北方環(huán)境第23卷第3期2011 年3月包鋼中水水質特性分析及其在高爐循環(huán)水系統(tǒng)的應用研究(包頭市環(huán)境科學研究院，內蒙古014010)摘要: 通過現(xiàn)場測試對包鋼中水水質類型及其用于高爐循環(huán)冷卻系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行了調查研究。確定了在現(xiàn)有條件下4#高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質類型為腐蝕為主,兼有結垢;包鋼中水為微量結垢和腐蝕型水質,隨著濃縮倍數(shù)的增加逐步轉化為嚴重結垢型水質。關鍵詞:包鋼中水;循環(huán)冷卻水 系統(tǒng);結垢;腐蝕中圖分類號:X703.1文獻標識碼:A文章 編號:1007 -0370 (2011) 03 -0090-03 ,The Reused Water Quality Characteristics of Baotou Steel Corp. AndApplied Research in the Water Circulation System in the Blast FurnaceHan Huan，Bai LanAbstract:The Type of the reused water quality of Baotou Steel Corp. and the status of the recirculation cooling water system of BF areinvestigated by field tests. The type of water quality of No.4 BF is mainly corrosive and microscaling, and is changing to a kind of seriousscaling water with the condensing.Key words : the reused water of Baotou Steel Corp. ; circulation and cooling system of BF ; scale; corrosion鋼鐵產業(yè)發(fā)展政策目標規(guī)定,2005年噸鋼耗新水降至12t污水經(jīng)該工藝處理后,回用的中水水質見表1。以下,2010年降到8t以下,2010年降到6t以下。在水資源消耗由此可見,受總排污水處理廠處理工藝限制,包鋼中水水總量減少或者增加不多的前提下實現(xiàn)鋼鐵總量的適度發(fā)展,是質硬度 、含鹽量、硫酸根、氨氮等指標偏高,制約了包鋼中水的包鋼(集團)公司打造新包鋼的重要目標。回用址和使用范圍。因此,開展包鋼中水的科學應用研究,從1包鋼循環(huán)水 狀況而提高包鋼工業(yè)用水的重復利用率,進一步降低噸鋼耗新水的循環(huán)水在工業(yè)總用水量中占有很大的比例,一般循環(huán)水的用量是十分必要的。用量占企業(yè)用水總址的70% ~ 90%。2009年包鋼總用水量為總排污水加藥向1376156591噸,新水用量為76200284 噸，循環(huán)水量為1299956307 噸,循環(huán)率94. 46%。包鋼循環(huán)水系統(tǒng)分間接冷卻風板隔懂提升象明+[ 預沉池]一混合反嚴也一抗淀池]中水回用水(包括敞開系統(tǒng)和密閉軟水系統(tǒng))和直接冷卻水。在間接冷卻水的敞開系統(tǒng)中,冷卻水僅有溫度的升高、沒有受到污染,經(jīng)過間]=臺}= 5冷卻塔降溫后循環(huán)使用;循環(huán)冷卻水和空氣直接接觸,在空氣非放的氧化作用和蒸發(fā)損失作用下,水中各種礦物質和離子含量也不斷被濃縮增加,從而造成循環(huán)水系統(tǒng)的結垢和腐蝕,為了維圖1包鋼總排污水處理工藝護各種礦物質和離子含量穩(wěn)定在某一個定值上,系統(tǒng)需定時排3包鋼中水回用中存在的問題污并補人- -定 量的新水。而間接冷卻水密閉軟水系統(tǒng)中,冷卻目前,包鋼采用中水作為高爐循環(huán)冷卻水補水，可節(jié)約部水不暴露于空氣中所以水量損失很少,水中各種礦物質和離子分新水用量。通過對包鋼總排污水處理廠的運行狀況,使用情含量一般不發(fā)生變化"。直接冷卻水與污染物直接接觸,水質惡劣且成分復雜,直況及存在問題進行調研,并對中水目前的水質狀況進行測定，接冷卻水經(jīng)沉淀或旋流井除去雜質后循環(huán)使用，由于消耗量大基本弄清了目前包鋼中水的水質現(xiàn)狀,同時對其在使用中存在要不斷補，人新水。包鋼循環(huán)水的溢流和排放均排人包鋼總排的問題有了一定的認識。目的是為將來擴大中水的使用范圍污水處理廠,污水經(jīng)總排處理后一部分達標排放,一部分回用提供科學依據(jù)、并為今后的循環(huán)冷卻系統(tǒng)水穩(wěn)靜態(tài)試驗、水穩(wěn)焦化燒結、高線、煉鋼等單位代替黃河新水作為補水,節(jié)約了藥劑的選擇莫定基礎。目前,中水在使用方面存在的主要問題是:大量新水。(1)中水回用率偏低,中水使用范圍受到很大程度的限制，2包鋼中水水 質成分使用量達不到設計指中國煤化工目前,包鋼總排污水處理廠處理工藝流程如圖1。(2)缺乏對中水YHCN M H G水系統(tǒng)進行90 NOTTHERN ENVRONMENT包鋼中水水質特性分析及其在高爐循環(huán)水系統(tǒng)的應用研究韓環(huán)白嵐系統(tǒng)實驗研究的測定數(shù)據(jù)。如現(xiàn)高爐冷卻循環(huán)水使用中水,但結垢指數(shù):未根據(jù)系統(tǒng)情況進行回水補水率的實驗研究，以確定中水對高PSI = 2PHs - PHeq(2)爐冷卻壁的腐蝕、結垢程度,是否會對高爐的正常使用壽命造飽和PH值(PHe)的簡化計算方法:成影響;如何使用才能達到最佳使用條件等。PHs= (9.3+A+B)-(C-D)(3)4包鋼中水 用于高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的可行性分析式中:A -總溶解固體系數(shù);B-溫度系數(shù);目前,包鋼中水已經(jīng)回用于包鋼4#高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。C -鈣硬度系數(shù);為了解循環(huán)冷卻系統(tǒng)的水質,對4#高爐循環(huán)冷卻水供排水水質D-M-堿度系數(shù);進行了測定,結果見表2。根據(jù)現(xiàn)場測定結果計算判定中水、高PH -實測值爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質類型。平衡PH值( PHeq)的簡化計算方法:4.1水質指數(shù)分析利用穩(wěn)定指數(shù)RSI、結垢指數(shù)PSI對中水及循環(huán)冷卻系統(tǒng)PHeq = 1. 465lg(M-堿度) +4. 54(4)式中:M -堿度-系統(tǒng)中水的總堿度的水質作定性判定,主要計算公式如下:穩(wěn)定指數(shù)RSI結垢指數(shù)PSI的判別依據(jù)見表3。穩(wěn)定指數(shù):RSI=2PHs-PH(1)表1包鋼中水水質成分(單位:mg/L)項目FPHssCOD盼氟內容范圍4.83~12.077. 42~8.7231.0~94.044.0~ 108.00. 050 ~0.0947. 42~8.72，平均值8.118. 1250.6755.580.394Cr+PIs-氨氦總硬度0.01~0.05 0.05~0.264 0.309~1.282 0.24~1.0820.41 ~32.67370.7 -501.430.0230.110. 7660.5729. 12 _409.35MgZ*Clso2-含鹽量由Ca2*44.10-82.48 211.6 ~426.54285.5~397.2 987 -21997.42-8.72 44. 03 -99.6362. 93277.2340. 681358_ 3.43 _58. 68表2 4#高爐循環(huán)冷 卻水系統(tǒng)水質現(xiàn)場調查結果第二次項目.進口平均(mg/L)出口平均(mg/L)進 口平均( mg/L)出口平均(mg/L)7.857.908.298.0039. 9821.6535.4336. 77NTU45. 4511.1010. 1577.4179. 16Mg?*26.9826. 2237.7536. 97CL-141.48142.46 .246. 22265. 83總堿度141.89139.26109. 70107.73304.37304.56379.11378.63SO:191.04189.25278. 80258. 53氨氮0.020.151.500.67TFe0.44 .304. 560.860.75IP0.120.210.09.TDS822.01250.001245.50SiO26.8418.0418.74水溫31C42心42C。根據(jù)中水的水質和4#高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質測定值表3穩(wěn)定指數(shù) RSI、結垢指數(shù)PSI的判別依據(jù)在濃縮倍數(shù)為1.5.2、2.5、3且不投加水處理藥劑的情況下分穩(wěn)定指數(shù) RSI結垢指數(shù)PSI析計算的穩(wěn)定指數(shù)RSI、結垢指數(shù)PSI見表4。嚴重結垢4.2水質類 型的初步確定<結垢5.0-6.0輕度結垢根據(jù)表3的判定依據(jù)和表4計算的水質指數(shù)可看出,包鋼=.穩(wěn)定6.0~7.0微量結垢或扃蝕中水水質類型為微量結垢和腐蝕型水質;4#高爐循環(huán)水系統(tǒng)供7.0~7.5腐蝕顯著水水質類型為輕微結垢型水質;排水為腐蝕型水質。但隨濃縮嚴重腐蝕倍數(shù)的增加,逐步轉化為嚴重結垢型水質。>6中國煤化工午的腐蝕YTHCNMH GNORTHERN ENVIRONMENT 91北方環(huán)境第23卷 第3期2011年3月民4 中水高爐循環(huán)冷卻水穩(wěn)定指數(shù)RSI、結垢指數(shù)PSI判別穩(wěn)定指數(shù)RSI結垢指數(shù)PSIPSI在不同的濃縮倍數(shù)的值T(C) RSI 值.判別1.01.52.0 2.5包鋼中水(2009)275.72輕微結垢6.205.244.593.63微量結垢或腐蝕-嚴重結垢4#高爐供水5.93 輕微結垢 6.09 5.19 4.55 3.58微量結垢或腐蝕~嚴重結垢4#高爐排水26.4扃蝕6.625.74 5.064.155.63 輕微結垢6.395.54 4.84 3.8642.腐蝕_6.97 5.33 4.88 4.73這說明包鋼中水在目前的運行條件下對4#高爐循環(huán)冷卻鹽量硫酸根、氨氮等指標,最終擴大包鋼中水使用范圍,增大水系統(tǒng)腐蝕嚴重,即該循環(huán)冷卻水是腐蝕型水質,影響設備的其使用量。(2) 控制敞開式循環(huán)冷卻水的腐蝕。常用的方法有以下四使用壽命。5結論與對策種:添加緩蝕劑如鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽、鋅鹽等或復合緩蝕劑;提高冷卻水的PH值;工藝設備選用耐蝕材料制造;用防綜上所述,可得出以下結論:(1)根據(jù)測定的現(xiàn)場水質參數(shù)理論計算,在現(xiàn)有條件下4#腐阻垢涂料涂數(shù)。因此,可根據(jù)具體情況確定緩蝕方法來提高高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質類型為腐蝕為主,兼有結垢。循環(huán)冷卻系統(tǒng)的循環(huán)率,使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。(2)通過現(xiàn)場調研，明確了總排回水為微量結垢和腐蝕型參考文獻水質,隨著濃縮倍數(shù)的增加逐步轉化為嚴重結垢型水質。這一[1] 鄭淳之,梅建. 水處理劑和工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分結果為水穩(wěn)藥劑的選擇提供了理論依據(jù),為下一步進行水穩(wěn)試析方法[M].北京:化學工業(yè)出版社,2000..驗奠定基礎。[2] 周本省.工業(yè)水處理技術[M].北京:化學工業(yè)出版提高包鋼中水使用量的對策:社,202.(1)可對包鋼總排污水處理廠處理工藝增設深度處理工[3] 《環(huán)境監(jiān) 測技術規(guī)范).序。工業(yè)污水回用深度處理的方法包括:反滲透、電滲析、離子收稿日期: 2010 -12 -20交換法、活性炭吸附法、生物脫氮除磷等方法。根據(jù)包鋼中水作者簡介:韓環(huán)(1971- ),女,高級工程師,主要從事環(huán)境水質狀況,推薦采用反滲透法進一步處理,以降低中水硬度、含科研、環(huán)境影響評價、環(huán)境工程設計等工作.(上接第77頁)為能源利用的一-種方式,使農作物秸稈綜合利用率≥95%。4環(huán)境保護措 施4.6南城子水庫保護區(qū)內保護措施一級保護區(qū)內居民1609人在2011年前搬遷完畢。二級保4.1 過村段河道治理措施對蓮花鎮(zhèn)域內的四條主要河流葉赫河、王家河、糖坊河、保 護區(qū)規(guī)劃在源頭水源林營造 30米寬林帶及水源保護區(qū)建設工安河拆除沿河違規(guī)建筑物、清理主河道、建設景觀橡膠壩、修筑4.7有機食 品基地建設工程漿砌石護坡完成河兩岸的亮化、綠化、美化工程。在兩岸栽植.喬木60000株;栽植灌木150000株，在其它17條支流人河口處規(guī)劃建設優(yōu)質有機稻米基地200公頃專用玉米基地2333各建成兩側1000米小型石砌護城,并修建橋函和筑過村段河公頃 綠色水果基地33公頃綠色蔬菜基地533公頃綠色山野菜產業(yè)基地366公頃、人工管護榛子基地1733公頃、花生種植堤,總計34000米。4.2 畜禽糞便綜合利用措施基地100公頃。在養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖戶中推廣污水處理新模式,改水沖圈舍為4.8 濕地工程建設和生態(tài)旅游工程干清理。實施集中式沼氣池工程建設,利用禽畜糞便、廢棄秸然生態(tài)景觀帶。在葉赫河人南城子水庫人口處建設濕地處理工程,建立自桿厭氧發(fā)酵,生產沼氣供取暖和蔬菜大棚使用，沼液、沼渣作肥4.9 村屯環(huán)境綜合整治工程料使用。建符合環(huán)保要求的防雨、防滲漏、防流失的儲糞發(fā)酵池,所儲糞便經(jīng)發(fā)酵無害化處理后還田?？山鉀Q畜禽養(yǎng)殖糞便10個村共建設環(huán)保衛(wèi)生廁所4857個,設置垃圾箱536個,的污染問題減少了化肥施用量,增加了土壤的有機含量。規(guī)垃圾轉運站 13個。健全農村垃圾收集、分類運輸和處理系劃到2015年,在流域內建18個大型沼氣池，總容積3250m ,處統(tǒng)。 到2015年建成S個國家級環(huán)境優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn)。理糞便總量15607噸,年產沼渣1795噸,年減少化肥施用量5 小結1795噸。通過對蓮花鎮(zhèn)實際調研和數(shù)據(jù)分析,找出了蓮花鎮(zhèn)存在的.3 農藥化肥污染控制措施污染問題及影響水源水質安全的環(huán)境問題提出了有針對性的在飲用水源保護區(qū)范圍內,采取禁止或者限制使用含磷洗環(huán)境 保護對策，以期為飲用水源保護區(qū)污染控制提供參考。滌劑化肥農藥以及限制種植、養(yǎng)殖等措施。發(fā)展生態(tài)農業(yè)，參 考文獻推廣施用生物肥、有機肥和平衡施肥打樁.落實測土配方施肥[1]徐麗。 重要水源地浦城縣東風庫區(qū)生態(tài)環(huán)境問題措施，在全鎮(zhèn)范圍內實施規(guī)范化科學種田.改進施用肥料的結構,破少化肥流失量。調整農業(yè)種植結構，加快建設農產品產及保護對策 ，亞熱帶本土保轉2008,17(2)。[2]劉震. 推進生態(tài)修復加快治理步伐,中國水土保業(yè)帶、綠色農業(yè)和種養(yǎng)沼模式的生態(tài)農業(yè)。4.4 水土流失治理措施持,2004, (10).通過水土保持措施體系與工程措施進行小流域綜合治理，[3] 張中杰。農業(yè)非點源污染來源及其防治措施.地下實現(xiàn)荒山綠化33公頃,栽植樟子松、落葉松共計300萬株?！?.007,(5)98 -1004.5清潔能源利用措施收稿日期: 2011-01-19到2015年.在鎮(zhèn)域內建設4個秸稈氣化工程,也可將秸桿作者簡介:呂興中國煤化士亞,碩士研究粉碎混入禽畜糞便有機垃圾等填人招氣池中，也是將秸桿作生,主要從事水資源偉fYHCNMHG92 NORTHERN EMVIRONMENT