转炉除尘污水污泥处理利用技术实践与探讨
转炉在吹氧冶炼过程中，钢液翻腾及熔体表面气流爆裂溅起大量细微金属液滴，使一定量的铁和铁的氧化物蒸发并随炉气逸出，同时加料过程中散料的细微颗粒也被炉气带人烟道。大量的烟气流经文氏管时，高速的烟气冲击喷人的水柱，使水二次雾化成小于烟尘粒径100倍的水滴，水滴捕集和润湿烟尘，互相碰撞凝聚成较大的含尘水滴，使含尘烟气得到净化。但伴随大量含尘有害物质进人水体，形成转炉烟气除尘污水。
福建省三钢闽光股份有限公司现有20t 转炉3座、30 t转炉1座，生产能力达到产钢20(〕万t/a，转炉除尘污水产生量900 t/h，在多次技改的基础上，1998年以来实现了转炉除尘污水全部闭路循环，回收含铁污泥3.9万t/a，实现综合利用价值1200多万元。
1 转炉除尘污水污泥处理技术难点
(1) 转炉除尘污水水质随吹炼周期的变化波动幅度大，悬浮物的变化范围在几百mg/L到几万mg/L 之间，污水中所含悬浮物较细，仅靠自然沉降难以达到水质净化要求。
(2) 转炉冶炼投加石灰造渣时，大量石灰粉进人水处理系统，使pH值达到12一13，总硬度550 mg/L(以CaC03计)，高硬度、强碱性污水在运行中造成泵叶轮、冷却塔、文丘管结垢，被迫经常检修清理，严重时大量污水直接外排。
(3) 转炉污水中含大量粗颗粒悬浮物，易造成管道堵塞、水泵磨损、排泥困难、过滤机故障，给沉淀池带来较大的冲击负荷，系统须优先解决粗颗粒预脱除问题。
(4) 转 炉 污泥粒度细、物料粘，要解决脱水回收利用问题，以往多采用真空过滤方式，效率低、维修量大、滤带寿命短、污泥含水率高，滤出的污泥不成饼，呈稀泥状易引起二次污染。
2 转炉除尘污水污泥处理
2.1 水质净化
三钢转炉污水处理工艺流程见图1
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2.1.1 粗颗粒预分离
转炉除 尘 污水经流槽首先导人旋流式D3.8m粗颗粒分离池，分离池内置螺旋输送机，将收集的粗颗粒、密度大、不易流动的的沉降物提升，与水分离后输送到池外集料仓里。根据宝钢经验川，采用粗颗粒分离装置，可脱除11% 60 Wm以上的粗颗粒，不但能降低沉淀池负荷量，而且对避免设备磨损、管道堵塞、延长带式过滤机滤带寿命等均有益处。
2.1.2 磁凝聚与药凝聚复合处理
转炉除尘污水悬浮物浓度高，而且粒径又小，其颗粒直径大多在1- 20 wm之间，仅靠自然沉降的处理方法，无法达到循环水的水质要求，必须采用絮凝方法增大悬浮物粒径加速沉降。有关文献表明(2)，单纯采用加药絮凝无法将水中的部分细微颗粒形成絮凝体，且絮体经不起强力搅动，会发生解聚现象，一经断链难于重聚;单纯采用磁絮凝则存在絮体散而不紧的缺陷。
钢铁污水特点为含有大量铁磁性氧化物，铁磁性粒子在磁场中有降低自由磁能的趋势，使粒子发生磁聚和磁吸现象，转炉除尘污水悬浮物中铁氧化合物高达70%一80%. 属于强磁性物质。采用预磁、加药复合工艺，凝聚体密而不散，絮凝效果最好。经电磁式凝聚器进行预磁处理后，转炉烟气除尘污水中的氧化铁微粒产生磁感应，而离开磁场时又具有剩磁，沉淀池内投人质量比为12 500的聚丙烯酞胺药剂，促使废水中带有磁性和非磁性的氧化物质产生絮凝或凝集作用，微粒在沉淀池中互相碰撞吸引凝结成较大的絮凝团从而加速沉淀，提高了沉淀效果。经磁絮凝器处理过的污水还可改变钙镁离子的结晶条件，使其可在水中形成凝聚核，成为悬浮物随水流带走，起到抑制水垢的作用，且老垢层也会受磁化水的渗透而溶解消除，又具有一定的“溶垢”的功能。
2.2 水质稳定
循环水系统中除要解决水质澄清外，最关键是去除污水中的Caz'和m广，保持水质稳定。转炉吹炼时加人的石灰尘粒随烟气气流带人湿法净化系统，石灰遇水变成 Ca(OH)2，烟气中存在的大量CO2溶于水中，可形成以下化学反应:
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转炉除尘水水质稳定的关键条件是系统中要有足量的CO(3)^2-，与不断溶人水系的Ca"及时生成CaCO3沉淀，同时系统又要有足量的OH-，在洗涤过程中与烟气接触的CO2生成CO(3)2-，补充与Ca^2+ 结合生成CaCO3沉淀后C0(3)^2-的消耗。实践中采取一次性投加足量的 Na2C03，使水中的Ca^2+浓度下降98%以上，之后适量加入钠盐补充损失的Na+，其阻垢机理如下:
Ca( OH ) 2 +N a2CO3= CaCO3+2NaOH
2N aO H+ C O2= Na2CO3+ H2O
可见 Na 2CO3作为缓冲溶液起到中介作用，既能去除溶于水中的Ca'以降低硬度，又能吸收烟气中的CO2实现再生而循环利用，关键是系统必须保持密闭，不得外排污水而破坏平衡。缓冲溶液原理表明系统溶人一定量的Ca(OH)2,pH值保持不变，若碱度升高，则溶液的缓冲能力增大，反之减小。根据电离平衡实验，当 pH为12.34时，碳酸盐在水中电离以CO(3)^2-为主，这时OH-浓度也高，有利于CO2吸入。
当pH为8.3时，CO(3)^2浓度甚微，不利于CO2吸入。
实践中水质控制指标:浊度<=100 mg/L,硬度<=1mmol/L,P 碱度4一5m mol/L,M碱度5一6m mol/L
另一方面 ，系统还定量加入南京圣源水处理公司生产的SY - 305型有机磷类缓蚀阻垢剂，与Ca2+生成稳定的络合物，并使垢层晶格发生畸变，起到复合药剂阻垢的协同效应。
2.3 污泥处理
三钢的污泥成分及颗粒级配见表1、表2。
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转炉污泥的主要成分由铁的氧化物和其他炉料氧化物所组成，各种氧化物所占的比例受生产情况和吹炼期不同而差异，污泥粒径不均，6u m 以下的颗粒所占比例较大，因含氧化钙而粘度大，腐蚀性强，液固分离困难。三钢污泥处理采用污泥压榨过滤和泥浆泵送烧结两种方法。
日常采用泥浆泵送烧结工艺3，即经浓缩机浓缩后含水率75%一85%的泥浆，用砂浆泵直接输送至烧结一次混合机内，实现含铁污泥的综合利用。烧结生产非正常情况下则采用污泥带式压榨过滤。带式压滤脱水是应用化学能和机械能相结合的方法来处理微细粒物料脱水的技术工艺。工作过程是:经过絮凝处理后的污浆均匀地分配在滤带上，通过两条既接触又分开滤带的连续移动，把污泥送进重力脱水区和挤压脱水区。在支承和挤压辊的作用下，通过滤带把污泥中的水分滤出和挤压出去，最后形成滤饼(含水率为26%一30%)被卸落。
2.4 操作运行管理应注意的问题
(1) 在炼钢吹氧工艺中，部分石灰粉还未与钢液接触就被吹出炉外，尤其是粒度小的石灰不能进熔池而随烟气进人除尘系统。从炼钢工艺上筛掉细颗粒的石灰粉末，既能减少污泥量和降低污水pH值，又可减少结垢。通过采用先进的留渣操作工艺。即结合溅渣护炉技术，使溅渣后的残渣保留在炉内，供下一炉冶炼作为初渣使用，利用终渣碱度高、温度高并且有一定的氧化铁含量的特点，促使下一炉早成渣，节省石灰耗。目前三钢的吨钢石灰耗已从原来110 kg降至48 kg，使除尘污水的水质明显改善，由原来的高碱高硬结垢型水质逐渐转变为弱碱低硬型水质。
(2) 由沉淀池进水的连续分析结果证明，石灰进人沉淀池后不是立即全部溶解生成Ca(OH)2，而是伴随污泥沉淀后逐渐生成Ca (OH),停留时间越长，溶解越充分，造成污水的硬度升高，因此及时排除沉淀池底部泥浆，对减少翻池现象，改善出水水质有着重要意义。
(3) 要完善水质加药系统，污泥溶药罐体积应满足絮凝剂配制所需钝化时间，采用压缩空气搅拌，避免机械搅拌方式将絮凝剂分子链打断，影响药剂效果。
(4) 转炉污泥直接配人烧结原料中，不仅节省了配料用水，还使配料均匀，避免了块状污泥带来的配料不均匀现象。在操作中应控制泥浆水分含量，做好输送、关停调度工作，停泵后必须及时清洗管内积存泥浆，以防淤积阻塞。
(5) 为了最大限度的利用污水自身富集的Na+以提高对烟气中C02的吸收，保证整个系统密闭程度是运行控制的关键因素，否则Na'随循环水排污而流失，影响水质稳定运行。系统适量加人钠盐的同时，要尽可能减少水的流失和漏损，降低污泥的含水率，提高烟气净化系统的脱水率，减少机械水的损失。污泥生产的滤出水必须返回系统，同时加强循环水集水井及泵水量的调节控制，防止溢流。另一方面不允许其他系统排水或溢流水进入本系统，以维护系统水质、水量的平衡。
〔参考文献〕
I 孙瑞清宝钢转护除尘污水处理系统情况简介[1l冶金环保情报 ，19 86 ,(3);59
2 蒋方、MWG- LSO技术在钢铁工业污水处理中的应用「Al.武汉:武钢 设 计 研究院环境工程研究所,1996.1 一3
3 李春标.转炉污水处理技改实践和运行管理经验[1]三钢科技，
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