酒鋼連鑄連軋凈化濁環(huán)水處理工藝優(yōu)化

程 峰，何華仁

（酒鋼集團宏興股份公司，甘肅嘉峪關 735100）

1 水處理工藝現(xiàn)狀及存在問題

酒鋼連鑄連軋濁環(huán)水系統(tǒng)供應兩臺鑄機二次冷卻水及鑄機、軋機設備直接冷卻用水，濁環(huán)系統(tǒng)總供水量6500～7000 m3/h，其中鑄機二冷水供水量約900～1500 m3/h。回水全部回至旋流井混合除去氧化鐵皮等大顆粒的雜質后，一部分進入6臺單臺處理能力為500 m3/h的化學除油器進行凈化處理，另一部分進平流沉淀池進行沉淀處理。化學除油器出水和平流沉淀池出水一同匯入平流沉淀池吸水井，經提壓后至介質過濾器進行過濾處理，過濾后的凈化濁環(huán)水利用余壓上冷卻塔冷卻后供連鑄機二次冷卻用水及鑄機、軋機設備直接冷卻用水。化學除油器的排污水和過濾器的反洗水經緩沖池進入濃縮池濃縮沉淀后上清液少部分回至平流池處理后循環(huán)利用，大部分排入下水至污水處理廠處理，濃縮后的污泥經板框壓濾后泥餅外運。投產初期因產量較低，產品單一、水質基本能滿足生產需求，但隨著產量的增加和品種鋼的開發(fā)，當初的處理工藝已不能滿足生產對水質的要求，特別是二次冷卻用水因懸浮物和油處理不達標，夏季4～6月份由于補充新水中帶有柳絮造成生產主線錐形濾網和噴頭堵塞，噴嘴和濾網上附著有大量的油與懸浮物的混合物。不得不利用連鑄機停澆間隙對連鑄機噴嘴濾網進行拆洗，當濾網或噴嘴堵塞嚴重時，局部噴淋水流量減小，導致鋼坯表面冷卻強度不均，產品出現(xiàn)鐮刀彎甚至裂紋，嚴重影響產品產量和質量。同時濁環(huán)系統(tǒng)因外排水量大，系統(tǒng)大量補充新水，造成新水的大量浪費。

2 原處理工藝缺陷分析

2.1 原處理工藝流程見圖1

圖1 原處理工藝流程示意圖

原設計處理工藝平流池出水和化學除油器出水匯集至平流沉淀池吸水井，再經16臺并聯(lián)運行的多介質過濾器過濾后上 1#、2#、3#、4#冷卻塔塔冷卻。冷卻后的水進入濁環(huán)吸水井，分別有軋機濁環(huán)供水泵和連鑄機二次冷卻供水泵供軋機和連鑄機使用。系統(tǒng)補充新水補入冷卻塔池，軋機濁環(huán)水和鑄機二冷水吸水井相聯(lián)通，吸水井互串。供水懸浮物≥25 mg/L.油含量≥5.0 mg/L，水質能滿足軋機設備直接冷卻和連鑄機設備冷卻水水質要求，但不能滿足連鑄機二次冷卻用水對水質的要求。連鑄機二冷水扇形段安裝有錐形濾網，水中的油泥、銹渣、柳絮等堵塞濾網，不得不利用每個澆次間隙對濾網進行檢查清理。影響連鑄機正常生產。

2.2 旋流井未投加化學絮凝劑進行強化絮凝沉淀

工藝改造前旋流井未投加任何化學藥劑，旋流井只能利用重力去除大顆粒的氧化鐵皮，對油和粒度較小、重量較輕的懸浮雜質不能有效去除。旋流井出水懸浮物≥100 mg/L，油≥8.0 mg/L，使化學除油器和平流池進水水質較差，處理負荷增大。

2.3 平流池處理效果達不到設計要求

通過對平流池運行工況進行評價，平流池溢流堰安裝位置不合理，平流池液位控制過低，導致水力停留時間短，降低了平流池沉淀處理效果；另一方面由于在平流池入口投加化學除油劑和高分子絮凝劑，除油劑和高分子絮凝劑投加位置不合理，兩種藥劑投加間距較短，使水中乳化油不能有效去除；因平流池停留時間短，高分子絮凝劑水解不完全，產生后絮凝現(xiàn)象，造成多介質過濾器濾料板結，過濾器壓差增大，過濾器頻繁反洗，浪費大量反洗水，同時也影響過濾器的過濾效果。平流池溢流堰出水懸浮物平均達到80 mg/L，油5 mg/L。

2.4 化學除油器處理效果達不到設計要求

通過對化學除油劑器出水水質進行評價分析，發(fā)現(xiàn)6臺化學除油器出水懸浮物平均為30～35 mg/L，油含量為3 mg/L，但水樣靜置約30 min，產生后絮凝現(xiàn)象，水樣中出現(xiàn)灰白色絮狀物，再次測定水樣懸浮物上升約20%～30%。

分析原因一是化學除油劑和高分子絮凝劑選型不合適，原系統(tǒng)投加的化學除油劑為聚合氯化鋁，高分子絮凝劑為陰離子型型聚丙酰胺（分子量 ≥1200萬）。通過試驗室混凝沉淀攪拌試驗選用聚合鋁鐵做為除油劑、陽離子型聚丙酰胺做為絮凝沉淀劑，化學除油器出水懸浮物平均為25 mg/L油含量平均為3.0 mg/L，達到化學除油器設計出水懸浮物和油的去除效果。二是兩種藥劑投加間距太短，經過反復試驗，除油劑應投加在化學除油器進水管道離高分子絮凝劑投加點15 m以外，可有效去除水中的懸浮物和油。三是高分子絮凝劑投加濃度過大，經過試驗高分子絮凝劑投加濃度應控制在0.3～0.5 mg/L,大于0.5 mg/L時因水解不完全產生后絮凝現(xiàn)象，對后續(xù)多介質過濾器濾料造成板結，影響過濾器過濾效果。

2.5 循環(huán)水和補充水中帶入的柳絮堵塞濾網

夏季4～6月份由于補充新水中帶有大量柳絮，盡管在二冷水補水管道上裝有精密過濾器，可以除去柳絮，但原設計軋機濁環(huán)水和鑄機二冷水吸水井相聯(lián)通，吸水井互串，軋鋼設備冷卻水中的柳絮串入二次冷卻水中，造成二次冷卻水錐形濾網和噴頭堵塞。

2.6 排污水和反洗水不能有效利用

原設計化學除油器排污水、過濾器的反洗水經濃縮沉淀后溢流液少部分進入平流池回收利用，大部分排入下水，進入綜合污水廠進行處理，系統(tǒng)大

量水的外排增加了污水的處理成本，浪費了生產新水。

2.7 未合理利用綜合污水廠的中水，造成新水浪費

2011年綜合污水廠建成投產后系統(tǒng)補水有生產新水和中水兩路水，連鑄連軋濁環(huán)水未合理補充中水。原中水補水點在濁環(huán)水冷卻塔池，因中水水質不穩(wěn)定，懸浮物和硬度不達標，直接補入供水系統(tǒng)影響二冷水水質，中水幾乎不補，造成系統(tǒng)生產新水的浪費，影響公司噸鋼耗新水指標。

3 改造后工藝流程及說明

3.1 工藝改造后處理流程圖見圖2

圖2 改造后處理工藝流程圖

3.2 退出兩臺層流系統(tǒng)過濾器，增加濁環(huán)水過濾器臺數(shù)

將層流系統(tǒng)1#、2#過濾器進出水管路改接，進水與濁環(huán)1#～5#過濾器進水連接，將層流過濾器 1#、2#改為濁環(huán)系統(tǒng)過濾器。增加兩臺濁環(huán)水過濾器，連鑄連軋濁環(huán)系統(tǒng)介質過濾器有16臺增加至18臺。

3.3 利用濁環(huán)水增加的兩臺過濾器對二冷水進行二次過濾

對濁環(huán)系統(tǒng)6#～8#介質過濾器進行改造，過濾器進水接原濁環(huán)系統(tǒng)過濾器出口總管道，出水管道重新進行敷設，6#～8#過濾器出水接引至濁環(huán)二次冷卻水冷卻塔與冷卻塔進水管道連接，經6#～8#介質過濾器二次過濾后的出水單獨供給連鑄機二次冷卻系統(tǒng)。

3.4 二冷水吸水井與其它濁環(huán)吸水井隔離

將二冷水吸水井與濁環(huán)系統(tǒng)其他吸水井隔離，僅4#冷卻塔出水進入二冷水吸水井，保證二冷水和軋機濁環(huán)水不互串，二次冷卻水能夠單獨供給。

3.5 反洗水改造

連鑄連軋多介質過濾器反洗水全部排入板框緩沖池，后進入濃縮池濃縮后壓泥，緩沖池、濃縮池上清液大部分排入下水。多介質過濾器每天反洗30臺左右，每小時反洗排水量約200 m3。通過對反洗水管路進行改造，在多介質過濾器反洗出水總管上加裝DN500管道與板框緩沖池、濃縮池溢流總管相連接，通過閥門控制反洗水全部排入平流池后實現(xiàn)循環(huán)再利用。

3.6 通過對中水管路改造將污水廠處理后的中水做為生產補水

由于污水廠中水水質不穩(wěn)定，通過對中水管路進行改造，中水補至平流池吸水井，與平流池、除油器出水混合后，再經多介質過濾器處理后進入濁環(huán)吸水井循環(huán)使用。

4 化學處理方案優(yōu)化

4.1 旋流井加藥方案優(yōu)化

原設計濁環(huán)回水經旋流井通過物理沉淀去除氧化鐵皮等大顆粒的雜質后進行抓渣處理，旋流井不投加任何化學藥劑，在旋流井上增加加藥裝置，在旋流井沖渣溝前段通過自流的方式投加化學除油劑聚合氯化鋁鐵，投加濃度為7.5 mg/L，在沖渣溝末端投加陽離子型高分子絮凝劑，投加濃度為0.2 mg/L，使得進入中心筒的絮凝劑充分水解，在旋流井中心筒反應使得部分懸浮物及油迅速沉淀。經過工業(yè)試驗，將化學除油劑投加在旋流井的溜槽前段，高分子絮凝劑投加入旋流井溜槽末端，旋流井對懸浮物的去除效果明顯改善。藥劑經旋流井混合完全水解，流進平流池后有效的提高了平流池的沉淀效果，保證了平流池出水懸浮物≤50 mg/L、油含量≤3.0 mg/L，同時也避免了因高分子絮凝劑水解不完全產生的后絮凝現(xiàn)象。

4.2 化學除油器加藥方案優(yōu)化

化學除油器破乳劑、絮凝劑的投加全部由計量泵進行投加，投加至化學除油器進水總管，破乳劑在前、絮凝劑在后，兩者投加點相距15 m以上。由于旋流井投加了化學除油劑和高分子絮凝劑，化學除油器除油劑和高分子絮凝劑的投加濃度應進行相應的調整，適當?shù)倪M行降低，通過混凝沉淀攪拌試驗化學除油器除油劑和高分子絮凝劑的投加量分別為10 mg/L和0.3 mg/L。化學除油器出水懸浮物≤30 mg/L，平均值為25 mg/L，油含量≤3.0 mg/L，平均值為2.5 mg/L。均達到了理想的效果。

5 工藝優(yōu)化改造后的效果評價

(1)工藝優(yōu)化改造后二冷水系統(tǒng)水質懸浮物可控制在15 mg/L以下，油控制在2.5 mg/L以下。鑄機設備和軋機設備直接冷卻水供水懸浮物控制在20 mg/L以下，油控制在3.0以下，滿足了連鑄連軋工藝對濁環(huán)水質的要求。

(2)工藝優(yōu)化改造后因二冷水水質的改善，二冷水扇形段錐形濾網的清理次數(shù)減少了三分之二。大大地提高了生產效率，保證了產品質量。

(3)工藝優(yōu)化改造后因反洗水和化學除油器排污水的回收利用以及中水的使用，濁環(huán)系統(tǒng)新水補水量從40 m3/h降低到20 m3/h以下，節(jié)約了50%新水補充量，同時降低了污水廠的處理成本，產生了很好的經濟效益和環(huán)境效益。

6 結語

連鑄連軋濁環(huán)水供給連鑄機二次冷卻水及鑄機、軋機設備直接冷卻用水，因水中含有大量的氧化鐵皮、油泥等雜物，處理工藝較為復雜，特別是連鑄機二冷水因水質原因濾網和噴嘴普遍存在堵塞的現(xiàn)象，噴嘴的堵塞導致鑄坯局部冷卻強度不均勻，造成鐮刀彎、表面裂紋等一系列的質量問題。通過對水處理工藝及水處理技術方案的優(yōu)化改造，能有效的改善濁環(huán)水特別是二次冷卻水的水質，保障了連鑄連軋的正常生產；過濾器反洗水的回收利用、中水的合理補充利用可節(jié)約大量生產新水，同時減少廢水排放量，取得了較好的經濟效益和環(huán)境效益。