唐钢热轧浊环水处理工艺改进实践

李文超 仲惟雷

0.前言

热轧浊环水主要供给轧机的轧辊和辊道、高压水除磷机、卷取机等冷却用水。由于直接与设备接触，浊环水中含有较多的润滑油脂、粗细氧化铁皮、泥砂等杂质，处理不当，会使杂质附在设备及管道上，造成设备堵塞，影响正常生产。

1.唐钢热轧浊环工艺

唐钢1700热轧浊环循环水量高压水6000m3/h，低压水3000m3/h，用于轧机及附属设备的直接冷却，处理工艺采用旋流井→化学除油除污器→冷却塔。见图1。

2.存在问题分析

2.1 水处理系统工艺设计缺陷

唐钢1700热轧水处理系统设计采用旋流井+化学除油除污器，以及投加水处理药剂降浊除油工艺，主要存在以下几方面问题：

2.1.1 旋流井负荷过高

旋流井采用外旋式设计，外径18m，出水中心筒直径13m，冷却过轧机及附属设备的高温高浊度高含油水经铁皮沟进入旋流井外圈，旋转下降后由出水中心筒上升溢流至吸水井。在此过程中，氧化铁皮及其他颗粒悬浮物沉淀至旋流井底部，起到分离的作用，一般要求出水负荷低于30m3/m2h，实际多选用20m3/m2h左右。

轧机浊环设计最大水量10238m3/h，实际水量9000m3/h，旋流井出水负荷为68m3/m2h，远超过30m3/m2h，出水水质差，部分氧化铁皮不能有效沉降，进入后序处理工艺，造成管道堵塞和设备损耗，同时又加重了后序处理单元负荷。

2.1.2 水处理药剂投加不合理

系统在化学除油除污器进水投加混凝剂聚合氯化铝，在化学除油除污器中心筒中部投加絮凝剂高分子酰胺，以提高除油和沉淀效果。混凝剂混合时间不足1min，更没有酰胺混合絮凝反应时间，矾花不能有效地形成和沉淀，造成出水水质差，悬浮物80mg/L左右。

2.2 水处理设备设施缺陷

2.2.1 化学除油除污器排泥不畅

轧机浊环有18台化学除油除污器，每台化学除油除污器有4个锥形泥斗，每个泥斗底部有DN200的排泥管，72个泥斗分为3组分别并联至3条DN200排泥管通过3台泥浆泵排至高位泥浆浓缩池，泥浆进一步浓缩后外运。由于每条排泥主管上连接泥斗过多，在排泥阀关闭不严时，由于水阻力小，在排泥泵吸力下，造成其他泥斗不能正常排泥。实际运行中经常出现除油除污器泥位过高，造成斜管坍塌，严重影响处理效果和斜管使用寿命。

2.2.2 管道过滤器过滤精度选择不当

轧机浊环设有3台管道过滤器，其中高压水2台，单台处理水量4000m3/h，过滤元件采用不锈钢拉丝缠绕注，过滤精度0.18mm，承压1.6MPa，低压水1台，处理水量4000m3/h，过滤元件和过滤精度与高压水一致。

运行中，由于过滤精度过高，过滤器反洗频率高，必须打开部分过滤器旁通。当吸水井有杂物进入时，由于供水不能全部过滤，造成喷嘴堵塞。

3.改造措施

3.1 增加药剂预混凝和絮凝反应装置

为了缓解旋流井负荷高和解决混凝絮凝药剂投加不当，在化学除油除污器进水前增加了18台混合絮凝反应装置。

3.1.1 混凝参数选择

选定停留时间T=80s，速度梯度G=800s-1，计算混合功率N=9.5kw，搅拌机24h连续运行，计算配套电机功率（工况系数Kg取1.2），选择11kw。

3.1.2 絮凝反应参数选择

由于场地限制，絮凝装置提供停留时间T=5min，絮凝形式采用折板，增加了矾花碰撞长大几率，为了避免矾花破碎，速度梯度G=60s-1。

3.2 改造化学除油除污器排泥系统

3.2.1 排泥形式改变

在化学除油除污器下新建一低位泥浆池。在不增加劳动强度前提下，将排泥形式改为单泥斗重力排泥。泥斗排泥时，泥浆通过排泥管进入集泥流槽，然后进入泥浆池。

3.2.2 泥浆泵

结合排泥改造，原卧式泥浆泵改为液下式泥浆泵，解决了泥浆泵漏泥污染现场的问题。

3.3 管道过滤器过滤精度改变

管道过滤器运行压差高，频繁反洗问题，分析原因发现问题在于过滤器精度过高。因此，明确管道过滤器的作用是为拦截冷却塔填料碎片等大粒度杂物，不是为进一步降浊去悬浮物。

轧机喷嘴通径多数在1.0mm以上，将过滤器过滤精度改为1.0mm。

4. 改造效果和效益

4.1 改造后工艺流程（见图2）

4.2 改造效果

4.2.1 供水水质显著提高

改进后，供水水质得到明显改善，悬浮物含量稳定在30mg/L以下，油含量稳定在5mg/L以下，满足了设备用水要求。

4.2.2 排泥效果提高

改进排泥系统后，没有出现泥斗集泥堵塞排泥管现象，排泥效果好，泥浆浓度高，减轻了泥浆浓缩池负荷。

4.3 效益

4.3.1 降低水处理药剂

改进前，需要大量投加水处理药剂以提高水质，聚合氯化铝投加量为15mg/L左右，高分子酰胺为1mg/L左右。增加混凝装置后，最佳药剂投加量聚合氯化铝6mg/L-8mg/L，高分子酰胺0.25mg/L-0.30mg/L，降低药剂费用60%。

4.3.2 化学除油除污器维护

排泥效果提高后，泥斗集泥和斜管挂泥现象得到改善，不需要人工清泥，同时延长了斜管使用寿命。

5.结语

系统优化后，药剂预混凝效果提高，排泥效果也得到提高，供水水质显著提高，供水悬浮物稳定在30mg/L以下，含油稳定在5mg/L以下，满足了设备用水要求，同时降低了劳动强度，运行维护费用也大为降低。