转炉除尘浊循环水处理系统的改造

周庆利
（天津铁厂水电分厂，河北 涉县056404）

　　摘　要：天津铁厂炼钢厂近几年钢产量连续提高，转炉烟气量相应增加，对转炉除尘浊循环水处理系统提出新的要求。通过对原除尘浊循环水处理系统存在的问题进行分析，提出在不改造原沉淀池的情况下，改造供水泵站，改造脱水设备，增加沉淀的前处理等措施，满足了炼钢生产的要求。
　　关键词：炼钢；循环冷却水；水处理；沉淀；过滤
　　中国分类号：TU991.4
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455（2002）01-0018-02

　　天津铁厂炼钢厂原设计能力为年产120×10⁴t钢，经过不断改造，已具备年产200×10⁴t钢的能力。烟气量的增加给转炉除尘浊循环水处理系统提出了新的任务。本文所介绍的工程是在不改造沉淀池的情况下，通过其它设施的技术改造，有效地保证了供水的水质和水量。

1 原浊循环水系统运行状况

1．1 浊环水系统回水的特点
　　炼钢厂现有3座30t氧气顶吹转炉，除尘工艺采用的是“两文三脱”烟气净化工艺，回水主要为“一文”、“二文”除尘冷却水，“一文”、“二文”水封水，经复挡脱水器排出，即成为转炉除尘回水。
　　回水呈黑灰色，SS以FeO为主，SS颗粒较大。
　　炼钢过程中投加的部分过量石灰随烟气进人回水中，使回水的硬度、碱度较高，pH＞10。
1.2 原转炉除尘浊循环水处理工艺
　　3座转炉除尘废水由各自排水渠流入集水干渠，经配水井分别进入2座ф24m幅流沉淀池，经过沉淀处理，上清液通过溢流堰、集水渠进人热水井油上塔泵组送到冷却塔冷却，冷却后自流进入冷水井，经供水泵组加压送至转炉净化烟气。在ф24m幅流沉淀池中沉淀下来的颗粒与水形成底流泥浆，在刮泥机作用下汇集至沉淀池中央，在水头作用下由沉淀池底部的排泥管自流人泥浆池，由泥浆泵供给40m²板框压滤机脱水处理，滤液汇集于滤液池，由泵组送回配水井。泥浆经板框压滤机脱水后形成的泥饼由汽车外运予以回收。

2 产量增加带来的问题

2.1 供水能力不足
　　1994年炼钢投产时，除尘供水量为500m³/h干线压力0.7MPa，随着第三座转炉的投产，于1996年底完成供水泵组的第一次改造。限于泵站环境条件制约，仅将单吸泵组改为双吸泵组，供水量增至800m³/h干线压力0.9MPa。由于炼钢产量进一步提高及转炉除尘工艺的改造，原系统中供水泵组供水能力再一次显出不足，需要提高泵组的供水能力。满足除尘工艺水量1000－1200m³/h，用水点压力0.4－0.6MPa的要求。
2．2 沉淀池能力不足
　　2座ф24幅流沉淀池是本系统重要的处理构筑物。在此，回水中的悬浮物沉降至池底，在刮泥机的作用下，进行初步浓缩，形成底流泥浆，由泥浆管排出，泥水初步分离。
　　由哈真（Hazen）提出的理论：E=Ui/(Q/A)[1](Ui小于截流沉速U的颗粒沉速）即沉淀池表现积A一定时，流量Q增加，必定导致沉淀池去除率E下降，出水悬浮物含量高，出水水质恶劣。而表面负荷率Q／A（m³／m²·h）在数值上等于截流沉速U（m／h），流量的增加使截流沉速增大，在沉淀池有效水深一定时，缩短了沉淀时间，也证明了水量的增加必然给沉淀池出水水质带来不利影响。经计算循环水量为500m³/h，单池停留时间为2．92h；水量达到1000m³/h时，停留时间仅为1.46h。同时生产供水的悬浮物含量高（150-200mg/L，有时高达400mg/L），造成喷嘴布水不均，甚至堵塞喷嘴。虽经改造喷嘴形式，增大风机叶轮直径，除尘效果仍理想。
2．3 泥浆处理能力不足
　　氧气顶吹转炉烟气净化的污泥含铁量达60%左右，具有含铁量高，烧结性能好，易成块，含氧化钙可降低烧结过程中石灰需要量，因此考虑回收。由于处理水量的增加，沉淀池需频繁排泥，泥浆含水量提高，含泥量降到10％以下，原系统中3台浓缩机已造无法使用，沉淀池排出泥浆直接送至板框压滤脱水，导致压滤机过滤时间延长。在钢产量迅速增加，污泥量大幅度提高的情况下，无法及时处理沉淀池排出泥浆。
2．4 泥浆管道堵塞及滤布磨损
　　在沉淀池内泥浆总量高的情况下，原系统即使排泥频繁，也易发生排泥管堵塞的现象。通过对生产中堵塞的排泥管切断分析，管道中沉积的悬浮物约1／4－1／3管径高度，大大降低了管道的过流断面。此外，由于除尘水中粗颗粒密度高、直径大，也是造
成原系统中板框压滤机滤布磨损快使用寿命短的主要原因。

3 改造措施及实际效果

　　根据转炉烟气净化除尘工艺的要求，结合原除尘浊环水处理工艺状况，确定改造方案。
3．1 提高泵站供水能力
　　新建浊环水泵站及配套设施，安装5台多级泵组（3运2备），提高供水能力。实际生产中流量可至1000－1200m³／h，供水干线压力在1.0－1.2MPa，满足除尘工艺各用水点要求。新泵站吸水井与原泵站吸水井相通，提高了吸水井有效容积，有利于泵组稳定供水。
3．2 改造脱水设备
　　泥浆脱水设备的改造是确保沉淀地出水水质的重要措施。沉淀池中刮泥机的运动是一个矛盾过程，一方面起到了污泥浓缩作用（对沉淀池中粗颗粒），一方面则引起了搅扰（对细颗粒），因此，在不改造沉淀池的前提下，必须及时处理沉淀池排出的泥浆，促进细颗粒的沉淀。
　　①安装80m²自动板框压滤机6台（4运2备），6台手动板框压滤机停用。使过滤面积由240m²增至320m²。泥饼实际产量每月由2000t增至4800t，极大降低了沉淀池负荷。
　　②配合压滤机扩容，改造泥浆泵站，安装3台渣浆泵组（1运2备），其单台流量、压力满足4台板框压滤机同时工作要求。
　　③改造停用的3台浓缩机，恢复使用（1运2备）。改造后3台浓缩机相互间可独立工作，以利于设备检修。
　　通过改造，沉淀池底流泥浆可连续排出处理，促进沉淀池中颗粒的沉淀，同时运行班组职工可根据生产实际采取泥浆泵一浓缩机一板框压滤机工作方式（沉淀池中泥浆多）、泥浆泵一板框压滤机或浓缩机—板框压滤机工作方式（沉淀池中泥浆少），合理配置设备，防止板框压滤机喷料。
3.3 增加沉淀的前处理
　　根据2.4的分析，除改造脱水设备外还应在沉淀池前去除粗颗粒，避免泥浆管道堵塞，减少滤布的磨损。在调查研究基础上，决定采用螺旋分级机，去除粗颗粒。在沉淀池前回水槽上设问板。闸板前槽壁安装旁通网板与螺旋分级机进水槽相连。通过2个闸板的开闭调节可选择是否使用螺旋分级机，以确保不停水就可检修螺旋分级机。螺旋分级机投入使用后每天分离出的粗颗粒达10t，板框压滤机滤布由原来的每天更换20块左右下降到现在每天更换10块，基本达到改造目的。

4 结语

　　本次改造后，经过1a的生产运行，供水量为900－1000m³／h，水压为1.0－1.2MPa，水中的悬浮物长期小于100mg/L。炼钢厂生产反映，喷嘴布水均匀段有堵塞喷嘴的现象，烟气净化效果显著。
　　此次除尘浊环水处理系统的改造在30t转炉湿法未燃法烟气净化除尘工艺上取得了成功，对相同除尘工艺的其它炉容转炉的新建或改造除尘浊环水处理系统具有一定的借鉴意义。

参考文献：

　　[1] 杨钦，严煦世．给水工程[M]．北京：中国建筑工业出版社，1987．

　　作者简介：周庆利（1973－），男，黑龙江宾县人，助工，车间主任助理，电话（0310）3974304。