В процессе травления образуются сточные воды, содержащие кислоту и продукты реакции. К сточным водам относятся отработанный травильный раствор, вода, использованная для промывки поверхности металла, вода из скрубберов после очистки воздуха, отсасываемого из ванн, кислотосодержащие воды после промывки оборудования и др. Сброс кислотосодержащих и железосодержащих вод без соответствующей очистки в городскую канализацию или в открытые водоемы невозможен.

Иногда следует отдельно рассматривать переработку ОТР и слабоконцентрированных промышленных, вентиляционных и других стоков - ПВ. На это есть две основные причины: методы переработки ОТР и ПВ не всегда совпадают; локальные установки переработки ОТР часто "принадлежат" основным цехам (например, купоросные установки чаще всего входят в состав прокатного цеха). Конечно, это не касается той удачной технологии, когда ОТР и ПВ перерабатываются вместе (например, при термической регенерации солянокислых железосодержащих стоков).

Основной способ переработки отработанных солянокислых травильных стоков – термический. При этом ОТР и ПВ перерабатываются на терморегенерационной установке с получением возвратной соляной кислоты и порошкообразного оксида железа. Вентиляционные выбросы от ванн травления очищаются "мокрым" способом с образованием солянокислого железосодержащего стока газоочистки. В принципе, система регенерации всех отработанных солянокислых стоков рассчитана таким образом, что не должно образовываться избытка стоков. Однако в процессе эксплуатации травильно-регенерационного комплекса появляются избыточные вентиляционные стоки, которые необходимо обрабатывать. Схема обработки осложняется тем обстоятельством, что в стоках кроме Fе2+ содержится значительное количество органических примесей-ингибиторов (окисляемость – 280 мгО2/дм3). И органические соединения, и Fе2+ необходимо окислять.

Рис. 2. Примерная технологическая схема очистки вентиляционных стоков ЛПЦ-5 ММК: 1 – смеситель; 2 – нейтрализатор; 3 – отстойник; 4 – зернистый фильтр; 5 – резервуар чистой воды; 6 – выпарная установка; 7 – сгуститель; 8 – вакуум-фильтр

Технологическая схема очистки такова (рис. 2). В узел окисления (бак-мешалку) 1 подаются вентиляционные стоки и раствор окислителя (NaOCl). Далее сток подается в узел нейтрализации 2, куда добавляется при перемешивании необходимое количество раствора NaOH. В нейтрализованный сток при необходимости добавляется флокулянт (Праестол 2540), после чего происходит его осветление в полочковом вертикальном отстойнике 3. Осветленная вода доочищается на зернистом фильтре 4, после чего подается на горизонтальнотрубную выпарную установку пленочного типа. Полученный концентрат с содержанием NaCl 60–80 г/дм после доочистки используется в качестве регенерационного раствора на химводоочистке ТЭС, а конденсат – для финишной промывки металлоизделий в травильном агрегате. Осадок из отстойника подается в сгуститель 7, при необходимости в него добавляется флокулянт, и из сгустителя подается на механическое обезвоживание (в данном случае — на вакуум-фильтр со сходящим полотном). Обезвоженный осадок высушивается и утилизируется. Таким образом, вентиляционный сток обрабатывается на локальной замкнутой системе с утилизацией всех образующихся продуктов [4]. При сернокислом травлении образуются высококонцентрированные ОТР и два вида слабо концентрированных ПВ: обычные, где концентрация Fe2+ и H2SO4 не превышает как правило 1 г/дм3, и промежуточные (при использовании ванн-ловушек, каскадной промывки и др.), где эти концентрации могут достигать величины 10–15 г/дм3. Чтобы сделать сернокислотный травильно-регенерационный комплекс безотходным, необходимо решать наиболее сложную проблему в нем - обработку, кондиционирование и повторное использование ПВ и утилизацию образующихся при этом осадков. При этом большое значение имеет структура осадка: крупные и плотные частицы взвеси быстрее оседают, весь осадок занимает меньший объем и легко поддается механическому обезвоживанию. Для лучшего обезжелезивания воды и получения более плотного осадка применяется принудительное окисление железа, что и было реализовано в так называемой технологии получения магнетитового осадка. При очистке и повторном использовании ПВ травильных отделений изучено введение добавок в целях увеличения скорости осаждения и получения осадка, который лучше поддается механическому обезвоживанию. Хорошие результаты получены при использовании флокулянтов, из которых наибольшее влияние оказывает гидролизованный ПАА. Тип отстойника выбирали в процессе исследования на опытно-промышленной установке, работающей на натурных стоках. В составе установки были два горизонтальных отстойника бункерного типа, вертикальный и радиальный. Лучшие результаты получены при использовании вертикального и радиального отстойников, которые устойчиво работали даже при повышении концентрации железа в воде до 2 г/ дм3 и более. При отстаивании нейтрализованных вод образуются сильнообводненные осадки, составляющие 3–10%, а в отдельных случаях – до 35% объема обрабатываемых сточных вод. Влажность свежевыпавшего осадка – 98–99,5%. По своим фильтрационным характеристикам они относятся к труднофильтруемым суспензиям; при их механическом обезвоживании образуются сильносжимаемые осадки с коэффициентом сжимаемости 0,3–0,7 и большим удельным сопротивлением.

Рис. 3. Технологическая схема и повторного использования кислых железосодержащих ПВ травильных отделений:

1 – накопитель; 2 – усреднитель; 3 – камера хлопьеобразования; 4 – фильтр-пресс ФПАКМ; 5 – фильтр; 6 – насосная станция; 7 – сушилка СВЛ; 8 – камера получения магнетита; 9 – отстойник; 10 – резервуар очищенной воды; I – ПВ; II – щелочь; III – затравка; IV – флокулянт; V – осветленная вода; VI – вода для подпитки системы; VII – очищенная вода на деминерализационную установку и в производство; VIII – сухой остаток на утилизацию или в отвал; IX – пар; X – воздух; XI – осадок; XII – уплотненный магнетитовый остаток; XIII – вода от промывки фильтра; XIV – фильтрат

В предложенной схеме (рис. 3) очистка и повторное использование кислых железосодержащих промывных вод непрерывно-травильных агрегатов производятся по замкнутому циклу, включающему следующие процессы: нейтрализацию 5%-ным известковым молоком до рН 9–10,5; добавление в воду ПАА и затравки активного гипса; отстаивание воды в вертикальных и радиальных непрерывно действующих отстойниках; разбавление и доочистку осветленной воды на кварцевых фильтрах.

После такой обработки вода с рН 10,5–11, жесткостью 30–40 ммоль/ дм3 и щелочностью 10–16 ммоль/дм3 направляется на повторное использование и частично на обессоливание. Образующиеся при очистке железосодержащие осадки подвергаются окислению с получением магнетита, уплотнению, и затем гипсожелезогидратный осадок обезвоживается на фильтрах-прессах ФПАКМ-25, сушится на вальцеленточной сушилке и подается на утилизацию.