粗颗粒分离机运用先是在某工程中从国外引进,主要去除污水中悬浮物粒径≥60μm的颗粒,表中这部分颗粒占15%以上,运行实测数据也证实了这一点。
当然,在有的转炉烟气净化污水处理工程中没有使用粗颗粒分离机,如合肥钢铁公司转炉工程其实测出水悬浮物为50~72mgl,处理效果也很好。但不去除粒径≥60μm的这部分颗粒,将对后续沉淀设施增加了处理负荷,也增加了污泥脱水处理量,影响了沉淀设施出水水质和增大了污泥处理系统的运行费用。
3.2沉淀设施型式的选择与污泥气力提升
去除转炉烟气净化污水中的悬浮物可采用竖流式沉淀池、辐射式沉淀池、斜板沉淀池。
竖流式沉淀池直径不宜过大,处理负荷较低,适应小水量处理,这种池型对水质、水量变化的适应性也较差,实际工程中一般较少使用。辐射式沉淀池耐冲击负荷,出水水质相对比较稳定,但处理负荷也较低,圆形池体直径较大,易受占地的限制,一般2个辐射式沉淀池中1个池子检修时,另1个池子要承担100%的处理水量,使出水水质下降。辐射式沉淀池沉淀下来的污泥含水率在80~95%之间,一般需经浓缩池浓缩后进行污泥脱水处理,显然增加了工程投资。从目前国内有关转炉烟气净化污水处理中采用这两种池型的运行情况看,处理效果均不够理想。
斜板沉淀池的基本原理是应用了浅池沉淀理论,具有停留时间短(一般为8min)、沉淀效率高(一般为98%以上)、沉淀面积小、适应原水水质变化范围大、便于维护管理等优点。斜板沉淀池外形为矩形,可单格或多格组合使用,有适应因处理水量变化而产生冲击负荷的承受能力。斜板沉淀池沉淀下来的污泥,其含水率一般在60~70%之间或更低,不需经过浓缩池浓缩,可直接送污泥处理系统进行脱水处理。对于改造工程,斜板沉淀池更有占地小的优越性。
对于斜板沉淀池的排泥问题,一直是实际工程使用中和工程设计时争论的焦点问题。在平炉改转炉工程中斜板沉淀池通过螺旋输泥机和气力提升器排泥并送到高位贮泥罐,经调试测定和实际运行已取得了良好的效果和经验。气力提升器所使用的压缩空气压力并不是越高越好,一般在0.4MPa即可,而污泥的提升量与所供给的压缩空气量有着直接的关系。采用气力提升可使斜板沉淀池的排泥达到自动控制的要求。
3.3烟气净化污水处理系统中是否设置冷却塔
转炉烟气净化污水处理系统中是否设置冷却塔是工艺流程设计中的重要环节。平炉改转炉工程中没有设置冷却塔,设计中考虑让污水在处理设备及构筑物中自然冷却来满足烟气净化给水温度的要求,从实测运行数据给水水温40℃左右看也的确满足了供水的要求,但在实际运行中加入了较大量的补充水。
某工程烟气净化污水处理系统中也没有设置冷却塔,但设计有调节池、大沉淀面积的辐射式沉淀池和大面积的敞开式吸水井。因为自然冷却是利用与空气接触,通过蒸发散热、对流传热、辐射传热等方式来降低水温的,采用自然冷却在工程设计中应详细计算。
转炉烟气净化污水处理系统中是否设置冷却塔,关键还在于烟气净化主体工艺中除尘风机对温度的适应能力,以及贮气装置对回收的煤气温度的要求。某工程中除尘风机和贮气装置对温度有较强的适应能力,平炉改转炉工程中通风专业主体工艺没有充分考虑实际运用设备的适应能力而参照了某工程的模式,出现了上面叙述的问题。从此也得出污水处理系统工艺流程设计的成功与否和深入了解主体工艺有着密切的关系。
目前,平炉改转炉工程烟气净化污水处理系统中正在考虑增加冷却塔的问题。在以往工程中设置了冷却塔,由于污水含尘量较大经长期运行后会发生冷却塔填料被堵塞而导致冷却塔不能使用的情况,现已设计出了无填料冷却塔解决了这个问题。
3.4烟气净化污水的水质稳定
烟气净化污水的水质稳定是满足烟气净化设施的用水要求和使污水循环系统长期稳定地运行必不可少的重要环节。未燃法产生的污水由于烟气中CO2难溶于水,溶于污水中的CaO多,使污水中硬度增高,而导致烟气净化设备和污水处理设备严重结垢,影响了生产的正常运行。 在烟气净化污水中,投加Na2CO3使污水中钙硬度保持在1mg-Nl左右,生产运行实践证明是达到防垢目的和保证水质稳定的重要措施,其化学反应式如下: Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH 2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O Na2CO3+CO2+H2O→2NaHCO3 Ca(OH)2+2NaHCO3→CaCO3↓+Na2CO3+2H2O 从上面的化学反应式可以看出,Na2CO3能通过直接和间接两种方式吸收污水中CO2,其本身只起中间作用,一次性投加就会有很好的运行效果。平炉改转炉工程烟气净化污水处理系统调试运行中根据系统总水量投加了Na2CO3,目前在系统中投加一定量的新型SN-103缓蚀阻垢剂,运行效果良好。 4设备的设置与设计要点
4.1粗颗粒分离机电机需变频调速
在平炉改转炉工程中粗颗粒分离机调试时,由于电机转速过快,无轴螺旋体与U形槽体间摩擦力较大,又因减速机斜装内部润滑油不充满,致使粗颗粒分离机不能正常运行及减速机摩损较大,且分离出的粗颗粒含水率高。
设计中曾考虑了粗颗粒分离机电机的变频调速,因工程投资问题被减掉。调试后,加装了日本YASKAWA公司的CIMR-G5A4011型电机变频调速装置,电压400v、功率11kW,生产运行正常。因此,粗颗粒分离机的电机必须有变频调速装置,且在运行过程中能更好地适应污水中含尘量及含尘粒径的变化。
4.2斜板沉淀池排泥总管的设计
在目前国内有关转炉烟气净化工程和平炉改转炉工程转炉烟气净化的实际生产过程中,实测污水中含尘量已达到金属炉料的3%或更高,这就说明斜板沉淀池中沉淀下来的污泥量已增加,排泥周期缩短,对一根DN100的排泥总管已不能满足实际生产运行的要求。平炉改转炉工程中已增加了一根DN100的排泥总管。
所以在以后类似工程的设计中应充分考虑烟气净化污水中含尘量的问题,这也是沉淀构筑物设计负荷确定的依据。
4.3供烟气净化设施水泵台数的确定
转炉烟气净化污水处理系统的处理水量宜按工程最终规模时的转炉座数考虑。相应为使对烟气净化设施给水水量及压力的供给稳定,应尽量采用一炉一泵的原则。为了满足烟气净化设施用水量变化的要求,可采取流量调节的措施。
5主要结论
水处理系统设计要对主体工艺生产过程进行深入了解,设计出的系统应真正对主体工艺的用水设施提供符合水量、水压、水温、水质要求的供水,并能满足其生产过程中复杂多变的状况。
转炉烟气净化污水处理系统中设置粗颗粒分离机是必要的,其电机应采取变频调速措施。对于实际工程,斜板沉淀池设计负荷的确定要充分考虑污水中含尘量占金属炉料的比例,系统中是否设置冷却塔要根据烟气净化主体工艺的要求来考虑。对处理系统还应做好相应的技术经济分析和比较。
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