转炉废水处理与回收利用.doc

转炉废水处理与回收利用 杨志勇 李宁海 朱克满 马鞍山钢铁股份有限公司第二炼钢厂 马鞍山 243021 摘 要采用湿法除尘方法研究转炉除尘，在生产条件下，通过湿法除尘后，废水中绝大多数悬浮颗粒被除去，悬浮物稳定在一定范围，便于循环利用；污泥回收利用。 关键词湿法除尘 污泥 悬浮 回收利用 马钢第二炼钢厂现有公称容量30t纯氧顶吹转炉4座，其炼钢工艺已有多年的历史。随着马钢股份公司的整体发展，第二炼钢厂生产规模也在不断的扩大，原设计年产量100万t，现已达到200万t的生产规模。因此生产过程中产生的废水也相应的增加了。一般来说炼钢产生的废水主要有以下两种1设备间接冷却水，即给炼钢设备本体冷却所产生的废水，该废水通过降温处理后可循环使用，不外排。2生产工艺过程中的废水，即产生于炼钢烟气和火焰烟气的净化过程中的废水，是炼钢厂最主要的一种生产废水。这类废水中含有大量的氧化铁皮和其他悬浮物，如果不加处理，直接排入水体后，将会对水体造成严重污染。因此，为保持环境，节约水资源，同时提高全公司的工业用水的重复利用率，有必要对转炉除尘废水进行适当处理后再次加以循环使用。 1 转炉除尘废水的特征、水质及水量 转炉除尘一般采用的是湿法除尘，转炉除尘废水产生于炼钢烟气和火焰烟气的净化过程中，其特征呈碱性且含有大量的悬浮物，主要成分为Fe2O3，和FeO，悬浮物的颗粒粒径很细，不会沉淀。废水的pH值大都在7以上，甚至可达10以上。由于炼钢生产是间断性的生产方式，水量、水质等特征都与炼钢过程中的烟气净化工艺以及冶炼周期有关。马钢第二炼钢厂转炉钢小时产量是240t，按每吨转炉钢烟气净化水为5～6m3计算，二钢转炉烟气洗涤废水水量约为1200m3/h以上。该厂采用半燃烧法回收转炉烟气称为转炉煤气的处理工艺，废水的悬浮物浓度在一个冶炼周期内变化较大，其范围在3000～10000mg/L之间，最高时可达20000mg/L。 2 转炉除尘废水处理工艺 转炉除尘废水的处理主要是悬浮物的处理、水质稳定及污泥处理三部分内容。 2.1 悬浮物的处理 由于转炉除尘废水中的悬浮物杂质均为无机化合物，一般的可采用混合沉淀法、磁过滤法和药磁法等几种方式来进行处理。二钢厂采用的是混合沉淀法，此种方法与其他两种相比最为经济有效。其主要处理工艺流程如下 将废水先流人粗颗粒分离设备，利用重力沉降原理去除废水中的大颗粒60μm悬浮物，经初沉池一次沉淀后提升至斜管沉淀池再进行二次沉淀。通过此种方法处理后废水的悬浮物基本达到了要求。经过初沉池的一次沉淀后，废水中悬浮物基本稳定在500～1500mg/L左右。通过斜管沉淀池的物理沉降作用，绝大多数的悬浮颗粒被除去，出水悬浮物浓度在80mg/L左右，处理效果非常明显。由于种种原因，该系统未设计混凝剂投加装置，因而出水悬浮物还不够稳定。如能在该系统投加混凝剂，以提高沉淀效果，将会对出水悬浮物的稳定起到良好的效果。 2.2 水质的稳定 水质稳定问题就是如何使循环水的结垢和腐蚀控制在允许范围内的问题。循环水的腐蚀与结垢是相互关联又同时发生的。对这类废水而言，虽然腐蚀不是主要矛盾，但却易产生结垢现象。对转炉除尘废水来说，水温相对较高，水中溶解氧浓度较低，在处理时，通过调节pH值可使循环水处于接近中性状态。 由于生产工艺本身的原因，除尘废水的Ca2浓度较大，加之C02溶于水中，致使除尘废水的暂时硬度比较高。在进行废水处理时，应先进行pH值调节，使成垢物质与悬浮杂质在沉淀池中共同沉淀，降低废水的暂时硬度，在沉淀池出水中再投加阻垢剂，在阻垢剂的螯合、分散作用下，消除结垢，达到防垢的目的。 目前，该系统采用投加碳酸钠的方法来预计结垢现象的发生，其作用机理是碳酸钠与水中的Ca2作用生成碳酸钙沉淀，其反应方程式如下 Na2C03 Ca22NaCaC03 上述反应是不可逆的，生成的碳酸钙将随其他悬浮物一起沉淀，而从该系统的工艺流程来看，目前我们的碳酸钠投加点设在斜管沉淀池的出水口，不合理的加药点造成反应生成的碳酸钙在后续的集水井以及沿程管道中沉淀下来，无法去除。根据我们在系统停产时的现场调查情况表明，后续的集水井以及输送管道中淤积现象非常严重。解决的办法是将加药点的位置改至斜管沉淀池的进水渠，使碳酸钙随其他悬浮物一起沉淀在斜管沉淀池中，再一起去除，以减少后续构筑物中沉淀现象的发生。 在上述反应的同时，由于水中含有溶解的CO2，水中的Na又与之作用重新生成了碳酸钠，其反应方程式如下 2NaC02H20Na2C032H 这是一个可逆的化学反应，由于碳酸钙的不断沉淀，使水中Na浓度不断增加，导致该反应向着生成碳酸钠的方向进行，从而使碳酸钠不断地再生，同时叉去除了水中的Ca2，使水中成垢物质不断减少，从而达到防垢目的。 采用这种方法的条件是系统必须彻底密闭，否则碳酸钠的反应与再生平衡将遭到破坏。然而，在实际生产中，由于完全不排污难以实现，故该系统采取的是定时定量排污，按一定浓度补加碳酸钠，以维持该系统的正常运行。 2.3 污泥处理 转炉除尘废水经沉淀处理后积于池底的污泥，含铁成分高达70％，利用价值极高。该污泥经脱水处理后可以直接送烧结厂作掺合料，或加工成金属球团，作转炉造渣剂用料。目前，该系统污泥处理方式采用的是自然沉淀、干化法。这种污泥处理方法处理周期长，占地面积大，且对周围环境影响极大。为此，我们拟对该系统污泥处理部分加以改造，初步方案如下 为提高系统循环率，减少污水外排量，该工艺中板框压滤机的滤液水提升回流入斜管沉淀池重新处理。该系统污泥处理部分经过改造后，将会大大提高系统的完整性，最大限度地减少污水排放量，其环境和经济效益将很明显。 3 结束语 从技术上来说解决了除尘废水的再次利用问题，但是由于系统设计方面的先天不足，除尘的效果和废水的100％的利用还存在一定的问题，分述如下 1由于场地有限，初沉池以及一级提升泵是设在炼钢厂房旁边的，然后通过管道将初次沉淀的废水输送到远离现场的供排水站进行再次的处理，人为地将一个完整的系统分为两个部分，从而增加了系统的管理难度。由于斜管沉淀池进水无水量调节设施，一级提升泵房的运行控制就极为重要，进水量不稳定沉淀效果就会受到影响，从而导致出水水质不稳定。解决这一问题的关键在于要么统一管理，要么增加投资，在斜管沉淀池前设置一足够大的水量调节池，以平衡水量。 2由于该系统初始设计中没有考虑设置除尘水的冷却设备，再次使用处理过盼除尘水其进水温度偏高且不稳定，在一定的程度上影响了除尘器的使用效果。因此，增加系统的冷却设施还是必要的。 参考文献 l张希衡．废水治理工程．北京冶金工业出版社。1984 2顾夏声，等．水处理工程．北京清华大学出版社，1985 3唐受印，等．废水处理工程．北京化学工业出版社，1988 4李培红，张克峰，等．工业废水处理与回收利用．北京化学工业出版社，2001 冶金信息导刊2005年1期