高速线材浊环水处理工程设计

孙金良，侯迪，牛磊

（1.邢台新光工程技术有限责任公司，河北邢台054000；2.深圳市纳雅建筑工程设计顾问有限公司，广东深圳518054）

高速线材浊环水处理工程设计

孙金良1，侯迪2，牛磊1

（1.邢台新光工程技术有限责任公司，河北邢台054000；2.深圳市纳雅建筑工程设计顾问有限公司，广东深圳518054）

介绍了高速线材浊环水处理物理法与化学法的原理及特点，并针对该项目确定了采用综合两种处理方法并引入稀土磁盘分离净化技术的工艺流程，最终该项目投产后，浊环水出水水质为SS≤25 mg/L、Oil≤5 mg/L，达到了设计要求。

浊环水；稀土磁盘分离净化技术；工程设计

1 引言

高速线材生产过程中，轧制出来的产品必须从高温红热状态冷却到常温状态。冷却水的水量、水压、水质都直接影响热轧产量的高低、线材产品质量的好坏，所以冷却水是整个热轧生产及产品质量控制的关键环节之一[1]。浊环水主要用于粗轧、中轧、预精轧、精轧机组、高压水除磷、轧辊、吐丝机等设备的直接冷却[2]，使用后的回水温度升高，并含有大量氧化铁皮、悬浮物、油污等杂质。若浊环水中油污、悬浮物浓度过高，会引起喷淋系统喷嘴堵塞[3]、线材产品表面有附着物等问题。因此去除浊环水中悬浮物和油就成为衡量浊环水处理效果好坏的主要指标。

2 设计任务

某钢铁有限公司60万t/年高速线材工程，轧机浊环水设计水量为1145 m3/h，其中冲氧化铁皮水量为300 m3/h。处理后要求循环水中悬浮物≤30 mg/ L，油≤5 mg/L，设计浊环水水温度≤45℃，冷却后水温度≤35℃。

3 工艺流程的确定

目前浊环水处理方法主要有物理法（三段式处理流程，即旋流沉淀池—平流池—过滤器）和化学法（两段式处理流程，即旋流沉淀池—化学除油器）。

3.1 物理法原理及特点

物理法是基于重力沉淀理论，即比重大于水的颗粒杂质等在水下沉淀，比重小于水的颗粒杂质、油类上浮于水体表面，经隔油、吸附措施，从而达到处理的目的。该法可去除大部分氧化铁皮和泥沙及浮油，处理能力大、出水水质稳定、操作较为简单。但对于水中的细小颗粒及乳化油却难以去除，使得平流池的出水水质油含量较大（一般在20～30 mg/L左右），从而造成过滤器内滤料堵塞、板结、喷嘴堵塞等问题，而且此法占地面积大、设备投资高[4、5]。

3.2 化学法原理及特点

化学除油器是继物理法之后开发的一种集除油沉淀为一体的处理设备，是去除“油泥”的理想设备。其原理为通过向化学除油器中加入凝聚剂和絮凝

剂，将浊环水中的油类、氧化铁皮等悬浮物通过凝聚和絮凝作用沉淀分离出来，从而达到净化水质的目的。凝聚剂能中和水中胶体颗粒表面电荷，减少扩散层厚度，消除或降低胶粒中的ξ电位，使胶粒脱稳而相互聚结，即破乳；絮凝剂是具有众多支链的线性高分子物质，含有较多而又适宜的离子性基团和活性基团，对水中悬浮物微粒、浮化油有极强的吸附架桥作用，使颗粒逐渐变大，最终形成密实粗大的絮团而沉降[6]。化学处理法出水水质较好，一次性投资少、占地面积小，但日常处理过程中需要大量化学药剂，容易造成二次污染，运行费用及工作量较大[2]。

3.3 稀土磁盘分离净化技术

磁分离水处理技术是在常规工艺的基础上，加入磁化处理装置——稀土磁盘分离净化设备。其原理为利用磁力将废水中的磁性、弱磁性和非磁性絮团悬浮物打捞分离。利用磁土永磁材料的高强磁能级，通过稀土磁盘的聚磁组合，实现工作区间的高磁场强度和高磁场梯度，使轧钢废水中铁磁性微粒及絮凝吸附在其上的非磁性物质和油类，在磁场力作用下，克服流体阻力和微粒重力等外力，产生定向快速运动，吸附在稀土磁盘表面，从而将废水中悬浮物和油吸附分离出来，再通过隔磁卸渣装置将稀土磁盘表面吸附物卸下，刨入螺旋槽，经输渣装置输出，实现废水的净化[7]。该方法大大增加颗粒沉淀范围和沉降速度，从而使一些难以沉降的细小颗粒得以沉降，进一步提高了沉淀效率。这种永磁絮凝器具有安全可靠、经久耐用、易于维修等优点。

综合上述工艺的优点，本设计采用物理和化学相结合及引入稀土磁盘分离净化技术的处理方法，其工艺流程见图1。

图1高速线材浊环水处理工艺流程

粗、中、精轧机等设备及冲氧化铁皮的回水（1145 m3/h）通过冲渣沟沿切线方向流入旋流井，颗粒大于0.1 mm的氧化铁皮沉积于旋流井底部，将其用抓斗抓至渣池后由钢厂回收利用；旋流井上部出水一部分（300 m3/h）经水泵提升后用于冲氧化铁皮沟，其余水经泵提升至稀土磁盘分离净化设备去除细小悬浮物及部分油脂出水至除油调节池，废渣经压榨机脱水后外运。除油调节池表层浮油经圆盘式浮油回收机回收至贮油罐中，定期抽走外运，底部淤泥用泵抽走。处理后的水经泵提升至冷却塔冷却后供用户循环使用。整个工艺流程中设3处加药点，即旋流井前后投加凝聚剂聚合氯化铝和絮凝剂聚丙烯酰胺使水中乳化油及细小悬浮物凝聚、絮凝成大颗粒通过沉降及磁盘吸附得到去除，另外在冷却塔中加入缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂以保障循环水质。

4 主要构筑物及设备

5 设计特点与运行效果

本设计与单一物理法或化学法有所区别，具体特点及工程设计改进如下：

（1）引入稀土磁盘分离净化设备和磁力压榨机，运行稳定可靠，操作维护简单，去除铁磁性悬浮物效果好，去除率达80%～90%。

（2）引入圆盘式浮油回收机，废水除油效果好，保证水质达到工艺要求。

（3）采用了旋流井与泵房合建的形式，大大节省了占地面积，减少了投资，同时也利于管理。

（4）旋流井泵房内水泵启动方式为真空引水方式，吸水管底阀选用污水型底阀，防止底阀堵塞，延长使用寿命。

该线材车间自投产后，水处理各项参数运行正常，处理效果良好，出水水质为SS≤25 mg/L、Oil≤5 mg/L，达到了设计要求。

（1）旋流井：1座，直径：11 m，高度19 m。

（2）除油调节池：1座，尺寸：34.6m×12.5m× 5.8m。

（3）稀土磁盘净化设备：1套，型号：SMDE-1000-A；磁力压榨脱水机，1套，型号：MDWD-I-700-A。

6 结语

目前绝大部分工业生产用水仍为淡水，在淡水资源日益短缺，国家大力提倡节能减排的背景下，提高工业冷却用水循环利用效率势在必行。开发循环冷却水回用新技术、新工艺将成为今后研究的热点[参考文献]

[1]吴良玉，李英.武钢热轧浊循环水水处理工艺改进与成效[J].冶金动力，2008，（6）：45—52.

[2]祝赛华，张其斌，饶云华.高速线材热轧浊环水系统的化学处理[J].工业水处理，2010，30（9）：82—83.

[3]吴新国，顿士超，衣龙欣，王士付.连铸和热轧含油浊环水处理研究[J].工业水处理，2007，27（9）：84—86.

[4]苑智，汪立，汪为民.马钢含油废水处理技术应用综述[J].冶金动力，2002，（4）：76—78.

[5]朱蓉，孙福利.不锈钢卷轧机浊环水处理工程设计[J].工业用水与废水，2008，39（6）：90—92.

[6]院胜，孙福利.轧钢浊环水处理系统改扩建工程[J].工业用水与废水，2011，42（4）：81—83.

[7]赵俊福，刘义.稀土磁盘分离净化技术在车轮生产线浊循环水处理系统中的应用[J].冶金动力，2010，（4）：74—80.

The Design of Turbid Circulating Water Treatment Project for High Speed Wire-rod Mill

SUN Jinliang1,HOU Di2,NIU Lei1
(1.Xingtai Xinguang Engineering Technology Co.,Ltd.,Xingtai,Hebei 054000；2.Shenzhen Naya Construction Project Design Consulting Co.,Ltd.,Shenzhen,Guangdong 518054,China)

The principle and characteristics of both physical and chemical methods for turbid circulating water treatment at a high speed wire-rod mill are introduced.A new processcombiningphysicalandchemicalmethodsandincorporatingseparationand purification technology with rare-earth magnetic disk were adopted for the project.After the project was put into production,the effluent SS≤25mg/L and Oil≤5mg/L were achieved, meeting design requirements.

turbid circulating water;separation and purification technology with rare earth magnetic disk;project design

TQ085

B

1006-6764（2014）05-0066-03

2014-01-10

孙金良（1984-），男，大学本科，助理工程师，现从事给排水工程设计工作。