宣鋼燒結(jié)脫硫廢水工藝改造

陳 巖

（宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北張家口 075100）

1 概述

宣鋼一燒的脫硫廢水來自石膏脫水及其清洗系統(tǒng)的外排水，外排水量約40 m3/h。根據(jù)政府環(huán)保相關(guān)政策要求，宣鋼燒結(jié)機(jī)脫硫廢水由外排改為回收至宣鋼污水處理廠進(jìn)行處理。脫硫廢水的特點是氯根、鈣硬度較高，硫酸根離子較高，宣鋼污水處理廠回收后對宣鋼水系統(tǒng)造成了極大影響：

（1)氯根、鈣硬度影響廠區(qū)整體回收水的水質(zhì)，導(dǎo)致回用率低，工業(yè)水水質(zhì)變差，影響部分水系統(tǒng)用戶，造成補(bǔ)水量、排水量同時升高。

(2)硫酸根離子和鈣離子在水處理過程中聚合為硫酸鈣，對反滲透膜造成堵塞，影響除鹽水的產(chǎn)量，破壞除鹽水的產(chǎn)供平衡。

為此，根據(jù)生產(chǎn)實際，通過安裝脫硫廢水處理設(shè)備，對一燒脫硫廢水系統(tǒng)進(jìn)行改造、對廢水進(jìn)行處理，將處理后的脫硫廢水經(jīng)過管道引至高爐沖渣、煉鋼悶渣工序進(jìn)行消納，不再回收至宣鋼污水處理廠，全面改善廠區(qū)回收水水質(zhì)。

2 項目實施的技術(shù)方案

2.1 總體思路

本工藝立足宣鋼廢水處理水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國家和地方環(huán)境法規(guī)的要求，采用了合理的、可行的、經(jīng)濟(jì)的處理工藝改造方案。改造范圍包括：污水站內(nèi)的污水、污泥處理工藝，管道及設(shè)備，電氣與自控儀表，給排水等系統(tǒng)。為保證操作性和減少人工投入，系統(tǒng)采用自動化控制，易于日常運(yùn)行管理與維護(hù)；同時考慮具備手動操作，便于檢修維護(hù)。水處理設(shè)備采用以混凝沉淀和板框壓濾設(shè)備為主，技術(shù)及設(shè)備均比較成熟。所產(chǎn)生的脫硫廢水經(jīng)過絮凝反應(yīng)，使?jié){液充分沉淀、澄清，溢流清水進(jìn)行外送；底部沉淀的污泥經(jīng)污泥泵送壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，壓濾后的污泥進(jìn)石膏間，壓濾水進(jìn)入脫硫系統(tǒng)濾液坑。濾液坑的脫硫廢水通過新敷設(shè)管道與現(xiàn)有生化廢水的外供管道進(jìn)行聯(lián)通，將此部分廢水供給1#、2#、3#高爐沖渣和120 t、150 t 煉鋼爐的燜渣使用，降低高爐沖渣和煉鋼燜渣的工業(yè)補(bǔ)水。這樣既節(jié)約工業(yè)補(bǔ)水又可改善供水系統(tǒng)的整體水質(zhì)。

2.2 技術(shù)方案

2.2.1 工藝路線

本項目采用脫硫廢水一體化處理裝置。工藝路線如圖1所示。脫硫廢水經(jīng)過濾液緩存水泵送至廢水緩沖箱，經(jīng)過緩沖箱沉淀、處理后，經(jīng)過泵體送至高效反應(yīng)器，與高效反應(yīng)器中投加的絮凝劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的液體經(jīng)過高效旋流澄清器內(nèi)部處理后溢流清水自流至清水箱，清水箱的水送至1#、2#、3#高爐沖渣；底流污泥經(jīng)污泥泵送壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，壓濾后的污泥送至石膏間，壓濾水進(jìn)入脫硫系統(tǒng)濾液坑，120 t、150 t煉鋼爐的燜渣使用。

脫硫廢水一體化處理裝置溢流口及排空口，以上管口作為事故應(yīng)急管口或檢修排放管口，均排入脫硫系統(tǒng)濾液坑。為及時清洗設(shè)備和管道的淤泥，減少人工操作強(qiáng)度，系統(tǒng)中布置沖洗管道，并預(yù)留沖洗軟管接口以保證脫硫廢水系統(tǒng)使用。

圖1 脫硫廢水一體化處理裝置工藝路線圖

2.2.2 關(guān)鍵設(shè)備

脫硫廢水一體化處理裝置為本工藝流程的核心設(shè)備，起到了混凝、沉淀、澄清，強(qiáng)化泥水分離的作用?！懊摿驈U水一體化處理裝置”憑借其內(nèi)部沉降結(jié)構(gòu)設(shè)計，改變傳統(tǒng)絮凝沉降中絮體顆粒隨機(jī)成長模式，借助于旋流澄清增加澄清器中漿體內(nèi)部的壓縮比，促進(jìn)大顆粒密實性絮凝體的形成。在提升絮團(tuán)沉降速度的同時，保證微細(xì)顆粒的沉降效果，降低溢流清水的懸浮物含量，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。高效旋流澄清器具有如下特點：

（1）切線旋流入料設(shè)計使得漿液產(chǎn)生一定離心加速度，由于切向速度隨半徑減小而不斷減小，因此，漿液在徑向上獲得一定速度梯度有利于絮凝反應(yīng)；由于漿液收到重力作用，使得漿液運(yùn)動軌跡呈現(xiàn)螺旋線形狀，而隨著漿液動能不斷減小，螺旋運(yùn)動上下層漿液之間也將產(chǎn)生速度差，漿液在軸向上獲得一定速度梯度有利于絮凝反應(yīng)；由于漿液運(yùn)動軌跡呈現(xiàn)螺形狀，因此，延長了漿液的停留時間，使得漿液反應(yīng)和沉降更加充分。

（2）在旋流反應(yīng)室底部設(shè)有喇叭口和錐體組合設(shè)計，使得大顆粒懸浮物更容易沉降，同時，錐體底部的濃縮污泥更利于提高壓縮比。

（3）底部深錐設(shè)計，對于底部儲存污泥錐體，采用大錐角設(shè)計，其錐角大于物料安息角，使得物料能夠順利排出，節(jié)省了刮泥機(jī)及其電機(jī)的配置。

（4）回流折板設(shè)計，高效旋流澄清器設(shè)置了回流折板，其使得其絮凝晶核不斷循環(huán)，待其生長變大時，沉降更加充分；同時有利于上升水流重新分布均勻。

（5）旋流板設(shè)計，高效旋流澄清器采用旋流板配置，基于淺層沉淀原理，這樣的配置有利于提高設(shè)備沉降面積，從而提高固體懸浮物沉降效率。

同時，高效旋流澄清器對進(jìn)料濃度的要求極其寬松，在15%的高濃度廢水條件下可順利運(yùn)行，對高濃度進(jìn)水采用無源自稀釋系統(tǒng)，而常規(guī)設(shè)備只是單純嫁接高密度沉淀池的原理，沉降效果較差，適宜于入水低懸浮物的工況，對于入水懸浮物含量較高時，無法處理。

2.2.3 投加藥劑

本項目所投加藥劑為一體化吸附絮凝劑，其成分可根據(jù)現(xiàn)場水質(zhì)情況進(jìn)行專門配制，預(yù)計投加量為150～250 mg/L。該藥劑為中性無機(jī)綠色環(huán)保吸附絮凝劑，以極具吸附能力的天然礦物質(zhì)為原料，具備顯著的去除COD、磷、SS、重金屬等有害物質(zhì)的能力。一體化吸附絮凝劑與傳統(tǒng)絮凝劑比較，絮凝反應(yīng)速度特快，沉降速度快，脫水性好，懸浮物、重金屬、氮、磷等去除率高，COD去除率較高。

2.2.4 污泥處理

泥渣通過污泥輸送泵送至壓濾機(jī)，由壓濾機(jī)完成泥渣壓濾。壓濾后的泥餅由汽車外運(yùn)處置，濾液進(jìn)入濾液池。

2.2.5 電氣自動化

脫硫廢水一體化處理裝置配備獨(dú)立電控柜，用于監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況和控制系統(tǒng)內(nèi)各個部件，提供網(wǎng)絡(luò)通訊接口，可與中控系統(tǒng)對接。初步采用PLC。同時，為保證脫硫廢水一體化處理裝置實現(xiàn)較高的自動化水平，高效反應(yīng)器液位與提升泵頻率聯(lián)鎖、泥層料位計與排泥泵聯(lián)鎖。另外，設(shè)置報警開關(guān)，如干粉投加機(jī)中料位開關(guān)，提示操作人員添加藥劑。系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置有PLC 控制系統(tǒng)，根據(jù)需求，也可將控制信號接入廠內(nèi)DCS系統(tǒng)內(nèi)。

2.3 系統(tǒng)處理后指標(biāo)

出水水質(zhì)滿足《DL/T997-2006 火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》，可直接達(dá)標(biāo)排放至高爐沖渣、煉鋼悶渣工序，具體數(shù)值見表1。

表1 出水處理系統(tǒng)水質(zhì)達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

3 實施效果

經(jīng)過改造后，能夠降低一燒脫硫廢水的排放量，改善宣鋼廠區(qū)整體污水回收水的水質(zhì)，從而提高回用水水質(zhì)和水量，降低新水用量；同時能夠提高污水處理廠反滲透膜的使用壽命，保證除鹽水的產(chǎn)量，對宣鋼整個廠區(qū)高爐、煉鋼、軋線、燒結(jié)、煉焦等系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障。

4 結(jié)語

脫硫廢水一體化處理系統(tǒng)與傳統(tǒng)“三聯(lián)箱+澄清器”工藝相比具有工藝流程簡潔、設(shè)備配置精簡、占地面積小、建設(shè)投資成本小、操作強(qiáng)度小、運(yùn)行成本小等優(yōu)點。為公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。