CC BY
4
ИЗ ПРАКТИКИ
-25= =
ОСВЕТЛЕНИЕ ШЛАМОВЫХ ВОД МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЗАВОДОВ В ШЛАМОНАКОПИТЕЛЕ
В. Н. Лебедев, Ю. А. Жовницкая Из Запорожской областной санитарно-эпидемиологической станции
На протяжении ряда лет предприятиями металлургической про мышленности города Запорожья вместе с условно чистыми водам« сбрасывались в неочищенном виде и так называемые шламовые воды, с которыми в сутки выносилось в Днепр до 600 т взвешенных веществ.
В связи со строительством Каховского гидроузла (водохранилище Каховской ГЭС) было принято решение о необходимости предотвращения дальнейшего загрязнения Днепра шламом и, следовательно, о необходимости очистки шламовых вод перед выпуском в водоем.
Для осветления шламовых вод одна из впадающих т> Днепр балок была превращена в объединенный шламона-копитель запорожских заводов. Для этого балку перегородили земляной насыпной плотиной длиной 623 м и высотой 32 превратившей часть балки в обширный пруд — шламонакопитель — емкостью 10,5 млн. м3 и с плошадью зеркала, превышающей 130 га.
Промышленные стоки, поступавшие ранее в Днепр, были направлены в шламонакопитель. Для выпуска осветленных сточных вод у гребня плотины был устроен береговой водослив, из которого по трубопроводу осветленные стоки поступали в водобойный колодец и далее в водосборный канал, в балку Капустянку и Днепр (см. рисунок). С целью предотвращения попадания в реку масел, выносимых со стоками в шламонакопитель и плавающих на ¿го поверхности, перед входом в береговой водослив было сооружено маслозадерживающее устройство в виде поплавков, выполненных из стальных труб диаметром 700 мм. Для аварийного сброса воды (в случае превышения максимально допустимого горизонта шламонакопителя) был сооружен донный водоспуск, состоящий из железобетонной башни, сооруженной в шламо-накопителе в 100 м от плотины и штольни, служащей для отвода воды из башни в водосбросный канал. В башню вода попадала через сифонное устройство (установленное на уровне максимального допустимого горизонта шламонакопителя), соединяющееся стальным трубопроводом со штольней для отвода воды.
х:
Схематический разрез плотины шламонакопителя и его сооружений для сброса осветленной воды.
1 — МПГ второй очереди шламонакопителя; 2 — НП1 второй очереди шламонакопителя; 3 — НПГ вермв очереди шламонакопителя; 4 — башня донного водо спуска; 5 — трубы для аварийного сброса воды; 6 — шиты, закрывающие окна для сброса воды (перва» очередь шламонакопителя); 7 — штольня донного водо спуска; 8 — водобойный колодец; 9 — береговой водо слив; 10—труба берегового водослива; //—один яг поплавков маслоудерживающего устройства; /2 — земляная плотина.
В период строительства и во время эксплуатации первой очереди шламонакопителя постоянный выпуск осветленной воды осуществлялся по донному водоспуску, для чего в стенах башни на уровне зеркала шламонакопителя первой очереди были оставлены специальные окна. Перед заполнением шламонакопителя до проектной отметки второй очереди окна были закрыты специальными щитами, и выпуск осветленных стоков был переведен на береговой водослив. Промышленные стоки в шламонакопитель поступали по нескольким выпускам, расположенным в конце балки, противоположном плотине.
Из общего количества 14 700 м3/час промышленных сточных вод, сбрасываемых в шламонакопитель, 14 260 м3/час, или 97%, приходилось на объединенный выпуск шламовых вод из шламопровода и на выпуск промышленных стоков от листопрокатных цехов завода черной металлургии. По шламопроводу поступало 8300 м3/час промышленных сточных вод, содержащих у выпуска в шламонакопитель в среднем до 3000 мг/л взвешенных веществ (шлама и золы). Это были сток*! газоочистки доменного цеха, аггломерационной фабрики, сталеплавильного и прокатного цехов электрометаллургического завода, углеобогатительного цеха коксохимического завода, шламовые воды глиноземного цеха алюминиевого завода и сточные воды от гидрозолоудаления ТЭЦ.
По канализации листопрокатных цехов в шламонакопитель поступало 6000 м3/час сточных вод от охлаждения. Эти1 воды содержали незначительное количество взвешенных веществ (окалины), не превышающее 20 мг/л, однако с ними же выносилось значительное количество смазочных масел.
Из других выпусков на режим шламонакопителя оказывали значительное влияние кислотные воды от травильных ванн, содержащие свободную серную кислоту и железо (в виде железного купороса), которые сбрасывали до 320 м3/час.
С целью изучения работы шламонакопителя нами было проведено определение динамики осаждения взвеси из шламовых вод после их поступления в шламонакопитель. Исследование проб воды, отобранных з створах, расположенных между выпуском из шламопровода и береговым водосливом плотины, показало, что основная масса шлама осаждалась в непосредственной близости от места выпуска.
Взвешенных веществ непосредственно у места выпуска было 3000 мг/л, а в створе, удаленном на 100 м, их среднее содержание по ряду анализов снижалось до 32 мг/л. Иначе говоря, 99% шлама находилось в осадке.
По мере дальнейшего удаления от места выпуска наблюдалось незначительное снижение содержания взвешенных веществ, обусловленное как их осаждением, так и частично разбавлением шламовых вод стоками листопрокатных цехов, содержащими в среднем до 20 мг/л взвешенных веществ. В береговом водосливе в зависимости от метеорологических условий (скорости и направления ветра, температуры воздуха) содержание взвешенных веществ в воде колебалось от 6 до 20 мг/л, а в среднем составляло 12 мг/л. Соответствующий расчет позволяет установить, что из 25 т взвешенных веществ, поступавших в шламонакопитель в течение часа, в водоем выносилось только 176 кг. Иначе говоря, в шламонакопителе задерживалось 99,3% от общего количества шлама.
Масла, поступавшие со стоками листопрокатных цехов, в значительной части вместе со взвешенными веществами осаждались на дно. Неосевшая часть в виде плавающих на поверхности шламонакопителя скоплений нагонными ветрами постепенно прибивалась к берегам. При приближении к береговому водосливу вследствие больших скоростей движения воды, создавшихся под поплавками маслозадер-
живающего устройства, масла частично засасывались и вместе с осветленными стоками выносились в реку.
Кислотные стоки, как это уже было отмечено, поступали в шламо-накопитель по отдельному выпуску. Предполагалось, что смешение этих стоков с большими количествами слабо щелочных вод других выпусков должно будет вести к нейтрализации свободной кислоты и выпадению в осадок железа, содержащегося в растворе. Действительно, как показали результаты анализов, в осветленной воде, сбрасываемой по береговому водосливу, не наблюдалось снижения рН ниже 6,6, так же как не обнаруживалось железа в растворенном виде.
Дальнейшие исследования показали, что в шламонакопителе вследствие отсутствия условий для хорошего смешивания с водами других выпусков часть кислотных вод не подвергалась нейтрализации и из-за своей большей по сравнению с другими водами плотности по естественному уклону дна шламонакопителя скатывалась в наиболее его глубокую, приплотинную часть. Постепенно у башни донного водоспуска, в придонном слое, образовалось скопление агрессивных кислотных вод, которыми были разрушены металлические части щитов, закрывавших окна в башне донного водоспуска (используемые для сброса воды из шламонакопителя во время эксплуатации его первой очереди). Через образовавшиеся отверстия кислотные воды получили выход в башню, донный водопуск и водобойный колодец. После бетонирования стен башни кислотные стоки перестали поступать в донный водоспуск и нарушения в режиме работы шламонакопителя прекратились. В настоящее время выпуск кислотных стоков переведен в шламопровод. Это обеспечило полное перемешивание кислотных стоков со слабо щелочными и исключило дальнейшую возможность скопления кислотных вод в шламонакопителе.
Для изучения изменений, наступивших в результате ввода в эксплуатацию шламонакопителя, было проведено обследование участка водохранилища, прилегающего к месту выпуска в него стоков балки Капустянки.
При сбросе неочищенных шламовых вод у выпуска их в водоем стоки имели насыщенную буро-красную окраску (обусловленную содержанием окрашенного шлама глиноземного цеха и шлама газоочисток доменного цеха) и содержали до 2400 мг/л взвешенных веществ.
В водохранилище образовалась обширная зона «красной воды», мутная, окрашенная в красный цвет и распространявшаяся веером от выпуска вверх по течению на расстояние до 200 м к середине водоема— до 300 м и вниз по течению — на 1300 м. Содержание взвешенных веществ в зоне «красной воды» колебалось в пределах 145—864 мг/л при прозрачности, не превышающей 1 см по шрифту.
За первой зоной «красной воды», резко ограниченной своими контурами от остальной части водоема, наблюдалась вторая зона, более обширная, со слабой красноватой окраской, распространявшаяся вниз по течению на расстояние в несколько километров. Содержание взвешенных веществ в этой зоне колебалось в пределах 8—18 мг/л при прозрачности 10—24 см.
В контрольных участках водоема, расположенных вне загрязнения стоками балки Капустянки, в это же время взвешенных веществ было 2—3 мг/л при прозрачности, превышающей 30 см по шрифту.
После ввода в постоянную эксплуатацию шламонакопителя режим водоема на участке, являвшемся ранее зоной «красной воды», резко изменился. Даже непосредственно у места выпуска не наблюдалось красной окраски, а отмечалась только желтоватая окраска, обусловленная как мельчайшими частицами шлама, не осевшими в шламонакопителе, так частично и грунтом, вымываемым стоками, при их продвижении от шламонакопителя до Днепра по балке Капустянке. У места выпуска
содержание взвешенных веществ не превышало 14 мг/л при прозрачности воды 8 см. Граница загрязненной воды, устанавливаемая по ее желтоватой окрасе, проходила на расстоянии 50 м вверх по течению от места выпуска, 75 м по направлению к середине реки и 800 м вниз по течению реки. За пределами указанной зоны никаких признаков загрязнения водоема шламовыми водами не обнаруживалось.
Следует отметить, что, хотя в водоеме плавающих масел мы не обнаруживали, вблизи от места выпуска наблюдалось загрязнение береговой полосы маслами в виде черных маслянистых пятен, подтверждающих наличие периодических проскоков масел под маслозадержи-вающим устройством шламонакопителя.
Выводы
1. Шламовые сточные воды заводов черной металлургии, а также предприятий ряда других отраслей промышленности являются источниками мощного загрязнения водоемов.
2. Строительство сооружений для очистки шламовых сточных вод по типу шламонакопителя запорожских заводов является эффективным мероприятием по охране водоемов от загрязнения.
3. При строительстве шламонакопителей следует предусматривать сооружение надежных маслоулавливающих устройств.
4. При сбросе в шламонакопители кислотных стоков необходимо предусматривать сооружение нейтрализационных установок для них или при наличии достаточного резерва щелочности в других стоках обеспечение условий хорошего смешения кислотных стоков со щелочными.
Поступал» 24/1II 1959 т
■¿г -Й" -¿Г
НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ КИСЛЫХ
ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ВОД ПУТЕМ ОБРАБОТКИ МЕЛОМ
Проф. Р. Д. Габович, Р. А. Шрабштейн
Из кафедры гигиены Винницкого медицинского института и Винницкой областной, санитарно-эпидемиологической станции
В гигиенической литературе имеется ряд сообщений о значительном загрязнении водоемов при спуске в них фторсодержащих сточных вод без надлежащей очистки (Л. И. Полотнова, С. Г. Усольцев, А. Е. Анциферова, Л. И. Безель и К. П. Селянкина).
В некоторых случаях даже в воде относительно крупных рек и водохранилищ концентрация фтора достигала 3,5—16,5 мг/л (Нева, Южный Буг, Чусовая и Волчихинское водохранилище). Наблюдался флюороз зубов у жителей Свердловска и Дегтярска, так как в месте забора воды водопроводами этих городов содержание фтора в зимнюю межень достигало 1,5—3,8 мг/л (Л. И. Безель).
На Полевском криолитовом заводе и ряде других производств в настоящее время сточные воды обрабатываются известковым молоком, которое нейтрализует свободную кислоту и осаждает фтористые соли в виде фтористого кальция. По Л. И. Безель, степень очистки сточных вод от фтора на подобных сооружениях Полевского завода составляет от 91 до 99°/о, а содержание фтора в очищенной воде колеблется от 11,6 до 67,2 мг/л.
Всесоюзный институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (ВОДГЕО) также реко-
