میزان مصرف آب در صنعت تولید فولاد:
آب در درجه اول برای اهداف تمیز کردن و خنک کردن در صنعت فولاد استفاده می شود. بخش های مختلف در تولید فولاد که از آب استفاده می کنند عبارتند از:
کک سازی: این فرآیند شامل گرم کردن زغال سنگ در غیاب هوا برای تولید کک است که به عنوان سوخت و عامل کاهنده در آهن سازی استفاده می شود. آب در فرآیند کک سازی استفاده می شود.
تَف جوشی: فرآیند فشرده سازی و تشکیل یک توده جامد از مواد در اثر حرارت یا فشار بدون ذوب شدن آن است. آب در فرآیند پخت استفاده می شود.
ساخت آهن: این فرآیند شامل تبدیل سنگ آهن به آهن مذاب در کوره بلند است. از آب در مراحل مختلف آهنسازی استفاده میشود.
فولادسازی: فرآیند تصفیه آهن مذاب و تبدیل آن به فولاد است. آب در عملیات های مختلف فولادسازی استفاده می شود.
ریخته گری پیوسته: این فرآیند شامل انجماد فولاد مذاب به محصولات نیمه تمام مانند بیلت، بلوم یا اسلب می شود. آب برای خنک کردن و جامد کردن فولاد استفاده می شود.
نورد: فرآیند شکلدهی نهایی است که در آن محصولات فولادی به شکلها و ابعاد دلخواه خود در میآیند. آب ممکن است برای خنک کردن و روانکاری در طول فرآیند نورد استفاده شود.
این بخشها نشان دهنده مراحل کلیدی در فرآیند تولید فولاد است که در آن آب مورد استفاده قرار می گیرد. میانگین ورودی آب در مسیر یکپارچه و مسیر غیر یکپارچه (EAF) در محدوده 28.6-28.1 مترمکعب به ازای هر تن فولاد تولید شده است.
تصفیه آب در صنعت تولید فولاد:
آب ورودی به یک کارخانه آهن و فولاد معمولاً باید تحت فرآیندهای تصفیه قرار گیرد تا استانداردهای کیفی مورد نیاز برای کاربردهای مختلف در داخل تأسیسات را برآورده کند. تصفیه آب در صنعت آهن و فولاد برای اطمینان از عملکرد مناسب تجهیزات، جلوگیری از خوردگی و حفظ کیفیت محصول بسیار مهم است. روشهای تصفیه ممکن است بسته به نیازها و شرایط خاص هر کارخانه متفاوت باشد، اما در اینجا چند تکنیک رایج مورد استفاده در صنعت آورده شده است.
آشغالگیری: آب ورودی اغلب تحت یک فرآیند آشغالگیری قرار می گیرد تا زباله های بزرگ، جامدات و سایر ذرات ناخواسته حذف شوند. این مرحله به جلوگیری از گرفتگی تجهیزات کمک می کند و از فرآیندهای پایین دستی محافظت می کند.
فیلتراسیون: روش های فیلتراسیون مانند فیلترهای چند رسانه ای، فیلترهای شنی یا فیلترهای کارتریج برای حذف ذرات ریزتر، رسوبات و ناخالصی ها از آب استفاده می شود. این فیلترها می توانند به طور موثر مواد جامد معلق را حذف کرده و شفافیت آب را بهبود بخشند.
انعقاد و لخته سازی: منعقد کننده های شیمیایی اغلب به آب اضافه می شوند تا ذرات معلق را بی ثبات کرده و تجمع آنها را افزایش دهند. سپس عوامل لخته سازی برای تشکیل ذرات بزرگتر به نام لخته معرفی می شوند. این لخته ها ته نشین می شوند یا می توانند به راحتی از طریق فیلتراسیون حذف شوند و به حذف ذرات کلوئیدی و ریز کمک می کنند.
ته نشینی: پس از انعقاد و لخته سازی، به آب اجازه داده می شود تا تحت ته نشینی قرار گیرد، جایی که لخته ها در کف مخزن ته نشین می شوند. این فرآیند به جداسازی ذرات بزرگتر از آب کمک می کند.
گندزدایی: بسته به نیازهای خاص، تکنیکهای ضدعفونی مانند کلرزنی یا اشعه ماوراء بنفش (UV) ممکن است برای حذف یا کنترل آلایندههای میکروبی در آب استفاده شود. ضدعفونی برای جلوگیری از رشد باکتری های مضر، ویروس ها و سایر میکروارگانیسم ها بسیار مهم است.
تنظیم pH: pH آب ورودی ممکن است نیاز به تنظیم داشته باشد تا محدوده مورد نظر برای کاربردهای خاص را برآورده کند. بسته به نیاز، اسیدها یا قلیاها برای افزایش یا کاهش سطح pH در صورت لزوم اضافه میشوند.
توجه به این نکته حائز اهمیت است که فرآیندهای تصفیه مورد استفاده در کارخانه های آهن و فولاد می تواند بر اساس عواملی مانند کیفیت منبع آب ورودی، مقررات محلی و نیازهای خاص فرآیندهای تولید متفاوت باشد. هر کارخانه ممکن است ترکیبی از این تکنیک های تصفیه یا روش های اضافی را اتخاذ کند تا اطمینان حاصل شود که آب استانداردهای لازم را برای استفاده مورد نظر خود دارد.
تصفیه فاضلاب در صنعت فولاد:
روش های مختلف تصفیه پساب کارخانهجات تولید فولاد
تصفیه اولیه: پساب برای کاهش بارهای آلاینده، مراحل جداسازی فیزیکی مانند ته نشینی، غربالگری و حذف روغن و گریس را طی می کند.
انعقاد-لخته سازی: از روشهای شیمیایی مانند انعقاد و لخته سازی برای حذف بیشتر مواد جامد معلق و ترکیبات آلی از پساب استفاده می شود.
فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs): تکنیک هایی مانند اکسیداسیون پراکسید هیدروژن، فتولیز فرابنفش، اکسیداسیون فتوفنتون، اکسیداسیون الکتروشیمیایی و ازن زنی برای گندزدایی، کاهش کل جامدات محلول (TDS) و حذف مواد سمی مانند سیانید و فنل و هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای استفاده می شود(PAHs).
جذب: از جاذب های خاصی برای حذف آلاینده هایی مانند سیانید و فنل استفاده می شود.
تصفیه بیولوژیکی: استفاده از راکتورها و فرآیندهای بیولوژیکی به عنوان روشی مناسب برای بهبود کارایی تصفیه فاضلاب ذکر شده است. بیان شده است که مجموعهای از راکتورهای بیولوژیکی میتوانند کنترل بهتری بر جوامع میکروبی و پارامترهای عملیاتی داشته باشند و در نتیجه کارایی فرآیند بالاتری داشته باشند.
جداسازی غشایی: تصفیههای پیشرفته مانند جداسازی غشایی، نویدبخش دستیابی به راندمان حذف آلاینده ها و احیای آب است. فناوری غشایی مزایای سازگاری با محیط زیست و صرفه جویی در انرژی را ارائه می دهد. پیشرفتهای جدید، مانند کریستالیزاسیون غشاء، میتواند به بازیابی بهتر محصول جانبی کمک کند.
سیستمهای یکپارچهای که جداسازی غشایی را با روش های شیمیایی ترکیب میکنند، میتوانند درجه بالایی از حذف آلایندهها، قابلیت استفاده مجدد پسابها، تشدید فرآیند، سازگاری با محیطزیست و دوام تجاری را تضمین کنند. این امر نیاز به پیشرفت اساسی در فن آوری های تصفیه آب برای به حداقل رساندن مصرف آب شیرین و تغییر به سمت تخلیه پساب صفر در صنعت فولاد را برجسته می کند.