宣钢烧结脱硫废水工艺改造

2020-07-28陈岩

冶金动力 2020年7期

陈岩

（宣化钢铁集团有限责任公司，河北张家口 075100）

1 概述

宣钢一烧的脱硫废水来自石膏脱水及其清洗系统的外排水，外排水量约40 m3/h。根据政府环保相关政策要求，宣钢烧结机脱硫废水由外排改为回收至宣钢污水处理厂进行处理。脱硫废水的特点是氯根、钙硬度较高，硫酸根离子较高，宣钢污水处理厂回收后对宣钢水系统造成了极大影响：

（1)氯根、钙硬度影响厂区整体回收水的水质，导致回用率低，工业水水质变差，影响部分水系统用户，造成补水量、排水量同时升高。

(2)硫酸根离子和钙离子在水处理过程中聚合为硫酸钙，对反渗透膜造成堵塞，影响除盐水的产量，破坏除盐水的产供平衡。

为此，根据生产实际，通过安装脱硫废水处理设备，对一烧脱硫废水系统进行改造、对废水进行处理，将处理后的脱硫废水经过管道引至高炉冲渣、炼钢闷渣工序进行消纳，不再回收至宣钢污水处理厂，全面改善厂区回收水水质。

2 项目实施的技术方案

2.1 总体思路

本工艺立足宣钢废水处理水质及排放标准，结合国家和地方环境法规的要求，采用了合理的、可行的、经济的处理工艺改造方案。改造范围包括：污水站内的污水、污泥处理工艺，管道及设备，电气与自控仪表，给排水等系统。为保证操作性和减少人工投入，系统采用自动化控制，易于日常运行管理与维护；同时考虑具备手动操作，便于检修维护。水处理设备采用以混凝沉淀和板框压滤设备为主，技术及设备均比较成熟。所产生的脱硫废水经过絮凝反应，使浆液充分沉淀、澄清，溢流清水进行外送；底部沉淀的污泥经污泥泵送压滤机进行脱水，压滤后的污泥进石膏间，压滤水进入脱硫系统滤液坑。滤液坑的脱硫废水通过新敷设管道与现有生化废水的外供管道进行联通，将此部分废水供给1#、2#、3#高炉冲渣和120 t、150 t 炼钢炉的焖渣使用，降低高炉冲渣和炼钢焖渣的工业补水。这样既节约工业补水又可改善供水系统的整体水质。

2.2 技术方案

2.2.1 工艺路线

本项目采用脱硫废水一体化处理装置。工艺路线如图1所示。脱硫废水经过滤液缓存水泵送至废水缓冲箱，经过缓冲箱沉淀、处理后，经过泵体送至高效反应器，与高效反应器中投加的絮凝剂进行反应，反应后的液体经过高效旋流澄清器内部处理后溢流清水自流至清水箱，清水箱的水送至1#、2#、3#高炉冲渣；底流污泥经污泥泵送压滤机进行脱水，压滤后的污泥送至石膏间，压滤水进入脱硫系统滤液坑，120 t、150 t炼钢炉的焖渣使用。

脱硫废水一体化处理装置溢流口及排空口，以上管口作为事故应急管口或检修排放管口，均排入脱硫系统滤液坑。为及时清洗设备和管道的淤泥，减少人工操作强度，系统中布置冲洗管道，并预留冲洗软管接口以保证脱硫废水系统使用。

图1 脱硫废水一体化处理装置工艺路线图

2.2.2 关键设备

脱硫废水一体化处理装置为本工艺流程的核心设备，起到了混凝、沉淀、澄清，强化泥水分离的作用。“脱硫废水一体化处理装置”凭借其内部沉降结构设计，改变传统絮凝沉降中絮体颗粒随机成长模式，借助于旋流澄清增加澄清器中浆体内部的压缩比，促进大颗粒密实性絮凝体的形成。在提升絮团沉降速度的同时，保证微细颗粒的沉降效果，降低溢流清水的悬浮物含量，达到排放标准。高效旋流澄清器具有如下特点：

（1）切线旋流入料设计使得浆液产生一定离心加速度，由于切向速度随半径减小而不断减小，因此，浆液在径向上获得一定速度梯度有利于絮凝反应；由于浆液收到重力作用，使得浆液运动轨迹呈现螺旋线形状，而随着浆液动能不断减小，螺旋运动上下层浆液之间也将产生速度差，浆液在轴向上获得一定速度梯度有利于絮凝反应；由于浆液运动轨迹呈现螺形状，因此，延长了浆液的停留时间，使得浆液反应和沉降更加充分。

（2）在旋流反应室底部设有喇叭口和锥体组合设计，使得大颗粒悬浮物更容易沉降，同时，锥体底部的浓缩污泥更利于提高压缩比。

（3）底部深锥设计，对于底部储存污泥锥体，采用大锥角设计，其锥角大于物料安息角，使得物料能够顺利排出，节省了刮泥机及其电机的配置。

（4）回流折板设计，高效旋流澄清器设置了回流折板，其使得其絮凝晶核不断循环，待其生长变大时，沉降更加充分；同时有利于上升水流重新分布均匀。

（5）旋流板设计，高效旋流澄清器采用旋流板配置，基于浅层沉淀原理，这样的配置有利于提高设备沉降面积，从而提高固体悬浮物沉降效率。

同时，高效旋流澄清器对进料浓度的要求极其宽松，在15%的高浓度废水条件下可顺利运行，对高浓度进水采用无源自稀释系统，而常规设备只是单纯嫁接高密度沉淀池的原理，沉降效果较差，适宜于入水低悬浮物的工况，对于入水悬浮物含量较高时，无法处理。

2.2.3 投加药剂

本项目所投加药剂为一体化吸附絮凝剂，其成分可根据现场水质情况进行专门配制，预计投加量为150～250 mg/L。该药剂为中性无机绿色环保吸附絮凝剂，以极具吸附能力的天然矿物质为原料，具备显著的去除COD、磷、SS、重金属等有害物质的能力。一体化吸附絮凝剂与传统絮凝剂比较，絮凝反应速度特快，沉降速度快，脱水性好，悬浮物、重金属、氮、磷等去除率高，COD去除率较高。

2.2.4 污泥处理

泥渣通过污泥输送泵送至压滤机，由压滤机完成泥渣压滤。压滤后的泥饼由汽车外运处置，滤液进入滤液池。

2.2.5 电气自动化

脱硫废水一体化处理装置配备独立电控柜，用于监控系统运行情况和控制系统内各个部件，提供网络通讯接口，可与中控系统对接。初步采用PLC。同时，为保证脱硫废水一体化处理装置实现较高的自动化水平，高效反应器液位与提升泵频率联锁、泥层料位计与排泥泵联锁。另外，设置报警开关，如干粉投加机中料位开关，提示操作人员添加药剂。系统单独设置有PLC 控制系统，根据需求，也可将控制信号接入厂内DCS系统内。