Кейс с ПАО «Северсталь»: разделение отработанной СОЖ

Клиент 

Предприятие ПАО «Северсталь» — Череповецкий металлургический комбинат, второй по величине сталелитейный комбинат в России. Всемирный фонд дикой природы внёс его в десятку экологически ответственных горнодобывающих и металлургических компаний России. Комбинат соблюдает экологические нормативы и постоянно повышает эффективность работы с отходами — снижает их количество и сокращает выбросы углекислого газа.

Задача

Разложить отработанную СОЖ так, чтобы:

• сократить до минимума неразлагаемый остаток, который уходит на утилизацию;

• очистить оставшуюся воду так, чтобы концентрация нефтепродуктов не превышала 10 мг/дм³, а значение рН было в диапазоне 6,5–8,5;

• не использовать метод выпаривания, который требует нагрева эмульсии до 85–95°С. Он приводит к большим затратам на электроэнергию и выбросу углекислого газа в атмосферу — до 2 500 тонн в год. 

Решение

Анализ и подбор решения

Когда специалисты лаборатории Биомикрогели^® начали изучать образец отработанной СОЖ с комбината, стало понятно, что у неё непростой состав. В основе каждой смазочно–охлаждающей жидкости свой концентрат, состав которого — коммерческая тайна. Поэтому сходу невозможно определить, какие реагенты в каком количестве смогут разделить ту или иную эмульсию. 

После лабораторных исследований специалисты подобрали флокулянт и определили дозировку, с которой получится выполнить требования заказчика к очищенной воде. 

Для решения использовали BMG-P2, поскольку он:

• подходит для обработки таких стойких эмульсий, как отработанная смазочно–охлаждающая жидкость;

• не вредит окружающей среде: в его основе растительное сырьё. Это совпадает с экологической стратегией комбината.

Помимо флокулянта для очистки эмульсии нужны ещё три реагента: азотная кислота, активатор и кальцинированная сода. Вот как их применяют при обработке СОЖ:

1. Водомасляную эмульсию обрабатывают кислотой, чтобы дестабилизировать её и высвободить часть нефтепродуктов, которые в ней содержатся. 

2. Вводят рабочий раствор флокулянта и активатора. Они связывают частицы нефтепродуктов в группы, которые выпадают в малорастворимый осадок

3. Осадок отделяют методом отстаивания и убирают из воды. 

4. В воду добавляют рабочий раствор соды, который корректирует рН до нужного показателя.

5. Очищенную и осветлённую воду фильтруют.

Этапы разделения отработанной СОЖ с применением флокулянта BMG-P2

Испытания

Дальше команде Биомикрогели^® нужно было выяснить точные дозировки и подобрать подходящий метод утилизации осадка, который образуется после разделения СОЖ. Чем меньше вещества поступит на захоронение или пиролиз, тем лучше.

Опытно-промышленные испытания проходили в реальных условиях — на оборудовании масло–эмульсионного участка комбината и при рабочем объёме поступающей с производства СОЖ — около 300 м³ в сутки.

В ходе испытаний специалисты Биомикрогели^® установили качество отработанной жидкости и подобрали эффективные дозировки реагентов. 

Чтобы выяснить, как максимально сократить объём остатка после разделения эмульсии, команда протестировала три варианта его сгущения:

1. Обезвоживание на трикантере без предварительного подщелачивания – значение рН осадка не менялось. 

2. Подщелачивание потока осадка рабочим раствором кальцинированной соды и его подача на трикантер.

3. Сгущение путем отстаивания и последующая корректировка показателя рН воды кальцинированной содой.

В первом варианте хлопья осадка разрушались под действием центробежных сил, не оседали и уходили в поток фугата. Сгустить осадок таким способом не получалось. От второго варианта отказались, потому что содержание масел в отработанной СОЖ было невелико. Использование третьего варианта позволило сконцентрировать осадок и сократить его долю c 15–20% до 2–3% от объёма обрабатываемой СОЖ, поэтому команда остановилась на нём.

Трикантер разделяет полученный осадок на две фазы разной плотности – разбавленный раствор флокулянта Биомикрогели^® и нефтепродукты

Результат

Успешные испытания показали, что флокулянт Биомикрогели^® помогает:

• Очистить воду до требуемой степени. Содержание нефтепродуктов снизилось с 2 500 мг/дм³ до 1,6–7,8 мг/дм³, значение pH достигло 7,6. Очищенную воду с такими показателями можно не сбрасывать на очистные сооружения, а вернуть в технологический цикл.

• Разложить СОЖ без нагрева. Процесс протекал при естественной температуре — 22–27°С, поэтому не было затрат на электроэнергию и выбросов СО₂ в атмосферу.

• Сократить объём отходов. Выбранная технология помогает снизить долю осадка с 10 до 2% от объёма обрабатываемой СОЖ и отправлять на утилизацию пять раз меньше отходов.