轉(zhuǎn)爐煙氣凈化濁環(huán)水質(zhì)問題探討

于宗麗，孫成強，李宇博

（本鋼能環(huán)部，遼寧本溪，117000）

引言

本鋼新區(qū)三臺180 t 轉(zhuǎn)爐一次除塵采用的是OG 濕法除塵，為了節(jié)約新水,煙氣凈化濁環(huán)降低補、排水量，系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)提高后，濁度、懸浮物會逐步升高，硬度會逐步降低。

1 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化濁環(huán)水處理工藝

從轉(zhuǎn)爐煙氣凈化系統(tǒng)排出的濁環(huán)水經(jīng)高架流槽自流至粗顆粒分離機，分離出顆粒粒徑＞60 μm的固體顆粒，然后濁環(huán)水自流進入具有三級沉淀裝置的高效斜管沉淀罐，對污水中的懸浮物進行分離，澄清后的水由斜管沉淀罐頂部溢流排出，再自流進入熱水井，用水泵提升至冷卻塔降溫冷卻，冷卻后的水進入冷水井，再由水泵將水送至轉(zhuǎn)爐煙氣凈化系統(tǒng)，供該系統(tǒng)降溫除塵使用。高效斜管沉淀罐分離出的污泥經(jīng)底部排泥管道上的泥漿濃度測量計檢測濃度后自動排泥到帶有攪拌裝置的中心濃縮池，污泥濃縮后由泵送到調(diào)節(jié)池，經(jīng)帶式壓濾機進行脫水處理，脫水后的泥餅外送。其工藝流程圖如圖1。

3 臺轉(zhuǎn)爐共用一套煙氣凈化濁環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)供水量1800 m3/h,回水懸浮物隨整個冶煉過程爐氣含塵量變化而變化，一般在吹氧時含塵量高，不吹氧時含塵量低，其變化幅度很大，實測斜罐入水懸浮物3000～21000 mg/L。冶煉時加入過量粉料石灰而使廢水pH增高，呈堿性。

斜罐前投加絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)提高沉淀效率，粗顆粒分離機前投加NaCO3降低硬度以延緩文氏管及管道結(jié)垢。

2 水樣分析

轉(zhuǎn)爐煙氣凈化濁環(huán)水樣進行分析，結(jié)果見表1。

從表1 可見當(dāng)濃縮倍數(shù)超過4，電導(dǎo)率超過4000 μS/cm，硬度會降低，濁度、懸浮物會升高。

3 水質(zhì)問題調(diào)查分析

圖1 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化濁環(huán)水處理流程圖

表1 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化濁環(huán)水樣分析表

為解決問題，現(xiàn)場進行了大量混凝劑和絮凝劑的篩選試驗，不同分子量、不同型號的PAM，以及和不同種類的混凝劑搭配，經(jīng)試驗在含鹽量過高的情況下，絮凝劑的絮凝效果受到限制，都無法有效解決濁度、懸浮物高的問題。

調(diào)查國內(nèi)同行業(yè)同系統(tǒng)情況進行總結(jié)對比,水質(zhì)情況對比見表2。

表2 同行業(yè)同系統(tǒng)水質(zhì)情況表

對比表1、表2可見本鋼轉(zhuǎn)爐新系統(tǒng)煙氣凈化濁環(huán)pH≥11偏高。

3.1 含鹽量和pH值對絮凝效果的影響

PAM 絮凝機理是PAM 分子在堿性溶液中一部分酰胺基(NH2)可發(fā)生水解生成羧酸基(COOH),COOH 可在水中電離成為COO-,由于COO-基團的負(fù)電荷相斥作用,使PAM 的鏈狀分子伸展開,伸展開的鏈狀分子能吸附水中帶正電荷的固體懸浮物顆粒，再通過架橋、網(wǎng)捕作用使多個微粒粘合在一起，形成大的絮體，一起下沉。

在絮凝反應(yīng)中，如果溶液中的含鹽量過高，就會遏制COOH 基團的電離作用，使PAM 分子趨向一定程度的卷曲，在這種情況下,PAM 網(wǎng)捕、絮凝能力大大降低。

如含鹽量更高，由于鹽析作用使PAM 溶解度降低，其形狀會形成更加緊密的分子團狀物，在這種情況下，PAM 網(wǎng)捕、架橋能力為零，在溶液中形成不了絮體。【2】

溶液pH值能影響PAM分子基團(COOH)電離及荷電情況，濁環(huán)水中投加PAM 為陰離子型，陰離子型PAM 分子鏈在強堿性溶液中趨向彎曲，在弱堿性溶液中趨向伸展。高含鹽水樣中加酸降低pH 值也能提高PAM 的絮凝效果。即兩方面因素同時存在能夠使聚丙絮凝效果下降，一是pH 偏高，二是含鹽量高，本鋼目前具備了這兩種因素，其它鋼廠雖然含鹽量也較高，但是pH 偏低，PAM 的絮凝作用受影響不大。

3.2 硬度降低的原因

為降低硬度，轉(zhuǎn)爐煙氣凈化濁環(huán)水中投加碳酸鈉，隨著系統(tǒng)排水量減少，濃縮倍數(shù)增高，鈉離子不斷富集，大量消耗硬度，致使硬度大幅降低。主要反應(yīng)如下：

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

CO2+2OH-=CO32-+H2O

4 結(jié)論

在轉(zhuǎn)爐新系統(tǒng)濁環(huán)水pH 偏高的情況下，含鹽量過高是影響絮凝效果造成懸浮物、濁度升高的主要原因，鈉離子富集造成硬度消耗降低。為使聚丙烯酰胺能達(dá)到較好的絮凝效果，水中含鹽量應(yīng)進行控制，電導(dǎo)率控制不超過4000 μS/cm對提高絮凝效果最為有利。