Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

Глава 6

ТОКСИКОЛОГИЯ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Промышленное производство баллиститных порохов и ра­ кетных топлив связано с использованием в составах токсич­ ных компонентов и требует конструктивных мер по защите от их воздействия воздушной среды и водного бассейна. Говоря о взаимодействии с окружающей средой, следует отметить особенность технологии, заключающейся в проведении прак­ тически всех операций, за исключением бронирования, в вод­ ной среде. Особенно большое количество воды требуется в производствах нитратов целлюлоз (до 300 м3Д) и пороховой массы (10...20 м3/т). В связи с этим первоочередными задача­ ми по охране окружающей среды является очистка сбрасывае­ мых в водоемы сточных вод и сокращение их количества за счет многократного использования воды в обороте.

Исключительная актуальность инженерных мероприятий по очистке сточных вод определяется не только количеством сбрасываемых вод (со всех фаз производства, в отличие от за­ грязнения воздуха — только на фазе переработки), но и их токсичностью, усугубляемой значительным содержанием в сбрасываемых водах растворенных или суспензированных компонентов исходного сырья или готовой пороховой массы.

В табл. 52 приводятся токсикологические характеристики некоторых компонентов баллиститных пороховых масс.

459

Как видно из таблицы, фактическая концентрация токсич­ ных компонентов в воде существенно превышает не только ПДК для водоемов, но и для биологических очистных соору­ жений. Поэтому обезвреживание сточных вод на всех фазах производства баллиститных П и ТРТ, включая сырьевые (НГЦ и НЦ), является исключительно важной инженерной задачей, решение которой требует реализации комплексных мероприя­ тий по оборотному водоснабжению и очистке сбрасываемых в водоемы вод. Следует отметить, что проблема сточных вод для предприятий этого профиля является наиболее острой и в наименьшей степени решенной в инженерном плане.

Отсутствие в необходимом количестве надежных систем оборотного водоснабжения способствует использованию на многих участках свежей воды, а сброс сточных вод произво­ дится в водоемы через систему отстойников (сточных пруд­ ков) зачастую без достаточной очистки. При этом кроме сани­ тарных требований имеет значение и экономическая сторона, связанная с большей стоимостью свежей воды в сравнении с оборотной, а также с существенными потерями сырья и по­ луфабрикатов (НГЦ, НЦ, пороховой массы и пр.).

В связи с этим в процессе совершенствования технологи­ ческих процессов вопросу создания оборотного водоснабжения и очистке сбрасываемых в водоемы вод уделялось самое серь­ езное внимание.

Производство нитратов целлюлозы характеризуется боль­ шим сбросом сточных вод, загрязненных в основном сильны­ ми минеральными кислотами и взвесями нитратов целлюлоз различной степени измельчения.

460

Наиболее эффективным способом уменьшения количества сточных вод является их повторное использование после очи­ стки. Очистка сточных вод в производстве нитратов целлюло­ зы, которые в основном загрязнены взвесями НЦ, осуществ­ ляется фильтрованием и отстаиванием. Наибольшее количест­ во вод образуется в процессе предварительной стабилизации в чанах горячей промывки.

Эти воды можно разделить на три группы:

—транспортные кислые воды (из вытеснителей);

—кислые воды после стабилизации НЦ (загрязнены H2S04, HN03, pH = 2-3);

—щелочные воды после стабилизации с pH = 8—9.

Как кислые, так и щелочные воды загрязнены взвесью НЦ и другими нестойкими органическими примесями, вымытыми из НЦ. Эти воды отстаиваются в горизонтальных ловушках, остаточная концентрация НЦ после этих ловушек находится на уровне 100...300 мг/л. Для повторного использования этих вод требуется их дополнительная очистка.

Воды с фаз окончательной стабилизации, смешения, пес­ коуловителей и водоотжима очищаются от НЦ отстаиванием в вертикальных отстойниках. После отстойников вода, содер­ жащая 800... 1000 мг/л НЦ и имеющая pH = 7—8, может ис­ пользоваться повторно в технологическом цикле. НЦ, изготов­ ленная с использованием этих вод на фазах нитрации, стаби­ лизации, измельчения, по физико-химическим показателям не отличается от стандартных образцов. Тем не менее на многих заводах эти воды идут в сток.

На рис. 220 представлена примерная технологическая схе­ ма сточных и отводящих вод с фазы стабилизации.

После кислой и щелочной варок сточные воды поступают в горизонтальную ловушку 15, откуда через горизонтальный отстойник на повторное использование в качестве транспорт­ ных для разгрузки чанов горячей промывки. Все отводящие воды из лаверов 3, смесителя 4, пескоуловителей 5, ажитаторов 6, водоотжимных центрифуг 11 поступают в бассейн 13, откуда насосом 12 подаются в вертикальный отстойник 8, представляющий собой цилиндр диаметром 5 м и высотой 9... 12 м с конусным дном. В центре цилиндра по оси вмонти­ рована труба диаметром 0,7...0,9 м. Нижний конец трубы не доходит до конического днища и через зазор вода, поступаю­

461

4^ ON

Ю

Рис. 220. Примерная технологическая схема движения сточных и отводящих вод фазы стабилизации

1 — чан горячей промывки; 2 — сгуститель; 3 — лавер; 4 — смеситель; 5 — пескоуловитель; 6 — ажитатор; 7 — ла-

вер; 8 — вертикальный отстойник; 9 — сборник осветленных вод; 10 — насос; 11 — водоотжимочная центрифуга; 12 — насос; 13 — бассейн; 14 — горизонтальный отстойник; 15 — горизонтальная ловушка

0,0002...0,0004 м/с. Измельченная НЦ оседает в воде со скоро­ стью ~ 0,5 м/ч. НЦ оседает в нижней части отстойника и пе­ риодически насосом 10 с массовой долей 5...6% перекачивает­ ся в лавер 7, в котором формируется ловушечная партия НЦ.

Производство нитроэфиров и баллиститных П и ТРТ ха­ рактеризуется использованием целого ряда весьма токсичных компонентов (НГЦ, ДНДЭГ, хроматы с Сг+б, соединения свинца и пр.), загрязнение которыми как водного, так и воз­ душного бассейнов должно быть исключено.

На рис. 221 представлена рекомендуемая схема очистки сточных вод в производстве нитроэфиров и последующих фа­ зах производства баллиститных П и ТРТ («варке», переработ­ ке, концевых операциях).

Вода от нитроузла, содержащая большое количество нитро­ эфиров (табл. 53) и не подлежащая сбросу не только в водо­ ем, но и на биологические очистные сооружения, проходит электрохимическую очистку в установке 1 и после этого по­ ступает на биоочистку. Вода с последующих технологических операций очищается на локальных установках 2, 3, 4, 5 и ис­ пользуется повторно на технологические нужды.

При опорожнении этих локальных установок, а также при промывке оборудования и помещений вода сбрасывается в специальную канализацию и далее поступает на механиче­ скую очистку общего стока 6.

Вода, содержащая хроматы (Сг+6) после изготовления ме­ таллосодержащих топлив очищается на специальной локаль­ ной установке 7 путем восстановления до 3-х валентного хро­ ма.

Таким образом, производство баллиститных П и ТРТ должно быть оснащено следующими установками очистки

иоборота промышленных вод:

—установка очистки от нитроэфиров, растворенных и ка­ пельно-эмульгированных;

—установка водооборота на фазе «варки»;

—установка водооборота при переработке ВТО;

—водооборот при УЗД-контроле;

—водооборот при механической обработке;

—механическая очистка общего стока;

—установка очистки воды от хрома.

Ниже приводится краткая характеристика локальных уста­ новок и установок очистки общего стока.

464