錳鐵高爐瓦斯污泥處理新工藝

2022/05/25 分類:解決方案 517

前言

新鋼公司具有三十多年鎰鐵冶煉歷史，是我國最大的錠鐵生產基地。三座255m3鎰鐵高爐每天產生文氏管洗滌污水600m3/h,洗滌塔及電除塵污水500m7h_。為有效控制污染源，該公司在多年運行實踐中先后采用石灰、聚鐵作混凝劑，使污水經平流沉淀池處理后實現了閉路循環。但平流池的底流污泥，則直接外排袁河。以日均兩座猛鐵高爐生產計算，排放的污泥量達19.2-38.4t/d,氰化物達220~560kg/d,對河水體造成了很大的污染。

錳鐵高爐瓦斯污泥處理新工藝-板框廂式隔膜壓濾機

鑒于錳鐵污泥未找到合理的開發利用途徑，對該污泥的最終處置只能是通過降低含水率，減小體積，以便運輸和堆放。干化場是一種簡單節能的自然脫水方式，干化場的脫水作用主要為上部蒸發。蒸發受自然條件的影響很大,氣溫高、干燥、風速大、日曬多的地區效果好，寒冷多雨地區效果差。新余地處南方多雨潮濕地帶，污泥干化期一般在一個月以上。新鋼公司過去釆用此法處理鎰鐵污泥，后因效果不佳和場地限制停用，改為直接外排。取經多年自然干化后的污泥進行化驗分析，其含水率仍高達55.3%。故不宜釆用自然干化，只能利用機械設備強制過濾脫水。

2.0過濾機原理

過濾是固液分離過程中常用的一種方法，其原理為：流體通過過濾介質時，將懸浮于液體中的固溶物和膠體物截留在介質中，進而達到固液分離的目的。按照介質截留固溶物的方式又分表面過濾和深層過濾。表面過濾是指固溶物以濾餅的形式沉積宇過濾介質的進料一側，一般這種方法多用來處理間溶物含量較高的懸浮液，如固溶物含量＞1%；深層過濾則是將固溶物沉積于過濾介質的內部，多用于處連固溶物含量＜1%的懸浮液。目前國內常用的幾種污泥處理設備均屬于表面過濾，如：真空過濾、板框過濾、帶式壓濾等。

3.0機理分析

含于物料中的水通常以三種狀態存在：游離水、毛細水和化合水9游離水可用重力脫水方法脫去;化合水屬于物質自身的結構水，在物質生成過程中以化合狀態存在于物質內部，是物質的組成成分之一；毛細水則是包含在顆粒表面的細小縫隙和毛細管內的水。可知，料漿越細，毛細管的半徑越小，毛細壓力則越大；而濕潤接觸角越小毛細壓力反之越大。料漿中大量的水分在毛細壓力的作用下，聚集在顆粒間的縫隙之中，顆粒越小，其間隙亦越小，去除難度也就越大。根據實測資料，鎰鐵污泥性質見表1。

		有	色	冶金設
	表1	錳鐵高爐瓦斯污泥化學分析
成份	SiO₂	A1₂O3 CaO MgO	TFe	MnO
%	10.82	6.65 12.27 2.72 :	3.36	-17.97
	表2	錳鐵高爐瓦斯污泥粒度分析
粒徑，	mm	>0.246 0.246-0.175	0.1	75-0.147
%		10.67 6.67		5.33
粒徑,	mm 0-	147-0.104 0.104~0.074		<0.074
%		13.33 10.67		53.33

從表中數據不難看出：鎰鐵高爐瓦斯污泥顆粒細小，污泥顆粒間的毛細管水、顆粒的吸附水及顆粒內部水含量在污泥中所含水份的比例大(45%以上)。故該污泥的性質是不易濃縮、不易過濾脫水。據了解，因處理難度大，目前國內鎰鐵高爐瓦斯污泥基本上是采取簡易處理方法如渣濾法，或不經處理直接外排。

4.0工藝方案

結合新鋼公司實際情況，對國內常用的幾種污泥處理設備比較論證如下：

(1)真空過濾機

真空過濾機是利用真空泵抽氣保持真空度將水份從污泥中分離岀來的過濾脫水設備。新鋼公司生鐵污泥處理采用的就是這種方式，但效果不是很好。由于鎰鐵污泥顆粒粒度小于生鐵污泥，污泥飽和含水率又高于生鐵污泥，為驗證真空過濾效果，將鎰鐵污泥在真空過濾機上做過濾脫水試驗，并與生鐵污泥進行同條件對比。試驗情況詳見表3、。

表3錳鐵污泥與生鐵污泥脫水對比試驗
樣品	泥漿濃度，％	試驗真空度mmHg	濾餅情況	含水率，％
錳鐵泥漿	12.5	520	厚1.5cm不成型	75
錳鐵泥漿	16.2	530	厚1.5cm不成型	72
生鐵泥漿	12.0	520	厚1.3cm塊狀	38
生鐵泥漿	14.5	510	厚1.4cm塊狀	36

試驗結果表明：真空過濾機不適用于鎰鐵污泥。

(2)帶式壓濾機

帶式壓濾機是一種新型高效的污泥脫水設備。由上、下兩組同向移動的輾和回轉網帶組成，先經重力脫水區去除料漿中的自由水和游離水，再通過施加機械力使網帶兩側產生的壓力差大于毛細壓力而去除毛細水。與傳統的表面過濾(真空過濾和板框過濾)不同，傳統的表面過濾要求過濾介質的孔徑小于或等于待濾料漿中固體物質的粒徑；而帶式壓濾則是利用高分子絮凝劑能快速聚集固體微粒的機理，將細小顆粒凝聚成大絮團，再用孔徑比待濾物料中固體物質的粒徑大得多的過濾介質去過濾，以達到高效過濾的目的。其關鍵在于必須正確選用絮凝劑，形成大的絮凝體，進泥泥漿濃度要求相對較高。新鋼公司現使用的絮凝劑為公司自產聚鐵。根據污泥沉降試驗，從平流池出來的底流污泥濃度為4%左右，經濃縮后泥漿濃度僅達13%左右，該泥漿濃度很難滿足帶壓機對進泥的要求。

(3)廂式壓濾機

廂式壓濾機是一種間歇操作的污泥脫水設備，充氣后通過橡膠隔膜可在短時間內將濾渣擠干，特別適合處理細、粘、稠的污泥。在轉爐煙氣凈化污泥處理上已有成功經驗。

綜上所述.，優選廂式壓濾機作為脫水設備。最后確定處理工藝流程如圖1所示。

錳鐵高爐瓦斯污泥處理新工藝-板框廂式隔膜壓濾機

設計采用參數如下：沉淀池平均排泥量Q=80m³/h沉淀池平均排泥濃度4%,濃縮池直徑8m,池深3m,容積150.72m³,沉淀面積50.24m²_。實際濃縮時間t=150.72/80=1.9、濃縮后污泥濃度11%~17%。廂式壓濾機型號XMZG120/1000-L,進料壓力0.25MPa，壓榨壓力0.4MPa,壓榨時間2.5min_。平流池至濃縮池泥漿、濃縮池至壓濾機泥漿均采用泥漿泵提升,DN100鋼管輸送。

該工程于竣工并投入使用，經過一年多的跟蹤調査，反饋情況較好，濾餅含水率48%左右，獲得新鋼公司2001年度科技成果三等獎。