短流程工艺及其在转炉除尘水处理中的应用

1、短流程工艺及其在转炉除尘水处理中的应用魏治海 邹德军 王政赟(大连绿诺环境工程科技有限公司大连 116100摘 要 简要介绍了转炉烟气除尘水污水的特性和污水综合处理短流程工艺的特点，通过实际工程应用表明，短流程工艺在转炉烟气除尘水闭路循环系统中具有处理效果好、占地少、维护成本低、效益明显，值得在除尘水处理领域大力推广应用。关键词 烟气除尘水、短流程工艺、闭路循环、粗颗粒分离机、斜管沉淀罐1. 转炉除尘废水的特征、水质及水量转炉烟气湿法除尘过程中用于净化和冷却烟气的水称为烟气除尘水。转炉除尘水水质、水量瞬时变化较大，一般一座120 t 转炉其除尘水量在(6001,000 m3/h，水质呈碱性，一

2、般都在pH (710，水中含有大量的悬浮物,其SS含量在(1,5008,000 mg/L，吹氧期SS最高可达16,000 mg/L，SS主要成分为Fe2O 3、FeO、焦煤灰和少量CaO粉等杂质,悬浮物的颗粒粒径很细,不易沉淀，水温一般都在4065。另外，转炉吹氧时大量投加造渣剂石灰粉，由于这些投加的石灰粉不能完全被利用，残余部分会随烟气飞灰一起进入除尘水，从而导致除尘水中Ca2+硬度很高，极易结垢。通常，转炉烟气湿法除尘工艺中烟尘颗粒分级和烟尘中各组分含量分别见表1、表2。表1 烟尘颗粒分级(未燃法粒度/ m 含量/ %100 8表2 烟尘中各组分含量 / %成分 回收期 燃烧期Fe 3O

3、44.2Fe 2O 3 16.2 84.9FeO 67.16Fe63.4MnO 0.74微SiO 2 3.64微MgO 0.39CaO 9.04 4.28P 2O 5 0.57C 1.6针对上述污水的水质特征，采用污水综合处理系统和方法1可取得明显的经济效益。污水综合处理系统和方法最明显的特征就是工艺流程短，设备布置紧凑，通常称为短流程工艺。短流程工艺最主要的特点是处理效果好、出水水质稳定、占地少、维护成本低、全封闭运行无二次污染、可实现人机界面全自动运行。2. 污水综合处理系统和方法介绍2.1短流程工艺主要设备组成粗颗粒分离机、调节缓冲竖水井、斜管沉淀罐、高效浓缩机、均质搅拌罐、污泥脱水机及

4、加药装置等，典型的工艺流程如下图示： 图1 短流程工艺流程图2.2短流程工艺叙述烟气除尘水经过高架流槽输送进入粗颗粒分离机，将较大颗粒分离出去，再经调节池式配水井缓冲后，从斜管沉淀罐罐体下部自流进入斜管沉淀罐中沉淀处理，清水从斜管沉淀罐顶部溢出经清水流槽输送到冷却塔冷却后回用，斜管沉淀罐内沉淀的泥浆由罐底部的清泥器输送而自动排入浓缩机浓缩，浓缩后的污泥浆先由渣浆泵输送到均质搅拌罐均质后再进入污泥脱水机进行脱水，脱水后的泥饼回收利用，脱出水和系统产生的其它污水被收集并输送回调节池式配水井循环处理。 2.3短流程工艺中主要设备的性能参数 A. 粗颗粒分离机粗颗粒分离机是一级沉降处理设备，能将污水中

5、大于60 m以上粒径的颗粒有效分离和去除的理想设备2。主要由上部大水槽、消能机构、螺旋输送槽、带式螺旋、驱动机构、出水槽、尾部手动调整机构等组成。主要性能参数如下：1）设备型号：LNCG-600；2）处理能力：9001,100 t/(h台； 3）SS去除效率：10%； 4）水力停留时间：5 min； 5 排渣含水率：25%； 6）排渣量：约为20 t/(d台；7）单台设备外形尺寸：LBH=12.55.54.5 m3。 B. 高效浓缩机高效浓缩机是一种新型的中心传动、自动提耙高效浓缩机。广泛适用于处理各种工业料浆浓缩，如冶金、煤炭、金属选矿水、化工料浆等。主要性能参数如下：1）设备型号：LNNJ

6、-7；2 单台处理量：(2.54 m3/(m2h； 3 进泥含水率：85%； 4）排泥含水率：75%； 5 水力停留时间：4 h。 C. 斜管沉淀罐斜管沉淀罐是整个工艺的核心设备，属于二级沉降处理设备，主要有图2所示几个分区，其主要性能参数：1） 设备型号：XGG-4000-A ；2） 单台处理能力：(70150 m3/(h套；3） 处理SS 含量：1,500 mg/LSS8,000 mg/L，最大瞬时冲击负荷SS16,000 mg/L；4） 出水悬浮物SS80 mg/L； 5） 罐体外形尺寸： 4.0 m10.6 m； 6） 罐体安装角度:45；7） 进出水方式：底部重力流进水、顶部溢流出水

7、；8） 排泥含水率：85%。 D. 带式压滤机成套设备1）设备型号： CPF2000-S5B； 图2 斜管沉淀罐结构示意图 2）处理能力： 2,5003,500 kg/(hm带宽； 3）有效带宽： 2 m；4）外形尺寸： 4,8553,0152,700 mm； 5 入料含水率：75%； 6）泥饼含水率：30%； 7）滤饼夺取度：(725 mm。33. 短流程工艺在本钢3150 t 转炉烟气除尘水处理系统中的应用3.1 工程概况本钢某炼钢厂3150 t转炉，采用的是“双文1塔”烟气湿法除尘工艺，烟气除尘水总水量为2,400 m 3/h，其它废水量约200 m3/h，转炉烟气除尘水中SS 均值在7

8、，500 mg/L，要求处理后悬浮物浓度80mg/L ,投加缓蚀阻垢剂后水循环率达到98%，污泥滤饼含水率30%,污泥100%回收利用。由于该除尘水SS 均值在7,500 mg/L左右，考虑到系统运行稳定性和安全性，设计时取安全系数为1.2，据此，该工程中共用到LNCG-600型粗颗粒分离机4台，XGG-4000-A型斜管沉淀罐34台（单台处理能力为80 m3/h），LNNJ-7型浓缩机5台，CPF2000-S5B型带式压滤机7台。整个烟气除尘水处理系统(包括泥浆处理和泵站总占地2,300 m。同样处理量时，若采用传统辐流沉淀池处理工艺，总占地约2,800 m 2，若采用普通斜板沉淀池处理工艺

9、，则总占地约2,650 m2。由此可见，短流程工艺占地少。设备投产运行后，处理出水水质稳定，SS均值50 mg/L，最低时可以达到30 mg/L，完全满足用户回用要求。 3.2 效益分析闭路循环系统除了渗漏、蒸发外，无其它水损失，水损按5%计，则年补充水量为： 2,400 m3/h24 h350 d5%=1,008(万吨/年，根据现场实际调查，这部分水并没有直接补充到处理后的净水系统中去，而是用于带式压滤机的冲洗，冲洗水又回到系统中再次处理，作为整个系统的补充用水。实际上处理完回水作为转炉烟气除尘之用还是有富裕的。冲洗水为工业生产水，按0.1元/吨计，烟气除尘水为工业净化水，按0.21元/吨计

10、，则年节约新水费用：2按现场实际运行资料统计，由直流改为闭路循环后,年增加电耗费用186 万元/年。同时，增加了药剂费, 阴离子PAM(聚丙烯酰胺按2,400 元/吨计，阳离子PAM 按20,000元/吨计，纯碱Na 2CO 3按1,500元/吨计,则改为闭路循环后，年增加电费和药剂费共计：基于以上4点进行总体核算：201.6万元/年322.56万元/年504万元/年280.4万元/年=747.76万元/年。 另外，除尘水闭路循环后，不但满足了炼钢厂的正常生产，且从根本上改善了厂容环境，污水不再外排，保护了自然水体不受污染，排水干管不致因污泥含量多而造成堵塞，大大减少了排水管网的维护维修费用，因此,其社会效益也是巨大的。4. 结语目前，污水综合处理短流程工艺已经在国内多家大中型钢铁企业的高炉、转炉烟气除尘水闭路循环处理系统中得到了应用，如济南钢铁集团、天津铁厂、本溪钢铁集团、攀枝花钢铁集团、安阳钢厂等等，通过运行实践证明，不论是在高炉除尘水还是在转炉除尘水处理系统中，短流程工艺都具有处理效果好、维护成本低、占地少、布