Сорбция маслопродуктов отходами металлургического производства

Изучена сорбция минеральных масел (индустриальное-40, индустриальное-50, авиационное МС-20, смесь маслоотходов из вторичных отстойников) отходами металлургического производства: прокатной окалиной, известняком, гранулированным

Сорбция маслопродуктов отходами металлургического производства

Курсовой проект

Химия

Другие курсовые по предмету

Химия

Сдать работу со 100% гаранией

Введение

 

Учитывая необходимость охраны водоемов от загрязнений, к сточным водам заводов черной металлургии предъявляют требования их особо тщательной очистки, а так как по технико-экономическим показателям оказывается направлять сточные воды после очистных сооружений для повторного использования, этот метод получил наибольшее распространение. Т.е. основным направлением развития водного хозяйства предприятий черной металлургии является создание безотходных систем водоснабжения действующих и проектируемых предприятий.

Воду на предприятиях черной металлургии используют, как правило, на вспомогательные цели. При производстве металла вода может быть:

. - теплоносителем, охлаждая продукт через стенку, не соприкасаясь с ним или защищая детали конструкций агрегата от разрушения (прогара). В том и другом случаях вода лишь нагревается и практически не загрязняется;

. - средой, поглощающей и транспортирующей механические или растворенные примеси (при мойке, обогащении и очистке сырья или продукта); при этом вода загрязняется механическими и растворенными примесями;

. - растворителем реагентов, используемых при 'приготовлении сред для флотационного обогащения угля, руды или нерудных ископаемых ит. п. В этом случае, как и при химической подготовке воды для получения из нее пара, вода превращается в технологическую воду или раствор; лишь некоторое количество воды направляется в сток вместе с отходами реагентов и др.

На металлургическом заводе основное количество воды (около 75% общего ее потребления) расходуется на охлаждение конструктивных элементов металлургических печей и машин, а также на охлаждение продукта (конденсацию отработавшего пара на ТЭЦ и ПВС).

В последнем случае вода непосредственно не соприкасается с ним, и поэтому она только нагревается, не загрязняясь. До 22% воды расходуется на охлаждение оборудования, например прокатных станов, путем непосредственного с ними соприкосновения, а также на транспортирование механических примесей (шлама, окалины и т. п.); при этом вода и нагревается, и загрязняется. Лишь около 3% воды расходуется на прочие мелкие нужды завода. Одна часть этой воды теряется безвозвратно, другая превращается в загрязненные стоки.

При исследовании работы очистных сооружений установлено, что ни одно из них не обеспечивает очистки сточных вод до такой степени, чтобы вода могла быть спущена в большинство маломощных водоемов, с соблюдением положения о санитарных правилах и предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов. Положение усугубляется в большинстве случаев тем, что горнорудные предприятия, коксохимические и металлургические заводы находятся в маловодных районах, где сток рек зарегулирован и, естественно, водотоки ничтожно малы или отсутствуют.

Вместе с тем исследования работы многих очистных сооружений и действующих систем оборотного водоснабжения цехов и предприятий показали, что очищенные воды можно использовать в замкнутых циклах водоснабжения.

Таким образом, с целью прекращения загрязнения водоемов и избежания штрафов за спуск сточных вод необходимо осуществить строительство очистных сооружений и организовать очистку сточных вод на всех предприятиях черной металлургии для повторного их использования на обогащение руды и угля, на охлаждение и очистку газов, на водоснабжение прокатных станов и обработку металла, на тушение кокса и другие нужды.

При очистке сточных вод в первую очередь необходимо извлекать из них полезные продукты: рудные частицы, богатые железом, угольный и коксовый шлам, окалину, масло, смолу, железный купорос, серную кислоту, фенолы и др.

ВИЗ-Сталь - ведущий производитель холоднокатаной электротехнической стали и крупнейший производитель трансформаторной стали в России. В настоящее время предприятие полностью прекратило производство литой стали и горячекатаного проката и специализируется на производстве холоднокатаного электротехнического металла. Доля «ВИЗ-Стали» в мировом производстве трансформаторной стали составляет около 11%. Предприятие потребляет около 1,5 тыс. /час свежей технической воды и сбрасывает в р. И сеть приблизительно 0,7 тыс. м/час промышленных сточных вод. Их сброс в эту реку еще больше ухудшает состав воды, значительно загрязненной поступлением стоков других предприятий.

Так как изначально при строительстве предприятия(ООО "ВИЗ - Сталь", основан на базе "Верх -Исетского завода" (ВИЗ), старейшего в г.Екатеринбурге) не было задачи установки безотходного производства, то ее последующее внедрение было осложнено рядом факторов, по большей части, экономического характера. В настоящее время производится модернизация очистных систем предприятия, которая еще больше увеличит эффективность очистки сточных вод от примесей и отходов производства.

В схемах очистки сточных вод прокатного производства, загрязненных взвешенными веществами (в основном окалиной) минеральными маслами, обязательным звеном является отстаивание воды в отстойниках(Загрязненная вода последовательно отстаивается отстойниках, охлаждается на вентиляторных градирнях и вновь подается потребителям по оборотной схеме), где и образуется большое количество окалиномаслосодержащих осадков (ОМО). Их влажность составляет ≈ 90%. В связи с этим, утилизировать их (в качестве присадки к шихте) не представляется возможным. Данные осадки вывозятся на иловые площадки, что и является угрозой загрязнения подземных вод из за проникновения масел и других нефтепродуктов в грунт.

Целью данной работы было получение результатов опытов по сорбции маслопродуктов отходами металлургического производства. Данные результаты позволяют решать как вопросы сорбционной очистки сточных вод от масел и нефтепродуктов, так и вопросы обезвоживания окалиномаслосодержащих осадков прокатного производства с применением фильтровальных вспомогательных веществ.

В обоих случаях решающую роль играют сорбционные процессы, а использование в качестве твердой фазы (сорбента) отходов производства позволяет значительно удешевить процесс, и утилизировать данные отходы, создавая часть общей безотходной системы водного хозяйства предприятия.

 

 

1. Аналитический обзор

 

При очистке сточных вод цехов прокатного производства металла во вторичных отстойниках образуются окалиномаслосодержащие осадки (OMO) влажностью 80-90%, содержащие прокатную окалину (главным образом, оксиды железа) и смесь частично окисленных минеральных масел в количестве 10-30% от массы безводного вещества. Масла сорбированы на поверхности частиц окалины, а также находятся в водной фазе в свободном состоянии: эмульгированном и растворенном.

Наиболее труднорешаемой операцией утилизации этого осадка является обезвоживание: при фильтровании осадка фильтры замасливаются и забиваются частицами окалины, что приводит к значительному уменьшению их проницаемости и скорости процесса. Поэтому в существующей технологии обезвоживания ОМО с применением фильтрпрессов в начале каждого цикла на фильтры устанавливают предварительный слой специальных фильтровальных вспомогательных веществ (ФВВ), через который фильтруют осадки.

При разработке более простой и экономичной технологии обезвоживания ОМО на ленточных вакуум-фильтрах возникла необходимость в поиске дешевых и доступных ФВВ. Согласно справочным данным , в процессе очистки дисперсных систем фильтрованием через слой ФВВ главную роль играют поверхностные явления взаимодействия фаз, в частности, адсорбция. Следовательно, вещества, хорошо сорбирующие минеральные масла из водных эмульсий, должны, при использовании их в качестве компонентов намывного слоя ФBB, в процессе фильтрования ОМО эффективно улавливать как свободные масла, так и частицы, поверхность которых покрыта адсорбированным слоем этих масел.

На текущий момент перечень контролируемых показателей состава вод включает несколько тысяч позиций. Уже эта информация свидетельствует о степени сложности как самого анализируемого объекта, так и о степени сложности организации аналитического контроля качества природных и сточных вод.

Государственный контроль призван обеспечивать соответствие ведомственной информации объективной реальности, т.е. ее достоверность.

Значимой частью контрольной деятельности органов водного надзора является выполнение химических анализов сточных вод, а также природных и поверхностных вод в зонах влияния выпусков сточных вод на природные объекты. Достаточно полное знание качественного и количественного состава сточных вод диктуется необходимостью осуществления государственного учета использования вод, принятия экологически и экономически обоснованных решений о вложении средств в водоохранную работу.

Сложность анализа вод связана также с тем, что воды перед спуском их в водоемы проходят различные водоочистные сооружения, что вызывает необходимость контроля состава вод на всех ступенях очистки. Для осуществления такого контроля химики-аналитики должны иметь в своем распоряжении методы анализа как сильно разбавленных растворов, так и относительно концентрированных растворов. Необходимость возврата воды в технологический процесс диктует необходимость определять содержание не только тех компонентов, которые оказывают вредное воздействие на здоровье людей, состояние окружающее среды, но и тех компонентов, которые могут помешать технологическому процессу.

К любой методике анализа предъявляют три основных требования: чувствительность, точность и селективность. Для анализа вод главное - селективность.

При выборе метода анализа вод чувствительность (предел обнаружения) не должна быть чрезмерно высокой. Большая чувствительность необходима тогда, когда аналитик должен брать малые навески или объемы проб. Объем пробы сточной воды составляет 100-250 мл, часто берут на анализ 1 л и более, применяя затем метод концентрирования.

 

 

2

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>