熱軋濁環水系統水質穩定技術探討與改進

陳小青

摘 要：通過對熱軋泵站濁環水系統工藝、設備配置、運行狀況、存在的問題以及產生問題的原因等進行現場調研和分析，并結合系統水質情況，分別進行了破乳、絮凝沉降速率、緩蝕阻垢率以及絮凝劑與阻垢劑的兼容性等一系列的實驗。對系統存在的問題及原因進行了科學的分析，通過優化水質穩定劑配置方案，解決了系統腐蝕嚴重、結垢等問題。

關鍵詞：水質穩定；絮凝；腐蝕；結垢

中圖分類號：TF089 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）04-0003-02

1 前言

某熱軋濁環水系統投運于2009年10月，該系統主要用于冷卻軋機軌道、軸承、板坯等。受軋制鋼材品種的不同，對水質要求也不同，2016年6月，由于產品結垢調整，對供水水質的需求也進一步提升，包括濁度、硬度、懸浮物、腐蝕率等，原有的系統水質穩定方案就無法滿足現有生產的需求，為此，我們進行了科學的分析，通過系列試驗，調整水質穩定方案，滿足生產需求。

2 熱軋濁環系統工藝流程概述

熱軋濁環工藝流程如圖1。

3 熱軋濁環系統存在的問題及分析

（1）由于平流池沒有刮泥裝置，不能及時清理池底沉積的污泥，這樣，導致池底的污泥沉積層升高，相應減小了平流池的有效空間，縮短了濁環水在平流池絮凝沉降的時間，使大量的污物隨水流進入到高速過濾器中，加大了過濾器的壓力，也增加了反洗的頻次，影響到過濾效果和過濾器濾料的使用壽命。另外，平流池的除油裝置工作不正常，大量油污漂浮在平流池的表面，也降低了濁環水沉降的效果。（2）通過對水質化驗數據的變化分析，發現使用的阻垢劑配方設計不合理，沒有針對系統水質的變化進行及時調整，同時，與破乳、絮凝、助凝等藥劑兼容性不好，從而影響到絮凝沉降效果。具體表現在濁環循環水中阻垢劑含量與濁度呈正比例上升，因此，為了保證水質濁度達標，被迫停用緩蝕阻垢劑，在系統水質總硬度超標的情況下，不投加緩蝕阻垢劑，會增加系統結垢的風險，給熱軋正常生產帶來不利影響。（3）由于補水不足，熱軋濁環水一直處在高硬度狀態下運行，總硬度（以CaCO3計）長期在600mg/L以上。這樣長期水質超標運行，會造成系統中熱負荷存在的部位（如噴嘴處）結垢和堵塞，從而影響正常生產。

4 解決問題方案

了解問題、分析原因是解決問題的前提，采取措施解決問題才是關鍵。因此，針對熱軋濁環水系統存在的問題，我們進行了認真仔細的分析，查找原因，制定措施，同時結合現場的客觀條件，對現有的藥劑和新的藥劑進行了對比實驗。同時對系統設備進行技術改進。

（1）針對平流池沉沒有刮泥裝置的缺陷，增設移動式污泥泵，定期進行平流池污泥的抽排，降低污泥沉積層高度，以提高平流池絮凝沉降效果；（2）恢復除油機的正常工作，及時清除平流池水面的油污；（3）在對高速過濾器進行常規反洗時，添加過濾器專用的高效清洗劑，以提高反洗效果，延長過濾器濾料的使用壽命；（4）針對熱軋濁環水的特點，調整水質穩定劑配方，對在同一系統中使用的藥劑（包括緩釋阻垢劑、破乳混凝劑、高分子絮凝劑等）相互之間有很好的兼容性，解決藥劑含量與濁度同步升高的問題。（5）在運行過程中，采用3D技術，根據系統水質的變化，及時調整、優化藥劑的投加位置、投加比例和投加量，使之達到最佳效果，保證濁環水水質達標。

5 藥劑性能及兼容性試驗

5.1 阻垢試驗

5.1.1 試驗儀器及藥品

（1）恒溫水浴鍋；（2）燒杯，1000ml；（3）H2SO4標準溶液，（1/2 H2SO4）0.1mol/L；（4）EDTA標準溶液，0.05mol/L。

5.1.2 試驗條件

（1）試驗溫度：70±1℃；（2）試驗水樣：熱軋濁環高速過濾器出水；（3）試驗藥劑：HZ--A、HZ--B、HZ--C。

5.1.3 試驗方法

試驗采用碳酸鈣靜態沉淀法，將不同加藥濃度的水樣置于恒溫（70±1℃）水浴鍋中敞口蒸發濃縮到一定的倍率（濃縮倍率采用濃縮前后的水樣體積比），測定鈣離子濃度后按下式計算其阻垢率。

阻垢率（%）=（C-B）/（A-B）×100%

A-濃縮前水樣中Ca2+濃度×濃縮倍率，（mg/L）

B-濃縮試驗后藥劑空白水樣中Ca2+濃度，（mg/L）

C-濃縮試驗后加藥水樣中Ca2+濃度（mg/L）

5.1.4 試驗數據結果（如表1）

5.1.5 試驗數據分析

HZ-A、HZ-B、HZ-C均表現出良好的阻碳酸鈣垢能力；相同投加濃度條件下HZ-B效果最佳，投加濃度50mg/L時，阻碳酸鈣垢率達到98.21%。

5.2 破乳絮凝試驗

5.2.1 試驗儀器及藥品

（1）濁度計；（2）燒杯，500ml；（3）玻璃棒。

5.2.2 試驗條件

（1）試驗水樣：熱軋用戶沖渣溝回水；（2）試驗方案：除油劑+絮凝劑；（3）試驗藥劑：

除油劑CY-A、CY-B、CY-C

絮凝劑XN-A、XN-B、XN-C、XN-D

5.2.3 試驗方法

參照GB/T16881-1997《水的混凝、絮凝杯罐試驗方法》試驗要求，破乳絮凝試驗采用除油劑+絮凝劑的方案，通過絮凝沉降表觀狀態和測定上層清液的濁度（沉淀15min）來衡量各種絮凝沉降方案的優劣。

5.2.4 試驗數據結果（如表2、表3）

5.2.5 試驗數據分析

CY-A+XN-B方案絮凝沉降效果最好，且性價比高。試驗的各種混凝劑+絮凝劑的處理方案效果均優于同等濃度條件下現場正在使用的藥劑處理效果。

5.3 投加阻垢劑對絮凝沉降濁度影響驗證試驗

5.3.1 試驗方法

絮凝沉降方案采用篩選出的CY-A（2.5ppm）+XN-B（0.3ppm）方案，阻垢緩蝕劑采用篩選出的HZ-B。驗證投加阻垢緩蝕劑HZ-B對絮凝沉降后上層清液的濁度的影響。

5.3.2 試驗數據結果（如表4）

5.3.3 試驗數據分析

正常投加阻垢緩蝕劑HZ-B 50mg/L對CY-A（2.5ppm）+XN-B（0.3ppm）方案的絮凝沉降試驗沒有影響，不會改變上層清液的濁度，藥劑之間有良好的兼容性。

6 結語

針對現場循環水水質，經過對水質穩定藥劑性能及相互之間兼容性試驗，通過合理調整水質穩定劑配方，同時對系統工藝及設備存在的問題進行優化改進，解決了由于循環水水質制約生產的難題，滿足了生產需求。

參考文獻

[1]王笏曹.鋼鐵工業給排水設計手冊[M].北京：冶金工業出版社，2002.