轉爐除塵濁循環水處理系統的改造
天津鐵廠煉鋼廠原設計能力為年產120×104t鋼，經過不斷改造，已具備年產200×104t鋼的能力。煙氣量的增加給轉爐除塵濁循環水處理系統提出了新的任務。本文所介紹的工程是在不改造沉淀池的情況下，通過其它設施的技術改造，有效地保證了供水的水質和水量。
1 原濁循環水系統運行狀況
1．1 濁環水系統回水的特點
煉鋼廠現有3座30t氧氣頂吹轉爐，除塵工藝采用的是“兩文三脫”煙氣凈化工藝，回水主要為“一文”、“二文”除塵冷卻水，“一文”、“二文”水封水，經復擋脫水器排出，即成為轉爐除塵回水。
回水呈黑灰色，SS以FeO為主，SS顆粒較大。
煉鋼過程中投加的部分過量石灰隨煙氣進人回水中，使回水的硬度、堿度較高，pH＞10。
1.2 原轉爐除塵濁循環水處理工藝
3座轉爐除塵廢水由各自排水渠流入集水干渠，經配水井分別進入2座ф24m幅流沉淀池，經過沉淀處理，上清液通過溢流堰、集水渠進人熱水井油上塔泵組送到冷卻塔冷卻，冷卻后自流進入冷水井，經供水泵組加壓送至轉爐凈化煙氣。在ф24m幅流沉淀池中沉淀下來的顆粒與水形成底流泥漿，在刮泥機作用下匯集至沉淀池中央，在水頭作用下由沉淀池底部的排泥管自流人泥漿池，由泥漿泵供給40m2板框壓濾機脫水處理，濾液匯集于濾液池，由泵組送回配水井。泥漿經板框壓濾機脫水后形成的泥餅由汽車外運予以回收。
2 產量增加帶來的問題
2.1 供水能力不足
1994年煉鋼投產時，除塵供水量為500m3/h干線壓力0.7MPa，隨著第三座轉爐的投產，于1996年底完成供水泵組的第一次改造。限于泵站環境條件制約，僅將單吸泵組改為雙吸泵組，供水量增至800m3/h干線壓力0.9MPa。由于煉鋼產量進一步提高及轉爐除塵工藝的改造，原系統中供水泵組供水能力再一次顯出不足，需要提高泵組的供水能力。滿足除塵工藝水量1000－1200m3/h，用水點壓力0.4－0.6MPa的要求。
2．2 沉淀池能力不足
2座ф24幅流沉淀池是本系統重要的處理構筑物。在此，回水中的懸浮物沉降至池底，在刮泥機的作用下，進行初步濃縮，形成底流泥漿，由泥漿管排出，泥水初步分離。
由哈真（Hazen）提出的理論：E=Ui/(Q/A)[1](Ui小于截流沉速U的顆粒沉速）即沉淀池表現積A一定時，流量Q增加，必定導致沉淀池去除率E下降，出水懸浮物含量高，出水水質惡劣。而表面負荷率Q／A（m3／m2·h）在數值上等于截流沉速U（m／h），流量的增加使截流沉速增大，在沉淀池有效水深一定時，縮短了沉淀時間，也證明了水量的增加必然給沉淀池出水水質帶來不利影響。經計算循環水量為500m3/h，單池停留時間為2．92h；水量達到1000m3/h時，停留時間僅為1.46h。同時生產供水的懸浮物含量高（150-200mg/L，有時高達400mg/L），造成噴嘴布水不均，甚至堵塞噴嘴。雖經改造噴嘴形式，增大風機葉輪直徑，除塵效果仍理想。
2．3 泥漿處理能力不足
氧氣頂吹轉爐煙氣凈化的污泥含鐵量達60%左右，具有含鐵量高，燒結性能好，易成塊，含氧化鈣可降低燒結過程中石灰需要量，因此考慮回收。由于處理水量的增加，沉淀池需頻繁排泥，泥漿含水量提高，含泥量降到10％以下，原系統中3臺濃縮機已造無法使用，沉淀池排出泥漿直接送至板框壓濾脫水，導致壓濾機過濾時間延長。在鋼產量迅速增加，污泥量大幅度提高的情況下，無法及時處理沉淀池排出泥漿。
2．4 泥漿管道堵塞及濾布磨損
在沉淀池內泥漿總量高的情況下，原系統即使排泥頻繁，也易發生排泥管堵塞的現象。通過對生產中堵塞的排泥管切斷分析，管道中沉積的懸浮物約1／4－1／3管徑高度，大大降低了管道的過流斷面。此外，由于除塵水中粗顆粒密度高、直徑大，也是造
成原系統中板框壓濾機濾布磨損快使用壽命短的主要原因。
3 改造措施及實際效果
根據轉爐煙氣凈化除塵工藝的要求，結合原除塵濁環水處理工藝狀況，確定改造方案。
3．1 提高泵站供水能力
新建濁環水泵站及配套設施，安裝5臺多級泵組（3運2備），提高供水能力。實際生產中流量可至1000－1200m3／h，供水干線壓力在1.0－1.2MPa，滿足除塵工藝各用水點要求。新泵站吸水井與原泵站吸水井相通，提高了吸水井有效容積，有利于泵組穩定供水。
3．2 改造脫水設備
泥漿脫水設備的改造是確保沉淀地出水水質的重要措施。沉淀池中刮泥機的運動是一個矛盾過程，一方面起到了污泥濃縮作用（對沉淀池中粗顆粒），一方面則引起了攪擾（對細顆粒），因此，在不改造沉淀池的前提下，必須及時處理沉淀池排出的泥漿，促進細顆粒的沉淀。
①安裝80m2自動板框壓濾機6臺（4運2備），6臺手動板框壓濾機停用。使過濾面積由240m2增至320m2。泥餅實際產量每月由2000t增至4800t，極大降低了沉淀池負荷。
②配合壓濾機擴容，改造泥漿泵站，安裝3臺渣漿泵組（1運2備），其單臺流量、壓力滿足4臺板框壓濾機同時工作要求。
③改造停用的3臺濃縮機，恢復使用（1運2備）。改造后3臺濃縮機相互間可獨立工作，以利于設備檢修。
通過改造，沉淀池底流泥漿可連續排出處理，促進沉淀池中顆粒的沉淀，同時運行班組職工可根據生產實際采取泥漿泵一濃縮機一板框壓濾機工作方式（沉淀池中泥漿多）、泥漿泵一板框壓濾機或濃縮機—板框壓濾機工作方式（沉淀池中泥漿少），合理配置設備，防止板框壓濾機噴料。
3.3 增加沉淀的前處理
根據2.4的分析，除改造脫水設備外還應在沉淀池前去除粗顆粒，避免泥漿管道堵塞，減少濾布的磨損。在調查研究基礎上，決定采用螺旋分級機，去除粗顆粒。在沉淀池前回水槽上設問板。閘板前槽壁安裝旁通網板與螺旋分級機進水槽相連。通過2個閘板的開閉調節可選擇是否使用螺旋分級機，以確保不停水就可檢修螺旋分級機。螺旋分級機投入使用后每天分離出的粗顆粒達10t，板框壓濾機濾布由原來的每天更換20塊左右下降到現在每天更換10塊，基本達到改造目的。
4 結語
本次改造后，經過1a的生產運行，供水量為900－1000m3／h，水壓為1.0－1.2MPa，水中的懸浮物長期小于100mg/L。煉鋼廠生產反映，噴嘴布水均勻段有堵塞噴嘴的現象，煙氣凈化效果顯著。
此次除塵濁環水處理系統的改造在30t轉爐濕法未燃法煙氣凈化除塵工藝上取得了成功，對相同除塵工藝的其它爐容轉爐的新建或改造除塵濁環水處理系統具有一定的借鑒意義。
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