Водоснабжение металлургических заводов

Система водоснабжения включает комплекс сооружений и устройств для забора воды из источника водоснабжения, её очистки, хранения, подачи и распределения между потребителями. На металлургических заводах применяют прямоточное, последовательное и оборотное водоснабжение. Поэтому имеются водоводы свежей технической воды, оборотной или повторно используемой воды, производственного (технического) водоснабжения, снабжения питьевой водой и пожарного водоснабжения (объединенного с производственным или питьевым водоснабжением).

При прямоточном водоснабжении отработанная вода после очистки и охлаждения сбрасывается в водоём, из которого была взята.

Последовательное водоснабжение предусматривает повторное использование воды рядом потребителей с учетом их требований к качеству воды.

В оборотных циклах водоснабжения вода подвергается очистке от взвешенных в ней веществ и охлаждению и снова используется. Свежая вода потребляется только для компенсации потерь, составляющих порядка 5% от количества воды, находящейся в обороте. Очистка воды производится в отстойниках или гидроциклонах, а также аппаратах тонкой очистки (фильтрах), охлаждение — в прудах охладителях, брызгальных бассейнах, в башенных и вентиляторных градирнях.

Охлаждение воды в системах оборотного водоснабжения

Тип и размеры охладителей воды принимают в зависимости от требуемого расхода воды, расчётной температуры охлаждения, требований технологического процесса и ряда других факторов.

Пруды охладители и брызгальные бассейны применяют при невысоких требованиях к охлаждению воды: разница температур охлаждаемой и охлаждённой воды не более 5-10 °С.

В системах оборотного водоснабжения, требующих устойчивого охлаждения воды, применяют башенные градирни с капельными или плёночными оросителями. Движение охлаждающего воздуха навстречу охлаждаемой воде из оросителей в градирнях башенного типа происходит за счёт естественной тяги, разница температур охлаждаемой и охлаждённой воды не более 5-12 °С.

Вентиляторные градирни применяют при необходимости устойчивого и глубокого охлаждения воды. Отличаются вентиляторные градирни от башенных отсутствием вытяжных башен. Движение охлаждающего воздуха навстречу охлаждаемой воде организуется с помощью вентиляторов. В градирнях этого типа разница температур охлаждаемой и охлаждённой воды составляет 10-15 °С. В вентиляторных градирнях осуществляется автоматическое поддержание температуры охлаждённой воды на заданном уровне путём изменения производительности вентиляторов.

Подача воды потребителям

Свободный напор воды у абонента, складывающийся из геометрической высоты подачи воды, потерь напора в сети водопровода и остаточного напора на излив воды, колеблется от 0,13-0,2 МПа на ТЭЦ-ПВС до 2 МПа на охлаждении кислородных фурм.

Количество подаваемой на металлургический завод свежей технической воды складывается из суммы всех безвозвратных потерь воды и количества сбрасываемых в водоёмы сточных вод. Безвозвратные потери воды имеют место в процессе производства, в охладительных устройствах, за счёт фильтрации через грунт, а также со шламом.

Подача воды потребителям осуществляется насосными станциями, которые на металлургических заводах делят на три категории.

К первой категории относятся насосные станции (или группы насосов), подающие свежую воду, воду для нужд пожаротушения и основным потребителям: на охлаждение высокотемпературных агрегатов (доменные и сталеплавильные печи), на ТЭЦ-ПВС, газоочисткам доменных и сталеплавильных цехов, к вращающимся печам огнеупорного производства. Ко второй категории — подающие воду прокатным цехам, кислородным и компрессорным станциям, аглофабрикам, огнеупорным и метизным производствам. К третьей группе — подающие воду ремонтным цехам и другим абонентам, имеющим вспомогательное значение.

Очистка сточных вод

Сточные воды металлургических заводов содержат окислы железа, оксиды кальция и магния, углерод, сульфаты, масла, хлориды и другие вещества. Для механической очистки сточных вод в составе очистных сооружений используют различные решетки. При производительности станции для очистки сточных вод, превышающей 100 м3/сутки, устанавливают специальные песколовки, представляющие собой песчаные фильтры, улавливающие твердые частицы. Отстаивание сточных вод производится в отстойниках. Так как скорость движения воды мала из-за большого поперечного сечения отстойника, твёрдые частицы под действием гравитационных сил выпадают в осадок и удаляются в виде шламов (обводненный осадок). Биологическую очистку сточных вод осуществляют при помощи биологических фильтров,в которых сточные воды фильтруются через крупнозернистый материал, покрытый биологической плёнкой, образованной колониями аэробных микроорганизмов, при этом происходит окисление находящихся в очищаемой воде органических веществ.

Сточные воды с повышенной кислотностью или щёлочностью перед отводом в канализацию населённого пункта или в водоём подлежат нейтрализации. Для нейтрализации допускается смешение кислых и щелочных вод, введение реагентов или фильтрование сточных вод через нейтрализующие материалы. Обеззараживание сточных вод производится жидким хлором или гипохлоридом натрия. Концентрация активного хлора в обеззараживаемой воде поддерживается на уровне от 3 до 10 г/м3.