孫金良，侯迪，牛磊

（1.邢臺新光工程技術有限責任公司，河北邢臺054000；2.深圳市納雅建筑工程設計顧問有限公司，廣東深圳518054）

高速線材濁環(huán)水處理工程設計

孫金良1，侯迪2，牛磊1

（1.邢臺新光工程技術有限責任公司，河北邢臺054000；2.深圳市納雅建筑工程設計顧問有限公司，廣東深圳518054）

介紹了高速線材濁環(huán)水處理物理法與化學法的原理及特點，并針對該項目確定了采用綜合兩種處理方法并引入稀土磁盤分離凈化技術的工藝流程，最終該項目投產(chǎn)后，濁環(huán)水出水水質(zhì)為SS≤25 mg/L、Oil≤5 mg/L，達到了設計要求。

濁環(huán)水；稀土磁盤分離凈化技術；工程設計

1 引言

高速線材生產(chǎn)過程中，軋制出來的產(chǎn)品必須從高溫紅熱狀態(tài)冷卻到常溫狀態(tài)。冷卻水的水量、水壓、水質(zhì)都直接影響熱軋產(chǎn)量的高低、線材產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，所以冷卻水是整個熱軋生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量控制的關鍵環(huán)節(jié)之一[1]。濁環(huán)水主要用于粗軋、中軋、預精軋、精軋機組、高壓水除磷、軋輥、吐絲機等設備的直接冷卻[2]，使用后的回水溫度升高，并含有大量氧化鐵皮、懸浮物、油污等雜質(zhì)。若濁環(huán)水中油污、懸浮物濃度過高，會引起噴淋系統(tǒng)噴嘴堵塞[3]、線材產(chǎn)品表面有附著物等問題。因此去除濁環(huán)水中懸浮物和油就成為衡量濁環(huán)水處理效果好壞的主要指標。

2 設計任務

某鋼鐵有限公司60萬t/年高速線材工程，軋機濁環(huán)水設計水量為1145 m3/h，其中沖氧化鐵皮水量為300 m3/h。處理后要求循環(huán)水中懸浮物≤30 mg/ L，油≤5 mg/L，設計濁環(huán)水水溫度≤45℃，冷卻后水溫度≤35℃。

3 工藝流程的確定

目前濁環(huán)水處理方法主要有物理法（三段式處理流程，即旋流沉淀池—平流池—過濾器）和化學法（兩段式處理流程，即旋流沉淀池—化學除油器）。

3.1 物理法原理及特點

物理法是基于重力沉淀理論，即比重大于水的顆粒雜質(zhì)等在水下沉淀，比重小于水的顆粒雜質(zhì)、油類上浮于水體表面，經(jīng)隔油、吸附措施，從而達到處理的目的。該法可去除大部分氧化鐵皮和泥沙及浮油，處理能力大、出水水質(zhì)穩(wěn)定、操作較為簡單。但對于水中的細小顆粒及乳化油卻難以去除，使得平流池的出水水質(zhì)油含量較大（一般在20～30 mg/L左右），從而造成過濾器內(nèi)濾料堵塞、板結、噴嘴堵塞等問題，而且此法占地面積大、設備投資高[4、5]。

3.2 化學法原理及特點

化學除油器是繼物理法之后開發(fā)的一種集除油沉淀為一體的處理設備，是去除“油泥”的理想設備。其原理為通過向化學除油器中加入凝聚劑和絮凝

劑，將濁環(huán)水中的油類、氧化鐵皮等懸浮物通過凝聚和絮凝作用沉淀分離出來，從而達到凈化水質(zhì)的目的。凝聚劑能中和水中膠體顆粒表面電荷，減少擴散層厚度，消除或降低膠粒中的ξ電位，使膠粒脫穩(wěn)而相互聚結，即破乳；絮凝劑是具有眾多支鏈的線性高分子物質(zhì)，含有較多而又適宜的離子性基團和活性基團，對水中懸浮物微粒、浮化油有極強的吸附架橋作用，使顆粒逐漸變大，最終形成密實粗大的絮團而沉降[6]?；瘜W處理法出水水質(zhì)較好，一次性投資少、占地面積小，但日常處理過程中需要大量化學藥劑，容易造成二次污染，運行費用及工作量較大[2]。

3.3 稀土磁盤分離凈化技術

磁分離水處理技術是在常規(guī)工藝的基礎上，加入磁化處理裝置——稀土磁盤分離凈化設備。其原理為利用磁力將廢水中的磁性、弱磁性和非磁性絮團懸浮物打撈分離。利用磁土永磁材料的高強磁能級，通過稀土磁盤的聚磁組合，實現(xiàn)工作區(qū)間的高磁場強度和高磁場梯度，使軋鋼廢水中鐵磁性微粒及絮凝吸附在其上的非磁性物質(zhì)和油類，在磁場力作用下，克服流體阻力和微粒重力等外力，產(chǎn)生定向快速運動，吸附在稀土磁盤表面，從而將廢水中懸浮物和油吸附分離出來，再通過隔磁卸渣裝置將稀土磁盤表面吸附物卸下，刨入螺旋槽，經(jīng)輸渣裝置輸出，實現(xiàn)廢水的凈化[7]。該方法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。這種永磁絮凝器具有安全可靠、經(jīng)久耐用、易于維修等優(yōu)點。

綜合上述工藝的優(yōu)點，本設計采用物理和化學相結合及引入稀土磁盤分離凈化技術的處理方法，其工藝流程見圖1。

圖1高速線材濁環(huán)水處理工藝流程

粗、中、精軋機等設備及沖氧化鐵皮的回水（1145 m3/h）通過沖渣溝沿切線方向流入旋流井，顆粒大于0.1 mm的氧化鐵皮沉積于旋流井底部，將其用抓斗抓至渣池后由鋼廠回收利用；旋流井上部出水一部分（300 m3/h）經(jīng)水泵提升后用于沖氧化鐵皮溝，其余水經(jīng)泵提升至稀土磁盤分離凈化設備去除細小懸浮物及部分油脂出水至除油調(diào)節(jié)池，廢渣經(jīng)壓榨機脫水后外運。除油調(diào)節(jié)池表層浮油經(jīng)圓盤式浮油回收機回收至貯油罐中，定期抽走外運，底部淤泥用泵抽走。處理后的水經(jīng)泵提升至冷卻塔冷卻后供用戶循環(huán)使用。整個工藝流程中設3處加藥點，即旋流井前后投加凝聚劑聚合氯化鋁和絮凝劑聚丙烯酰胺使水中乳化油及細小懸浮物凝聚、絮凝成大顆粒通過沉降及磁盤吸附得到去除，另外在冷卻塔中加入緩蝕阻垢劑和殺菌滅藻劑以保障循環(huán)水質(zhì)。

4 主要構筑物及設備

5 設計特點與運行效果

本設計與單一物理法或化學法有所區(qū)別，具體特點及工程設計改進如下：

（1）引入稀土磁盤分離凈化設備和磁力壓榨機，運行穩(wěn)定可靠，操作維護簡單，去除鐵磁性懸浮物效果好，去除率達80%～90%。

（2）引入圓盤式浮油回收機，廢水除油效果好，保證水質(zhì)達到工藝要求。

（3）采用了旋流井與泵房合建的形式，大大節(jié)省了占地面積，減少了投資，同時也利于管理。

（4）旋流井泵房內(nèi)水泵啟動方式為真空引水方式，吸水管底閥選用污水型底閥，防止底閥堵塞，延長使用壽命。

該線材車間自投產(chǎn)后，水處理各項參數(shù)運行正常，處理效果良好，出水水質(zhì)為SS≤25 mg/L、Oil≤5 mg/L，達到了設計要求。

（1）旋流井：1座，直徑：11 m，高度19 m。

（2）除油調(diào)節(jié)池：1座，尺寸：34.6m×12.5m× 5.8m。

（3）稀土磁盤凈化設備：1套，型號：SMDE-1000-A；磁力壓榨脫水機，1套，型號：MDWD-I-700-A。

6 結語

目前絕大部分工業(yè)生產(chǎn)用水仍為淡水，在淡水資源日益短缺，國家大力提倡節(jié)能減排的背景下，提高工業(yè)冷卻用水循環(huán)利用效率勢在必行。開發(fā)循環(huán)冷卻水回用新技術、新工藝將成為今后研究的熱點[參考文獻]

[1]吳良玉，李英.武鋼熱軋濁循環(huán)水水處理工藝改進與成效[J].冶金動力，2008，（6）：45—52.

[2]祝賽華，張其斌，饒云華.高速線材熱軋濁環(huán)水系統(tǒng)的化學處理[J].工業(yè)水處理，2010，30（9）：82—83.

[3]吳新國，頓士超，衣龍欣，王士付.連鑄和熱軋含油濁環(huán)水處理研究[J].工業(yè)水處理，2007，27（9）：84—86.

[4]苑智，汪立，汪為民.馬鋼含油廢水處理技術應用綜述[J].冶金動力，2002，（4）：76—78.

[5]朱蓉，孫福利.不銹鋼卷軋機濁環(huán)水處理工程設計[J].工業(yè)用水與廢水，2008，39（6）：90—92.

[6]院勝，孫福利.軋鋼濁環(huán)水處理系統(tǒng)改擴建工程[J].工業(yè)用水與廢水，2011，42（4）：81—83.

[7]趙俊福，劉義.稀土磁盤分離凈化技術在車輪生產(chǎn)線濁循環(huán)水處理系統(tǒng)中的應用[J].冶金動力，2010，（4）：74—80.

The Design of Turbid Circulating Water Treatment Project for High Speed Wire-rod Mill

SUN Jinliang1,HOU Di2,NIU Lei1
(1.Xingtai Xinguang Engineering Technology Co.,Ltd.,Xingtai,Hebei 054000；2.Shenzhen Naya Construction Project Design Consulting Co.,Ltd.,Shenzhen,Guangdong 518054,China)

The principle and characteristics of both physical and chemical methods for turbid circulating water treatment at a high speed wire-rod mill are introduced.A new processcombiningphysicalandchemicalmethodsandincorporatingseparationand purification technology with rare-earth magnetic disk were adopted for the project.After the project was put into production,the effluent SS≤25mg/L and Oil≤5mg/L were achieved, meeting design requirements.

turbid circulating water;separation and purification technology with rare earth magnetic disk;project design

TQ085

B

1006-6764（2014）05-0066-03

2014-01-10

孫金良（1984-），男，大學本科，助理工程師，現(xiàn)從事給排水工程設計工作。