線棒材軋鋼廠水系統的改造
概述
某鋼鐵公司小型廠260機組是以生產線棒材為主的軋鋼生產線，始建于80年代中期，現年產鋼材約40萬t，隨著鋼產量的大幅度增加，生產規模的不斷擴大，用水緊張的矛盾日益加劇，地下水位連年下降，影響到采用直流供水方式的該機組的正常生產，為此公司決定對該供水系統進行改造，實現供水系統水循環。
1 原水處理工藝狀況
該機組主要用水點有加熱爐(包括加熱爐、頂鋼機)冷卻水、設備(通風及潤滑等設備)冷卻水、軋機冷卻水及沖氧化鐵皮水。原系統利用深井泵壓力供水至主電機通風及深被冷卻，其回水經泵二次提壓后供加熱爐和頂鋼機等用戶使用，用后水再次經泵加壓后供軋機冷卻用，軋機冷卻廢水和沖氧化鐵皮廢水合并后進入旋流沉淀池，沉淀處理后部分返回沖氧化鐵皮，其余外排。工藝流程見圖1。
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該系統每小時需補充地下水約270 t左右，外排廢水僅經旋流沉淀池處理，其中SS含量約300 mg/L，油類含量也超標，每小時外排水量達250 t左右。加之，原旋流池采用的Ｌd型立式水泵經常損壞，維修工作量大，直接影響到生產的正常進行。
2 循環水工藝
整個循環水系統按用后水水質的情況可分為凈環系統和濁環系統兩大部分：加熱爐和設備的冷卻方式為間接冷卻，使用后的水僅水溫升高，水質未被污染，屬凈環系統；軋機的冷卻方式為直接冷卻，使用后的水不僅水溫升高，水質已被氧化鐵皮及油類等污染，屬濁環系統，其中沖氧化鐵皮用水屬該系統中的小循環系統，該用水僅對水壓有要求，故只作一級沉淀處理即可滿足循環使用的要求工藝流程見圖2。
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2.1 凈環系統
2.1.1 加熱爐水循環系統
加熱爐用水的特點是用水點回水點較為集中，由于該系統循環過程中不帶入污染物，只存在水溫變化，僅經降溫后水即可循環使用，設計中利用這一特點采用加熱爐回水余壓直接上冷卻塔冷卻，減少了一泵組，降低了運行費用。為了滿足安全運行的要求，加熱爐事故水塔仍然保留。
2.1.2 設備水循環系統
設備用水的特點是用水點多且分散，結合本工程的現場情況，原系統有一400 m3的養魚池可被利用，做為該系統的涼水池，可減少一臺冷卻塔，降低工程造價。
2.2 濁環系統
該系統由軋機冷卻水和沖氧化鐵皮水組成，用后一同匯入地溝后進入旋流沉淀池處理，因沖氧化鐵皮水對水質要求不高，只要去除大顆粒懸浮物后即可循環使用，而軋機冷卻水對水質要求較高，因此旋流沉淀池出水經泵加壓后一部分返回沖氧化鐵皮，一部分至斜板除油沉淀池二次處理，經二次深度處理后的水進入熱水池經泵提升至冷卻塔，冷卻后的水匯入冷水池經再次加壓后送至車間供軋機冷卻使用。其中斜板除油沉淀池排出的污泥經兩格污泥濃縮池污泥處理后外運。
該系統改造的關鍵在于旋流沉淀池泵房的搬遷，立式泵換成臥式渣漿泵雖然增加了工程投資但為生產的安全運行，設備的檢修都創造了良好的條件，值得借鑒。
3 主要設備構筑物
3.1 斜管除油沉淀池
該設備為專利產品，是濁環系統的關鍵設備，其特點是除油池與沉淀池合二為一。池長11m，寬4m,為鋼結構。
斜板長1000 m，顆粒沉降速度0.4 mm/s，上升流速5 mm/s，沉淀時間26 min。
3.2 旋流沉淀池
直徑8 m，高12 m，中心筒直徑3.2 m。
3.3 凈環系統的旁濾器
凈環系統采用開放式循環冷卻水，不可避免會將空氣中的塵埃帶進系統，因此必須采用旁濾處理，傳統的處理工藝多為砂濾加反沖洗，不僅投資多，占地大而且運行管理不便。隨著科學技術的進步，今年來微孔過濾技術已在國內鋼鐵企業水處理中得到廣泛運用，它最大的優點是可直接安裝在壓力管道上，反沖洗時利用管道內的水實現，無需外部動力且管道內的水不會斷流，操作簡單。因此工程設計中為慎重起見先在設備凈環系統的壓力管道上安裝了一臺字清洗管道過濾器，并為加熱爐凈環系統以后的安裝預留了位置。經一年多運行結果證明該過濾技術安全可靠。
4 處理效果
凈水循環系統經過一年運行基本正常，尤其在高溫季節，出水水溫在35℃以下，達到了設計目的和生產要求。
濁水循環系統中軋機冷卻水經斜板除油沉淀池處理后，出水水質經監測懸浮物小于50 mg/L，油含量小于10 mg/L，均滿足生產用水要求。
5 經濟效益分析
該工程自投入運行以來，解決了因水量不足和水質差、水壓低，嚴重威脅生產的后顧之憂。
工程總投資400萬元，水處理成本0.065元/m3。總循環水量1098 t/h，其中260機組凈循環水量460 m3/h，濁循環水量638 m3/h，減少工業廢水外排量220 m3/h。原供水量270 m3/h串級使用后外排，現僅需補充水量50 m3/h。年節約水費117萬元，減少排污費23.3萬元。每年減少搶修時間100 h，而多創產值約1050萬元，產生間接效益75萬元，采用循環冷卻水大大減少了廢水外排量，提高了水資源的重復利用率，具有顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。
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