锰铁高炉瓦斯污泥处理新工艺

前言

新钢公司具有三十多年镒铁冶炼历史，是我国最大的锭铁生产基地。三座255m3镒铁高炉每天产生文氏管洗涤污水600m3/h,洗涤塔及电除尘污水500m7h_。为有效控制污染源，该公司在多年运行实践中先后采用石灰、聚铁作混凝剂，使污水经平流沉淀池处理后实现了闭路循环。但平流池的底流污泥，则直接外排袁河。以日均两座猛铁高炉生产计算，排放的污泥量达19.2-38.4t/d,氰化物达220~560kg/d,对河水体造成了很大的污染。

鉴于锰铁污泥未找到合理的开发利用途径，对该污泥的最终处置只能是通过降低含水率，减小体积，以便运输和堆放。干化场是一种简单节能的自然脱水方式，干化场的脱水作用主要为上部蒸发。蒸发受自然条件的影响很大,气温高、干燥、风速大、日晒多的地区效果好，寒冷多雨地区效果差。新余地处南方多雨潮湿地带，污泥干化期一般在一个月以上。新钢公司过去釆用此法处理镒铁污泥，后因效果不佳和场地限制停用，改为直接外排。取经多年自然干化后的污泥进行化验分析，其含水率仍高达55.3%。故不宜釆用自然干化，只能利用机械设备强制过滤脱水。

2.0过滤机原理

过滤是固液分离过程中常用的一种方法，其原理为：流体通过过滤介质时，将悬浮于液体中的固溶物和胶体物截留在介质中，进而达到固液分离的目的。按照介质截留固溶物的方式又分表面过滤和深层过滤。表面过滤是指固溶物以滤饼的形式沉积宇过滤介质的进料一侧，一般这种方法多用来处理間溶物含量较高的悬浮液，如固溶物含量＞1%；深层过滤则是将固溶物沉积于过滤介质的内部，多用于处連固溶物含量＜1%的悬浮液。目前国内常用的几种污泥处理设备均属于表面过滤，如：真空过滤、板框过滤、带式压滤等。

3.0机理分析

含于物料中的水通常以三种状态存在：游离水、毛细水和化合水9游离水可用重力脱水方法脱去;化合水属于物质自身的结构水，在物质生成过程中以化合状态存在于物质内部，是物质的组成成分之一；毛细水则是包含在颗粒表面的细小缝隙和毛细管内的水。可知，料浆越细，毛细管的半径越小，毛细压力则越大；而湿润接触角越小毛细压力反之越大。料浆中大量的水分在毛细压力的作用下，聚集在颗粒间的缝隙之中，颗粒越小，其间隙亦越小，去除难度也就越大。根据实测资料，镒铁污泥性质见表1。

		有	色	冶金设
	表1	锰铁高炉瓦斯污泥化学分析
成份	SiO2	A12O3 CaO MgO	TFe	MnO
%	10.82	6.65 12.27 2.72 :	3.36	-17.97
	表2	锰铁高炉瓦斯污泥粒度分析
粒径，	mm	>0.246 0.246-0.175	0.1	75-0.147
%		10.67 6.67		5.33
粒径,	mm 0-	147-0.104 0.104~0.074		<0.074
%		13.33 10.67		53.33

从表中数据不难看出：镒铁高炉瓦斯污泥颗粒细小，污泥颗粒间的毛细管水、颗粒的吸附水及颗粒内部水含量在污泥中所含水份的比例大(45%以上)。故该污泥的性质是不易浓缩、不易过滤脱水。据了解，因处理难度大，目前国内镒铁高炉瓦斯污泥基本上是采取简易处理方法如渣滤法，或不经处理直接外排。

4.0工艺方案

结合新钢公司实际情况，对国内常用的几种污泥处理设备比较论证如下：

(1)真空过滤机

真空过滤机是利用真空泵抽气保持真空度将水份从污泥中分离岀来的过滤脱水设备。新钢公司生铁污泥处理采用的就是这种方式，但效果不是很好。由于镒铁污泥颗粒粒度小于生铁污泥，污泥饱和含水率又高于生铁污泥，为验证真空过滤效果，将镒铁污泥在真空过滤机上做过滤脱水试验，并与生铁污泥进行同条件对比。试验情况详见表3、。

表3锰铁污泥与生铁污泥脱水对比试验
样品	泥浆浓度，％	试验真空度mmHg	滤饼情况	含水率，％
锰铁泥浆	12.5	520	厚1.5cm不成型	75
锰铁泥浆	16.2	530	厚1.5cm不成型	72
生铁泥浆	12.0	520	厚1.3cm块状	38
生铁泥浆	14.5	510	厚1.4cm块状	36

试验结果表明：真空过滤机不适用于镒铁污泥。

(2)带式压滤机

带式压滤机是一种新型高效的污泥脱水设备。由上、下两组同向移动的辗和回转网带组成，先经重力脱水区去除料浆中的自由水和游离水，再通过施加机械力使网带两侧产生的压力差大于毛细压力而去除毛细水。与传统的表面过滤(真空过滤和板框过滤)不同，传统的表面过滤要求过滤介质的孔径小于或等于待滤料浆中固体物质的粒径；而带式压滤则是利用高分子絮凝剂能快速聚集固体微粒的机理，将细小颗粒凝聚成大絮团，再用孔径比待滤物料中固体物质的粒径大得多的过滤介质去过滤，以达到高效过滤的目的。其关键在于必须正确选用絮凝剂，形成大的絮凝体，进泥泥浆浓度要求相对较高。新钢公司现使用的絮凝剂为公司自产聚铁。根据污泥沉降试验，从平流池出来的底流污泥浓度为4%左右，经浓缩后泥浆浓度仅达13%左右，该泥浆浓度很难满足带压机对进泥的要求。

(3)厢式压滤机

厢式压滤机是一种间歇操作的污泥脱水设备，充气后通过橡胶隔膜可在短时间内将滤渣挤干，特别适合处理细、粘、稠的污泥。在转炉烟气净化污泥处理上已有成功经验。

综上所述.，优选厢式压滤机作为脱水设备。最后确定处理工艺流程如图1所示。

设计采用参数如下：沉淀池平均排泥量Q=80m³/h沉淀池平均排泥浓度4%,浓缩池直径8m,池深3m,容积150.72m³,沉淀面积50.24m²_。实际浓缩时间t=150.72/80=1.9、浓缩后污泥浓度11%~17%。厢式压滤机型号XMZG120/1000-L,进料压力0.25MPa，压榨压力0.4MPa,压榨时间2.5min_。平流池至浓缩池泥浆、浓缩池至压滤机泥浆均采用泥浆泵提升,DN100钢管输送。

该工程于竣工并投入使用，经过一年多的跟踪调査，反馈情况较好，滤饼含水率48%左右，获得新钢公司2001年度科技成果三等奖。

结论

• 采用厢式压滤机处理镒铁污泥工艺可行，效果好，有显著的社会效益和经济效益。
• 省略传统厢式压滤和处理工艺中污泥中间仓这一环节，技术上是一创新，实践证明可行，且能够降低运行及维修费用。
• 这一工艺的成功，填补了国内镒铁污泥处理的空白，可以在同行业中推广。

技术：188517-18517

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