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轉爐除塵污水污泥處理利用技術

2016-09-09 10:26:19來源:水博網瀏覽:評論:0

  1 轉爐除塵污水污泥處理技術難點

  (1) 轉爐除塵污水水質隨吹煉周期的變化波動幅度大,懸浮物的變化范圍在幾百mg/L到幾萬mg/L 之間,污水中所含懸浮物較細,僅靠自然沉降難以達到水質凈化要求。

  (2) 轉爐冶煉投加石灰造渣時,大量石灰粉進人水處理系統,使pH值達到12一13,總硬度550 mg/L(以CaC03計),高硬度、強堿性污水在運行中造成泵葉輪、冷卻塔、文丘管結垢,被迫經常檢修清理,嚴重時大量污水直接外排。

  (3) 轉爐污水中含大量粗顆粒懸浮物,易造成管道堵塞、水泵磨損、排泥困難、過濾機故障,給沉淀池帶來較大的沖擊負荷,系統須優先解決粗顆粒預脫除問題。

  (4) 轉 爐 污泥粒度細、物料粘,要解決脫水回收利用問題,以往多采用真空過濾方式,效率低、維修量大、濾帶壽命短、污泥含水率高,濾出的污泥不成餅,呈稀泥狀易引起二次污染。

  2 轉爐除塵污水污泥處理

  2.1 水質凈化

  三鋼轉爐污水處理工藝流程見圖1

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  2.1.1 粗顆粒預分離

  轉爐除塵污水經流槽首先導人旋流式D3.8m粗顆粒分離池,分離池內置螺旋輸送機,將收集的粗顆粒、密度大、不易流動的的沉降物提升,與水分離后輸送到池外集料倉里。根據寶鋼經驗川,采用粗顆粒分離裝置,可脫除11% 60 Wm以上的粗顆粒,不但能降低沉淀池負荷量,而且對避免設備磨損、管道堵塞、延長帶式過濾機濾帶壽命等均有益處。

  2.1.2 磁凝聚與藥凝聚復合處理

  轉爐除塵污水懸浮物濃度高,而且粒徑又小,其顆粒直徑大多在1- 20 wm之間,僅靠自然沉降的處理方法,無法達到循環水的水質要求,必須采用絮凝方法增大懸浮物粒徑加速沉降。有關文獻表明(2),單純采用加藥絮凝無法將水中的部分細微顆粒形成絮凝體,且絮體經不起強力攪動,會發生解聚現象,一經斷鏈難于重聚;單純采用磁絮凝則存在絮體散而不緊的缺陷。

  鋼鐵污水特點為含有大量鐵磁性氧化物,鐵磁性粒子在磁場中有降低自由磁能的趨勢,使粒子發生磁聚和磁吸現象,轉爐除塵污水懸浮物中鐵氧化合物高達70%一80%. 屬于強磁性物質。采用預磁、加藥復合工藝,凝聚體密而不散,絮凝效果最好。經電磁式凝聚器進行預磁處理后,轉爐煙氣除塵污水中的氧化鐵微粒產生磁感應,而離開磁場時又具有剩磁,沉淀池內投人質量比為12 500的聚丙烯酞胺藥劑,促使廢水中帶有磁性和非磁性的氧化物質產生絮凝或凝集作用,微粒在沉淀池中互相碰撞吸引凝結成較大的絮凝團從而加速沉淀,提高了沉淀效果。經磁絮凝器處理過的污水還可改變鈣鎂離子的結晶條件,使其可在水中形成凝聚核,成為懸浮物隨水流帶走,起到抑制水垢的作用,且老垢層也會受磁化水的滲透而溶解消除,又具有一定的“溶垢”的功能。

  2.2 水質穩定

  循環水系統中除要解決水質澄清外,最關鍵是去除污水中的Caz'和m廣,保持水質穩定。轉爐吹煉時加人的石灰塵粒隨煙氣氣流帶人濕法凈化系統,石灰遇水變成 Ca(OH)2,煙氣中存在的大量CO2溶于水中,可形成以下化學反應:

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  轉爐除塵水水質穩定的關鍵條件是系統中要有足量的CO(3)^2-,與不斷溶人水系的Ca"及時生成CaCO3沉淀,同時系統又要有足量的OH-,在洗滌過程中與煙氣接觸的CO2生成CO(3)2-,補充與Ca^2+ 結合生成CaCO3沉淀后C0(3)^2-的消耗。實踐中采取一次性投加足量的 Na2C03,使水中的Ca^2+濃度下降98%以上,之后適量加入鈉鹽補充損失的Na+,其阻垢機理如下:

  Ca( OH ) 2 +N a2CO3= CaCO3+2NaOH

  2N aO H+ C O2= Na2CO3+ H2O

  可見 Na 2CO3作為緩沖溶液起到中介作用,既能去除溶于水中的Ca'以降低硬度,又能吸收煙氣中的CO2實現再生而循環利用,關鍵是系統必須保持密閉,不得外排污水而破壞平衡。緩沖溶液原理表明系統溶人一定量的Ca(OH)2,pH值保持不變,若堿度升高,則溶液的緩沖能力增大,反之減小。根據電離平衡實驗,當 pH為12.34時,碳酸鹽在水中電離以CO(3)^2-為主,這時OH-濃度也高,有利于CO2吸入。

  當pH為8.3時,CO(3)^2濃度甚微,不利于CO2吸入。

  實踐中水質控制指標:濁度<=100 mg/L,硬度<=1mmol/L,P 堿度4一5m mol/L,M堿度5一6m mol/L

  另一方面 ,系統還定量加入南京圣源水處理公司生產的SY - 305型有機磷類緩蝕阻垢劑,與Ca2+生成穩定的絡合物,并使垢層晶格發生畸變,起到復合藥劑阻垢的協同效應。

  2.3 污泥處理

  三鋼的污泥成分及顆粒級配見表1、表2。

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  轉爐污泥的主要成分由鐵的氧化物和其他爐料氧化物所組成,各種氧化物所占的比例受生產情況和吹煉期不同而差異,污泥粒徑不均,6u m 以下的顆粒所占比例較大,因含氧化鈣而粘度大,腐蝕性強,液固分離困難。三鋼污泥處理采用污泥壓榨過濾和泥漿泵送燒結兩種方法。

  日常采用泥漿泵送燒結工藝3,即經濃縮機濃縮后含水率75%一85%的泥漿,用砂漿泵直接輸送至燒結一次混合機內,實現含鐵污泥的綜合利用。燒結生產非正常情況下則采用污泥帶式壓榨過濾。帶式壓濾脫水是應用化學能和機械能相結合的方法來處理微細粒物料脫水的技術工藝。工作過程是:經過絮凝處理后的污漿均勻地分配在濾帶上,通過兩條既接觸又分開濾帶的連續移動,把污泥送進重力脫水區和擠壓脫水區。在支承和擠壓輥的作用下,通過濾帶把污泥中的水分濾出和擠壓出去,最后形成濾餅(含水率為26%一30%)被卸落。

  2.4 操作運行管理應注意的問題

  (1) 在煉鋼吹氧工藝中,部分石灰粉還未與鋼液接觸就被吹出爐外,尤其是粒度小的石灰不能進熔池而隨煙氣進人除塵系統。從煉鋼工藝上篩掉細顆粒的石灰粉末,既能減少污泥量和降低污水pH值,又可減少結垢。通過采用先進的留渣操作工藝。即結合濺渣護爐技術,使濺渣后的殘渣保留在爐內,供下一爐冶煉作為初渣使用,利用終渣堿度高、溫度高并且有一定的氧化鐵含量的特點,促使下一爐早成渣,節省石灰耗。目前三鋼的噸鋼石灰耗已從原來110 kg降至48 kg,使除塵污水的水質明顯改善,由原來的高堿高硬結垢型水質逐漸轉變為弱堿低硬型水質。

  (2) 由沉淀池進水的連續分析結果證明,石灰進人沉淀池后不是立即全部溶解生成Ca(OH)2,而是伴隨污泥沉淀后逐漸生成Ca (OH),停留時間越長,溶解越充分,造成污水的硬度升高,因此及時排除沉淀池底部泥漿,對減少翻池現象,改善出水水質有著重要意義。

  (3) 要完善水質加藥系統,污泥溶藥罐體積應滿足絮凝劑配制所需鈍化時間,采用壓縮空氣攪拌,避免機械攪拌方式將絮凝劑分子鏈打斷,影響藥劑效果。

  (4) 轉爐污泥直接配人燒結原料中,不僅節省了配料用水,還使配料均勻,避免了塊狀污泥帶來的配料不均勻現象。在操作中應控制泥漿水分含量,做好輸送、關停調度工作,停泵后必須及時清洗管內積存泥漿,以防淤積阻塞。

  (5) 為了最大限度的利用污水自身富集的Na+以提高對煙氣中C02的吸收,保證整個系統密閉程度是運行控制的關鍵因素,否則Na'隨循環水排污而流失,影響水質穩定運行。系統適量加人鈉鹽的同時,要盡可能減少水的流失和漏損,降低污泥的含水率,提高煙氣凈化系統的脫水率,減少機械水的損失。污泥生產的濾出水必須返回系統,同時加強循環水集水井及泵水量的調節控制,防止溢流。另一方面不允許其他系統排水或溢流水進入本系統,以維護系統水質、水量的平衡。

 

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