【DOC】-武钢连铸浊循环水处理工艺比较

【DOC】-武钢连铸浊循环水处理比较 武钢连铸浊循环水处理工艺比较 ?44? METALLURGICALPOWER 冶金动 www.h2onote.com 力 2期 4期 (武钢能源总厂 武汉 【摘 要】 通过对不同时期,、、设备的比 较, 【关键词】 tProcessesofCirculatingSewage ContinuousCasting WeiKe LiuHong (SourcesGeneralPlant,WuhanIron&SteelCo.,Wuhan430083) 【Abstract】 Acomparisonwasmadeontreatmentprocessesandequipmentintroducedfromdifferentcountriesatdifferenttimesforcirculatingsewagefromcontinuouscastingof .DesignprincipleandrequirementsofthenewlybuiltNo.2SteelMillandNo .3SteelMill treatmentsystemofcirculatingsewagefromthecontinuouscastingweredi scussed. 【Keywords】 circulatingsewage,watertreatment,process,comparison 连铸浊循环水主要包括铸坯二次冷却水、辊道冷却水、铸坯切割机冷却水及渣粒化水,该系统水中含有大量氧化铁皮及少量浮油,水温较高。水处理的目的是除渣、除油、降温。武钢二、三炼钢厂的连铸水处理技术所选用的水处理设施及设备有很大差别,因此,运行管理和经济效果有所区别,以下就其处理设施的不同,从不同方面进行比较。 流器进行二次沉淀,其铁皮渣在压力旋流器内的贮料斗中进行压缩沉淀,每月排放一次,经过二次沉淀 利用余压由管道送后的水(悬浮物小于100mg?L)。 到压力过滤器进行过滤,过滤后的水直接上冷却塔进行冷却,再由供水泵送入车间循环使用。压力过滤器的反洗水流入泥浆混合器,通过投加聚丙烯酰胺进行絮凝,再用泥泵送入泥浆澄清器内进行压缩沉淀,沉淀污泥每两周排放一次,澄清水由水泵提升到压力过滤器进行过滤处理。 1.2 三炼钢连铸浊环水处理工艺 三炼钢连铸浊环水处理是1996年由西班牙TR公司设计建成投产的,其主要工艺流程见图2。 1 工艺比较 1.1 二炼钢连铸浊环水处理工艺 二炼钢连铸浊环水处理是1978年由西德DSD公司设计建成投产的。其主要工艺过程见图1。 图1 二炼钢工艺流程图 连铸污水由铁皮沟流入内旋式旋流沉淀池沉淀,沉降下来的氧化铁皮通过龙门抓斗吊车抓到渣池内滤水,浮油通过调节水面由集油槽收集到油池内,再由油泵送出处理。沉淀后的水用泵送到压力旋 图2 三炼钢工艺流程图 连铸污水经铁皮沟流入外旋式旋流沉淀池,沉 降下来的氧化铁皮用龙门抓斗吊抓进渣池内滤水,浮油由除油器送往油池再经泵送到油水分离池进行 2001年第2期冶金动力 总第84期 METALLURGICALPOWER www.h2onote.com 45? 处理,沉淀后的水由泵送入平流沉淀池进行二次沉淀,平流沉淀池上的刮油刮渣机将沉淀下来的污泥刮入集泥槽内,再通过横向刮泥机将污泥刮入污泥泵坑内,由泥泵提升送到连铸泥浆池。浮油由刮油刮渣机刮入集油管内,并自流到油水分离池内,二次沉淀后的处理水由水泵送到压力过滤器进行过滤,过滤后的水利用余压上冷却塔,车间循环使用。,浓缩池进行浓缩处理,,滤后水自流到滤后水池,由水泵再送回连铸泥浆池,板框压滤机脱水后的泥饼用火车皮运走。1.3 工艺比较 以上两个水处理工艺流程都是通过全过滤来保证水质的,主要的区别是二次沉淀和压力过滤器反洗水的处理,从比较可以看出,二炼钢工艺和设施明显优于三炼钢,另外,二炼钢连铸浊循环水处理工艺还有一个最大的优点是将RH量800m3?h)纳入了该系统,但又不是全程处理,只是利用RH真空处理浊环水的余压直接进入压力过滤器进行过滤后直接上冷却塔冷却。这样处理即简单又节能,并提高了RH真空处理供水水质。而三炼钢厂的RH真空处理浊环水是独立系统,采取处理工艺是沉淀和冷却两个过程,由于浊环水中的悬浮物含量少、颗粒小、沉淀困难,使供水悬浮物含量较高。该系统既耗能、水质又得不到保证,而且检修维护量也大。因此,二炼钢RH真空处理浊环水纳入连铸浊环水进行处理工艺是非常合理的。 2 技术比较 2.1 一次沉淀 一次沉淀均采用旋流沉淀池,但池型不同。二炼 钢采用内旋式同向旋流沉淀池(如图3),旋流筒内径5m,废水在旋流筒内旋转速度较快,达到了旋流沉淀的目的,出水浊度小于100mg?L。三炼钢旋流沉淀池采用外旋淹没式旋流沉淀池(见图4),由于外旋环流长度53m,阻力较大,故来水几乎推动不了整个水环旋转,出现短流现象,由出水口处直接翻水上来,使该旋流池变成了竖流和平流的混合池。因为池径选的较大,水停留时间达2h,同时连铸氧化铁皮颗粒较大(见1),沉速快,在沉淀过程中可以去除95%悬浮物,使出水浊度小于100mg?L,满足 生产需求。 表1连铸氧化铁皮切割渣 % 粒径?mm 含量?% 6>3510203,1151501534115,11030015,01230110,01528<012 10 015,01216<012 6 图3 内旋式旋流沉淀池 图4 外旋式旋流沉淀池 比较两种旋流池运行情况可以看出,二炼钢旋 流沉淀池内旋筒直径5m,筒内存水为45m3左右,废水以1.4,1.5m?s的速度切线方向由上方进入旋流池,水流沿筒壁旋流下降,可得到水流入池的速度为V=5.73m?s(下降分速度为5.6m?s),同时,水中的氧化铁皮也获得了较大的沉淀速度。旋流筒 ?46? METALLURGICALPOWER 冶金动 www.h2onote.com 力 2期 4期 内的水体,由园心到筒壁的线速度是由小逐渐增大,故旋转的阻力主要为筒壁的磨损阻力。因此,水体可以得到较好地旋转效果,在旋转过程中水中悬浮物得到离心力,加快了沉降。三炼钢旋流沉淀池的外环水体达261m3,废水以1.1m?s速度淹没进入外环时,由于环内水体较重,同时又受环两侧和上面的沿程磨损阻力的影响,,悬浮物基本上得不到离心力,沉淀,在废水进入沉淀池后,用水量 每座转炉m3h32400m3? 底板的限制而逼向下面,,出现 短流现象,,水流上升加快,。因此,可以看出,对悬浮物沉14m,静水面积大,。从分析可以看出,二炼。 表2是两个水处理工艺设备的技术参数比较。 2三炼钢 每座转炉950m3?hh,3座同时生产时2850m3?外旋淹没式旋流沉淀池:外筒直径18m,内旋筒直径14m,深2111m,最高水位9132m,处理水量Q=950,2850m3?h,出水浊度(设计)SS?100mg?L,提升水泵(4台):Q=950m3?h、H=24m、N=132kW平流沉淀池(2座): L×B×H=45×12×3.8m3,处理水量Q=950m3?h,停留时间108min, ()出水浊度设计SS=60mg?L, 池上设有纵向刮油刮渣机(2.2kW)和横向刮渣机(1.5kW)及污泥泵 ):Q=1080m3?h,H=40m,N=220 (5.5kW)(共2套),提升水泵(3台 kW 一 次沉淀 :外筒直径14m,内旋筒直径5m,深22m,最高水位8119m,处理水量Q=1600,2400m3?h, ()出水浊度设计SS=400mg?L, 实际出水SS?100mg?L, 提升水泵(6台):Q=820m3?h、H=45m、N=155kW 二 次沉淀 压力旋流器(4台):?=7m,H=13.9m,处理水量Q=1050m3?h,停留时间50min,出水浊度(设计)SS=100mg?L, 底部联接污泥贮斗进行压缩沉淀,定期排放 附设油水分离池(1座):油泵(1台):Q=25m3?h、H=40m、N=5.5kW水泵(2台):Q=25m3?h、H=15m、N=3kW 单层压力过滤器(14台):处理水量(设计)Q=380m3? h,其中处理RH浊环水Q=800m3?h,?=5m,滤床:石英砂?=1.25,2.0mm、厚度H=2.5m,快速过滤V=17,19m?h,出水浊度SS=10mg?L,反洗水自流到泥浆混合器 逆流式冷却塔(4座),原填料为木质现改为折波塑料填料与闭路二次冷却水合建,处理水量Q=2500m3?h,规格4×16.7×15m3,风机?=8m 双层压力过滤器(7台):?=4m,滤床:无烟煤?=0.8,1.6mm、厚度H=1.35m,石英砂?=0.4,0.88mm、厚度H=0.65m,处理水量Q=320m3?,25m?h,过滤速度V=22h,出水浊度SS=10mg?L,反洗水自流到泥浆池内 逆流式冷却塔(3台,其中1台未装风机),系统独立处理水量Q=975m3?h 3 规格3×7×8m风机?=4.5m 连铸泥浆池(1座):容积400m3,搅拌机N=7.5kW地下式泥浆泵房:泥泵(3台),Q=70m3?h,H=26.5 过 滤设施 冷却设施 污泥处理 泥浆混合器(1台):?=4.5m,H=3.1m 泥浆泵(2台):Q=500m3?h,H=31m,N=53kW泥浆澄清器(2 台):?=7m,H=12.45m水泵(2台):Q=500m3?h,H=30m,N=53kW m,N=18.5kW 絮凝池(1座):容积4m3,搅拌机N=1.1kW接触池:40m3,搅拌机N=5.5kW浓缩池(2座):?=3.8m,H=4.0m泥泵(共4台):Q=1.5m3?h,H=50m,N=15kW处理后水池(1座):容积12.5m3水泵(2台):Q=80m3?h,H=25m,N=15kW 3 搅拌调节池:容积50m,搅拌机N=5.5kW压滤机供料泵(共2 台):Q=15m3?h,H=160m,N=11.25kW 板框压滤机(2台):油泵N=11kW冲洗水泵:Q=255L?min,H=75m,N=37kW滤后水池:容积5m3,?=25m,H=20m水泵:Q=15m3?h,H=8.9m,N=3kW 2001年第2期冶金动力 总第84期 METALLURGICALPOWER www.h2onote.com 47? 2.2 二次沉淀池 二炼钢连铸浊环水二次沉淀采用压力旋流器,三炼钢连铸浊环水二次沉淀则采用平流沉淀池,两种工艺有很大区别。二炼钢压力旋流器是通过旋流进行沉淀(见图5),其沉降下来的污泥直接落入下面的污泥贮斗,再在贮斗中进行压缩沉淀,污泥贮斗每月排放一次,(.5m3),滤干(约8h),器上升速度为4.得到实现。 图5 压力旋流器示意图 三炼钢连铸浊环水二次沉淀采用的是平流式沉淀池,可以保持池中水面稳定,有利于刮油。沉淀池上安装了一台纵向刮油刮渣机,一台横向刮渣机,泥渣刮入泵坑后,用泥泵提升到连铸泥浆池。由于刮油刮渣机自重较轻,运行中基本刮不动泥渣,横向刮渣机木质刮板变形较大,影响运行,横向刮渣机已停止运行。因为连铸氧化铁皮颗粒较大,通过一次沉淀,大部分除去,进入二次沉淀时,含悬浮物较少(大部分小于100mg?L),故二次沉淀污泥量极少。三炼钢平流沉淀池,每年在主体厂年检时进行清扫,池底污泥平均厚度不到100mm,平流沉淀池出水端设有 挡油墙和翻水堰,池内(浮油不多),,直接出渣,附。平流沉淀池除油方,,并且除油除渣设备故检修频繁,同时平流池为了保持水面稳定,,浪费水源,影响系统水量平衡。从运行管理和经济效益来看,采用压力旋流沉淀器做为连铸浊环水的二次沉淀是比较合理的。2.3 过滤工艺 武钢连铸浊环水均采用全过滤来保证水质。二炼钢压力过滤器直径5m为石英砂单层滤床,滤料粒径为1.25,2.00mm,厚度2.5m,设计滤速为17,19m?s,滤头为工程塑料帽式过滤头,滤头的过滤缝尺寸较大,且不均匀,栅条强度小,为了保证不漏砂,在滤板上部要铺一层大颗粒的砂做承托层。三炼钢压力过滤器直径4m,为无烟煤和石英砂双层滤床,石英砂粒径为0.4,0.8mm,厚度为0.65m,无烟煤粒径为0.8,1.6mm,厚度为1.35m,设计滤速22,25m?s,滤头为不锈钢鼓形过滤头,滤头采用不锈钢焊制,滤缝较小、均匀、强度大,石英砂直接铺在滤板上,不会出现漏砂现象。因为滤头的形式不同,反冲洗时出流的方向亦不同,帽式滤头出流方向为上向和侧向两个出流,若出现混层,细砂容易漏掉或卡在滤缝上。鼓形滤头为侧向出流,滤砂对滤缝施加的是侧向力,不容易出现漏砂或卡缝现象。三炼钢采用反粒度双层滤床,可提高滤速,并且截污能力大。无烟煤亲油性比石英砂大,吸附浮油能力强,故可以较好地截留水中的浮油。而石英砂滤床有可能出现漏油现象。单层石英砂滤床因为不怕混层,因此可以加大反冲洗强度,滤料再生效果好。 两种过滤器都能满足连铸浊环水的过滤要求,但无烟煤、石英砂双层过滤器截污能力强,除油效果好,在悬浮物和油含量高的情况下,使用双层滤床的过滤器较好。2.4 冷却工艺 两厂均采用逆流式冷却塔冷却降温,都可以满足生产要求。二炼钢连铸冷却塔与闭路循环系统的二次冷却水共建,塔下的贮水池容积较大,调节能力强,溢流水量少。三炼钢连铸冷却塔单独建,塔下贮水池相对比较小,调节能力有限,容易造成溢流跑水现象。相比之下二炼钢共建方式比较好。2.5 污泥处理工艺 ?48? METALLURGICALPOWER 冶金动 www.h2onote.com 力 2期 4期 污泥处理两厂采用的方式完全不同。二炼钢只处理压力过滤器的反洗水,反洗水自流到泥浆混合器,加入絮凝剂后,用泥泵送到高架的泥浆澄清器进行沉淀,沉淀下来的污泥进入污泥贮斗进行压缩沉淀,每两周排放一次(17m3),排出前先将贮泥斗的滤水管排水口打开,将污泥中的水尽量滤干(滤水时间8h左右),再打开污泥排放阀,接排放到火车皮内。水机械,无二次冲洗水产生,,无污染。 ,淀和RH,泥浆池设有地下式的泵房,通过泥泵将污泥送到连铸污泥接触絮凝池,通过加入絮凝剂处理后,自流到连铸污泥浓缩池进行浓缩处理,浓缩池的澄清水进入处理后水池,用泵送回平流沉淀池进行处理;浓缩后的泥浆用泥泵送到连铸搅拌调节池,由压滤机供给泵送到板框压力机进行脱水,过滤水自流到滤后水池,用水泵送回连铸泥浆池,脱水后的泥饼排放到火车皮内。该系统工艺过程比较复杂,水泵、泥浆用的较多,运行管理不方便,检修维护工作量大,对环境有一定的污染。 通过二炼钢20多年的生产情况看,由于连铸污泥主要为氧化铁皮,质量重,易沉淀,直接采用澄清沉淀完全可以。可取消污泥脱水设备,该方法即方便管理,又降低能耗并减少环境污染。 3 经济比较 ,建设投资没有可比性,、占地等方面进行比较,三炼钢连铸浊环水系(见表1;三炼钢连铸浊环水工艺中的平流沉淀池易,增大了补充水量和污染环境。 二炼钢连铸浊环水在处理过程中只经过旋流池泵一次提升,每吨水耗0.189kW?h,而三炼钢连铸浊环水处理过程要经过旋流池泵和平流池泵两次提升,每吨水耗0.343kW?h,是二炼钢电耗的1.8倍。污泥处理系统二炼钢处理每吨污水耗0.22kW?h,而三炼钢处理每吨污水至少耗0.96kW?h,是二炼钢的4.36倍以上。同时装备的设备台套多就势必增加检修工作量和备件费用。因此,可以说二炼钢连铸浊环水处理工艺是比较经济合理的。 4 结论 通过上述对两个炼钢厂连铸浊环水处理工艺的比较,认为连铸浊环水处理工艺采用二炼钢的处理工艺比较合理,其中压力过滤器选用三炼钢的双层滤料的过滤器,其处理效果和工艺就更加完善了。 2000-10-10收稿 第一作者简介 魏 科,男,1948年出生,大学,高级工程师,从事冶金给排水专业技术与技改工作。 (上接第43页) 由于上水泵扬程降低可减少初投资,节约运行电费20%。 总费用为4.5+1.5=6万元。 由于上水泵扬程降低,可节约投资,还可减少运行电费20%; 5.3 静止喷雾型冷却塔 取消了机械风机,安装小电动风机,安装管道、构架和静止喷雾喷头,总费用约43万元。 年折旧大修10%,4.3万元;年运行电费4.3万元 30×0.83×720×6×0.4?1000=10.75×0.4=4.3万元 电动风机按年运行6个月计算;年维修及备件费1万元; 年总费用4.3+4.3+1.0=9.6万元 6 结语 通过以上论证分析可知,由于喷雾推行冷却装置独特优越的技术性能和节电效果,解决了填料冷却塔很多难以解决的问,因此具有十分广泛的推广应用价值。但在具体应用中,遇到上水泵扬程配合困难时,应用静止喷雾加小容量电动风机来改造填料冷却塔对冶金污水循环处理也是比较理想的。 2000-11-01收稿 作者简介 张国琪,男,1943年9月出生,1967年毕业于华中工学院,现任电气高级工程师,长期从事工厂电气与动力专业技术、设备管理及行政管理工作。