连铸含油污水处理新工艺的研究

第２６卷第３期　２ｏｏ６年３月　工业水处理　

Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．３　

Ｍａｒ．，２００６　

连铸含油污水处理新工艺的研究　潘冠英　，李鑫刚　，彭晓敏ｚ，迪建东　（１．天津大学化工学院，天津３０００７２；２．天津化工研究设计院，天津３００１３１）　

［摘要】介绍了钢铁企业连铸系统含油污水（二次冷却水）处理的改进工艺，采用以化学除油器为核心的流程替代传　统的平流池的工艺。实际应用中可以起到除油和除尘的目的，克服了平流池工艺除油不彻底的缺陷，基本能够满足生产　的需要。通过对生产实际中发现的问题进行分析，指出了该工艺存在的不足之处，并提出了相应的改进建议。　［关键词］含油污水；连铸；水处理　［中图分类号］Ｘ７０３．１　［文献标识码］Ｂ［文章编号］１００５—８２９Ｘ（２００６）０３—００４８一Ｏ２　Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｏｆ　ＯｉＩ－ｂｅａｒｉｎｇ　－　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｉｎ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｐａｎ　Ｇｕａｎｙｉｎｇ　，Ｌｉ　Ｘｉｎｇａｎｇ　，Ｐｅｎｇ　Ｘｉａｏｍｉｎ　，Ｄｉ　Ｊｉａｎｄｏｎｇ。　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３０００７２，Ｃｈｉｎａ；２　Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｌｎｓｉｔｕｔｅ　ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００１３１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｏｉｌ－ｂｅａｒｉｎｇ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｉｎ　ｓｅｃｏｎｄ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｚｏｎｅ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ａ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｄｅｇｒｅａｓｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｒｅｐｌａｃｅ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｆｌｏｗ　ｂａｓｉｎ．Ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃａｎ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅ　ｇｒｅａｓｅ　ａｎｄ　ｄｕｓｔ　Ｏｖｅｒｃｏｍｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｈａｓ　ｈａｄ．Ｉｔ　ｍｅｅｔｓ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｉｌｙ．Ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ａｎｄ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅｉｒ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ．　Ｋｅｙ　ＷＯｒｄｓ：ｏｉｌ・ｂｅａｒｉｎｇ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　

连铸是连续浇铸的简称，是一种在国内外钢铁　行业得到广泛应用的浇铸工艺，连铸工艺的发展是　对传统炼钢轧钢工艺的巨大变革，它大大简化了生　产环节，提高了钢铁的收率，降低了生产成本。连铸　工艺的种类很多，目前工业上得到大规模应用的主　要是弧形连铸机，该工艺主要设备包括钢包、中间　包、结晶器（一次冷却）、结晶器振动装置、二次冷却　和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置和出坯装　置等，其工作原理参见图１。　＿　ｌ一钢包；２一中间包；３一结晶器；４一二次冷却和铸坯导　向装置；５一拉坯矫直装置；６一切割装置；７一出坯装置　图１弧形连铸机　—４８—　１连铸二冷区水质要求　连铸过程实际是过热的钢水冷却成型的过程，　过热的钢水进入结晶器后，钢水沿结晶器的周边逐　渐冷凝成钢壳，然后进入二次冷却区。在二冷区中与　喷嘴喷出的雾化水直接接触进行快速冷凝，通过二　冷区后经矫直最终凝固成型。从工艺过程不难看出，　除设备原因外，冷却过程进行的好坏直接影响到产　品的质量。尤其是二冷区由于循环水需充入空气后经　喷嘴雾化来进行冷却，对水质的要求比较高（一般要求　悬浮物质量浓度＜２０　ｍｇ／Ｌ，油质量浓度＜５　ｍｇ／Ｌ）．　否则悬浮物可能在喷嘴处沉积，影响二冷区布水效　果。从而影响钢坯的品质。二冷区喷淋冷却用水除部　分受热蒸发外，大部分经铁皮沟自流进入铁皮坑，由于　冷却过程中带入大量的铁皮和油脂，其中悬浮物质量　浓度可达到１　５００ｍｇ／Ｌ，油脂质量浓度一般为３０—６０　ｍｇ／Ｌ。最高可达数百ｍｇ／Ｌ。　２传统的二冷区水处理工艺　、　由于二冷水的回水水质较差。而供水水质要求　比较高．传统的二冷水处理工艺一般采用平流沉淀　

维普资讯 http://www.cqvip.com 工业水处理２００６—０３，２６（３）　潘冠英。等：连铸含油污水处理新工艺的研究　池作为沉降设备来除去悬浮物，同时在平流池上安　装除油机来除去浮油。以延长过滤器中滤料的使用　寿命。其工艺流程参见图２，对水质要求较高的还设　有专门用来除油的设备（如除油过滤器等）。该流程　过滤器的压力较大。需要定期检查滤料并及时补充，　以保证出水水质。　图２传统连铸二冷水处理流程　以上流程在一定程度上可以满足连铸二冷区对　冷却水水质的要求，但随着连铸工艺的进步和产量　的增加．该流程的缺点已经明显的显现出来。由于平　流池只能去除浮油（粒径５０—１００　ｍ）和部分分散　油（粒径ｌＯ～５Ｏ　ｍ），而对于粒径在１０　ｍ以下的　乳化油和溶解油则完全无法去除，经平流池处理后　水中油质量浓度仍可达到１０　ｍｇ／Ｌ以上，压力过滤　器的负担很大，过滤器的检修周期较短，滤料需要经　常进行补充。如果连铸车间发生漏油现象，平流池出　水含油量还会升高。从而使得大量的油脂进入过滤　器，可在短期内造成滤料堵塞、板结，严重影响生产。　同时由于平流池中污泥长期沉积，不全停产不能彻　底清理，而污泥中富含有机物，滋生大量细菌，即使　大量投加杀菌剂也不能彻底杀灭，给系统的长期稳　定运行带来很大的不稳定因素。　３改进后的二冷水处理工艺　改进后的二冷水处理工艺见图３，该工艺以化　学除油器为核心。较大的悬浮物和部分悬浮油在铁　皮坑中除去。大量的悬浮物和油类均在化学除油器　内以污泥的形式排出。压力过滤器只是作为安全措　施或者应急处理之用。　排蒋水　蒋泥　图３改进后的连铸二冷水处理流程　化学除油器的工作原理：利用絮凝剂将水中的　悬浮物和油类（浮油和乳化油）通过絮凝作用变成较　大的颗粒。然后通过斜管沉降后沉积在底部，处理过　的清水在上部溢流排出。沉降下来的油泥可以每天　一次或者几次从底部直接排出，排出的　由泥和污水　可以再次进入铁皮坑或者单独进行浓缩处理。　化学除油器的结构类似于早期的机械加速澄清　池，其内部可以划分为第一混合室、第二混合室、反　应室和斜板沉降室。无机絮凝剂（一般为聚合氯化铝　或聚合氯化铝铁）投加在第一混合室或者循环水进　入设备之前。经过充分混合后絮凝剂水解生成小絮　体，然后进入第二混合室；高分子絮凝剂（一般为除　油絮凝剂或者聚丙烯酰胺）投加在第二混合室，通过　架桥作用使小絮体快速长大。待两种药剂与循环水　充分接触后。进入反应室进行充分反应，在反应室中　絮体迅速增大，最终进入斜板沉降室进行沉降分离，　沉降下来的固体（油泥）在设备底部进行富集，并定　期排出进行进一步处理。　循环水通过化学除油器后，乳化油和主要悬浮　物都能有效去除，正常运行中，化学除油器出水的油　质量浓度可以稳定控制在５　ｍｇ／Ｌ以下，悬浮物质量　浓度可以控制在２０　ｍｇ／Ｌ以下。图４和图５分别为　某企业连铸车间二冷水处理中化学除油器和过滤器　出水的悬浮物和油质量浓度连续半个月的检测结　果。从图４、图５可以看出。正常运行时，压力过滤器　不必投入运行即可满足二冷区的水质要求。大大降　低了运行成本。也节约了大量用来进行过滤器反冲　洗的工业新鲜水。　

０５４１　０５４３　０５４５　Ｏ５—口７　０５加９ｎ５—１１　ｎ５一Ｉ３　ｎ５—１５　日期　

图４二冷水悬浮物浓度检测结果　

图５二冷水油浓度检测结果　（下特第５２页）　

—４９～　

一１．１．暑星　澄删岖∞∞　维普资讯 http://www.cqvip.com 试验研究　工业水处理２００６—０３，２６（３）　ＴＳ／（ｇ・Ｌ－　１　１２０—１３０　３５．０－４５．０　ｌ２．０－２０．０　４．５０－５．５０　０，９５￣１．１０　０．８８—０．９８　们　…：Ｈ　Ｈ盘　器　—　降／上浮，醴化）广—］（酸化）ｒ—１　广　（ｆＩ邑凝沉淀）ｒ１　滤）广—一　

Ｔｓ去除率，％　６６．５－６９．１　８５　６－８８．２　９４．５－９６．９　９８．９－９９．２　９９．１￣９９．３　不溶解的ＣＯＤｃ　质量分数　６７．９－７２．６　６４．５－６６．８　５４．６－５８．５　４１．２，４５．５　１９．２—２０．５　１８．１－２０．２　Ｂ／Ｃ　０．４９　０．５５　０．６１　图２各阶段ＴＳ、不溶解ＣＯＤ。质量分数和Ｂ／Ｃ　

４结论与建议　该固液分离系统可以使，Ｉ’Ｓ从１．２Ｘ　１０５～１．３×１０５　ｍ＃Ｌ降至８８０—９８０　ｍｇ／Ｌ，ＴＳ去除率达到９９％以　上。混凝固液分离设备运行良好，出水ＣＯＤ。为　４４００—５　０００ｍｇ／Ｌ。ＳＳ只有９６０　ｍｓ／Ｌ左右。不溶解　的ＣＯＤ。占总ＣＯＤ。的质量分数降至１８．１％～　２０．２％，Ｂ／Ｃ从混凝前的０．４９增加到０．６１。可生化性　明显增加。　通过混凝对猪场废水进行固液分离预处理的　研究还未见报道。我们把混凝固液分离的处理效果　与国内外文献报道　ｓ］的处理技术进行比较。可知　利用“初沉一隔栅一酸化一筛滤一混凝一过滤”这　一方法对养猪场废水进行固液分离的处理效果是　其他方法处理效果的２　３倍，运行费用较低。是值　得提倡的方法。　

［参考文献】　［１］胡纪萃．废水厌氧生物处理理论与技术【Ｍ］．北京：中国建筑工业　出版社。２００３：１７１—１８７．　［２］沈瑾，路旭，孙瑜．规模化猪场粪污水处理固液分离工艺及设备［Ｊ］．　中国沼气，ｌ９９９，１７（４）：１８—２Ｏ．　［３］杨朝晖，曾光明，高锋，等．固液分离一ＵＡＳＢ—ＳＢＲ工艺处理养　猪场废水的试验研究［Ｊ］．湖南大学学报（自然科学版）。２００２。２９　（６）：９５—９９．　［４］Ｂｅｍｅｔ　Ｎ　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ａｎａｅｒｏｂｉｃ—ａｅｒｏｂｉｃ　ＳＢＲ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｉｇ－　ｇｅｒｙ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ［Ｊ］，Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０００。３４（２）：６１　１—６１９．　［５］Ｍｉｌａｎ　Ｚ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｎａｔｕｒａｌ　ｚｅｏｌｉｔｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｅｒｏｂｉｃ　ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｉｇｇｅｒｙ　ｗａｓｔｅ［Ｊ］．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｗｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。　２０ｏｌ。８Ｏ：３７—４３．