熱軋車間濁環(huán)水的處理

1、.熱軋車間濁環(huán)水的處理鋼鐵企業(yè)熱軋車間濁環(huán)水系統(tǒng)主要供給出爐輥道、軋機前后工作輥、四輥軋機、矯直機前輥、分段剪后輥道、矯直機矯直輥身冷卻，高壓水除磷，出爐輥道等冷卻用水。濁環(huán)水中含有較多的潤滑油脂，粗、細氧化鐵皮、泥砂等雜質(zhì)，特別是油與金屬粉塵及泥砂等雜質(zhì)粘合在一起，形成了具有較大粘性的“油泥”，油泥很容易粘附在水處理設(shè)備及管道上，特別是會使高速過濾器內(nèi)的濾料堵塞、板結(jié)，給循環(huán)水帶來了很大危害，嚴重影響生產(chǎn)正常運行。 1處理工藝流程確定 目前，國內(nèi)熱軋車間濁環(huán)水處理流程大部分為三段式，并采用機械設(shè)備除油。其流程見圖。 通過國內(nèi)調(diào)研，采用三段式處理流程可以去除大部分氧化鐵皮和泥砂，使用機械設(shè)備除

2、油，只能去除浮油，不能去除乳化油，而熱軋車間濁環(huán)水中卻含有部分乳化油，如果不去除，也會造成過濾器內(nèi)濾料堵塞、板結(jié)，嚴重的影響生產(chǎn)。因此，根據(jù)國內(nèi)企業(yè)的運行狀況，最后確定酒鋼中厚板軋機濁環(huán)水處理采用二段式處理工藝流程加旁流化學(xué)除油設(shè)計方案，其流程見圖2。 該工程設(shè)計循環(huán)水量：軋線各設(shè)備為1617m3/h，沖氧化鐵皮為336m3/h，均通過鐵皮溝進入旋流沉淀池，總回水量為1948m3/h。處理前SS500 700mg/L、油1520mg/L，處理后SS50mg/L，油510mg/L。該工藝的特點是流程簡單、投資省、占地小、管理方便。以自清洗過濾器和化學(xué)除油裝置代替機械設(shè)備除油流程中的二次沉淀池和壓

3、力過濾器。既能去除浮油，又能去除乳化油，同時也能去除懸浮物，達到除油泥雙重目的。 2選用設(shè)備的特點 2.1磁混凝器設(shè)計采用高效能磁混凝技術(shù)，即污水經(jīng)過永磁絮凝器磁化，使細小的氧化鐵皮微粒聚合成團，大大增加顆粒沉淀范圍和沉降速度，從而使一些難以沉降的細小顆粒得以沉降，進一步提高了沉淀效率。這種永磁絮凝器有不用電、安全可靠、經(jīng)久耐用、易于維修等優(yōu)點。2.2自清洗過濾器目前國內(nèi)熱軋車間濁環(huán)水處理系統(tǒng)大部分采用高、中速過濾器，在實際運行中由于受到水中的油和懸浮物影響，使濾料堵塞和板結(jié)。在生產(chǎn)控制好，漏油少，水中油和懸浮物含量低的情況下，一般來說運行一年更換一次濾料。有的企業(yè)一年更換2次。更換濾料存在著

4、難度大、環(huán)境差、費用增加等缺點。因此，本設(shè)計采用自清洗過濾器代替高速過濾器。自清洗過濾器內(nèi)配有多個過濾芯棒，芯棒上用不銹鋼線繞成形過濾區(qū)，可使水中的懸浮物及微量油截留在形區(qū)內(nèi)，以達到處理目的。自清洗過濾器具有反洗水量少，僅為出水量的0.51%，自動化水平高，可以自動反洗，反沖洗時不超過13min，安裝方便，維修量少等優(yōu)點，這次在酒鋼中厚板工程濁環(huán)水系統(tǒng)中使用，證明了這些優(yōu)點。2.3化學(xué)除油裝置目前采用的除油方法有多種多樣。機械除油設(shè)備的種類也很多，但是都存在一些不足。如帶式除油機效率低，皮帶易變形；管式除油機吸油量小，且油管易老化；浮桶式除油機易堵塞；浮油回收機效果好，但也存在除油過程中帶水。

5、因此在本工程設(shè)計中，根據(jù)中厚板軋機生產(chǎn)情況，濁環(huán)水含油量不大的特點，為降低成本，減少水中油的積累，采用旁流化學(xué)除油裝置進行處理?；瘜W(xué)除油裝置是近年新開發(fā)的一種集除油沉淀為一體的處理設(shè)備，現(xiàn)已在諸多鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用，是去除“油泥”的理想設(shè)備。 3工程投資 酒鋼中厚板車間工程總投資為11.33億元，水處理設(shè)施投資為3066.11萬元，其中濁環(huán)水設(shè)施投資為2062.85萬元，約占總投資的2%。與熱軋車間濁環(huán)水處理普遍采用的三段式處理工藝相比較，可節(jié)省投資約20%，占地面積減少約50%。因此，該工程處理流程具有投資省、占地面積小、管理方便等優(yōu)點。 4運行情況 中厚板軋機濁環(huán)水系統(tǒng)從1998年8月底試運行

6、至今，運行正常，水質(zhì)較好。通過分析測試，濁環(huán)水系統(tǒng)供水水質(zhì)的懸浮物平均在50mg/L以下，油含量平均在67 mg/L以下，達到設(shè)計要求。本設(shè)計技術(shù)上先進、可靠，滿足了生產(chǎn)要求，取得良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。 熱軋帶鋼層流冷卻水處理系統(tǒng)設(shè)計改進熱軋帶鋼廠水處理系統(tǒng)中，根據(jù)層流冷卻的用水特點，均將其作為一個單獨的系統(tǒng)進行處理。層流冷卻的用水主要有以下特點：一是流量大，一般在6000m3/h（100×104t鋼卷/a）至18000m3/h（450×104t鋼卷/a）之間；二是壓力低，但要求壓力穩(wěn)定，層流集管處要求壓力為0.07MPa；三是對水質(zhì)指標的要求比濁環(huán)水低，因此系統(tǒng)的處理

7、率要求較低，且水中的氧化鐵皮粒度細、含油量??；四是水量變化大，用水量隨軋制鋼板的品種而變化。用水指標詳見表1。 表1 國內(nèi)各熱軋帶鋼廠層流冷卻系統(tǒng)用水指標用水指標熱軋帶鋼廠寶鋼2050寶鋼1580武鋼2250武鋼1700攀鋼1450太鋼1549梅山1422本鋼1700水量/(m3·h-1)層流冷卻1165015852173601736058008600750011400層流錕道1000350110043811408001100層流側(cè)噴150160240258100150180180水壓/MPa層流冷卻0.070.150.070.150.10.250.070.15層流錕道0.30.30

8、.070.30.30.40.30.3層流側(cè)噴1.01.21.02.251.21.01.01.0水溫/ 層流冷卻38/4440/4239/44.540/4435/4038/424035/38層流錕道38/4435/4239/44.535/4235/4232/4535/4233層流側(cè)噴33.5/43.535/4339/44.535/4235/4232/453835/38懸浮物/(mg·L-1) 層流冷卻70454510070503045層流錕道70204530203045層流側(cè)噴2020205020503020本文擬就層流冷卻系統(tǒng)的水量平衡和水質(zhì)穩(wěn)定以及節(jié)能措施兩個方面對水處理層流冷卻系

9、統(tǒng)的工藝流程設(shè)計進行探討。 1 層流冷卻系統(tǒng)的水量平衡和水質(zhì)穩(wěn)定 熱軋帶鋼熱輸出輥道有3種不同壓力的用水，即：層流冷卻（0.07MPa）、層流輥道冷卻（0.3MPa）、層流側(cè)噴（1.2MPa）。其中輥道冷卻和側(cè)噴水的水質(zhì)、水溫、水壓與濁循環(huán)系統(tǒng)的用水差不多，因此許多廠的層流冷卻系統(tǒng)中層流輥道冷卻和層流側(cè)噴就是直接使用的濁循環(huán)系統(tǒng)的輥道冷卻水（0.3MPa）和軋輥冷卻水（1.2MPa見圖1）。 1.1 兩個系統(tǒng)的水混用方式的缺點層流冷卻用水經(jīng)各廠運行實踐證明，因其含油量很少，懸浮物去除率要求不高，故該系統(tǒng)不必設(shè)除油、除渣設(shè)施。但濁環(huán)水中含有一定的油（5mg/L），因此，若濁環(huán)水長期進入層流系統(tǒng)，

10、會因?qū)恿飨到y(tǒng)未設(shè)除油設(shè)施而造成該系統(tǒng)水中油含量增加，甚至使水質(zhì)惡化。層流系統(tǒng)因用了濁環(huán)系統(tǒng)的水，必須將等量的水返回濁環(huán)系統(tǒng)，但這在水量上較難以準確控制，易造成兩個系統(tǒng)間水量不平衡。層流冷卻系統(tǒng)用水的溫度及懸浮物較濁環(huán)水系統(tǒng)高，因此層流的回返水不能返回至濁環(huán)儲水池直接給用戶用，而必須返回至濁環(huán)系統(tǒng)的平流沉淀池經(jīng)過濾、冷卻之后才能滿足濁環(huán)水的水質(zhì)要求，這樣就增加了濁環(huán)水系統(tǒng)的處理負荷，造成投資與運行費用的增加。1.2 兩個系統(tǒng)分開要解決的問題筆者認為層流系統(tǒng)的輥道冷卻及側(cè)噴水宜由層流冷卻系統(tǒng)自身供給，與濁環(huán)系統(tǒng)徹底分開，這樣能完全保證該系統(tǒng)的水量平衡和水質(zhì)的穩(wěn)定。但這樣作有兩個問題需要解決：層流輥

11、道冷卻及側(cè)噴水要求溫度35，懸浮物20mg/L，而層流冷卻水溫度一般在38以上，懸浮物一般在40mg/L以上，因此需進行處理。這在設(shè)計上我們已找到解決的辦法：層流冷卻流程是將回水中一部分水進行旁通過濾、冷卻，然后與未處理的水混合以降低全系統(tǒng)用水的懸浮物含量及溫度，再供用戶使用。經(jīng)過濾、冷卻后的水中懸浮物15mg/L，溫度33。只要在層流儲水池旁建一側(cè)噴儲水池，將過濾降溫后的水先引入該水池再溢流入層流儲水池中與未處理的水混合供層流用，而側(cè)噴儲水池的水則供層流輥道和側(cè)噴用，可保證這兩用戶的水質(zhì)和水溫。而這兩部分水量與層流冷卻水量相比只占很小比例，不必增加層流冷卻系統(tǒng)的旁濾量。輥道冷卻及側(cè)噴需單獨設(shè)

12、泵組及管道，因此可能會引起投資的增加。其實，這兩部分水無論是來自層流冷卻系統(tǒng)還是來自濁環(huán)水系統(tǒng)其動力消耗是一樣的，即運行費用一樣。層流增設(shè)了兩組泵但濁環(huán)系統(tǒng)的處理能力減小了，兩者相比設(shè)備費用變化不大。至于管道，雖增加了兩條獨立管道，但由于濁環(huán)供水系統(tǒng)中這兩用戶處于管道的末端，會使整個濁環(huán)管道均加上該部分轉(zhuǎn)輸流量，所以其管道費用并不省。另外，德國SMS（西馬克）公司也在這一點上進行了改進，即把層流輥道冷卻水水質(zhì)要求降低，與層流冷卻壓力、溫度、水質(zhì)都一樣，即可以將層流冷卻和層流輥道冷卻水合為一根管道供水，這樣層流輥道冷卻就不需要單設(shè)泵組和干管了。改進后的層流冷卻系統(tǒng)見圖2。 因此，從層流冷卻系統(tǒng)的

13、水量平衡和水質(zhì)穩(wěn)定考慮，層流輥道冷卻和層流側(cè)噴水宜由層流冷卻系統(tǒng)供水，如寶鋼2050mm熱軋及武鋼2250mm熱軋就是這樣設(shè)計的。 2 節(jié)能措施 層流冷卻是熱軋帶鋼各用水系統(tǒng)中用水量最大的一個系統(tǒng)，由于軋制的鋼種不同，其需要的冷卻強度也不同，造成層流冷卻用水量變化很大，在設(shè)計中如何根據(jù)其特點選取合適的參數(shù)，對系統(tǒng)的節(jié)能有很大影響。下面以寶鋼1580mm熱軋水處理層流冷卻系統(tǒng)的設(shè)計為例進行分析。寶鋼1580mm熱軋水處理層流冷卻最大用水量為15852m3/h，但這只是在軋制最不利鋼板時所需水量，軋制其他鋼板時，其用水量均比它小，若供水設(shè)備按最大水量設(shè)計顯然是一種浪費。層流冷卻由于水量大，所選供水

14、泵一般是高壓泵，即電機為高壓電機，不宜用頻繁起停泵的方式來控制水量，也就是不能停泵。這樣，在用戶所需水量小時，水泵的動力浪費就大，反之，水泵的供水能力越接近用戶的小水量則越節(jié)能。因此，怎樣通過設(shè)計使所選設(shè)備既要滿足用戶最大水量，又要使供水設(shè)備能力減到最小，這就是擺在我們面前的課題。1580mm熱軋廠內(nèi)設(shè)有一座水箱（用于穩(wěn)定水壓），我們則在室外增設(shè)了一座水箱（用于調(diào)節(jié)水量），將其并聯(lián)在層流冷卻供水管道上，利用兩塊帶鋼軋制之間的間隙時間給水箱充水（供水泵不停），當冷卻最不利鋼板時，水泵供水加上水箱的儲存水就能滿足最不利鋼板的冷卻。從這里我們可以看出，最大水量是由水泵供水加上水箱的水供給的，如果水箱供應(yīng)的水越多，則水泵的能力可越小，也就越節(jié)能。但水箱供水不是任意的，與軋鋼工藝的要求密切相關(guān)。因此，層流冷卻節(jié)能的關(guān)鍵是如何確定水箱的容積。計算水箱容積首先要了解軋制表，從中找出連續(xù)軋制兩塊最不利鋼板時的間隙時間（并扣除供水閥門開和關(guān)各一次的響應(yīng)時間），即充水時間，以及一塊最不利鋼板的冷卻時間，筆者推導(dǎo)出以下計算公式：QT=Q1T+Q1T1 （1）式中：Q層流冷卻最大水量，m3/h；T最不利鋼板冷卻時間，s；Q1水泵供水能力，m3/h；T1連續(xù)軋制兩塊最不利鋼板時的間隙時間（扣除供水閥門開和關(guān)各