1 前言
國內軋鋼廠(chǎng)對軋鋼廢水中懸浮物（SS）的去除常采用三級處理。在軋制過(guò)程中，軋機的冷卻水、沖洗水等廢水，匯集在鐵皮溝中流入一次沉淀池（或旋流井），經(jīng)初沉后，由泵打入二次沉淀池（平流池、斜板池或輻射沉淀池）處理，通過(guò)油水分離，再進(jìn)入機械壓力過(guò)濾器（或高梯度電磁過(guò)濾器）過(guò)濾。其二級和三級處理后的泥漿水送往污泥脫水裝置，經(jīng)污泥脫水回收。
該工藝主要問(wèn)題是：工藝流程長(cháng)，處理構筑物占地面積大，投資費用高，污泥含水率高，需污泥脫水裝置脫水，不能連續作業(yè)。針對軋鋼廢水中懸浮物主要是氧化鐵皮和鐵屑等磁性顆粒的特點(diǎn)，利用永磁分離裝置，使
廢水中SS經(jīng)過(guò)磁力分離后得到的污泥含水率低，無(wú)需一整套污泥脫水裝置，便能得到綜合利用。
2 試驗裝置、系統和結果
2.1試驗裝置
試驗裝置為連續式磁性顆粒去除器。軋鋼廢水由進(jìn)水口進(jìn)入流體通道，廢水中磁性SS被去除器本體內Nd-Fe-B永磁塊組合體吸附在面板上，隨磁塊移動(dòng)至頂端分離導向板，由于SS在分離導向板上與磁塊組合體距離的增加，磁力減弱而脫離磁場(chǎng)且經(jīng)噴淋管沖洗后被分離。處理后的廢水由出水口流出。
2.2試驗系統
在某鋼鐵公司型鋼分廠(chǎng)一次沉淀池的排水口設置水泵，將含氧化鐵皮和鐵屑的廢水由水泵打入試驗系統，先進(jìn)入流量箱，隨后進(jìn)入模擬鐵皮溝，模擬鐵皮溝內設置旁通閥，使廢水進(jìn)入連續式磁性顆粒去除器本體，將廢水中SS分離。通過(guò)測定各種試驗條件下進(jìn)出口廢水中SS的濃度，得出試驗工況下SS的捕獲率。
2.3 試驗條件和結果
根據理論分析，磁性懸浮顆粒的最小捕獲粒徑比≥3πμhv/(kHwHnl)。
式中，μ-液體介質(zhì)的動(dòng)力粘滯系數；
h-磁通道寬度；
l-磁通道長(cháng)度；
v-磁通道內液體介質(zhì)的流速；
k-懸浮顆粒的磁化系數；
Hw-懸浮顆粒所在的外磁場(chǎng)強度；
Hn-懸浮顆粒內部磁場(chǎng)強度。
由此，進(jìn)行一系列條件試驗，包括：
1）改變進(jìn)口廢水中SS濃度與捕獲率關(guān)系試驗。由于軋鋼周期試驗中進(jìn)口廢水SS濃度在154～6090 mg/L范圍變化，經(jīng)處理后出口SS濃度為68～350 mg/L，平均出口濃度為161 mg/L。當進(jìn)口廢水SS濃度>1000 mg/L時(shí)，平均捕獲率為96%；當進(jìn)口廢水SS濃度為500～1000 mg/L時(shí)，平均捕獲率為78%；進(jìn)口廢水SS濃度<500 mg/L時(shí)，通過(guò)改變磁通道和處理水量，平均捕獲率達52%(見(jiàn)表1)。
表1 改變進(jìn)口廢水中SS濃度與捕獲率的關(guān)系試驗結果
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進(jìn)口廢水SS濃度（mg/L） |
進(jìn)口廢水SS平均濃度（mg/L） |
出口廢水SS濃度（mg/L） |
出口廢水SS平均濃度（mg/L） |
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經(jīng)一級磁性顆粒去除器處理 |
154～6090 |
867 |
68～350 |
161 |
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經(jīng)二級磁性顆粒去除器處理 |
88～390 |
154 |
8.4～76.8 |
46.2 |
2)磁塊組合體移動(dòng)線(xiàn)速度影響試驗。
3） 調節流體通道寬度、流量、流速與捕獲率的關(guān)系試驗。
4)噴淋強度對SS的分離效果試驗結果表明，噴淋強度對SS的分離效果影響不大，一般在6～8 L/min范圍內。
5)磁塊組合體分布密度影響試驗表明，試驗表面磁場(chǎng)強度>0.18T，磁性顆粒的捕獲率均較高。
6）本體抬升角度影響試驗表明，抬升角度在35～55。為宜，在一定的流體通道下，流速大、處理水量大，捕獲率會(huì )下降。
3 軋鋼廢水SS處理新工藝
在上述半生產(chǎn)性試驗基礎上，用二級連續式磁性顆粒去除器代替軋鋼廢水傳統三級處理中的旋流井、平流池和壓力過(guò)濾器等大型構筑物及其污泥脫水濃縮裝置。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢(xún)具備類(lèi)似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。
新工藝與傳統工藝相比，以年產(chǎn)螺紋鋼15萬(wàn)噸的某軋鋼廢水處理系統為例，按老工藝處理需投資320萬(wàn)元，如按本文提出的工藝和設備處理，僅需100萬(wàn)元，設備占地面積比原來(lái)減少80%，廢水處理后循環(huán)率達90%以上。因此新工藝具有投資少，占地面積少，運行費用低，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的污泥脫水裝置，可連續作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。
4 結語(yǔ)
通過(guò)試驗證實(shí)，以連續式磁場(chǎng)顆粒去除器為主要處理設備的新工藝替代傳統的軋鋼廢水三級處理工藝是可行的。第1級連續式磁性顆粒去除器放置于鐵皮溝中，處理較大的氧化鐵皮和鐵屑；在第2級連續式磁性顆粒去除器中，通過(guò)調整流體通道和處理水量，調整磁塊組合體結構，進(jìn)一步處理廢水中的磁性SS，使其達標排放或經(jīng)除油、冷卻處理后循環(huán)使用。
連續式磁性顆粒去除器也能應用于機床潤滑冷卻液回收系統中。
