包鋼中水水質(zhì)特性分析及其在高爐循環(huán)水系統的應用研究

北方環(huán)境第23卷第3期2011 年3月包鋼中水水質(zhì)特性分析及其在高爐循環(huán)水系統的應用研究(包頭市環(huán)境科學(xué)研究院，內蒙古014010)摘要: 通過(guò)現場(chǎng)測試對包鋼中水水質(zhì)類(lèi)型及其用于高爐循環(huán)冷卻系統的現狀進(jìn)行了調查研究。確定了在現有條件下4#高爐循環(huán)冷卻水系統的水質(zhì)類(lèi)型為腐蝕為主,兼有結垢;包鋼中水為微量結垢和腐蝕型水質(zhì),隨著(zhù)濃縮倍數的增加逐步轉化為嚴重結垢型水質(zhì)。關(guān)鍵詞:包鋼中水;循環(huán)冷卻水 系統;結垢;腐蝕中圖分類(lèi)號:X703.1文獻標識碼:A文章 編號:1007 -0370 (2011) 03 -0090-03 ,The Reused Water Quality Characteristics of Baotou Steel Corp. AndApplied Research in the Water Circulation System in the Blast FurnaceHan Huan，Bai LanAbstract:The Type of the reused water quality of Baotou Steel Corp. and the status of the recirculation cooling water system of BF areinvestigated by field tests. The type of water quality of No.4 BF is mainly corrosive and microscaling, and is changing to a kind of seriousscaling water with the condensing.Key words : the reused water of Baotou Steel Corp. ; circulation and cooling system of BF ; scale; corrosion鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策目標規定,2005年噸鋼耗新水降至12t污水經(jīng)該工藝處理后,回用的中水水質(zhì)見(jiàn)表1。以下,2010年降到8t以下,2010年降到6t以下。在水資源消耗由此可見(jiàn),受總排污水處理廠(chǎng)處理工藝限制,包鋼中水水總量減少或者增加不多的前提下實(shí)現鋼鐵總量的適度發(fā)展,是質(zhì)硬度 、含鹽量、硫酸根、氨氮等指標偏高,制約了包鋼中水的包鋼(集團)公司打造新包鋼的重要目標?；赜弥泛褪褂梅秶?。因此,開(kāi)展包鋼中水的科學(xué)應用研究,從1包鋼循環(huán)水 狀況而提高包鋼工業(yè)用水的重復利用率,進(jìn)一步降低噸鋼耗新水的循環(huán)水在工業(yè)總用水量中占有很大的比例,一般循環(huán)水的用量是十分必要的。用量占企業(yè)用水總址的70% ~ 90%。2009年包鋼總用水量為總排污水加藥向1376156591噸,新水用量為76200284 噸，循環(huán)水量為1299956307 噸,循環(huán)率94. 46%。包鋼循環(huán)水系統分間接冷卻風(fēng)板隔懂提升象明+[ 預沉池]一混合反嚴也一抗淀池]中水回用水(包括敞開(kāi)系統和密閉軟水系統)和直接冷卻水。在間接冷卻水的敞開(kāi)系統中,冷卻水僅有溫度的升高、沒(méi)有受到污染,經(jīng)過(guò)間]=臺}= 5冷卻塔降溫后循環(huán)使用;循環(huán)冷卻水和空氣直接接觸,在空氣非放的氧化作用和蒸發(fā)損失作用下,水中各種礦物質(zhì)和離子含量也不斷被濃縮增加,從而造成循環(huán)水系統的結垢和腐蝕,為了維圖1包鋼總排污水處理工藝護各種礦物質(zhì)和離子含量穩定在某一個(gè)定值上,系統需定時(shí)排3包鋼中水回用中存在的問(wèn)題污并補人- -定 量的新水。而間接冷卻水密閉軟水系統中,冷卻目前,包鋼采用中水作為高爐循環(huán)冷卻水補水，可節約部水不暴露于空氣中所以水量損失很少,水中各種礦物質(zhì)和離子分新水用量。通過(guò)對包鋼總排污水處理廠(chǎng)的運行狀況,使用情含量一般不發(fā)生變化"。直接冷卻水與污染物直接接觸,水質(zhì)惡劣且成分復雜,直況及存在問(wèn)題進(jìn)行調研,并對中水目前的水質(zhì)狀況進(jìn)行測定，接冷卻水經(jīng)沉淀或旋流井除去雜質(zhì)后循環(huán)使用，由于消耗量大基本弄清了目前包鋼中水的水質(zhì)現狀,同時(shí)對其在使用中存在要不斷補，人新水。包鋼循環(huán)水的溢流和排放均排人包鋼總排的問(wèn)題有了一定的認識。目的是為將來(lái)擴大中水的使用范圍污水處理廠(chǎng),污水經(jīng)總排處理后一部分達標排放,一部分回用提供科學(xué)依據、并為今后的循環(huán)冷卻系統水穩靜態(tài)試驗、水穩焦化燒結、高線(xiàn)、煉鋼等單位代替黃河新水作為補水,節約了藥劑的選擇莫定基礎。目前,中水在使用方面存在的主要問(wèn)題是:大量新水。(1)中水回用率偏低,中水使用范圍受到很大程度的限制，2包鋼中水水 質(zhì)成分使用量達不到設計指中國煤化工目前,包鋼總排污水處理廠(chǎng)處理工藝流程如圖1。(2)缺乏對中水YHCN M H G水系統進(jìn)行90 NOTTHERN ENVRONMENT包鋼中水水質(zhì)特性分析及其在高爐循環(huán)水系統的應用研究韓環(huán)白嵐系統實(shí)驗研究的測定數據。如現高爐冷卻循環(huán)水使用中水,但結垢指數:未根據系統情況進(jìn)行回水補水率的實(shí)驗研究，以確定中水對高PSI = 2PHs - PHeq(2)爐冷卻壁的腐蝕、結垢程度,是否會(huì )對高爐的正常使用壽命造飽和PH值(PHe)的簡(jiǎn)化計算方法:成影響;如何使用才能達到最佳使用條件等。PHs= (9.3+A+B)-(C-D)(3)4包鋼中水 用于高爐循環(huán)冷卻水系統的可行性分析式中:A -總溶解固體系數;B-溫度系數;目前,包鋼中水已經(jīng)回用于包鋼4#高爐循環(huán)冷卻水系統。C -鈣硬度系數;為了解循環(huán)冷卻系統的水質(zhì),對4#高爐循環(huán)冷卻水供排水水質(zhì)D-M-堿度系數;進(jìn)行了測定,結果見(jiàn)表2。根據現場(chǎng)測定結果計算判定中水、高PH -實(shí)測值爐循環(huán)冷卻水系統的水質(zhì)類(lèi)型。平衡PH值( PHeq)的簡(jiǎn)化計算方法:4.1水質(zhì)指數分析利用穩定指數RSI、結垢指數PSI對中水及循環(huán)冷卻系統PHeq = 1. 465lg(M-堿度) +4. 54(4)式中:M -堿度-系統中水的總堿度的水質(zhì)作定性判定,主要計算公式如下:穩定指數RSI結垢指數PSI的判別依據見(jiàn)表3。穩定指數:RSI=2PHs-PH(1)表1包鋼中水水質(zhì)成分(單位:mg/L)項目FPHssCOD盼氟內容范圍4.83~12.077. 42~8.7231.0~94.044.0~ 108.00. 050 ~0.0947. 42~8.72，平均值8.118. 1250.6755.580.394Cr+PIs-氨氦總硬度0.01~0.05 0.05~0.264 0.309~1.282 0.24~1.0820.41 ~32.67370.7 -501.430.0230.110. 7660.5729. 12 _409.35MgZ*Clso2-含鹽量由Ca2*44.10-82.48 211.6 ~426.54285.5~397.2 987 -21997.42-8.72 44. 03 -99.6362. 93277.2340. 681358_ 3.43 _58. 68表2 4#高爐循環(huán)冷 卻水系統水質(zhì)現場(chǎng)調查結果第二次項目.進(jìn)口平均(mg/L)出口平均(mg/L)進(jìn) 口平均( mg/L)出口平均(mg/L)7.857.908.298.0039. 9821.6535.4336. 77NTU45. 4511.1010. 1577.4179. 16Mg?*26.9826. 2237.7536. 97CL-141.48142.46 .246. 22265. 83總堿度141.89139.26109. 70107.73304.37304.56379.11378.63SO:191.04189.25278. 80258. 53氨氮0.020.151.500.67TFe0.44 .304. 560.860.75IP0.120.210.09.TDS822.01250.001245.50SiO26.8418.0418.74水溫31C42心42C。根據中水的水質(zhì)和4#高爐循環(huán)冷卻水系統的水質(zhì)測定值表3穩定指數 RSI、結垢指數PSI的判別依據在濃縮倍數為1.5.2、2.5、3且不投加水處理藥劑的情況下分穩定指數 RSI結垢指數PSI析計算的穩定指數RSI、結垢指數PSI見(jiàn)表4。嚴重結垢4.2水質(zhì)類(lèi) 型的初步確定<結垢5.0-6.0輕度結垢根據表3的判定依據和表4計算的水質(zhì)指數可看出,包鋼=.穩定6.0~7.0微量結垢或扃蝕中水水質(zhì)類(lèi)型為微量結垢和腐蝕型水質(zhì);4#高爐循環(huán)水系統供7.0~7.5腐蝕顯著(zhù)水水質(zhì)類(lèi)型為輕微結垢型水質(zhì);排水為腐蝕型水質(zhì)。但隨濃縮嚴重腐蝕倍數的增加,逐步轉化為嚴重結垢型水質(zhì)。>6中國煤化工午的腐蝕YTHCNMH GNORTHERN ENVIRONMENT 91北方環(huán)境第23卷 第3期2011年3月民4 中水高爐循環(huán)冷卻水穩定指數RSI、結垢指數PSI判別穩定指數RSI結垢指數PSIPSI在不同的濃縮倍數的值T(C) RSI 值.判別1.01.52.0 2.5包鋼中水(2009)275.72輕微結垢6.205.244.593.63微量結垢或腐蝕-嚴重結垢4#高爐供水5.93 輕微結垢 6.09 5.19 4.55 3.58微量結垢或腐蝕~嚴重結垢4#高爐排水26.4扃蝕6.625.74 5.064.155.63 輕微結垢6.395.54 4.84 3.8642.腐蝕_6.97 5.33 4.88 4.73這說(shuō)明包鋼中水在目前的運行條件下對4#高爐循環(huán)冷卻鹽量硫酸根、氨氮等指標,最終擴大包鋼中水使用范圍,增大水系統腐蝕嚴重,即該循環(huán)冷卻水是腐蝕型水質(zhì),影響設備的其使用量。(2) 控制敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水的腐蝕。常用的方法有以下四使用壽命。5結論與對策種:添加緩蝕劑如鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽、鋅鹽等或復合緩蝕劑;提高冷卻水的PH值;工藝設備選用耐蝕材料制造;用防綜上所述,可得出以下結論:(1)根據測定的現場(chǎng)水質(zhì)參數理論計算,在現有條件下4#腐阻垢涂料涂數。因此,可根據具體情況確定緩蝕方法來(lái)提高高爐循環(huán)冷卻水系統的水質(zhì)類(lèi)型為腐蝕為主,兼有結垢。循環(huán)冷卻系統的循環(huán)率,使系統穩定運行。(2)通過(guò)現場(chǎng)調研，明確了總排回水為微量結垢和腐蝕型參考文獻水質(zhì),隨著(zhù)濃縮倍數的增加逐步轉化為嚴重結垢型水質(zhì)。這一[1] 鄭淳之,梅建. 水處理劑和工業(yè)循環(huán)冷卻水系統分結果為水穩藥劑的選擇提供了理論依據,為下一步進(jìn)行水穩試析方法[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000..驗奠定基礎。[2] 周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版提高包鋼中水使用量的對策:社,202.(1)可對包鋼總排污水處理廠(chǎng)處理工藝增設深度處理工[3] 《環(huán)境監 測技術(shù)規范).序。工業(yè)污水回用深度處理的方法包括:反滲透、電滲析、離子收稿日期: 2010 -12 -20交換法、活性炭吸附法、生物脫氮除磷等方法。根據包鋼中水作者簡(jiǎn)介:韓環(huán)(1971- ),女,高級工程師,主要從事環(huán)境水質(zhì)狀況,推薦采用反滲透法進(jìn)一步處理,以降低中水硬度、含科研、環(huán)境影響評價(jià)、環(huán)境工程設計等工作.(上接第77頁(yè))為能源利用的一-種方式,使農作物秸稈綜合利用率≥95%。4環(huán)境保護措 施4.6南城子水庫保護區內保護措施一級保護區內居民1609人在2011年前搬遷完畢。二級保4.1 過(guò)村段河道治理措施對蓮花鎮域內的四條主要河流葉赫河、王家河、糖坊河、保 護區規劃在源頭水源林營(yíng)造 30米寬林帶及水源保護區建設工安河拆除沿河違規建筑物、清理主河道、建設景觀(guān)橡膠壩、修筑4.7有機食 品基地建設工程漿砌石護坡完成河兩岸的亮化、綠化、美化工程。在兩岸栽植.喬木60000株;栽植灌木150000株，在其它17條支流人河口處規劃建設優(yōu)質(zhì)有機稻米基地200公頃專(zhuān)用玉米基地2333各建成兩側1000米小型石砌護城,并修建橋函和筑過(guò)村段河公頃 綠色水果基地33公頃綠色蔬菜基地533公頃綠色山野菜產(chǎn)業(yè)基地366公頃、人工管護榛子基地1733公頃、花生種植堤,總計34000米。4.2 畜禽糞便綜合利用措施基地100公頃。在養殖場(chǎng)、養殖戶(hù)中推廣污水處理新模式,改水沖圈舍為4.8 濕地工程建設和生態(tài)旅游工程干清理。實(shí)施集中式沼氣池工程建設,利用禽畜糞便、廢棄秸然生態(tài)景觀(guān)帶。在葉赫河人南城子水庫人口處建設濕地處理工程,建立自桿厭氧發(fā)酵,生產(chǎn)沼氣供取暖和蔬菜大棚使用，沼液、沼渣作肥4.9 村屯環(huán)境綜合整治工程料使用。建符合環(huán)保要求的防雨、防滲漏、防流失的儲糞發(fā)酵池,所儲糞便經(jīng)發(fā)酵無(wú)害化處理后還田?？山鉀Q畜禽養殖糞便10個(gè)村共建設環(huán)保衛生廁所4857個(gè),設置垃圾箱536個(gè),的污染問(wèn)題減少了化肥施用量,增加了土壤的有機含量。規垃圾轉運站 13個(gè)。健全農村垃圾收集、分類(lèi)運輸和處理系劃到2015年,在流域內建18個(gè)大型沼氣池，總容積3250m ,處統。 到2015年建成S個(gè)國家級環(huán)境優(yōu)美鄉鎮。理糞便總量15607噸,年產(chǎn)沼渣1795噸,年減少化肥施用量5 小結1795噸。通過(guò)對蓮花鎮實(shí)際調研和數據分析,找出了蓮花鎮存在的.3 農藥化肥污染控制措施污染問(wèn)題及影響水源水質(zhì)安全的環(huán)境問(wèn)題提出了有針對性的在飲用水源保護區范圍內,采取禁止或者限制使用含磷洗環(huán)境 保護對策，以期為飲用水源保護區污染控制提供參考。滌劑化肥農藥以及限制種植、養殖等措施。發(fā)展生態(tài)農業(yè)，參 考文獻推廣施用生物肥、有機肥和平衡施肥打樁.落實(shí)測土配方施肥[1]徐麗。 重要水源地浦城縣東風(fēng)庫區生態(tài)環(huán)境問(wèn)題措施，在全鎮范圍內實(shí)施規范化科學(xué)種田.改進(jìn)施用肥料的結構,破少化肥流失量。調整農業(yè)種植結構，加快建設農產(chǎn)品產(chǎn)及保護對策 ，亞熱帶本土保轉2008,17(2)。[2]劉震. 推進(jìn)生態(tài)修復加快治理步伐,中國水土保業(yè)帶、綠色農業(yè)和種養沼模式的生態(tài)農業(yè)。4.4 水土流失治理措施持,2004, (10).通過(guò)水土保持措施體系與工程措施進(jìn)行小流域綜合治理，[3] 張中杰。農業(yè)非點(diǎn)源污染來(lái)源及其防治措施.地下實(shí)現荒山綠化33公頃,栽植樟子松、落葉松共計300萬(wàn)株?！?.007,(5)98 -1004.5清潔能源利用措施收稿日期: 2011-01-19到2015年.在鎮域內建設4個(gè)秸稈氣化工程,也可將秸桿作者簡(jiǎn)介:呂興中國煤化士亞,碩士研究粉碎混入禽畜糞便有機垃圾等填人招氣池中，也是將秸桿作生,主要從事水資源偉fYHCNMHG92 NORTHERN EMVIRONMENT