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1 前言
國內軋鋼廠對軋鋼廢水中懸浮物(SS)的去除常采用三級處理。在(zài)軋製過程中,軋機的冷卻(què)水、衝洗水(shuǐ)等廢水,匯集在鐵皮溝中流入一次沉澱池(或旋流井),經初沉後,由泵打入二次沉澱池(平流池、斜板池或輻射沉澱池)處理,通過油水分離,再進入機械壓(yā)力過濾器(或高梯度電磁過濾器)過濾。其二級和三級處理後的泥漿水(shuǐ)送往(wǎng)汙泥脫水裝置,經汙泥脫水回收(shōu)。
該工藝主要(yào)問題是:工藝流程長,處理構築物占地麵積大,投(tóu)資費用高,汙泥含水率高,需汙泥脫(tuō)水裝(zhuāng)置(zhì)脫(tuō)水,不能連續作業。針對軋鋼(gāng)廢水中懸浮物主要是(shì)氧化鐵皮和鐵屑等(děng)磁性顆粒的特點,利用永磁分離裝置,使廢水中SS經過磁力分離(lí)後得(dé)到的汙泥含水率低,無需一整套汙泥脫水裝置,便能得到綜合利(lì)用。
2 試驗裝置、係統和結果
2.1試驗裝置
試驗裝(zhuāng)置(zhì)為連續式磁性(xìng)顆粒去(qù)除器。軋鋼廢水由進水口進入流體通道,廢水中磁性SS被(bèi)去除器本體內Nd-Fe-B永磁塊(kuài)組(zǔ)合體吸附在麵板上(shàng),隨磁塊移動(dòng)至****分離導向板(bǎn),由於(yú)SS在分離導(dǎo)向板(bǎn)上與磁塊組合體距(jù)離的增加,磁力減弱而脫離磁場且(qiě)經噴淋管衝洗後(hòu)被分離。處理後的廢水由出水口流出。
2.2試驗係統
在某鋼鐵公司型鋼分廠(chǎng)一次沉澱池(chí)的排水口設置水泵,將含(hán)氧化鐵皮和鐵屑的廢(fèi)水由水泵打入試(shì)驗係統,先進入流量箱,隨後進入模擬鐵皮溝,模擬鐵皮溝內設置旁通閥,使廢水進入連(lián)續式磁性顆粒去(qù)除器本(běn)體,將廢水中SS分離。通過測定各種試驗條件下進(jìn)出(chū)口廢水中SS的濃度,得出試驗工況下SS的(de)捕獲率。
2.3 試驗條件和結果
根據理論分析(xī),磁(cí)性懸浮顆粒的小捕獲粒徑比≥3πµhv/(kHwHnl)。
式中,μ-液體介質的動力粘滯係數;
h-磁通道寬度;
l-磁通道(dào)長(zhǎng)度;
v-磁通道內液體介質的流速;
k-懸浮(fú)顆粒的磁化係數;
Hw-懸浮顆粒所在的外磁場強度;
Hn-懸浮(fú)顆粒內(nèi)部磁場強(qiáng)度。
由此,進行一係列條件試驗,包括:
1)改變進口廢(fèi)水中SS濃度(dù)與捕獲率關(guān)係試(shì)驗。由於軋鋼周期試驗中進口廢水SS濃度在154~6090 mg/L範圍(wéi)變化,經處(chù)理後(hòu)出口SS濃度為68~350 mg/L,平均出口濃度為161 mg/L。當進口廢水SS濃度>1000 mg/L時,平均捕獲率為96%;當進口廢水SS濃度為500~1000 mg/L時,平均捕獲率為78%;進口廢水SS濃度<500 mg/L時,通(tōng)過改變磁(cí)通(tōng)道和(hé)處理水量,平均捕獲率達52%(見表1)。
表1 改變進口廢水中SS濃度與捕獲率的關係試驗結果
進口廢水SS濃度(mg/L)
進口廢水SS平均濃度(mg/L)
出口廢水SS濃度(mg/L)
出口廢水SS平均濃度(mg/L)
經一級磁性顆粒去除器處理(lǐ)
154~6090
867
68~350
161
經二級磁性顆粒去除器處理
88~390
154
8.4~76.8
46.2
2)磁塊組合體移動線速(sù)度影響(xiǎng)試驗。
3)調節流體通道寬度、流量、流速與(yǔ)捕獲率的關係試驗。
4)噴(pēn)淋強度對SS的分離效果試驗(yàn)結果表明,噴淋強(qiáng)度對SS的分離效果影響不大,一般在6~8 L/min範(fàn)圍內(nèi)。
5)磁塊組合體(tǐ)分(fèn)布(bù)密度影響試驗表明,試驗表麵(miàn)磁場強度>0.18T,磁性顆粒的捕獲率均(jun1)較高。
6)本體抬升角度影響試驗表明,抬升角度在(zài)35~55。為宜,在一定的流體通道下,流速大、處理水量大,捕獲率會下降。
3 軋鋼廢(fèi)水SS處理新工藝
在(zài)上述半生產性試驗基礎上,用二級連續式磁性顆粒去除器代替軋鋼廢水傳統三級處理中的旋流井(jǐng)、平流池和壓力過濾(lǜ)器等大型構築物及其(qí)汙泥脫水濃縮裝置。有廢水需要處(chù)理的單位,也可以到汙水寶項目(mù)服務平台谘詢具備類似汙水處理經驗的企(qǐ)業。
新工藝與傳統工藝相比,以年(nián)產螺紋鋼15萬(wàn)噸的某軋鋼廢水處理係統為例,按老工藝處理需投資320萬元,如按本文提出的工藝和設備處理,僅需100萬元,設備占地麵積比原來減少80%,廢水處理後循環率達90%以上。因此(cǐ)新(xīn)工藝具有投資少,占地麵積(jī)少,運行費(fèi)用低,無需專門的汙泥脫水裝置,可連續作業等優點。
4 結語
通過試驗證實,以連續式磁場顆粒去(qù)除器(qì)為主要處理設(shè)備的新工藝替代傳統的(de)軋鋼廢水三級處理工藝是可行的。第1級連續式磁性顆粒去除器(qì)放置於鐵皮溝中(zhōng),處理較大的氧化(huà)鐵皮和(hé)鐵屑;在第2級連續式磁性(xìng)顆粒去除(chú)器中,通過調整流(liú)體通道和處(chù)理水量,調整磁(cí)塊組合體結構,進一步處理(lǐ)廢水中的磁性SS,使其達標排放或經除油、冷卻處理後(hòu)循環使用。
連(lián)續式(shì)磁性顆粒去除器也(yě)能(néng)應用於機床潤滑冷卻液回收(shōu)係統中。
