论文部分内容阅读
摘要：目前冶金企业普遍采用分质回收利用的处理工艺, 而鄂钢烧结分厂则将各分厂的生产污泥进行混合、浓縮、脱水后制成污泥膏直接用于烧结混合配料。生产实践表明, 该技术不仅可以消除冶金生产污泥的污染, 同时可以降低烧结生产成本, 具有极高的环境效益和经济效益。
关键词：冶金污泥; 螺旋离心脱水机; 污泥膏; 烧结
中图分类号：F407.3 文献标识码：A 文章编号：
引言：
冶金生产过程中产生的污泥主要有炼铁高炉瓦斯泥、炼钢转炉除尘污泥以及各轧钢工序产生的化学污泥等。由于各生产工序生产工艺不同, 故产生的污泥性质差别较大。目前, 国内冶金企业污泥综合利用一般是根据不同污泥的性质进行分类回收,炼钢瓦斯泥多采用浮选精选的方法进行提炼, 提炼后含铁量高的污泥送烧结或球团配料, 剩下含铁量低的污泥送往厂外制砖, 如武钢、马钢等即采用该方法; 炼钢转炉污泥多采用浓缩后直接送至烧结一混圆筒进行配料或脱水后送料场配料, 如济钢、柳钢等即采用该方法; 轧钢化学污泥采用脱水外运处理, 如唐钢即采用该方法。总体来说, 冶金污泥回收利用非常普及, 但或多或少存在因污泥外运而带来的二次污染, 且污泥利用率不高。
基本设计参数
1. 处理后污泥膏含水量的确定
在烧结生产过程中, 一般要求烧结混合料含水量在( 6. 5正负 0. 3)%, 故需喷水调整湿度, 通常采用喷湿污泥的方式, 既可以补充水分, 又可以利用污泥, 但由于未经处理的污泥含固率较低, 从而使污泥利用量受到限制, 因此提高污泥利用率的关键在于怎样降低污泥含水率。根据生产的实际情况,烧结生产混合料中的混匀矿、煤粉等物料自身的含水率通常比生产要求的( 6. 5 正负0. 3)% 还要高, 真正能消化污泥的是返矿, 烧结分厂烧结返矿用量为120 t /h, 如果忽略返矿的含水率, 则干污泥总量为51 100 t /a; 每天利用干污泥量为154. 8 t(按年生产330 d计); 每小时利用干污泥量为6. 5 ;t 与返矿混合后混合料含水率按6. 5%计, 则需水量为9 ;t 脱水后污泥膏含水率为58%。
根据以上计算, 考虑到返矿含水率不可能为零,同时考虑安全设计系数, 脱水后污泥含水率计算值暂取35%, 运行时根据实际情况进行控制。
2. 设计规模
污泥量为296 m3 /h。由于厂区生产污泥排放的间歇性, 工程设计最大处理规模为400 m3 /h。
工艺方案的确定
1. 污泥收集与输送
针对冶金生产污泥的不同性质及各生产工序污泥间歇排放的特点, 结合厂区总图布局的实际情况, 将距烧结分厂较近的炼铁高炉瓦斯泥直接泵送至污泥处理站; 炼钢转炉污泥由于流动性差, 输送比较困难, 采用气力输送方式; 其他分厂的生产污泥采用分段加压、逐级输送的方式运至污泥处理站。具体流程见图1。
图1 污泥输送流程
污泥输送管道架空敷设, 所有弯头均采用45b弯头, 且设空气清扫管; 炼钢转炉及连铸污泥采用循环回流、连续输送的方式, 以避免间歇运行造成管道堵塞。
2. 污泥处理工艺流程
污泥处理工艺流程见图2。
图2 污泥处理工艺流程
生产污泥收集至污泥处理站后先经砂水分离器去除粗颗粒固体后自流至重力浓缩池浓缩, 然后泵提至混合池, 同时投加絮凝剂进行充分搅拌, 混合液经螺杆泵加压至螺旋离心脱水机脱水, 浓缩池上清液及滤液回用于生产, 脱水后的污泥膏利用螺旋输送机和切割机直接送至烧结配料皮带输送机, 与混合料混合利用。
3． 设计要点
3.1 污泥输送管路必须考虑冲洗系统和检修口, 以防止管路堵塞。
3.2 脱水机的选择是关键, 经过充分论证、比较和考察后决定采用螺旋离心脱水机作为污泥浓缩脱水设备, 螺旋离心脱水机具有以下特点: 进泥和出泥均为连续运行, 有利于污泥膏直接与烧结配料皮带输送机上的混合料混合; 脱水后污泥的含水率可以通过调整离心脱水机的转速自行调节, 便于污泥膏的制备; 便于自动化运行和清洁生产。
3.3 由于螺旋离心脱水机对进料介质要求较高, 故污泥进入脱水机后需进行充分搅拌, 尽量保证污泥进料基本稳定, 使脱水机稳定运行。
3.4 污泥膏投加前加切割机搅细, 均匀投加以便于烧结混料。
4. 主要建(构)筑物及设备
4.1 污泥浓缩池
污泥浓缩池采用地上高架式, 钢混结构, 尺寸为16. 0m @ 6. 5 m, 有效高度为3. 5 m, 浓缩池底部为污泥提升泵房、高压冲洗泵房、加药间和控制室。
4.2 污泥混合池
非标钢结构设备, 配用搅拌机功率为7. 5 kW。
4.3 卧式螺旋离心脱水机
4台。配用电机功率为45 kW, 转速为3 000 r/m in, 处理量为35m3 /h, PLC 控制。
4.4 螺旋输送机
2台。螺旋输送机圆筒直径为450 mm, 长度根据现场实际需要确定, 配用电机功率为0. 55 kW。
4.5 污泥切割机
2台。非标设备, 配用电机功率为0. 55 kW。
存在的问题及分析
轧钢污泥采用间歇方式输送, 污泥浓缩池进水负荷不稳定造成了浓缩池出水水质不稳定, 有跑泥现象发生, 针对这种情况,将轧钢污泥间歇输送方式改为循环回流连续输送方式。
2. 经离心脱水机脱水后的污泥膏直接送至烧结配料皮带输送机与烧结矿混合, 易产生扬尘, 扬尘粘附在污泥切割机出口造成堵塞, 必须人工定期清除, 还有待进一步改进。
3. 污泥处理系统与皮带输送机原采用联锁控制方式, 由于污泥处理系统开停机延时时间较长, 皮带输送机停机后脱水机仍有部分污泥排至皮带, 造成皮带上污泥膏堆积, 为解决该问题, 改自控为人工调度, 这给生产管理带来不便。
结束语：
冶金生产混合污泥经螺旋离心脱水机脱水制成污泥膏直接用于烧结混合配料的处理工艺是成功的, 该技术不仅改变了过去分质处理利用带来的生产管理复杂性, 避免了常规板框或带机脱水及污泥汽车运输造成的二次污染, 同时也给企业自身带来了巨大的经济效益, 是冶金污泥综合利用技术的一次革新。
参考文献：
[ 1] 苏允隆, 金俊, 王桂龙, 等. 马钢炼钢污泥直接配入烧结混合料系统的研发及使用[ J] . 中国冶金, 2004,( 6): 18- 21.
[ 2] 朱贺民. 马钢炼钢除尘污泥利用技术的开发与应用[ J]. 新技术新工艺, 2007, ( 6): 63- 65.
[ 3] 贺建峰. 济钢炼钢炼铁污泥的综合利用[ J] . 烧结球团, 2002, ( 5): 38- 40.
[ 4] 付清照, 赵艳. 八钢炼铁污泥综合利用分析[ J]. 新疆钢铁, 2001, ( 4): 9- 11.
[ 5] 李奇勇. 转炉除尘污水污泥处理利用技术实践与探讨[ J]. 冶金能源, 2004, 23( 3): 52- 54.
[6] 唐晓华,阚立群. 马钢三钢转炉污泥系统改造[J]. 冶金动力. 2000(05)
[7] 黄鸥. 污水厂污泥处理处置的思路与几种处理方法的应用[J]. 中国建设信息(水工业市场). 2009(04)
[8] 俞保云,孟志洁,潘旭霞. 污泥干化焚烧设备在热电企业的应用[J]. 中国设备工程. 2011(09)
[9] 汪晴珠,富成海,许宏林,王海龙,张兴武,张淑英. 赤城金矿炭浆厂实现含氰废水零排放[J]. 河北理工学院学报. 1991(01)
关键词：冶金污泥; 螺旋离心脱水机; 污泥膏; 烧结
中图分类号：F407.3 文献标识码：A 文章编号：
引言：
冶金生产过程中产生的污泥主要有炼铁高炉瓦斯泥、炼钢转炉除尘污泥以及各轧钢工序产生的化学污泥等。由于各生产工序生产工艺不同, 故产生的污泥性质差别较大。目前, 国内冶金企业污泥综合利用一般是根据不同污泥的性质进行分类回收,炼钢瓦斯泥多采用浮选精选的方法进行提炼, 提炼后含铁量高的污泥送烧结或球团配料, 剩下含铁量低的污泥送往厂外制砖, 如武钢、马钢等即采用该方法; 炼钢转炉污泥多采用浓缩后直接送至烧结一混圆筒进行配料或脱水后送料场配料, 如济钢、柳钢等即采用该方法; 轧钢化学污泥采用脱水外运处理, 如唐钢即采用该方法。总体来说, 冶金污泥回收利用非常普及, 但或多或少存在因污泥外运而带来的二次污染, 且污泥利用率不高。
基本设计参数
1. 处理后污泥膏含水量的确定
在烧结生产过程中, 一般要求烧结混合料含水量在( 6. 5正负 0. 3)%, 故需喷水调整湿度, 通常采用喷湿污泥的方式, 既可以补充水分, 又可以利用污泥, 但由于未经处理的污泥含固率较低, 从而使污泥利用量受到限制, 因此提高污泥利用率的关键在于怎样降低污泥含水率。根据生产的实际情况,烧结生产混合料中的混匀矿、煤粉等物料自身的含水率通常比生产要求的( 6. 5 正负0. 3)% 还要高, 真正能消化污泥的是返矿, 烧结分厂烧结返矿用量为120 t /h, 如果忽略返矿的含水率, 则干污泥总量为51 100 t /a; 每天利用干污泥量为154. 8 t(按年生产330 d计); 每小时利用干污泥量为6. 5 ;t 与返矿混合后混合料含水率按6. 5%计, 则需水量为9 ;t 脱水后污泥膏含水率为58%。
根据以上计算, 考虑到返矿含水率不可能为零,同时考虑安全设计系数, 脱水后污泥含水率计算值暂取35%, 运行时根据实际情况进行控制。
2. 设计规模
污泥量为296 m3 /h。由于厂区生产污泥排放的间歇性, 工程设计最大处理规模为400 m3 /h。
工艺方案的确定
1. 污泥收集与输送
针对冶金生产污泥的不同性质及各生产工序污泥间歇排放的特点, 结合厂区总图布局的实际情况, 将距烧结分厂较近的炼铁高炉瓦斯泥直接泵送至污泥处理站; 炼钢转炉污泥由于流动性差, 输送比较困难, 采用气力输送方式; 其他分厂的生产污泥采用分段加压、逐级输送的方式运至污泥处理站。具体流程见图1。
图1 污泥输送流程
污泥输送管道架空敷设, 所有弯头均采用45b弯头, 且设空气清扫管; 炼钢转炉及连铸污泥采用循环回流、连续输送的方式, 以避免间歇运行造成管道堵塞。
2. 污泥处理工艺流程
污泥处理工艺流程见图2。
图2 污泥处理工艺流程
生产污泥收集至污泥处理站后先经砂水分离器去除粗颗粒固体后自流至重力浓缩池浓缩, 然后泵提至混合池, 同时投加絮凝剂进行充分搅拌, 混合液经螺杆泵加压至螺旋离心脱水机脱水, 浓缩池上清液及滤液回用于生产, 脱水后的污泥膏利用螺旋输送机和切割机直接送至烧结配料皮带输送机, 与混合料混合利用。
3． 设计要点
3.1 污泥输送管路必须考虑冲洗系统和检修口, 以防止管路堵塞。
3.2 脱水机的选择是关键, 经过充分论证、比较和考察后决定采用螺旋离心脱水机作为污泥浓缩脱水设备, 螺旋离心脱水机具有以下特点: 进泥和出泥均为连续运行, 有利于污泥膏直接与烧结配料皮带输送机上的混合料混合; 脱水后污泥的含水率可以通过调整离心脱水机的转速自行调节, 便于污泥膏的制备; 便于自动化运行和清洁生产。
3.3 由于螺旋离心脱水机对进料介质要求较高, 故污泥进入脱水机后需进行充分搅拌, 尽量保证污泥进料基本稳定, 使脱水机稳定运行。
3.4 污泥膏投加前加切割机搅细, 均匀投加以便于烧结混料。
4. 主要建(构)筑物及设备
4.1 污泥浓缩池
污泥浓缩池采用地上高架式, 钢混结构, 尺寸为16. 0m @ 6. 5 m, 有效高度为3. 5 m, 浓缩池底部为污泥提升泵房、高压冲洗泵房、加药间和控制室。
4.2 污泥混合池
非标钢结构设备, 配用搅拌机功率为7. 5 kW。
4.3 卧式螺旋离心脱水机
4台。配用电机功率为45 kW, 转速为3 000 r/m in, 处理量为35m3 /h, PLC 控制。
4.4 螺旋输送机
2台。螺旋输送机圆筒直径为450 mm, 长度根据现场实际需要确定, 配用电机功率为0. 55 kW。
4.5 污泥切割机
2台。非标设备, 配用电机功率为0. 55 kW。
存在的问题及分析
轧钢污泥采用间歇方式输送, 污泥浓缩池进水负荷不稳定造成了浓缩池出水水质不稳定, 有跑泥现象发生, 针对这种情况,将轧钢污泥间歇输送方式改为循环回流连续输送方式。
2. 经离心脱水机脱水后的污泥膏直接送至烧结配料皮带输送机与烧结矿混合, 易产生扬尘, 扬尘粘附在污泥切割机出口造成堵塞, 必须人工定期清除, 还有待进一步改进。
3. 污泥处理系统与皮带输送机原采用联锁控制方式, 由于污泥处理系统开停机延时时间较长, 皮带输送机停机后脱水机仍有部分污泥排至皮带, 造成皮带上污泥膏堆积, 为解决该问题, 改自控为人工调度, 这给生产管理带来不便。
结束语：
冶金生产混合污泥经螺旋离心脱水机脱水制成污泥膏直接用于烧结混合配料的处理工艺是成功的, 该技术不仅改变了过去分质处理利用带来的生产管理复杂性, 避免了常规板框或带机脱水及污泥汽车运输造成的二次污染, 同时也给企业自身带来了巨大的经济效益, 是冶金污泥综合利用技术的一次革新。
参考文献：
[ 1] 苏允隆, 金俊, 王桂龙, 等. 马钢炼钢污泥直接配入烧结混合料系统的研发及使用[ J] . 中国冶金, 2004,( 6): 18- 21.
[ 2] 朱贺民. 马钢炼钢除尘污泥利用技术的开发与应用[ J]. 新技术新工艺, 2007, ( 6): 63- 65.
[ 3] 贺建峰. 济钢炼钢炼铁污泥的综合利用[ J] . 烧结球团, 2002, ( 5): 38- 40.
[ 4] 付清照, 赵艳. 八钢炼铁污泥综合利用分析[ J]. 新疆钢铁, 2001, ( 4): 9- 11.
[ 5] 李奇勇. 转炉除尘污水污泥处理利用技术实践与探讨[ J]. 冶金能源, 2004, 23( 3): 52- 54.
[6] 唐晓华,阚立群. 马钢三钢转炉污泥系统改造[J]. 冶金动力. 2000(05)
[7] 黄鸥. 污水厂污泥处理处置的思路与几种处理方法的应用[J]. 中国建设信息(水工业市场). 2009(04)
[8] 俞保云,孟志洁,潘旭霞. 污泥干化焚烧设备在热电企业的应用[J]. 中国设备工程. 2011(09)
[9] 汪晴珠,富成海,许宏林,王海龙,张兴武,张淑英. 赤城金矿炭浆厂实现含氰废水零排放[J]. 河北理工学院学报. 1991(01)