宣鋼燒結脫硫廢水工藝改造

陳 巖

（宣化鋼鐵集團有限責任公司，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的外排水，外排水量約40 m3/h。根據政府環保相關政策要求，宣鋼燒結機脫硫廢水由外排改為回收至宣鋼污水處理廠進行處理。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造成了極大影響：

（1)氯根、鈣硬度影響廠區整體回收水的水質，導致回用率低，工業水水質變差，影響部分水系統用戶，造成補水量、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，影響除鹽水的產量，破壞除鹽水的產供平衡。

為此，根據生產實際，通過安裝脫硫廢水處理設備，對一燒脫硫廢水系統進行改造、對廢水進行處理，將處理后的脫硫廢水經過管道引至高爐沖渣、煉鋼悶渣工序進行消納，不再回收至宣鋼污水處理廠，全面改善廠區回收水水質。

2 項目實施的技術方案

2.1 總體思路

本工藝立足宣鋼廢水處理水質及排放標準，結合國家和地方環境法規的要求，采用了合理的、可行的、經濟的處理工藝改造方案。改造范圍包括：污水站內的污水、污泥處理工藝，管道及設備，電氣與自控儀表，給排水等系統。為保證操作性和減少人工投入，系統采用自動化控制，易于日常運行管理與維護；同時考慮具備手動操作，便于檢修維護。水處理設備采用以混凝沉淀和板框壓濾設備為主，技術及設備均比較成熟。所產生的脫硫廢水經過絮凝反應，使漿液充分沉淀、澄清，溢流清水進行外送；底部沉淀的污泥經污泥泵送壓濾機進行脫水，壓濾后的污泥進石膏間，壓濾水進入脫硫系統濾液坑。濾液坑的脫硫廢水通過新敷設管道與現有生化廢水的外供管道進行聯通，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補水。這樣既節約工業補水又可改善供水系統的整體水質。

2.2 技術方案

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。脫硫廢水經過濾液緩存水泵送至廢水緩沖箱，經過緩沖箱沉淀、處理后，經過泵體送至高效反應器，與高效反應器中投加的絮凝劑進行反應，反應后的液體經過高效旋流澄清器內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；底流污泥經污泥泵送壓濾機進行脫水，壓濾后的污泥送至石膏間，壓濾水進入脫硫系統濾液坑，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急管口或檢修排放管口，均排入脫硫系統濾液坑。為及時清洗設備和管道的淤泥，減少人工操作強度，系統中布置沖洗管道，并預留沖洗軟管接口以保證脫硫廢水系統使用。

圖1 脫硫廢水一體化處理裝置工藝路線圖

2.2.2 關鍵設備

脫硫廢水一體化處理裝置為本工藝流程的核心設備，起到了混凝、沉淀、澄清，強化泥水分離的作用?！懊摿驈U水一體化處理裝置”憑借其內部沉降結構設計，改變傳統絮凝沉降中絮體顆粒隨機成長模式，借助于旋流澄清增加澄清器中漿體內部的壓縮比，促進大顆粒密實性絮凝體的形成。在提升絮團沉降速度的同時，保證微細顆粒的沉降效果，降低溢流清水的懸浮物含量，達到排放標準。高效旋流澄清器具有如下特點：

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

（2）在旋流反應室底部設有喇叭口和錐體組合設計，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）底部深錐設計，對于底部儲存污泥錐體，采用大錐角設計，其錐角大于物料安息角，使得物料能夠順利排出，節省了刮泥機及其電機的配置。

（4）回流折板設計，高效旋流澄清器設置了回流折板，其使得其絮凝晶核不斷循環，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行，對高濃度進水采用無源自稀釋系統，而常規設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，其成分可根據現場水質情況進行專門配制，預計投加量為150～250 mg/L。該藥劑為中性無機綠色環保吸附絮凝劑，以極具吸附能力的天然礦物質為原料，具備顯著的去除COD、磷、SS、重金屬等有害物質的能力。一體化吸附絮凝劑與傳統絮凝劑比較，絮凝反應速度特快，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，由壓濾機完成泥渣壓濾。壓濾后的泥餅由汽車外運處置，濾液進入濾液池。

2.2.5 電氣自動化

脫硫廢水一體化處理裝置配備獨立電控柜，用于監控系統運行情況和控制系統內各個部件，提供網絡通訊接口，可與中控系統對接。初步采用PLC。同時，為保證脫硫廢水一體化處理裝置實現較高的自動化水平，高效反應器液位與提升泵頻率聯鎖、泥層料位計與排泥泵聯鎖。另外，設置報警開關，如干粉投加機中料位開關，提示操作人員添加藥劑。系統單獨設置有PLC 控制系統，根據需求，也可將控制信號接入廠內DCS系統內。

2.3 系統處理后指標

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

表1 出水處理系統水質達標標準

3 實施效果

經過改造后，能夠降低一燒脫硫廢水的排放量，改善宣鋼廠區整體污水回收水的水質，從而提高回用水水質和水量，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，保證除鹽水的產量，對宣鋼整個廠區高爐、煉鋼、軋線、燒結、煉焦等系統的穩定生產提供了保障。

4 結語

脫硫廢水一體化處理系統與傳統“三聯箱+澄清器”工藝相比具有工藝流程簡潔、設備配置精簡、占地面積小、建設投資成本小、操作強度小、運行成本小等優點。為公司創造了良好的經濟效益和社會效益。