冶金行业循环水处理系统设计探讨

880 编辑：中冶有色技术网来源：孙重平

2024-03-05 13:47:10

摘要：给排水工程设计在冶金工业建设中有着举足轻重的地位，它不仅直接影响冶金企业的用水及当地环境保护，其用水效果还直接影响冶金企业的产品质量，从而影响企业的经济效益。冶金企业用水现状，冶金企业循环水处理系统的特点，净循环水处理系统的设计要点，浊循环水处理系统的设计要点，综合考虑循环水处理系统施工现场情况

关键词：冶金工业环境保护零排放净循环水浊循环水

1.冶金企业用水现状

随着资源开发的深入和工业的快速发展，环境保护压力日趋严峻，水资源的保护和控制已经成为了世界性的突出难题，我国的环境保护法和相关的水污染防治法对水资源的保护、水污染的控制等提出了更加严格的要求。根据《污水综合排放标准》（GB8978-96）中规定，对废水排放量及污染物总量进行限制。因此对冶金企业的给排水设计及管理提出了更高的要求。目前大力提倡冶金企业零排放，以应对目前水资源严重不足的现状。

2.冶金企业循环水处理系统的特点

循环水处理系统在冶金企业中已经是很重要的系统，它主要包括净循环水处理系统和浊循环水处理系统,冶金企业循环水总量较大，除高炉等主要设备外，通常情况下单台设备的用水量较小，用水点较多，安全供水要求高，如果设计考虑不周，可能造成设备损坏，因此设计初期就应该认真分析水量平衡图，严格控制各用水点的水量及水压。

净循环水处理系统主要是保证出水的温度、硬度、悬浮物等指标达到设备使用要求，一般通过部分过滤及添加补充新水等方式降低硬度及悬浮物浓度,通过冷却塔降低水温，同时可根据水质要求增设阻垢剂、杀菌剂等加药装置辅助控制。

浊循环水处理系统主要是降低循环水中悬浮物及循环水温度，使之达到使用要求，一般浊环水的水质要求要比净循环水使用要求低,根据冶金企业产品特点选用适合的工艺，比如炼铁高炉冲渣循环水处理主要是采用沉淀、自然冷却工艺，而精密管生产线中的卓循环水系统就相对复杂，一般采用格栅+沉淀+除油+过滤+冷却塔工艺。

3.净循环水处理系统的设计要点

净循环水处理系统的设计中应该从以下几方面着重考虑：（1）设计初期应收集整体相关基础设计资料，比如用水设备的循环水质水量要求，安装位置等，这个是循环水设计的基本资料,（2）根据水质要求确定系统处理方案，一般工艺流程是热水+上塔泵+冷却塔+冷水池+循环供水泵，冷水池中需要添加补充新水，循环供水泵出口一般应设置自清洗过滤器，系统通常还会设置阻垢剂、杀菌剂等加药装置。（3）补充新水应严格控制出水水质，水量一般为系统出力的3—5%左右。为了补充系统蒸发及其他损耗水，系统增设补充新水处理系统，一般补充新水处理系统采用厂区工业水或者就近河流地表水作为水源，采用河流地表水时，补充新水处理流程为：河水+净水器+软化装置，一般净水器采用一体化设备，包括混凝、沉淀、过滤等单元，软化装置一般采用离子交换器设备，通过以上工艺处理后的补充新水电导率低，可以很好的调整循环水水质。（4）自清洗过滤器的选型及安装位置应合理。自清洗过滤器是为了进一步拦截循环水中固体物质，保证出水水质安全，一般处理能力按系统出力的30%左右考虑，通常选择带自动清洗功能的形式。

当然根据冶金企业工艺设备的特点，可以选择不同的循环水处理方案。

4.浊循环水处理系统的设计要点

根据冶金企业的工艺设备特点，浊循环水处理系统的工艺方案选择有较大差异，出水水质要求也略有不同，本文以精密管生产线浊循环水处理系统为例论述浊环水系统的设计要点：（1）与净循环水系统类似，设计初期应收集整理相关基础设计资料,（2）根据水质要求确定系统处理流程，一般采用格栅+沉淀+除油+过滤+冷却塔+供水泵工艺,（3）除油装置一般采用化学除油器设备，能有效的去除浊环水的油类物质和大部分悬浮物，同时应设置油凝聚剂和油絮凝剂加药装置，处理效果明显，油去除率可达80%， SS去除率可达85%,（4）过滤器反洗强度应能充分保证。浊环水过滤器一般选用多介质过滤器，滤料采用无烟煤和石英砂，如果反冲洗强度太小，可能造成反洗不彻底，影响过滤器处理效果，通常过滤器反洗强度为12L/（m2.s）,（5）浊环水系统中应考虑水泵、管道阀门的耐磨性。冶金行业浊环水中含有大量不规则形状的颗粒物质，有的是金属残渣等坚硬固体，因此在水泵、管道、阀门选型时应选择耐磨型设备材料，比如目前用的最多的不锈钢水泵、钢衬铸石管道、灰渣阀等耐磨型设备材料，这些设备材料在工程使用实践中已经达到了很好的效果。（6）浊环水系统尽量能实现不外排污水。浊环水系统除了产生的污泥外运之外，尽量保证不外排污水，比如过滤器8mQj1FN1nSQxRRoh9W487w==反冲洗排水应排至浊环沉淀池继续处理回用，污泥处理系统中滤液排水也应排入沉淀池继续处理回用，这样既能达到节约用水的目的，又能减少外部排水系统投资。

5.循环水处理系统的设计应综合考虑施工现场情况

施工图设计完成后，最终还是由施工单位完成施工图中的工程内容，因此设计跟施工不能完全分离开，两者应该是有着紧密联系，所以保证设计的可操作性是最为重要的。本文重点从以下几个方面论述：（1）大型设备周围应有足够的施工间隙。循环水处理系统中，比如冷却塔设备，一般外形尺寸、重量都比较大，如果周围间隙太小，没有足够的安装空间，可能此设备安装就很难完成或者有时候就无法完成，因此设计中建构筑物之间应考虑有足够的安装间距。（2）循环水系统设计应考虑必要的安装检修平台及爬梯。很多设计人员在设计过程中很少在意系统中安装检修平台爬梯的设计，觉得这些不重要，实际这些辅助的设施会给工程安装及投运后的检修操作等带来很多方便，比如高处的阀门、高耸设备的检修等等。殊不知最终的运营人员会因为没有检修平台爬梯而苦恼。（3）應根据设计要求尽量减少循环水池、循环水泵房的深度。土建成本是工程建设成本中的重要成本之一，如果循环水水池等构筑物深度过大，就势必增加土建开挖深度及基坑降水排水难度，增加工程施工成本，尤其是在地下水位较浅的地区或者是雨水季节，水池过深会大大增加施工成本和施工难度。因此我们在满足技术要求的前提下，应尽量节约工程成本。（4）安装材料选型应尽量标准化。循环水处理系统中管道相对比较复杂，管线长、规格种类多等，因此应尽量选择标准配件，一般都选择国标配件，这样设备供货单位采购就比较方便，减少了不必要的工作内容。

6.结束语

冶金企业循环水系统设计的合理性、可操作性和可靠性是保证企业高效生产的重要前提，同时也是环境保护和水资源合理利用的基本要求。因此设计人员在设计过程中应综合考虑技术、经济等因素，通过经济技术比较，确定合理的设计方案，为企业提供优质的设计。同时，设计、施工和生产管理应协调配合、不断完善，这样才能保证工程建设圆满完成。

参考文献：

[1]给水排水设计手册.第6册.中国建筑工业出版社

[2]张景来，王剑波.冶金工业污水处理技术及工程实例. 北京化学工业出版社，2003.

[3]钢铁工业发展循环经济环境保护导则.HJ465-2009

[4]钢铁工业给排水设计手册. 冶金工业出版社

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