化学除油除污器混凝反应系统改进

2009年7月(上)［摘要］对河北钢铁集团唐山钢铁股份有限公司第一钢轧厂1700轧机浊环水系统主要水处理设备化学除油除污器出现的水质很难连续正常达标问题进行了分析。得出结果认为此设备存在絮凝药剂混凝、反应问题，并对整个工艺进行了改进，改进后出水水质显著提高，运行效果良好。［关键词］化学除油除污器；絮凝药剂；混凝反应；出水水质化学除油除污器混凝反应系统改进颜海生（唐山市环保机械工程公司，河北唐山063020）在河北钢铁集团唐山钢铁股份有限公司第一钢轧厂1700轧机浊环水系统中，21台化学除油除污器是系统中的重要设备。但在投产运行后出水水质很难连续正常达标。从对出水水质检测数据结果分析，不达标出水中含油量在25～35mg/L区间，出水悬浮物含量在150～230mg/L区间。而正常设计达标水质含油量应在10mg/L以下，悬浮物含量在50mg/L以下。对化学除油除污器原水进行检测，发现原水中含油量为55mg/L左右、悬浮物含量为500mg/L左右，两项数据均在合理设计范围之内。经过对长期检测数据和对处理水量结合分析发现，当处理水量越大时（在正常设计处理水量之内），出水水质达标率越低。经过与其他钢铁生产厂家联系得知，在其他厂家现使用的同类化学除油除污器也存在此类问题。如何解决化学除油除污器出水水质成了唐钢动力厂及化学除油除污器设备生产厂家头疼的问题。通过对1700轧机浊环水系统现场勘察与及对唐钢动力厂提供的各项数据进行综合分析，发现此系统中部分环节及设备存在以下几个问题：第一，由于絮凝剂PAC的加入点在每台化学除油除污器前的进水支管道上的管道混合器前端，絮凝剂PAM的加入点在化学除油除污器的中心搅拌筒内。如下图所示：从管道混合器到中心搅拌筒的管道距离仅为3米，两种絮凝药剂PAC、PAM的加入点离得太近，也就是两种药剂投加的时间间隔太短，使得PAC（聚合氯化铝）还未及反应即与随后加入的PAM（聚丙烯酰胺）相遇。聚合氯化铝在水中的形态为AL1304（OH）247+，为带高正电荷的粒子，它与随后加入的阴离子型聚丙烯酰胺的带电性质正好相反，使得这两种絮凝药剂各自的电中和作用失去效果。第二，化学除油除污器的反应室太小，中心反应室直径为φ1700mm，且此中心搅拌筒兼起药剂混合作用。当水量大、流速快时絮凝药剂混合、反应时间太短，形成矾花絮体体积小、重量轻、沉淀速度慢。第三，化学除油除污器的沉淀室小，水进入沉淀室后的升流路径太短，导致水停留时间短，使得大量矾花絮体未及沉淀而被水流带到顶面净水层，从而影响了出水SS指标。针对以上问题，有必要从工艺上对此系统进行混凝、反应改造以解决絮凝药剂的混合及反应问题。具体改造方案为：1）在化学除油除污器前增加10台机械搅拌混合池及10台翼翅紊流反应池。1700轧机浊环水系统共21台化学除油除污器，系统总处理水量10000m3/h，每台机械搅拌混合池及一台翼翅紊流反应池组成一组,共10组，每组处理水量1000m3/h。根据单组处理水量及絮凝药剂的混合、反应时间，计算出机械搅拌混合池直径φ3200mm、池深5m，池内用隔板分成两半，每半各有一台双层浆叶搅拌机，浆叶直径φ900mm，单台搅拌机功率3KW，池体进出水形式为下进下出；计算出翼翅紊流反应池直径φ3200mm，层流翼片4组，翼片垂直间距800mm，池体进出水形式为下进上出，出水口水位标高高出化学除油除污器水位1m。由于原来化学除油除污器是从底部进水，考虑到水从翼翅紊流反应池到化学除油除污器是靠压差自流，为防止管道存泥，在翼翅紊流反应池与化学除油除污器间重新铺设管道，水从化学除油除污器中部直接进入化学除油除污器中心内筒。2）将原来每台化学除油除污器进水支管上都有一管道混合器的形式改为在10组混凝反应池的进水总管道上用一个总的管道混合器，并在管道混合器前增加一永磁凝聚器。3）将絮凝剂PAC的加药点改在进水总管路上管道混合器前端，将絮凝剂PAM的加药点改在机械搅拌混合池上部，即第一分池与第二分池交接处。经过以上三点改进后，就将原来路径即水经管道混合器直接进入化学除油除污器改为以下路径：漩流井→永磁凝聚器PAC→管道混合器→机械搅拌混合池第一混合室PAM→机械搅拌混合池第二混合室→翼翅紊流反应池→化学除油除污器。改进后PAC与PAM的加药时间间隔由原来的不足40秒钟变为现在的95秒钟，这样就解决了聚合氯化铝对水中带负电荷胶体物质电中和作用不够的问题，对水中无机胶体物质脱稳后相互吸附及聚合氯化铝水解产物的架桥吸附作用起到了关键作用。由于增加了翼翅紊流反应池，絮凝药剂反应时间从原来的不足30秒钟变为现在的145秒钟，从根本上解决了絮凝药剂反应时间短的问题，加上合理的层流翼翅布置，达到了水流紊乱流动的作用，大大增加了水中絮体撞击接触的机率，使得矾花絮体得以迅速长大。而且合理的