1 工程簡介
1.1 煙氣凈化設施對用水的要求
給水水量：400m3/h·爐×2爐
給水水壓：0.4MPa
給水水溫：≤50℃
給水水質：懸浮物<100mg/l、PH=6.5～8.5、硬度<10dH
給水制度: 連續
1.2 煙氣凈化后排水的特性
排水水壓：無壓
排水水溫：≌62℃
排水含塵：～35g/kg
1.3 煙氣凈化污水處理系統工藝流程
1.4 新型污水處理設備設計參數
高架流槽采用鋼制圓底矩形流槽，B=800mm，i=0.015，v=2.20m/s，h/B=0.26。
粗顆粒分離機采用2臺，型號為CFJ-600，單臺最大處理水量Q=1332m3/h，轉速1.8～8.5r/min，功率N=11kW。
新型斜板沉淀池采用4臺，型號為XXXB-250，單臺沉淀面積為73m2，設計表面負荷q=3.3m3/m2·h，設計出水懸浮物≤100mg/l。新型斜板沉淀池無需螺旋輸泥機。排泥采用重力排泥，壓力水輔助沖洗。排泥能力0.8m3/min（含水率60～70%），壓力水壓力0.3MPa。
加藥裝置采用4套，分別為FYZ-2/10/2/50-1型粉體（PAM）加藥裝置1套，JYW-3B型液體（陽離子）加藥裝置1套，JYW-3A型固體（Na2CO3）加藥裝置1套，JYW-2H型液體加藥裝置1套，均配有溶解槽或配制槽、儲液槽、主要附件、計量泵或藥劑投加泵。
1.5 污水處理系統運行實測數據
目前兩座轉爐生產，實測給水水量810～880m3/h，給水水壓0.85～0.82MPa，給水水溫40℃左右。粗顆粒分離機分離出的粗顆粒為污水中總煙塵含量的18～20%(重量比)。新型斜板沉淀池進水懸浮物2000～3000mg/l（較少瞬時8000mg/l），出水懸浮物40～50mg/l（較少瞬時>100mg/l）。系統中投加了PAC凝聚劑和PAM助凝劑。
從以上運行數據看，該工程轉爐煙氣凈化污水處理系統設計是成功的，工藝流程是合理的，達到了設計的預期目標。但煙氣凈化污水處理在工程設計中被認為是鋼鐵廠所有污水處理難度較大的一種，主要是轉爐煙氣凈化污水的水質與冶煉鋼種、鐵水含碳量的高低、加料情況、吹氧強度、吹煉時間、煙氣凈化方式等因素有關，在轉爐冶煉和煙氣凈化過程中，污水含塵量、溫度、煙塵粒度等也就不斷變化而增加了污水的處理難度。因此要成功地做好污水處理系統設計，確定合理的工藝流程和設備設計參數，還要對主體工藝生產過程深入了解。
2 轉爐煙氣凈化主體工藝生產過程
2.1 轉爐煙氣的產生與回收價值
轉爐煙氣的產生主要來自轉爐的吹煉過程鐵水中碳的氧化而產生的大量氣體，在吹煉中還要加入造渣劑如石灰及冷卻劑等。一般設計參考資料上表明，轉爐煙氣中CO的含量約為70%左右，含塵量為金屬爐料的1～2%，其主要成分是FeO、Fe2O3，顆粒粒徑大部分為10～30μm。而CO可通過凈化回收成為可燃燒的轉爐煤氣，氧化鐵粉可送燒結廠作高爐原料或采用炭化成球法作轉爐的冷卻劑，這就是轉爐煙氣凈化與回收的主要原因。
轉爐煙氣凈化與回收既變廢為寶、回收能源，也是減少環境污染的重要措施。據國內生產實測數據，一般轉爐每煉一噸鋼，可回收CO含量60%左右的轉爐煤氣60nm3，含鐵量60%的氧化鐵粉塵10～20kg，蒸汽60～70kg。
2.2 轉爐煙氣凈化的方式
轉爐煙氣凈化的方式有燃燒法和未燃法。燃燒法是將煙氣充分燃燒后凈化放散處理。未燃法是設法用可以升降的活動煙罩和控制抽氣量的調節裝置，使煙氣在收集過程中盡量不燃燒或燃燒量處于低限，以回收煤氣，綜合利用。現在轉爐煙氣凈化的方式一般采用未燃法。
未燃法凈化與回收煤氣，不是在轉爐整個吹煉期都能回收，在吹煉初期即前燒期和吹煉末期既后燒期的數分鐘內，煙氣發生量少且CO含量低，回收時間只取中間的一段既回收期，前后兩段煙氣與一定比例的空氣混合燃燒后凈化放散。
未燃法產生的污水由于煙氣中CO2難溶于水，對污水PH值影響較小，但冶煉中加入石灰粉料，使PH值增高呈堿性，煙塵粒度相對較粗，污水呈黑褐色，難以沉淀。
2.3 轉爐煙氣凈化的過程
在轉爐煙氣凈化的生產過程中，文氏管起著降低煙氣溫度與除去煙氣含塵的作用，是主要用水點。一級文氏管也稱降溫文氏管，主要是蒸發降溫和除去較粗的塵粒，使煙氣溫度從900℃降至72℃。二級文氏管也稱除塵文氏管，主要是噴水霧化除去細塵和冷凝降溫，為滿足除塵風機的運行要求，煙氣溫度需從65℃降至53℃。
從以上敘述不難得出，轉爐煙氣凈化污水處理中必須解決的關鍵問題：一是污水中含塵量即懸浮物的去除，二是污水溫度的降低，三是水質穩定。
3 污水處理系統工藝流程探討
3.1 設置粗顆粒分離機的必要性
轉爐煙氣凈化污水中含有一定量的粒徑較大的顆粒，據有關資料記載，有些顆粒粒徑大于1mm。下表為污水中懸浮物顆粒粒徑組成分析：粒徑(μm) >100 100-60 60-40 40-30 30-20 20-10 <10 %(重量) 8 7 10 15 24 20 16
粗顆粒分離機運用先是在某工程中從國外引進，主要去除污水中懸浮物粒徑≥60μm的顆粒，表中這部分顆粒占15%以上，運行實測數據也證實了這一點。
當然，在有的轉爐煙氣凈化污水處理工程中沒有使用粗顆粒分離機，如黑龍江鋼鐵公司轉爐工程其實測出水懸浮物為50～72mg/l，處理效果也很好。但不去除粒徑≥60μm的這部分顆粒，將對后續沉淀設施增加了處理負荷，也增加了污泥脫水處理量，影響了沉淀設施出水水質和增大了污泥處理系統的運行費用。
 |
4、新型斜管沉淀器與傳統斜板沉淀器的優勢
從結構型式來說新型斜管沉淀器是由鋼結構組裝而成，優點是安裝時間短，而傳統斜板沉淀器是采用鋼砼框架結構，組裝時間長，難度大。
從組裝、安裝方面來說新型斜管沉淀器是單臺布置，整體性好。而傳統斜板沉淀器是組合布置整體性差，中間任意一臺檢修，旁邊兩臺的壓差使設備容易變形。
從設備基礎和土建施工方面來說新型斜管沉淀器只需做基礎至±0.100標高止，周期短、工作量小，而傳統斜板沉淀器需做基礎及框架結構，工期長、難度大、周期長、工作量大。
從設備安裝方面來說新型斜管沉淀器施工方便、工期短。而傳統斜板沉淀器施工困難，工期長。
從設備投資費用及建設工期來說新型斜管沉淀器一次性投資費用少，全年運行費用低，建設工期為1/4工期。
新型斜管沉淀器是采用無動力形式排泥，輔助設施只需電動閥門及壓力水。而傳統斜板沉淀器則需要螺旋輸泥機、氣提裝置、壓縮空氣、電動漿葉閥、電磁閥等設備，新型斜管沉淀器從而節省了電費及傳動機構維護保養等費用。傳統斜板沉淀器采用機械傳動，故障率高，漿葉閥、氣提裝置、電磁閥維護頻率高。
從設備排泥及事故排泥來講新型斜管沉淀器設備正常排泥時采用重力及壓力水排泥系統，干凈徹底，事故排泥時采用手動及自動及壓力水助沖系統。而傳統斜板沉淀器設備正常排泥時采用螺旋輸泥機，設備磨損大，輔助設施多。事故排泥時只設置放空，很難排空。
從細顆粒分離來講新型斜管沉淀器采用細顆粒分離系統減少了沉淀的污泥量及藥耗。而傳統斜板沉淀器無細顆粒分離系統，全部進入沉淀部分排泥量大、藥耗多。
從混合反應部分來講新型斜管沉淀器增加了一次、二次混和反應的時間，反應充分。而傳統斜板沉淀器只有一次進水槽簡單的混合反應，反應時間短且不充分。
從沉淀部分來講新型斜管沉淀器采用六角蜂窩斜管，各沉淀空間互不相干，提高了處理效果。而傳統斜板沉淀器采用涂塑蓬布作為沉淀斜板，抗老化性能差使用壽命短，且容易結泥變形。
從沉淀面積來講新型斜管沉淀器沉淀面積大于1.5倍以上，更利于分離沉淀，處理效果好，斜管斜長增長，更利于懸浮物分離。而傳統斜板沉淀器斜板沉淀面積小，易變形不利于分離沉降，處理效果差，斜板斜長短，不更利于懸浮物分離。
從清水集水系統來講新型斜管沉淀器采用周邊集水系統，出水更平穩，抗沖擊性能好，出水效果好。而傳統斜板沉淀器采用單邊集水，出水流速不一，抗沖擊性能差，出水效果差。
從沉淀區材質來講新型斜管沉淀器采用PPC乙丙共聚材質，不變形，使用壽命3～5年。而傳統斜板沉淀器采用PE涂塑蓬布，易變形，使用壽命1～2年。
從填料清洗來講新型斜管沉淀器斜管的幾何強度高、不變形、便于清洗。而傳統斜板沉淀器斜板無幾何強度、自身容易變形及結泥，不便于清洗。
綜上所述新型斜管沉淀裝置不難看出，無論是產品結構、處理水量、建設工期省50%以上、一次性投資費用省25%左右、動力消耗全年省、藥劑消耗省、輔助設施、設備維護、設備性能、處理效果等，都大大優于目前市場上的斜板沉淀器，是斜板沉淀器的更新換代產品。是真正解決轉爐除塵污水最有效，最成功的方法。
這種新型斜管沉淀裝置不僅在爐除塵污水具有很好的效果，同樣對于濁度在10000mg/L以下的洗煤廢水具有同樣的效果。
