纯氧顶吹转炉除尘废水的治理及其发展

纯氧顶吹转炉除尘废水的治理及其发展

杨磊

五矿营口中板有限责任公司，辽宁省营口市115000

摘要：二十一世纪环境问题将成为国际钢铁工业能否生存的仅次于成本的第二个因素，钢铁工业对环境的影响已经成为约束其发展的最重要的原因之一。我国钢铁工业竞争的日趋激烈，多年来钢铁企业产量大幅增加，产业结构得到优化，各项技术指标明显提高，尤其是吨钢的能源消耗大幅度降低。但是国内钢铁工业平均环境指标比世界先进水平有相当大的差距。环保理念薄弱，实施环保节能的层次低。许多钢厂仍未摆脱粗放的发展模式，需要特别强调科学的发展观。

关键词：转炉除尘废水，治理状况，技术的发展

一、转炉除尘废水的来源及其特征

转炉除尘废水是指纯氧顶吹转炉的除尘废水，是炼钢厂的主要废水。这种废水含有大量的氧化铁和其他杂质，悬浮物含量很高，且在每个冶炼周期不同时间段变化很大。另外由于炼钢时需投加石灰作造渣料，因此大量的钙离子进入除尘废水中，使之具有高PH值、高悬浮物、高硬度的特点，其处理难度大，费用高。转炉除尘水如不进行处理，直接排放不但对水资源是浪费，而且对环境和水体亦会造成严重污染，处理后循环使用，可节省水资源，具有极大的环境效益。

炼钢过程中的除尘实际上是个矛盾转化的过程。烟气中大量的灰尘，经过两级文丘管洗涤，使灰尘进入水中，造成除尘废水中含有大量悬浮物。转炉除尘废水中的悬浮物含量大约为3000-15000mg/l，废水中的悬浮物以氧化铁为主，废水的特性因炉气处理工艺的不同而不同。当采用未燃法炉气处理工艺时，除尘废水中的悬浮物以FeO为主，废水呈黑灰色，悬浮物的颗粒较大，废水的PH值大于9。采用燃烧法炉气处理工艺时，由于烟道内的CO与O2的燃烧反应，使FeO近一步氧化成Fe2O3，且其颗粒较细，这是由于在氧化过程中引起破裂的结果，不易自然沉淀，废水呈红色，PH值大于7，其水温也较高。

转炉除尘废水在洗气过程中，除蒸发浓缩法，水与烟气接触，必然捕集和溶解大量的固态和气态物质，如铁氧化物、CaO、MgO、CO2、SO2等。水中这些物质的含量和化学组成，不但随吹炼过程大幅度变化，而且还因各厂的具体情况不同而差异很大，这就造成了转炉除尘废水的复杂性及特殊性。

由于炼钢时要投加石灰作造渣剂，因此有大量的Ca2+进入除尘废水。Ca2+的增加，使水在循环过程中产生水垢，而水中的悬浮物则对结垢起了促进作用，造成除尘废水在循环过程中的不稳定性。

二、转炉除尘废水处理工艺

1.混凝沉淀-水稳定剂流程从一级文氏管排出的含尘量较高的污水经明渠进入粗颗粒分离器，将大于60微米的粗颗粒予以分离，沉渣送烧结，出水中加入絮凝剂后进入圆形沉淀池进行混凝沉淀处理，沉淀池出水加适量分散阻垢剂，以防止设备管道结垢，然后由泵送二级文氏管使用。沉淀池出水根据烟气净化对供水温度的要求，确定是否需设置冷却塔。沉淀池污泥用泥浆泵送污泥处理。这类流程的要点主要在于通过粗颗粒分离槽除去粗颗粒以防止管路堵塞。

2.药磁混凝沉淀-永磁除垢流程转炉除尘废水经明渠进入水力旋流器进行粗颗粒分离，粗颗粒经二次浓缩后，送烧结厂利用；旋流器上部溢流水经永磁场处理后进入废水分配池与聚丙烯酰胺溶液混合，然后进入斜管沉淀池沉降，其出水经冷却塔冷却后流入集水池，清水经磁除垢装置后循环使用，污泥经浓缩后由真空过滤机脱水，送烧结使用。

3.磁凝聚沉淀-水稳定流程转炉除尘废水经磁凝聚器磁化后，进入沉淀池，沉淀池出水中投加碳酸钠解决水质稳定问题，沉淀池污泥送过滤机脱水后送烧结。

三、转炉除尘废水治理状况以及存在的问题

我国的转炉除尘废水的治理，大多采用沉淀处理工艺，经处理后的水，大多数循环使用。由于对这种水的性质认识不足，一些钢厂没有采取水质稳定措施，使用一段时间后就发生结垢，从而被迫大量排污，总循环率很低，甚至有些钢厂根本不循环使用而直接外排。对于沉淀处理工艺沉下来的污泥，也没有污泥处理设施，大量排放造成二次污染。进入八十年代以来，国内科技、设计和生产单位经过不懈努力，特别是消化、吸收上海宝钢引进的国外技术，使我国的转炉除尘废水治理技术有了明显的提高。

从转炉除尘废水治理技术上看，国内先进钢厂的转炉除尘废水处理，大多采用混凝反应、沉淀池沉淀处理工艺；也有采用高梯度磁过滤工艺，对处理后的水循环使用。对沉淀污泥大多采用污泥浓缩处理等技术，并将处理后的污泥进行综合利用。

目前国内大多采用化学药剂处理，在水中加絮凝剂进行沉淀处理改善水质得以回用，但产生的污泥很难处理，因其含有大量的化学物质，同时会对环境造成二次污染，絮凝效果不佳，不会在很短的时间内进行回用，无废工业工艺处理有很好的发展方向。虽然在一定程度上减少了结垢与腐蚀，但是由于水质的不断变化，炼钢造渣石灰用量有时失控，质量差，造成废水硬度和碱度大幅度上升，设备与管道易结垢。化学药剂价格较贵，与物理方法相比，经济效益不是很好。

四、转炉除尘废水治理技术的发展

针对转炉除尘废水的特点，世界各国都在向循环供水、消除污染、综合利用、保护环境的目标迈进。炼钢厂的转炉烟气治理，普遍采用高效的两极文丘里洗涤器，除尘效率都在98%以上。用于沉淀废水中悬浮物的构筑物，过去使用的平流池，已逐步为立式沉淀池或辐射式沉淀池所代替，自然沉淀为混凝沉淀所代替。同时使用阻垢剂解决循环水结垢问题，从而真正实现封闭循环。由于转炉除尘废水中含有大量的具有磁性的氧化铁，采用磁处理技术会取得很好的效果。如我国江西钢厂采用高梯度磁分离技术进行转炉除尘废水的处理取得了较好的效果。上海宝钢、太原钢厂的实践表明，转炉除尘废水循环使用，可以不设置冷却塔，完全可以维护正常生产，不受水温的制约，这一点对节省基建投资、少占地和降低废水处理成本是十分有益的。

转炉除尘废水是一种污染较严重的工业废水，如不进行适当的处理既浪费宝贵的水资源又将对环境造成极大的危害。我们还要继续努力，不但要提高治理率，而且要研究开发高效、节能、降低成本的处理工艺和设备，向消除污染、综合利用、保护环境的目标迈进。

参考文献：

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