильтрах.
2
Характеристика существующих очистных сооружений водооборотной системы ПГП
ОАО «НЛМК»
Принципиальная схема
оборотного водоснабжения ПГП.
Вентиляторная
градирня № 4
Вентиляторная
градирня № 3
Горизонтальный отстойник
Горизонтальный отстойник
Горизонтальный отстойник
Самотечные
водоводы с
очистных
сооружений
Горизонтальный отстойник
Подпитка
чистого цикла ПГП
300-600 м3/час
Вентиляторная
градирня № 5
НФС
ЦВС
Вентиляторная
градирня № 2
Вентиляторная
градирня № 1
Насосная станция 2-7
Камеры охлажденной
воды
Камеры осветленной
воды
11
12
13
14
15
35
36
37
38
39
Камеры охлажденной
воды
40
69
70
71 72 73 74 75 76
От потребителей
чистого цикла ПГП
Камеры
нагретой воды
100
101
102 103
Вентиляторная
градирня
Водовод № 3
3500-4500 м3/ч
Потребителям
чистого цикла ПГП
Водовод № 6 4400-5400 м3/ч
3-х ходовой
клапан
3-х ходовой
клапан
Сброс
под стан
н/ст 26 ПГП
Яма окалины ПГП
Водовод № 5 4200-5300 м3/ч
Насосная станция НОВ ПГП
8300-9900 м3/час
Водовод № 4
1100-1350 м3/ч
На 3,4,5 клети черной группы
Р ≤ 11 кгс/см2
Сброс
промывной
воды под
стан
Сброс под стан
через автомат.
сбросные
клапаны
ВСФ
1
ВСФ
2
ВСФ
3
ВСФ
4
ВСФ
5
ВСФ
6
ВСФ
7
ВСФ
8
Редукционный
автомат.
клапан
Р ≤ 11 кгс/см2
Р ≤ 5 кгс/см2
Обратный
клапан
Подача на ламинарное охлаждение полосы
Охлаждение роликов отводящего рольганга
Охлаждение моталок
Охлаждение моталок
Летучие ножницы
Методические
печи
На чистовую
группу
Охлаждение валков
5 и 6 водовод н/ст 2-7
Чистовой
окалиноломатель
Также подача воды на:
1. антишелушение кл. № 6,7,8,9
2. обеспыливание кл. № 9,10,11,12
3. охл. стола и петледержателя кл. № 6-12
Охлаждение роликов рольганга
Охлаждение рольгангов
методических печей
Душирование
полосы
Охлаждение
передаточного
рольганга
чистовой группы
Гидросмыв окалины
Сливной желоб отвода шламовых вод в яму окалины
Сброс
промывной
воды
с фильтров
приемные камеры
Насосная станция
охлаждения моталок
150-180 кгс/см2
Сетчатые напорные фильтры
0,7×0,7 мм
Повысительная насосная станция
гидросбива окалины ПГП
800-900 м3/ч
Насосная станция
перекачки стоков
приемные камеры
ВСФ
1
ВСФ
2
ВСФ
3
3
Очистка загрязненной технической воды на горизонтальных
отстойниках - I.
Проектная технологическая характеристика блока отстойников: количество
воды, поступающей на отстойники – 16100 м3/ч; горизонтальная скорость
движения потока воды в отстойнике – 3-5 мм/с; гидравлическая нагрузка на
одну секцию отстойника – 140 м3/ч; удельная нагрузка на отстойники – 1,46
м3/м2∙ч; содержание взвешенных веществ в воде на входе в отстойники (не
более) – 150-255 мг/л, на выходе – 70-100 мг/л; содержание нефтепродуктов в
воде (не более): на входе в отстойники – 80-100 мг/л, на выходе – 20-30 мг/л.
В связи с реконструкцией производства и установкой нового оборудования в
2006 году требования к качеству очистки существенно изменились: содержание
взвешенных веществ в осветленной воде - до 20 мг/л; содержание
нефтепродуктов – до 5 мг/л.
В ходе обследования очистных сооружений специалистами НИИ ВОДГЕО и
ОАО «НЛМК» в 2006 г. было установлено, что при существующем положении,
осветление оборотных вод на горизонтальных отстойниках не позволяет
достигнуть требуемой эффективности очистки.
4
Очистка загрязненной технической воды на горизонтальных
отстойниках - II.
На стадии осветления воды в горизонтальных отстойниках, наиболее
технологически эффективным и практически реализуемым на действующих
сооружениях, был выбран метод предварительной обработки воды реагентами с
одновременной модернизацией систем сбора и удаления осадка,
нефтепродуктов. В 2006 – 2007 гг. в соответствии с программами
промышленных испытаний реагентов в «грязном» цикле ПГП последовательно
были проведены испытания реагентов фирм «НАЛКО», «СИБА», «ОСНОВА» и
«Дженерал Электрик - GE».
В ходе промышленных испытаний требовалось достичь нормативных
параметров по содержанию взвешенных веществ (до 20 мг/л) и нефтепродуктов
(до 5 мг/л) в осветленной воде при минимальных затратах на очистку. Следует
отметить, что специалисты фирмы «НАЛКО» отошли от традиционной
стратегии обработки и использовали вместо коагулянта и флокулянта
деэмульгатор (композиция на основе поверхностно-активных веществ).
Положительный момент в этом подходе заключается в том, что достигается
более эффективное отделение нефтепродуктов от шлама. Отрицательный
компонент – нет стабильности в очистке воды от взвешенных веществ до
нормируемых параметров.
5
Результаты опытно-промышленных испытаний.
Наименование фирм
«ОСНОВА»
Коагулянт на основе
Испытанные реагенты
ГОХА и флокулянт
«СИБА»
«НАЛКО»
«GE»
Коагулянт
флокулянт
деэмульгатор
KlarAid IC1176
ЗЕТАГ 8120
НАЛКО 2495
и флокулянт
Seurvey FL1
Betz Dearborn AE1138
Концентрация, мг/л
4 и 0,4
0,6
1
15 и 0,4
Расход реагента, т/мес.
41 и 4,2
6,2
10,3
154,8 и 4,2
Контролируемые
ингредиенты
Взвеш.
Нефте-
Взвеш.
Нефте-
Взвеш.
Нефте-
Взвеш.
Нефте-
вещ.
прод.
вещ.
прод.
вещ.
прод.
вещ.
прод.
Общее количество анализов (ОКА)
58
Количество
58
58
58
положительных
анализов (КПА)
56
56
42
58
6
42
56
54
96%
96%
72 %
100%
11%
73%
96,5%
93 %
Стабильность
результатов (КПА/ОКА)
Регулярное дозирование коагулянта и флокулянта производства ООО ХГ «Основа» на
горизонтальных отстойниках производится с 2007 года с помощью автоматической
станции дозирования ФАБ 2000. Параллельно проводятся работы по физической очистке
приемных камер насосной станции, лотков, трубопроводов и карт горизонтальных
6
отстойников.
Динамика качества технической воды «грязного» цикла
ПГП
70,0
25,00
22,70
66,0
65
64,8
63,7
65,0
64,8
65,3
62,75
14,0
55,0
15,00
13,5
13,3
13,20
53,3
9,55
12,4
12,25
10,00
7,64
7,88
50,0
51
49
5,00
5,77
45,0
5,10
Взвешенные вещества, мг/л
20,00
1,60
19,76
19,40
1,21
1,39
1,42
20,59
1,17
18,00
1,80
1,66
1,65
20,00
1,38
дек.03
нефтепродукты
22,00
1,66
ноя.03
окт.03
сен.03
авг.03
июл.03
июн.03
май.03
апр.03
мар.03
фев.03
0,00
янв.03
40,0
1,40
19,17
1,40
1,22
1,27
1,20
17,26
16,87
17,36
1,00
16,00
16,25
0,94
14,00
0,80
14,67
13,90
0,60
0,40
12,00
0,20
нефтепродукты
ноя.10
-
окт.10
авг.10
июл.10
июн.10
май.10
апр.10
фев.10
янв.10
мар.10
Взвешенные вещества, мг/л
сен.10
10,76
10,00
дек.09
содержание взв. веществ, мг/л
содержание нефтепродуктов, мг/л
63,4
60,5
60,0
содержание нефтепродуктов, мг/л
содержание взв. веществ, мг/л
20,00
7
Заключение
1. На основании имеющегося опыта эксплуатации «грязного» водооборотного цикла
ПГП следует отметить, что полиакриламидные флокулянты в сочетании с
минеральными коагулянтами могут успешно использоваться для очистки сточных вод от
взвешенных и коллоидно-дисперсных веществ, а также нефтепродуктов.
2. Оптимизация процесса водоочистки не является чётким алгоритмом и зависит от
множества факторов. На водоочистку влияют характеристики флокулянта (природа,
химический состав, молекулярная масса, конформация макромолекул, концентрация
флокулянта) и коагулянта (природа и концентрация), технологические факторы (способ
и момент дозировки флокулянта и коагулянта, эффективность перемешивания и
продолжительность и др.), а также качество исходной воды (химический и
дисперсионный состав, величина рН и температура). Несомненно, что управляя
данными факторами можно интенсифицировать очистку сточных вод, а также
осуществлять процесс регулируемой водоочистки с целью получения очищенной воды,
соответствующей нормам качества и требованиям потребителей.
3. Реагентная обработка в сочетании с регулярно проводимыми работами по
механической очистке оборудования, позволяет существенно улучшить проектные
характеристики горизонтальных отстойников по качеству очистки воды и стабильно
поддерживать нормативные параметры без дополнительных затрат на строительство
новых очистных сооружений.
8