轉(zhuǎn)爐煙氣凈化濁環(huán)水質(zhì)問題探討

于宗麗，孫成強(qiáng)，李宇博

（本鋼能環(huán)部，遼寧本溪，117000）

引言

本鋼新區(qū)三臺(tái)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(bǔ)、排水量，系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)提高后，濁度、懸浮物會(huì)逐步升高，硬度會(huì)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(jī)，分離出顆粒粒徑＞60 μm的固體顆粒，然后濁環(huán)水自流進(jìn)入具有三級(jí)沉淀裝置的高效斜管沉淀罐，對(duì)污水中的懸浮物進(jìn)行分離，澄清后的水由斜管沉淀罐頂部溢流排出，再自流進(jìn)入熱水井，用水泵提升至冷卻塔降溫冷卻，冷卻后的水進(jìn)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(cè)量計(jì)檢測(cè)濃度后自動(dòng)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(jī)進(jìn)行脫水處理，脫水后的泥餅外送。其工藝流程圖如圖1。

3 臺(tái)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(gè)冶煉過程爐氣含塵量變化而變化，一般在吹氧時(shí)含塵量高，不吹氧時(shí)含塵量低，其變化幅度很大，實(shí)測(cè)斜罐入水懸浮物3000～21000 mg/L。冶煉時(shí)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(jī)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(jìn)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(huì)降低，濁度、懸浮物會(huì)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(chǎng)進(jìn)行了大量混凝劑和絮凝劑的篩選試驗(yàn)，不同分子量、不同型號(hào)的PAM，以及和不同種類的混凝劑搭配，經(jīng)試驗(yàn)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(guó)內(nèi)同行業(yè)同系統(tǒng)情況進(jìn)行總結(jié)對(duì)比,水質(zhì)情況對(duì)比見表2。

表2 同行業(yè)同系統(tǒng)水質(zhì)情況表

對(duì)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(duì)絮凝效果的影響

PAM 絮凝機(jī)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(tuán)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(gè)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(huì)遏制COOH 基團(tuán)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(huì)形成更加緊密的分子團(tuán)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?！?】

溶液pH值能影響PAM分子基團(tuán)(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(qiáng)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(shí)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(jìn)行控制，電導(dǎo)率控制不超過4000 μS/cm對(duì)提高絮凝效果最為有利。