前言

新鋼公司具有三十多年鎰鐵冶煉歷史，是我國(guó)最大的錠鐵生產(chǎn)基地。三座255m3鎰鐵高爐每天產(chǎn)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(yùn)行實(shí)踐中先后采用石灰、聚鐵作混凝劑，使污水經(jīng)平流沉淀池處理后實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán)。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(chǎn)計(jì)算，排放的污泥量達(dá)19.2-38.4t/d,氰化物達(dá)220~560kg/d,對(duì)河水體造成了很大的污染。

鑒于錳鐵污泥未找到合理的開(kāi)發(fā)利用途徑，對(duì)該污泥的最終處置只能是通過(guò)降低含水率，減小體積，以便運(yùn)輸和堆放。干化場(chǎng)是一種簡(jiǎn)單節(jié)能的自然脫水方式，干化場(chǎng)的脫水作用主要為上部蒸發(fā)。蒸發(fā)受自然條件的影響很大,氣溫高、干燥、風(fēng)速大、日曬多的地區(qū)效果好，寒冷多雨地區(qū)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(gè)月以上。新鋼公司過(guò)去釆用此法處理鎰鐵污泥，后因效果不佳和場(chǎng)地限制停用，改為直接外排。取經(jīng)多年自然干化后的污泥進(jìn)行化驗(yàn)分析，其含水率仍高達(dá)55.3%。故不宜釆用自然干化，只能利用機(jī)械設(shè)備強(qiáng)制過(guò)濾脫水。

2.0過(guò)濾機(jī)原理

過(guò)濾是固液分離過(guò)程中常用的一種方法，其原理為：流體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，將懸浮于液體中的固溶物和膠體物截留在介質(zhì)中，進(jìn)而達(dá)到固液分離的目的。按照介質(zhì)截留固溶物的方式又分表面過(guò)濾和深層過(guò)濾。表面過(guò)濾是指固溶物以濾餅的形式沉積宇過(guò)濾介質(zhì)的進(jìn)料一側(cè)，一般這種方法多用來(lái)處理間溶物含量較高的懸浮液，如固溶物含量＞1%；深層過(guò)濾則是將固溶物沉積于過(guò)濾介質(zhì)的內(nèi)部，多用于處連固溶物含量＜1%的懸浮液。目前國(guó)內(nèi)常用的幾種污泥處理設(shè)備均屬于表面過(guò)濾，如：真空過(guò)濾、板框過(guò)濾、帶式壓濾等。

3.0機(jī)理分析

含于物料中的水通常以三種狀態(tài)存在：游離水、毛細(xì)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(zhì)自身的結(jié)構(gòu)水，在物質(zhì)生成過(guò)程中以化合狀態(tài)存在于物質(zhì)內(nèi)部，是物質(zhì)的組成成分之一；毛細(xì)水則是包含在顆粒表面的細(xì)小縫隙和毛細(xì)管內(nèi)的水。可知，料漿越細(xì)，毛細(xì)管的半徑越小，毛細(xì)壓力則越大；而濕潤(rùn)接觸角越小毛細(xì)壓力反之越大。料漿中大量的水分在毛細(xì)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(jù)實(shí)測(cè)資料，鎰鐵污泥性質(zhì)見(jiàn)表1。

		有	色	冶金設(shè)
	表1	錳鐵高爐瓦斯污泥化學(xué)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(shù)據(jù)不難看出：鎰鐵高爐瓦斯污泥顆粒細(xì)小，污泥顆粒間的毛細(xì)管水、顆粒的吸附水及顆粒內(nèi)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(zhì)是不易濃縮、不易過(guò)濾脫水。據(jù)了解，因處理難度大，目前國(guó)內(nèi)鎰鐵高爐瓦斯污泥基本上是采取簡(jiǎn)易處理方法如渣濾法，或不經(jīng)處理直接外排。

4.0工藝方案

結(jié)合新鋼公司實(shí)際情況，對(duì)國(guó)內(nèi)常用的幾種污泥處理設(shè)備比較論證如下：

(1)真空過(guò)濾機(jī)

真空過(guò)濾機(jī)是利用真空泵抽氣保持真空度將水份從污泥中分離岀來(lái)的過(guò)濾脫水設(shè)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(yàn)證真空過(guò)濾效果，將鎰鐵污泥在真空過(guò)濾機(jī)上做過(guò)濾脫水試驗(yàn)，并與生鐵污泥進(jìn)行同條件對(duì)比。試驗(yàn)情況詳見(jiàn)表3、。

表3錳鐵污泥與生鐵污泥脫水對(duì)比試驗(yàn)
樣品	泥漿濃度，％	試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果表明：真空過(guò)濾機(jī)不適用于鎰鐵污泥。

(2)帶式壓濾機(jī)

帶式壓濾機(jī)是一種新型高效的污泥脫水設(shè)備。由上、下兩組同向移動(dòng)的輾和回轉(zhuǎn)網(wǎng)帶組成，先經(jīng)重力脫水區(qū)去除料漿中的自由水和游離水，再通過(guò)施加機(jī)械力使網(wǎng)帶兩側(cè)產(chǎn)生的壓力差大于毛細(xì)壓力而去除毛細(xì)水。與傳統(tǒng)的表面過(guò)濾(真空過(guò)濾和板框過(guò)濾)不同，傳統(tǒng)的表面過(guò)濾要求過(guò)濾介質(zhì)的孔徑小于或等于待濾料漿中固體物質(zhì)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(jī)理，將細(xì)小顆粒凝聚成大絮團(tuán)，再用孔徑比待濾物料中固體物質(zhì)的粒徑大得多的過(guò)濾介質(zhì)去過(guò)濾，以達(dá)到高效過(guò)濾的目的。其關(guān)鍵在于必須正確選用絮凝劑，形成大的絮凝體，進(jìn)泥泥漿濃度要求相對(duì)較高。新鋼公司現(xiàn)使用的絮凝劑為公司自產(chǎn)聚鐵。根據(jù)污泥沉降試驗(yàn)，從平流池出來(lái)的底流污泥濃度為4%左右，經(jīng)濃縮后泥漿濃度僅達(dá)13%左右，該泥漿濃度很難滿足帶壓機(jī)對(duì)進(jìn)泥的要求。

(3)廂式壓濾機(jī)

廂式壓濾機(jī)是一種間歇操作的污泥脫水設(shè)備，充氣后通過(guò)橡膠隔膜可在短時(shí)間內(nèi)將濾渣擠干，特別適合處理細(xì)、粘、稠的污泥。在轉(zhuǎn)爐煙氣凈化污泥處理上已有成功經(jīng)驗(yàn)。

綜上所述.，優(yōu)選廂式壓濾機(jī)作為脫水設(shè)備。最后確定處理工藝流程如圖1所示。

設(shè)計(jì)采用參數(shù)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(shí)際濃縮時(shí)間t=150.72/80=1.9、濃縮后污泥濃度11%~17%。廂式壓濾機(jī)型號(hào)XMZG120/1000-L,進(jìn)料壓力0.25MPa，壓榨壓力0.4MPa,壓榨時(shí)間2.5min_。平流池至濃縮池泥漿、濃縮池至壓濾機(jī)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(jīng)過(guò)一年多的跟蹤調(diào)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(jiǎng)。

結(jié)論

• 采用廂式壓濾機(jī)處理鎰鐵污泥工藝可行，效果好，有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
• 省略傳統(tǒng)廂式壓濾和處理工藝中污泥中間倉(cāng)這一環(huán)節(jié)，技術(shù)上是一創(chuàng)新，實(shí)踐證明可行，且能夠降低運(yùn)行及維修費(fèi)用。
• 這一工藝的成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)鎰鐵污泥處理的空白，可以在同行業(yè)中推廣。

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