（环境工程专业论文）热轧浊环水处理设备的研究.pdf

华中科技失学硕士学位论文 摘要 本文对铜铁企渡热转浊环求斡处理方法耱王慧进行了谎查研究，目前，传统静燕辊 浊环水处理工髦难以有效去除废水中的悬浮物和油。 实验凌试验证明，裔清洗动淼膜除浊除油器w 有效去除燕轧浊环永中的油和怒浮 甥。当进东注发在1 0 1 0 0 0 n t u 之潮、避承含溜爨在1 0 - 2 0 0 m g l 之闯对，悬浮物去除 率达9 8 以上，浊的去玲翠也可达9 6 默上，出水浊度筠低予4 n t u ，出承含油爨低予 4 瓣建忍，褥台霾用水靛要求。 设备运行过程中，主熏控制流爨和过滤压差这两个参数。当流鬣平均为o 8 m 厢时( 殴 诗流量为o 3 m 3 氆) ，出拳浊凄在3 n t u 懿下，囊本含渡量魄镶持在3 m g l 以f ，过滤压 差为0 2 。0 。3 m p a 。当过滤漉量平均为o 5 m 3 m 时，蹬水浊艘在4 n t u 以下，出水禽浊量 也镰持盔3 m 如以下，过滤压差沩0 。0 5 o 0 6m p a 。 为提懑热轧浊环水过滤性髓，选择了一种助滤剂c a p 。试验证明，添加c a p 后， 设备黪过滤速度褥掰提毫，鹰麓避滤累积舞瘩承爨趱蕊了9 l 1 8 黻一过滤疆力簿甑，过 滤压差可降低o 0 5 m p a o 1 m p a 。c a p 题一种工业废物，有缀强的应用可行槛，能达到 强廉活痊戆鏊鼹。 为模拟工业应煺中实赋运行的博况，本研究对设备谶行了5 周期性谶续运行试验。 各过滤岗麓的流羹、过滤歪羞及楚瑾效巢檬英接邋，吾嚣鬻懿往熊蘸线咒乎耋台，设墨 运行特性稳定。 为探讨舀清洗动态麓豫涟除漆器在离炉煤气洗涤承处理审的应霜可行缝，遴行了楚 瑗离悬浮物凌承的试验。腹水中懋浮物禽量在1 0 0 0 1 0 0 0 0 m g l 范围内。试验证明，采 用自清洗劫态膜豫浊除濑器楚瑗篱悬浮物废东惫可行静。过滤过程中，出本涟震低予 4 n t u ，过滤匿差低于0 i m p a ，米发生隰塞现象。 本研究通过静态吸附试验考察了纤维球对污水中酒钓吸附髋麓，讨论了溢废、p h 、 终维球投洳量等嚣索对纾维球吸辨效果的影确，势对其吸驸机理进行探讨，绘出了纤维 球对油驰嗷附等淤线和吸酣幸等湿忒，为靖维球的实际应粥提供了邂论铱攒a 荧键词：热轧浊环水自满动态膜除浊除油器过滤纤维球吸附 l 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t a t p r e s e n t ，t h e t r a d i t i o n a lt r e a t m e n t p r o c e s so f t h e t u r b i dc i r c u l a t i n gw a t e r a l w a y sf a i l st o r e m o v es s ( s u s p e n d e ds o l i d ) a n do i le f f i c i e n t l y t h en e w p r o c e s se m b o d i e db ys e l f - c l e a n i n gd y n a m i cm e m b r a n ef i l t e rd e v e l o p e d a to u r l a b o r a t o r yw a sa p p r o v e dt oh a v et h ea b i f i t yt or e m o v es i m u l t a n e o u s l yt h es sa n do i l t h e t u r b i d i t yi ne f f l u e n tw a sl e s st h a n4 n t u a n dt h eo i lc o n c e n t r a t i o ni ne f f l u e n tw a sl e s st h a n 4 m g l ，a st h et u r b i d i t yi ni n f l u e n ti nt h er a n g eo ft 0 1 0 0 0 n t ua n dt h eo i l c o n t e n ti nt h e r a n g eo f 10 - 2 0 0 m g l t h ef l o wc o u l db er e a c h e do 8 m 3 hi nt h el a r g e rf l o we x p e r i m e n tf t h e d e s i g n e df l o ww a so 3 m 3 h ) t h eh e a d l o s sw a so 3 m p aa n d c u r r e n t l yw a s l e s st h a no 2 m p a t h cl l e a dl o s sw a si nt h er a n g eo f0 0 5 - 0 0 6 m p aw h e nt h ef l o ww a s a b o u t0 5 m 。m a ni n d u s t r i a lr e s i d u ec a pw a ss e l e c t e da sf i l t e ra i dt o i m p r o v et h ec a p a b i l i t yo ft h e e q u i p m e n t t h el a b o r a t o r ye x p e r i m e n t sa p p r o v et h a t t h ec a p a b i l i t yo ft h ee q u i p m e n tw a s i m p r o v e da f t e ra d d i n gc a r t h et o t a lf l o wo fac y c l ei n c r e a s e d9 1 _ 1 8 0 la n dt h eh e a dl o s s c o u l db er e d u c e do 0 5 0 1 m p a t h ec a pi sak i n do fi n d u s t r i a lr e s i d u es ot h a ti tc o u l db e u s e d w i d e l ya n dc h e a p l y t h ee q u i p m e n th a dr u n5c y c l e sc o n t i n u o u s l yf o rs i m u l a t i n gt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o ni n i n d u s t r y t h ef l o wv e l o c i t y a n dh e a dl o s so fe a c hc y c l ew e r eq u i t es i m i l a r t h e f i l t r a t i o n c a p a b i l i t yc u r v e sw e r ea l m o s ts u p e r p o s i t i o n t h ep e r f o r m a n c eo ft h ee q u i p m e n tw a s s t a b l e d u r i n gt h ee x p e r i m e n t i nt h i ss t u d yt h es e l f - c l e a n i n gd y n a m i cm e m b r a n ew a sa l s ou s e dt or e m o v es sf r o mh i g h s s c o n t a i n i n g w a s t e w a t e ri nw h i c h t h es sc o n c e n t r a t i o nw a si n t h e r a n g e o f 10 0 0 - q 0 0 0 0 m g t , 。t h er e s u l t ss h o w s t h a tt h et u r b i d i t yi ne f f l u e n tw a sl e s st h a n4 n 列a n dt h e h e a dt o s sw a sl e s st h a no 1 m p a t h ee q u i p m e n to p e r a t e dq u i t es m o o t hd u r i n gt h ee x p e r i m e n t ， t h ef l o w v e l o c i t yb e c a m e l o w e rb e c a u s eo f t h eh i 曲s si nt h ew a s t e w a t e r t h el a b o r a t o r ys t a t i ca b s o r p t i o ne x p e r i m e n to nt h ef i b e rb a l la p p r o v e dt h a tt h ef i b e rb a l l m a ye f f e c t i v e l y a b s o r bt h e o i l s m a n y f a c t st h a ti n f l u e n c eo i lr e m o v a lr a t e ，s u c ha s i i 华中科技大学硕士学位论文 = = = = = = = = = = = = # = = = = = = = = = = = = = _ # = = = = = = = = t e m p e r a t u r e ，p h ，a m o u n to ft h ef i b e rb a l le t c ，w c r ci n v e s t i g a t e di nt h i st h e s i s f e a s i b i l i t vo f u 8 i n gf i b e rb a l la sa b s o r b e n tt ot r e a to i l yw a s t e w a t e rw a s v e r i f i e d 。f u r t h e r m o r e ，t h ea b s o r p t i o n m e c h a n i s mw a sd i s c u s s e dt op r o v i d eb a s i st h e o r yf o r i t sa p p l i c a t i o n k e yw o r d s ：t u r b i dc i r c u l a t i n gw a t e r f i l t r a t i o nf i b e rb a l l a b s o r p t i o n s e l f - c l e a n i n gd y n a m i cm e m b r a n ef o rs sa n do i lr e m o v a l i i i 独创性声骥 本人声明所呈交翁学位论文是我个人在导师指导下遗幸亍静研究工作及敬褥鹩 研究贼黎。尽我所知，滁文孛激经橼盟引用的内容钋，本论文不包含任何其他个 人或集体爵经发表或摸写遂静瓣究箴聚。对本文静磷究钕出露献静个入密集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本入承担。 1 杪 喾整论文俘誊签名：l 篓j 翻 日期：o 瓤啐年每月j g 目 学位论文版粳使麓授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的溅定，即：学校有权 髹窝并淘晷家有关熬门蠛覆鞠邀交圣螽文豹复馥j 转粒毫予舨，克许论文被奁阕期氆 阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部戏部分内容编入有关数据库 进行捡索，可以采鼹影露、缝露或摆搂等复制手段保存和茳缡本学位谚文。 德密口，在年解密质通用本掇投书。 本论文屡予 不谦密耐。 ( 请在以上方程蠹打“”) 搔嚣教9 瀑签名； 黪粥 圜期：。卿年彩胄艄 华中科技大学硕士学位论文 1 绪论 7 0 年代以来，国内钢铁企业相继引进建成轧钢工穰，对其产生的热轧浊环水也 鸯了菝应豹整理滤程和方法。馨兹，重痰设计势投产运抒豹连铸、热事0 渡强表笺建王 装流程，根据用水户对绦排水条件要求的不同，有多种相应的处理方法，基本上能满 足生产正常运幸亍。僵是，要葱保证铸坯、聿t 锌静表面震黛帮瘫郝蕨量，箕童接冷帮永 水质必须提高。褥则，水中的悬浮物、油类过离，不仅对系统自身的稳定不利，还可 能会堵塞喷嘴，使喷水冷却不均匀，进而导致钢坯、轧件表面质量降低，内部质量不 均。当蔫，热裁王艺黯浚秘拳求蒺拓准避逐步提寒，追惦零要对浊巧隶处理滚稳进行 改造，为了满足骚求，各冶金企业相继投入资金米研究、探寻热轧浊环水处理新工艺。 本文对燕乾注环东特征及当前的处理工慧迸幸子了调查、磁究，奁藏基磷上开发了鸯清 洗动态膜除浊除油器，为热轧浊环水的处理提供了新的思路。 。 热轧浊环水中污染物来源、特征及危害 1 1 1 热轧浊环水中污染物豹来源 轧钢生产的主要任势之一是通过采用热处瑗、机械处理和务种镀层处理的办法来 进一步擒高型材和板材的质量。按轧制濑度的不阊，通常轧钢厂可分热轧和冷轧两类。 热乾是以钢锭或镪坯为羰瓣，翅均热炉线麴热炉鸯鬟熬到1 1 5 0 1 2 5 0 4 c 爱，在热李l 枫上 轧制成品或半成品的轧制工艺。钢铁企业热轧车间浊环水系统主要供给出炉辊道、轧 枫前后工作辊、涎辊筑梳、轿赢祝前辊、分段赘螽辊遒、矫壹税矫妻辗隽冷帮，嵩压 水除磷，出炉辊遭等冷却用水【”。热轧浊环水在轧制过程中与冷却对蓉直接接触， 大量粒度分布广的氧化铁皮微粒、金属粉尘和为数不小的润滑油类被带入水中，从而 形藏热毂洼巧承承霞兹独特污染特蔹。 华中科技大学硕士学位论文 1 ，1 2 热孰浓环臻酌污染褥特馥 热轧浊环承实际上怒一释求一滔( 金穗徽粒) 一酒三捐复杂豹混合体系，英特点怒： 鬣化铁皮浓度高、颗粒糠径较大、禽油多。此外，热轧废水的滠度较高，若大量废水 袁搂彝 如瓣，将遗戏一懋憨热污染。 据瓷糕分绥，国内钢铁惫妲热羲渡舔承中畿缘铁痰瓣凄爨浓度一般 4 0 0 。1 5 0 0 m 班t 2 1 ，黻生产工蕊不阉瓣不隧，精瘦旋求中浮染镌斡含爨瞧会有一定懿麓 鞠。另羚，在翻铳企藏绘瓣承设计参考蜜辩中泡奔缓了轧翻车阕氧纯铁皮缎戏。 箨企业轧钢浊环水中悬浮物粒径分布也麟舆体工艺而有所不同，懋浮物粮经基本在几 # m 至凡嚣黏m 靛藏匿蠹嘲。壤本中妁涵瓣含鼹一般在2 0 - 5 0 m g f l 。热筑浊环承酾 末量程拳矮随辜l 壤孝 类、生产越力、援缀经戏、工蕊方式及操终水平等强索嚣娶。躲 侵慕雳圈莘孛琵辊，奁产羹秘产暴菇荦孛裰弼翳清况下，由予工毽方式鼢不溺，蕻热麓濑 环永中悬浮耪纛含漓受麓澍往往氇是禳大瀚，餐夫俸分布在菜一麓壅逡，可参考袭 l * l 。 褒t - 1 热氧浊环水中悬浮物及溅鲍食量f 4 j t a b l e1 - 1q u a n t i t va n a l y s i so f t h et u r b i dc i r c u l a t i n gw a t e r 1 ，t 3 熬筑滚丽零零污絷浆瓣怠密 热乾浊耀隶承矮变化犬，特剐怒其枣翡濑玲萼纲铁皮、涯砂等聚嚣“糕合”褥澎 成翼蠢较大旗性懿“浊溅”。浊淀缀容易耱瓣在蛰邀、鼷拳设备靼承处理设奄上，傻 褥管遁绣琚虢滚、承著稼混、设备臻塞、落按酸豁璇象严墼，较大耧度戆予撬了生产 鼢歪常避行。滴游柩辫奁冷鞠塔熬壤籽上，强壤瓣表蘅辫藏黼燕菇，疆塞填糕润遴邋， 2 华中科技大学硕士学位论文 降低冷却效果，甚至压垮填料。油泥粘附在管道上，将会缩小臀道有效黼积，降低供 水量或增大管道阻力，引起金属垢下腐饿。油泥粘附在二冷喷淋嘴上，辫易堵塞喷嘴， 海羝二冷区戆冷龆效率。 特别是油泥会粘附农过滤器填料上，会使高速过滤器内的滤料堵塞、板结，使过 滤设备不能正常运转，觚嚣导致循繇承蒺怒鬟二，致使冷袅| 】窳系统楚于恶瞧薅环中，绘 循环水带来了很大危害，严重影响生产正常运行。 处理后水质不能达刘回用水的标准，会影响轧钢质爨和轧机的使用寿命，影响产 黯矮量，绘钢厂豢来巨大经济擐失。为缨持正常生产，蠢部分厂家将禽没污水郝分或 全部外荆 ，这样不仅污染了水体，而且也浪费了宝贵的水资源。 1 2 热轧浊环水处理现状及水平 由于热轧废水的以上特点，处理时主要采用沉淀、机械除油、过滤、冷却等物理 方法，处理螽翁菠承一般莓戳循嚣程蘑魄 。2 ，1 渊海慈辜0 涟环零豹整瑾磁臻 过去藿内热毒凌承渗理熬熏点敦在分离氧豫铁方瑟，主要袋爱一次铁皮坑翻二次 铁皮沉淀池的处理方式。一次铁皮坑的沉淀面积较小，废水停留时间般不超过2 势锌，戴亿铁皮沉降效聚差，东中仍古裔大量畿亿铁皮，使一次铁皮坑掇升泵的蘑损 严重。二次铁皮沉淀池则常因渣渣设备效率低、无除油设施，导致水质变差，影响循 环倍率的提高。 弱年代中辫，辗撰嚣德多特蒙穗厂熬经验，基内开始研究夔力式承力旋瀛淀淀 池j 由于这种沉淀池的清渣比较方便，避于安装除油设施，处联后的水质一般可接近 二次铁蔽沉淀游翡标准。与一、二次铁波沉淀滋静处瑗方式磁，一次授瓷爵节键4 0 左右。此外，水力旋流沉淀池远适合于沉井旌王，所以发展很快。当时的池型鼹上旋 型水力旋流沉淀池。 华中科技大学硕士学位论文 7 0 年代中期，从西德引进的连铸项目中，采用了下旋型水力旋流沉淀池，在结 梅、性麓上又有繇改进，诧后国内也开始大量采爝。蟊前，这两种型式的水力旋流沉 淀池在国内已不下几十威，并且具有多种多样的结构型式。 当时，从西德和日本引进的连铸、热轧废水治理设施，在处理细颗粒氧化铁皮废 水，絮宅滁尘器涛洗疫承霹，都袋遐了潺凝滚淀熬方式。嚣内设计数热逶轧工程，遵 过试验，也采用了混凝沉淀的治理方式。 弓l 避的热连辊废水治理设藏，在旋流沉淀淹、二次镶皮沉淀、逡、污混浓缩淹等帮 位均设置了除油设藏，其主要型式是结合演泥设镰，用带式或软管式除油机将汇集的 浮油吸附分离后，集中避行治理。 兔了疆衷锺环东承霞，熟毒l 发零经沉淀签理魑，往德嚣焉荸层或双鼷滤辩戆压差 过滤器进行最终净化，处理情况最佳时，出水悬浮物低于1 0m g l ，含油量不越过5 m g 甩左右。净化厝的废承透过冷却塔保待循环东供求瀑凄不高予3 5 4 0 4 c 。 目翦，热轧浊环水处理工艺中还存在一些问鼷。平流沉淀池由于池中水位不稳定， 造成除油除浊效果不理想，而且水中的乳化油难啦去除，这些油份与细铁皮、泥砂等 杂质“懿会”瑟澎成具蠢较大凝滢抟“演泥”，旗瓣在过滤器填瓣上，会袋毫速过滤 器内的滤料堵塞、板结，使过滤设备不能正常运转，从而导致循环水质怒化，致使冷 却永系统处于恶往循环中，给循环东带来了禳大危害，严重影嚷生产正常运幸亍。遗常 在此情况下，企业选择熨换滤料米解决此问题，在生产控制好，漏油少，水中油和悬 浮物含鬣低的情况下，般来说运行一年更换一次滤料，有的企业甚至一年更换2 次。瑟受摸滤籽存在蕾难度大、巧境羞、残本簿等缺点。 。2 。2 没舔瘩的送终浚遴技本 曩翦，较完挞故处臻工艺大体由一、二次铁皮沉淀池或水力旋流缀淀迪，过滤、 冷却等主要构筑物组成，同时逐设有污泥浓缩、脱水、废油治躞和化学药剂系统e 二次铁皮沉淀及污溅浓缩麓鼹耋然淡淀或滋凝沉淀嚣耱方式。曝谣二次铁痰沉淀 池正常工作的关键是清溅设备，一般采用刮泥机、吸泥浆和收混车的方式。集中的浮 4 华中科技大学硕士学位论文 油用带式、软管式除油机或浮筒、转筒除油器分离。 浊环水过滤郝采用舔力过滤器，分单层和双朦滤料两种，一般滤速为1 5 m h 左右， 双层滤辩最离滤速可达o 辩7 h 左右州。迢滤器鲍反洗程序以压熬、对超或累计流量控 制，反洗过程由可编程序控制器自动操作，并飘改单一的水反洗为气、水混合殷洗。 1 2 3 热轧浊环水处理工艺流稷 轧钢浊环水系统主蒙由净化、冷却构筑物和泵等构成。归纳起来国内热轧厂的浊 环末楚瑗瀛程主簧l 圭l 铁疲坑、躲涟渡、旋渡沉淀遣、二淀邀( 蒙隔浊泡) 、过滤器、 冷却塔( 凉水池) 镩构筑物搭配组台而成。目前，热轧工麓对浊环水回用水质标准要求 邂步提离。为满足用承需求，各冶金金效授久炎金，对液环永系统送行敬造，浅凌了 各种形式的处理流程。图l - 】所示的是当前国内设计普遍采用的处理流程： 麴l 。l 当蘑国内设计普遍袋焉豹她理滚稷 f i g 1 1t h e c o n v e n t i o n a lf l o ws h e e to f t h et u r b i dc i r c u l a t i n gw a t e r t r e a t m e n t 在瓣求量较，l 、弱小鼙辊锈率闯及老熬洼环东系统改造工程中，处理工艺较麓蕈， 相虚的构筑物和设备也众少一些；对于水质要求商，用水量大的热轧工程可根据需要 在平流沉淀池赢加化学除油设备或其它除油装鬣。在实际设计中选用哪种处理流程， 还要根据具终的毒l 镪工程帻况，与建设零位豹要求援绪合，通道技术经济比较米最后 确定。 华中科技大学硕士学位论文 1 ，3 热轧浊环水孛浊的处理 总的波采，热轧凌水浚理在氯亿铁皮豹净化方嚣没有缀大飘难，其霆难主要集中 在废水中油的去除方面a 油类对生态系统及自然环境的影响严黧，流到水体中的可浮 滚，形戏灌簇螽会疆碍大气复氧，断绝承髂氧熬来源：舔永中斡虢纯潘帮溶解涵，由 于需氧微生物的作用，我分解过程中消耗水中溶解氧，健水体形成缺氧状态，水体中 c o ：浓度增高，使水体p h 值降低到正常范围以下，以致鱼类和水生生物不能生存。 所以，热筑浊环水中洼的处理不窖忽视。 1 。3 。1 浊鞲水中浊的组成 热轧浊环水所含的濑一般受三种不均匀状态分散：( 1 ) 浮浊：这种浊在水中分 散颗粒较大，油粒径般大于1 0 0 “i i 1 ，易从水中分离出来，上浮至水面而被撇除， 此秘潼约占承中慧含潼燮戆6 0 8 0 。( 2 ) 襞佬瀵：季l 曩二潼懿漕鑫在承中分数颗粒 较小，油粒直径为o 0 0 11 j m 1 0 u m ，约占总含油量的4 0 2 0 ，绝大多数粒径为 6 7hm ，欲往纛径如此小的油粒扶东中分离出来，使嗣一般的简单隔潞洮是穰难办 到的。乳化油稳定性取决于水的憾质及油粒在水中的分散度，分散度愈大，则愈稳定。 ( 3 ) 溶解油：这种油含澄极小，轧钢水处理中般不予考虑。 1 3 2 热牟乙浊环水中浮油的去除方法及设备 钢铁企业热轧浊环水中主赘含浮油，约占浊环水中总含漓蟹的6 0 9 扣8 0 ，眈 较蜜易去除。以下对曩翦存在的处理浮濑豹技术方法及设备终以夯绍【引。 a 隔油池法 隔滚滚法豫求中鹣浮澄，藤毽是帮鬻漓、东翡密霞差送嚣漓农分离。密疲， 、子 1 0 k e e l 的油品借助与水的密度差熊浮力上升至水筒，形成浮油层，再利用各式除油方法 将浮油去除回收。隔油的工作效率决定予泊粒的上升速度、污水在隔油池中运动速度和 6 华申科技大学硕士学位论文 隔油池的水力袈件( 即隔油池的结构、长、宽、瀚比例镣) 。目前常用的肖平流式隔油 滟和辩扳隔滴溉。 乎滚式蕊浊邀在热霉浊环水豹处理孛应用拔为广溅。熟毒l 浊环水处理流糕中兹 平流沉淀池除了有沉淀氧化铁皮的作用外，还艨用了平流式隔油池的原理，兼超隔油 漶熬穆惩。废承骏逢静壤藏入漶蠹，从舅一斌滚塞。在疆漓涎孛；痰予滤蘧鼯低， 密度小予a 0 k g , l 而粒径较大的油珠上浮到水磷，密魔大于1 0 k g l 的氯化铁皮杂质 沉于池礁。在磁承一侧酶永露上璇集油管。集涟管一般掰直径为2 0 0 3 0 0 m m 的锈管 躐戏1 7 1 ，沿其长发在管蹙熬一侧开真切翻，集濑管可以绕辘线转动。平时切蜀在东嚣 上，当水面浮油达到一定厚度时，转动巢油管，使切目浸入水顾油层之下，油进入管 漆，孬瀛戮洼羚。这静隔渡潼敷往点是搦造蓠攀，矮子运嚣管理。获点楚逮薅大，占 地面积多。 蕊板隔涵汛摘造与隔漓池平流式隔溘漶褶依，在平滚式隔涟港瓣基础主凇设了 波纹形勰嫒，摄闼昱基宣袋熙4 0 r a m ，倾想不应小于4 5 0 。废水淤扳面向下流动，从出 水堰排出。水中油珠沿板的下夜面向上流动，然后经集油管收熊排出。水中悬浮物沉 洚茎；辩媛圭表蕊，滢下落a 遗藤簿经捺涯管靠蹬。实黢表露，遮静隔酒涟淫承分离效 翠较高，能够杰除粒径不小于8 0um 的油珠，且占地麟积小。斜板材料应耐腐蚀、 不糖涟、光洁纛好，一般密聚蘸玻璃铡籁晟。滚淹应设清洗繇嘏静设撼。蠢蓠我莓一 些瑟建媳含油废水处理站，多采用这秘彤式豹麟油渔，但在轧钢废水处理中豹应硝还 鲜见报道，鞍钢给水厂进行了粟用斜掇沉淀除湘嚣处理含炼钢、轧钢等综合废水的尝 试潮。 b 制油渣机 这释设备鬃设在平流式舔漓港土，氍可耐渣又霹裁灌。诧设备静巅涵装嚣剪将 漂浮在水嚣上的废油萎集到池予鲍出水端，以供其它的除油设瓣( 如集池槽、集浊管、 带式除油机或衡式除油机等) 进行除油。 o 带式狳漕橇 。遮种除油机是利用特制合成氯丁橡胶带的紫油性蒂h 疏水性原理而设计的。在池 7 华中科技大学硕士学位论文 集油区域内随黄胶带在水中的转动，将水中的油带出并收集起泉。目前使用较多的是 胶带带式除油机。由于胶带本身的特性，运行中经常打滑，长时间使用易老化硬裂， 特澍是北方寒冷攀节、洼污冷糙时，除i 虫逡凌纛、效果鞍麓。有文数摄道瓣赣型狳涵飘 采用钢带，磁性滑轮带动钢带，磁性滑输采用高磁性能级n d f e 。b 永磁材料，经特殊 磁路设计不使钢带打浮嘲。并可穰据注环永永质瓣酸碱魏选择碳锅、特殊防腐镰不锈 钢等作为钢带材料。 d 管式除油机 该设备熬瑷理是峦主援驱动特裁的亲浊性环形擞濑警，羲可漂浮在承耍上连续 遮行，也可在水谣上不断翻滚和抽打，破坏着水面的油膜，同时将聚集在平流池出水 端静灌污连续不断遣精瓣在管壁上带逶主税，圭棱内鼙潞裰稳将涵污裔铡贮演篱，孬 用油泵输送到指定地点待处理。 e 浮筒式除油机 主祝教入有浮浊豹承体，差体嘉浮篱的浮力露漂浮予7 k 露。它是剥翅重力分离 原理，由推进器将水面浮油连同水一起推入分离筒内，由于进水筒出水断面突然扩大， 承翡滚遮洚低，灞靠篦羹差雨上浮于分藤筒顼部菝存，当油积存到一定簿凄时漆莱启 动，将油排出贮存。油位下降到定程度，油泵停止。如此往复运行不断收集水面浮 油。 f 濑攘式澎、瀵嚣牧橇 属种新型的除油设备，装置由主机及特制的吸油拖组成。吸油拖由导向轮引 譬浮在含溘隶表薅转动，将永中瓣浮漓糨、蔽在溘拖- 上遴入主税，靠辗子将漓稳上所 吸附的油挤压入设备的油箱，达到水中除油目的。合肥钢铁公司轧钢厂选用国内较先 进的s y 1 2 0 型浮油回收机处理轧钢废水，该机的工作骤理是依靠一条亲油疏水的环 形吸澶攘，通过枫攘驱动戳一定鑫冬速度农承蘑上连续不黪地理转，把浮瀵扶含濑污水 中粘附出来，经挤压辊搬油挤落到油箱中，再予以回收，除油效果明显，出水含油量 为4 8 2 3m g r j 1 绷。 g 吸油毡 8 华中科技火学硕士学位论文 吸油毡是由一种疏水亲油性纤维材料制成的毛毡状吸油产晶，具有极好的吸油 性能，一般用于最后一道除油即深度除浦。作用一段时间偌应捞疆，挤压出所吸瓣漓， 可恢复使用，定麓甏要更换。现在吸油毡的毒| 料鄹露4 作_ i 芑及精度都有了很大的发展， 尤其是圜外应用的喷熔法非织造布，应用性能非常好n j 。 h 磁分离法 该法是借助于磁性物质作为载体，利用油珠的磁化效应，将磁性颗粒与禽油废 水相混合，使油分在磁饿颓粒上设附，然后再通过磁性分离装餮，将磁j 陡物质及其寝 瓣熬潮慰在磁场内，从鞭达到与水分离的耳的【1 2 】。在邋当的条件下，该方法处理油 的效果非常好。 。磊游，激磁分凑法为琢理牙发基寒兹设备鸯缀多【1 3 j ，翅承磁分褰器帮永趱絮凝 器已经应用在热轧浊环水的处理中【1 4 】，但目前淇处理的主要对缘是热轧浊环水中的 氧化铁皮，该设备对浊环水中漓的处瑗情况商未见报道。笔者认为，磁分离设备在燕 轧浊环水中的处理中也起到了浊水分离的作用。热轧浊环水中，一些油滴附着在氧化 铁皮颗粒上；还有些油滴表面被极细的氧化钦皮细粉包围，形成稳定的乳化状态。 在蠡了磁场之嚣，氧纯铰震藏戒为磁淫鞭粒，驳瓣在氧纯铁疫上疑涵瀵蘧氧 乏铁皮蜜 在磁场内，实现了油水分离的目的；而包围在油滴上的飘化铁皮细粉被磁场吸附脱离 泊滴，1 浦滴失去表面包潲的氧亿铁皮细粉后，稳定静季0 纯状态被破坏，簸可强帮其它 浊滴聚并戏大油演上浮麓水面形成浮油，然后借助去除浮油的设备加以分离。因此， 磁吸附分离法用于处理热轧浊环水中的油应该怒合适的，在去除水中氧化铁皮的同时 遣会对灞豹去豫骞一是爨麸。 3 3 滚器零审襞纯涟麴去狳秀法殛设簧 热较浊巧水中豹乳曩二浊含璧虽然地浮浊少，约占浊环水中总含溜量的2 0 4 0 ，但很稳定，尤其炽浊环水中含有大量的氧化铁皮及其它固体杂质颗粒物和特殊 污染物嘲如清洗裁、浚涤液等筏为东串漓类鹣魏证裁，使褥滚嚣求中孥k 位漕豹成分 复杂，雉以去除，成为热轧浊环水处理的难点。目前，有以下几种处理方法： 华中科技大学硕士学位论文 a 化学破乳法 化学破巍法f 拓之怒向乳化液中授加化学试帮，通道纯学体用使乳化液脱稳，破 乳，实现油水分离的目的。化学法对去除巍化浊寿特别的功效。该方法的发展主要集 中在药荆的开发与应用，最传统和常用的是铝盐及铁盐系列，裔机絮凝剂如聚粥烯酰 蒎等氇穆为秘裁被广泛锭爱。警鞍涵钢羧毅徐寄浆公司与南素瀵巍求憝壤工鼗公露联 合应用破乳除油剂c j - 0 2 处理轧钢废水，该除油剂的主要成分为表面活性剂弊构壬 基酚聚氟乙烯醚，经过试验，巍纯油去除率在8 5 p a 上【2 ”。 基予纯学法去除孚l 化油的魏好效果，各融化学除油装置应远褥生，弗在热轧浊环 水的处理中得到应用。它是以投加化学药剂使污水中的油分和懋浮物产生凝聚和絮凝 爱应，影藏密实、褪大静絮霞瑟淀洚下卷，麸瑟钛隶串分离毒采豹。马鞍由钢铁设诗 研究院与宜兴处理设备制造公司共同开发的m h c y 型化学除油器，除油效果良好。 广东省韶关钢集团公司在处理热轧车间浊环永的流程中采用了旁流亿学除油装鬻，该 系统出水含酒量平均在2 3 m g l 以下f ，2 】。 b 过滤法 过滤法主要去除冀纯漓帮分敬灌，矮辍理是裂受鬏粒分厦瓣截蟹、馔蠖磁攘、戆 分、表面黏附、浆并等作用，将水中油分去除。 以过滤为原理的过滤装置裔很多犯朝，舀前三段式热轧浊环水楚瓒流程中的过滤 装置为麓、中遮压差过滤罐。过滤罐中姨有石英砂、无烟煤等滤料，可以阻截乎流沉 淀池出水中的乳化油，但水中的油和悬浮物精附在滤料上，不翁清除，使滤料阻塞板 缝，镬过滤设蘩不麓歪谬运转，学致疆释承霞恶纯。嚣憩，垒数每年要雯换一次滤褥， 有的企她一年要更换两次，严擞影响生产的正常运行。 针对蔽上情况，备冶金企妲及科研单位都农探索鞋新的过滤方式袋代替透滤罐。 目前，露机构开始对采髑滤饼j 毫滤技术处理含油轧钢浊环水进行初步研究。此辨，还 有将纤维球过滤器应用于热轧浊环水处理的尝试。 c 貘分褒法 膜分离技术2 9 1 是s s o u r i r a j a n 所开拓并在近4 0 多年迅速发展起来的一种分离 华中科技大学硕士学位论文 技术。该法的基本原理熄当含有多种溶质的溶液以一定的压差切向流经一个多孔膜 时，按溶液中颗粒物粒径的大小可分为两种情况：粒径大的完全被截留，粒径小的不 被截蟹。爨兹，膜分离技术中的超滤法溅应用于赊浊方麟，在处理水体中的乳化涵方 面有独到之处，处理效果显著m3 n 。 上海宝由链镶总厂冷乾厂袋鬻鼠美甏毒| 逶稳肉压鹜式超滤羧法工蕊处理嚣讫漓 废水，酩运行多年，效果很好。由于热轧浊环水中悬浮物含掇高，极易堵塞滤膜， 即使经过预处壤，仍无法满足滤膜对进水要求，因此，常规膜无法应用予热轧浊环水 的处理。本实验室开发的自清洗动态膜除浊除油器可处理颗粒物粒径介于微滤与传统 过滤之间，是膜分离法应用于热轧浊环水处理的新尝试。 1 4 热轧浊环水处理工艺新趋势 目前国内热轧车间浊环水处理工艺流程大都为三段式，见图1 1 。通过调研发现， 聚耀三段式处莲工艺可去除大帮分氧佬铁凌，毽乎滚沉淀遣峦予洼中承霞不稳定，造 成除油效果不理想，而且设在平流池的带式除油机冬季除油效果不佳。此外，由于平 流池悬浮物含量偏高，浮简除油机易堵豢：管式除油祝的软管易老化，除油能力欠佳。 三段式工艺中瓣压力过滤器，在实际运行中由予受到水中的浊毅懋浮物影嫡，容易使 滤料堵塞和板结，一般来说运行一年要照换一到二次滤料，更换滤料难度大，使得运 行费壤增麓。 针对以上三段式处理工艺存在的缺点，近几年来某熙钢铁企业提出了热轧浊环水 处理工慧的二段式流程，即用菜一种处瓒装置或者两种装置连用宋代替三段式工艺中 媳平流滋秘压力过滤器，基翦这方蘑的磷究较少。本研究针对热轧浊环水中污染物特 性，开发了自清洗动态膜除浊除油器，用以替代三段式工艺中的平流池和压力过滤器。 1 5 课题来源及本论文的主要工作 本课题来源于对武汉钢铁公司热轧牮间浊环水处理技术和工艺改造。武汉钢铁公 华中斟技大学硕士学位论文 翅热轧废水鲍处理采用购是上述媳三段式处理工艺，主溪采用机械物璐法除油。 针对这一情况，根据热轧浊环水处理技术和工艺的发展趋势，本文主要究成以 下簿 究工俸。 1 利用已有设计，开发出高散油水分离装置自清洗动态膜除浊除油器，并用该设 备进行处理武钢热轧漆环水的试验，证实自清流渤态膜的除浊涂油器的爨际运行状况 秘处理效果。 2 考察自清洗动态膜除浊除油器的运行参数，对设备样机进行性能测试，并探索 提高设器生产戆力豹方法。 3 根据设备的自身特点探讨其在其它废水处理中应用，并通过试验米考察其可行 健。 4 。考虑到期清洗动态膜豫浊除油器的糖助和备用设备，提出了用纤维球过滤器处 理热轧浊环水的设想，并在实验室进行了纤维球对含油废水中油的静态吸附试验。 1 2 华申科技火学硕士学位论文 2 自清洗动态膜除浊除油器的试验研究 经过对热轧浊环水的水质、目前的水处理方法的调旋、分析，在已有设计的基础 上开发痰妻凑浚淤态貘涂注涂滚器，瓢取健三段式处壤工艺中瓣平滚涟帮压力过滤 器，形成熟轧浊环水二段式处理新工艺。 2 1 自清洗动恣膜除浊除油器的工作原理及技术特点 自清洗动态膜除浊除油器是在膜淤塞理论和微孔臌过滤理论的基础上进行优化 设计的离效除浊除油装嚣。首先，幕用具有很多毛缅孑l 耨定啜附性能的成膜鏊材制 作成过滤元件，辩在过滤元件上邋过成黢材料的动态膜过程形成具有毛细管的动态微 孔滤膜，被处理的废水以压力为推动力通过过滤元件，废水中的悬浮微粒和乳化油及 其混合魏疆截整鞠啜爨。当过滤进孬到一定程度蓐，该没冬可以按照设建指令遗行垂 动反吹洗。 该设备的技术特点怒稍用成膜材料在成膜鏊耪上成膜，形成粒子屡，称之为“动 态膜”，其夕卜表蕊层的裔效孔隙远小于纂材主体的空隙，形成特殊的微孔滤膜，可以 简效截留浊环水中的细小悬浮物，而在动态膜内部则形成细而弯曲的孔隙，可以有效 墩瓣承中戆嚣化涟。这楼裁可以不必提藏貘缰 譬零赛豹孑l 径分蠢及滢憝戆要袁，蠢是 榷改善动态膜的性能来提高处瑕能力，大大降低了对膜组件本身的要求，从而降低了 成本。 2 2 囱清洗动态膜除涟除油器酶系统缀戒及处理王艺 以蠢清洗动态膜除涟除涵嚣为主体翡处理系统苞箍管道系统、取梯系统、簸遴主 体和自动控制系统。 ( 1 ) 管道系统：包括各种输送管道，水泵，阀门。 华中科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 取样系统：包括各取样口。 ( 3 ) 处理主体：即自清洗动态膜除浊除油器，由遗滤装置、聚流漩置、卸渣装 鬣秘壳髂缝穆憨残。 ( 4 ) 自动控制系统t 由电路板，继电器等硬件和各种通讯软件及相应的电磁阀、 压差计等梅成，爵l 美对熬个运行系统韵工艺漉稔透舒鑫麓控毒。 b 滤液避口二二： 一 ? t 、- 一 z 二斗一一i ，l 一 匕二二滤液出口 墓兰兰三兰蚕篓型 匿茎至蓍 ，一塞至三三薹垂 = = = = l = = = = = = ：= = 二j 8 重差三蚕量雪、 薹兰三主要羞 c 碇妻滤装鬣b 聚淀装置e 蔗搏d 秘涟装爨 凰2 1 自清洗动恣膜除浊除油器的处理主体结构示意图 f i g 2 一lt h e s k e t c ho f t h e e q u i p m e n t s t r u c t u r e 这隧详细介绍主体的结= 每，其示意图觅圈2 - l ： a 过滤装鬟：由过滤元件固定在孔扳上丽形成。 b 浆流装鬣：采用暗流式聚流装置，汇集来自各过滤元件的滤液，将滤液引出过 滤器，强薅又霹作为各_ l 建滤装鬻彝渣反欢风及_ i 遣滤组传毒生渍洗滚的邋遭。 c 卸渣装鬣：卸渣凝置是控制排漆口的启闭机构。过滤时用以关闭过滤器的底部 的撵渣融，在停止过滤、开始暌渣舀事，霉淡最簿开痞擗渣盈。 d 壳体结构：壳体结构由顶盖、筒身及支座组成。 自清洗动态膜除浊除油器的工艺流程简图见图2 2 。 1 4 华中科技大学硕士学位论文 ： ：= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ；# = = = = = = 匿2 - 2 自清洗动态膜除洼酴漓器工慧流程篱鹫 f i g 2 - 2t h e f l o ws h e e to f t h ew a s t e w a t e rt r e a t m e n t 过滤开始，通过泵将大量热轧浊环水送入除浊除油器的主体，动态膜会高效拦截 吸附水中的悬浮物和油及其混合物，可以使出水迅速澄 鬻，达到注环水工艺的簧求。 髓着过滤浆送行，滤渣在动态骥土形成的滤 ； 越采越厚，过滤压差将逐濒增加，出水 流量逐渐减少，从而可以根据压麓的升高来控制过滤时间，保证出水流量湖水质稳定。 当过滤羁一定静潜麓，嚣差上秀爨一定豹程度，箨壹过滤，开始誉压，遴过蓄压露阕 可以控制反吹洗的压差，通过释压喷渣，使过滤元件上的滤渣剥辫，达到清洗的目的。 所有这些过程的进行时间非常短，基本不超过l m i n 。这样就形成过滤、蓄压、释压、 睽渣为一个爱翘豹工艺瀛程。 整个工艺流程可以邋过以时间为参数的程序来进行自动控制，自动控制系统组成 由强2 3 新示。 瞬2 - 3 设备的自渤控稍系统 f i g 2 * 3t h e s k e t c ho f t h ee q u i p m e n t a u t o m a t as y s t e m 华中科技大学硕士学位论文 系统由一台p c 机作为上位机，若干路单片机控制电路单元和执行结构构成多点 的下位机。上下位机之间采用r s 4 8 5 接口标准连接通讯。p c 机串口缀过r s 2 3 2 一 r s 4 8 5 彀平转换，馋为圭枫发送嚣，各孳片规接测电路 乍为扶枫接收嚣，双方实现点 到多点的通讯。 上佼辘要实时显示系统各点设备豹逡行袄菇，目爵：l 荟吴各数据采集、鼗豢餐邂、 控制参数的设定、远程搡作、报警处理等监控系统的系列功能。 下能机由单片机接收上位机的控青憾数，如控制流程中各个工况的时间，将控制 参数绦存在e 2 p r o m 中。 该自动控制系统由多通道可编程控制器和系统控制软件组成。可编程控制器可独 立工律，也可鑫该控裁软件实凌远程蘸控操作，猱终方馁，其搭功髓鲐下： ( 1 ) 可实现对最多1 6 路电磁阀或中间继电器或其它负载的监测与控制； ( 2 ) 可实现对1 6 路的最多2 0 个工况的设定，每个工况的设定时间藏围为l 6 5 5 3 5 秒； ( 3 ) 与p c 机通过r s 4 8 5 协议通讯，由系统监控软件实现实时监测与控制； ( 4 ) 采霭r s 4 8 5 协议接露臻准，可嶷现远躐离蓝测与控辜乳遂讯蹬褰1 2 0 0 米； ( 5 ) 采用e 2 p r o m x 2 5 0 4 5 作为数据存储器，可长期保存工作时序数据，控制器 可独立工作； ( 6 ) 与p c 极通讯时王终，功能更李富，灵活，如按设定的启动起始步骤启动等。 2 ，3 蠡清洗动态膜除波除油器的滁浊除油试验 或功逯按照设计铡撼鑫清洗动态摸出酌处油器样机，并在灾验室安装，进行处理 热轧浊环水的小试规模试验。 2 3 1 设计处溅水量及永质 本试验设计处理水濑为0 3 m 3 h 。出于处瑗对象是热轧浊环水中的懋浮物和油 华中科技大学硕士学位论文 所以，设计的主溪水质指标是懋浮物和石油类的古量，具体情 兄见下袭2 1 ： 表2 1 试验设计水质 t a b l e 2 - 1t h ew a t e rq u a l i t yo f t h ee x p e r i m e n ti nd e s i g n 2 3 ，2 王芑周期参数设定 前面已经介绍，设锝的运行周期包括过滤、蓄压、释压、排渣4 个过程，处理对 象不同，姗每个过程需绥的时间长短就可能不同。该设备自动控制系统完善，根据需 溪在诗算援雾嚣上调整没定工援，裁霹菠变荟媳避阉躲开翅黠序，从蔼达到诵蘩各过 程参数的目的。整个周期的工蕊流程可由自控系统按照时间程序自动控制。 校攒瑾论计舞帮实验室瑶场潺试，螽清洗动态簇除法除灞器携弼鞭邋行参数设定 如下，见表2 2 ： 表2 2 样机运行程序表 睫b c 2 。2t h er t m t i m eo f t h ee q u i p m e n t 单个咧间 循环周期时间 1 2 s 3 s 5 5 m i n l 5 s 2 3 3 囱清洗动态膜除浊除油器的运 彳试验结辩 在实验室对设备的样机避行了热轧浊环水的除浊除油试验，试验中设备运行正 常，除浊除油试验结果始表2 - 3 成示： 1 7 华中科技大学硕士学位论文 袭2 - 3 设备除浊除油试验结果 t a b l e 2 - 3r e s u l t so f t h e t u r b i d i t ya n d o i lr e m o v a le x p e r i m e n t 进水平均蹬水平均平均去 进水平均融水平均平均去 编号浊度