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冶金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污泥主要有煉鐵高爐瓦斯泥、煉鋼轉(zhuǎn)爐除塵污泥以及各軋鋼工序產(chǎn)生的化學(xué)污泥等。由于各生產(chǎn)工序生產(chǎn)工藝不同，故產(chǎn)生的污泥性質(zhì)差別較大。目前，國內(nèi)冶金企業(yè)污泥綜合利用一般是根據(jù)不同污泥的性質(zhì)進(jìn)行分類回收，煉鋼瓦斯泥多采用浮選精選的方法進(jìn)行提煉，提煉后含鐵量高的污泥送燒結(jié)或球團(tuán)配料，剩下含鐵量低的污泥送往廠外制磚，如武鋼、馬鋼等采用該方法。煉鋼轉(zhuǎn)爐污泥多采用濃縮后直接送至燒結(jié)一混圓筒進(jìn)行配料或脫水后送料場配料，如濟(jì)鋼、柳鋼等即采用該方法。軋鋼化學(xué)污泥采用脫水外運(yùn)處理，如唐鋼即采用該方法?？傮w來說，冶金污泥回收利用非常普及，但或多多少存在因污泥外運(yùn)而帶來的二次污染，且污泥利用率不高。

鄂城鋼鐵廠燒結(jié)分廠擬將各分廠的生產(chǎn)污泥混合后制成污泥膏用于燒結(jié)，并成功進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)踐。

1 項目背景

鄂城鋼鐵廠主要由煉鐵分廠、煉鋼分廠、電爐分廠、小型分廠、中型軋鋼分廠、棒材分廠、線材分廠、燒結(jié)和焦化分廠。根據(jù)污泥性質(zhì)不同可將其生產(chǎn)污泥分為四大類，即煉鐵高爐瓦斯泥、煉鋼轉(zhuǎn)爐污泥、電爐污泥及軋鋼污泥。該廠原有污泥處理設(shè)施是將轉(zhuǎn)爐污泥濃縮后送24㎡燒結(jié)機(jī)一混圓筒配料，其他污泥均脫水后送原料廠配料或外運(yùn)填埋。該系統(tǒng)可回收冶金污泥量為3×10⁴t/a，環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯著，盡管如此，仍有大量生產(chǎn)污泥未被利用。

隨著企業(yè)的不斷發(fā)展，電爐廠異地改造，與之配套的小型連軋生產(chǎn)線也投產(chǎn)運(yùn)行，4號1860煉鐵高爐和90㎡燒結(jié)機(jī)相繼建成投產(chǎn)，一方面生產(chǎn)污泥量大幅度增加，另一方面90㎡燒結(jié)機(jī)的建成投產(chǎn)也使燒結(jié)消化污泥的能力大幅度增加。由此，結(jié)合 的污泥脫水技術(shù)，提出一種全新的污泥處理工藝，即將廠區(qū)所有生產(chǎn)污泥進(jìn)行收集、濃縮、脫水后制成污泥膏直接用于燒結(jié)混合圓筒配料。

2 基本設(shè)計參數(shù)

2.1 污泥量

各分廠的污泥排放量見下表：

2.2 污泥性質(zhì)

各類污泥的主要成分見下表：

2.3 處理后污泥膏含水量的確定

在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，一般要求燒結(jié)混合料含水量在（6.5±0.3)%，故需噴水調(diào)整濕度，通常采用噴濕污泥的方式，既可以補(bǔ)充水分，又可以利用污泥，但由于未經(jīng)處理的污泥含固率較低，從而使污泥利用量受到限制，因此提高污泥利用率的關(guān)鍵在于怎樣降低污泥含水率。根據(jù)鄂鋼生產(chǎn)的實(shí)際情況，燒結(jié)生產(chǎn)混合料中的混勻礦、煤粉等物料自身的含水率通常比生產(chǎn)要求的（6.5±0.3）%還要高，真正能消化污泥的是返礦，燒結(jié)分廠燒結(jié)返礦用量為120t/h，如果忽略返礦的含水率，則干污泥總量為51100t/a；每天利用干污泥量為154.8t（按年生產(chǎn)330d計）；每小時利用干污泥量為6.5t；與返礦混合后混合料含水率按6.5%計，則需水量為9t；脫水后污泥膏含水率為58%。

根據(jù)以上計算，考慮到返礦含水率不可能為零，同時考慮安全設(shè)計系數(shù)，脫水后污泥含水率計算值暫取35%，運(yùn)行時根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制。

2.4 設(shè)計規(guī)模

污泥量為296m3/h。由于廠區(qū)生產(chǎn)污泥排放的間歇性，工程設(shè)計處理規(guī)模為400m3/h。

3 工藝方案的確定

3.1 污泥收集與輸送

針對冶金生產(chǎn)污泥的不同性質(zhì)及各生產(chǎn)工序污泥間歇排放的特點(diǎn)，結(jié)合鄂鋼廠區(qū)總圖布局的實(shí)際情況，將距燒結(jié)分廠較近的煉鐵高爐瓦斯泥直接泵送至污泥處理站。煉鋼轉(zhuǎn)爐污泥由于流動性差，輸送比較困難，采用氣力輸送方式。其他分廠的生產(chǎn)污泥采用分段加壓、逐級輸送的方式運(yùn)至污泥處理站。

污泥輸送管道架空敷設(shè)，所有彎頭均采用45°彎頭，且設(shè)空氣清掃管。煉鋼轉(zhuǎn)爐及連鑄污泥采用循環(huán)回流、連續(xù)輸送的方式，以避免間歇運(yùn)行造成管道堵塞。

3.2 污泥處理工藝流程

廠區(qū)生產(chǎn)污泥→砂水分離器→污泥濃縮池→混合池加入絮凝劑→脫水間→螺旋輸送機(jī)→污泥切割機(jī)→燒結(jié)配料皮帶。

各分廠的生產(chǎn)污泥收集至污泥處理站后先經(jīng)砂水分離器去除粗顆粒固體后自流至重力濃縮池濃縮，然后泵提至混合池，同時投加絮凝劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，混合液?jīng)螺桿泵加壓至螺旋離心脫水機(jī)脫水，濃縮池上清液及濾液回用于生產(chǎn)，脫水后的污泥膏利用螺旋輸送機(jī)和切割機(jī)直接送至燒結(jié)配料皮帶輸送機(jī)，與混合料混合利用。

3.3 設(shè)計要點(diǎn)

（1）污泥輸送管路必須考慮沖洗系統(tǒng)和檢修口，以防止管路堵塞。

（2）脫水機(jī)的選擇是關(guān)鍵，經(jīng)過充分論證、比較和考察后決定采用螺旋離心脫水機(jī)作為污泥濃縮脫水設(shè)備，螺旋離心脫水機(jī)具有以下特點(diǎn)：進(jìn)泥和出泥均為連續(xù)運(yùn)行，有利于污泥膏直接與燒結(jié)配料皮帶輸送機(jī)上的混合料混合。脫水后污泥的含水率可以通過調(diào)整離心脫水機(jī)的轉(zhuǎn)速自行調(diào)節(jié)，便于污泥膏的制備；便于自動化運(yùn)行和清潔生產(chǎn)。

（3）由于螺旋離心脫水機(jī)對進(jìn)料介質(zhì)要求較高，故污泥進(jìn)入脫水機(jī)后需進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，盡量保證污泥進(jìn)料基本穩(wěn)定，使脫水機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）污泥膏投加前加切割機(jī)攪細(xì)，均勻投加以便于燒結(jié)混料。

3.4 主要建（構(gòu)）筑物及設(shè)備

（1）污泥濃縮池

污泥濃縮池采用地上高架式，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為16.0m×6.5m，有效高度為3.5m，濃縮池底部為污泥提升泵房、高壓沖洗泵房、加藥間和控制室。

（2）污泥混合池

非標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備，配用攪拌機(jī)功率為7.5kW。

（3）臥式螺旋離心脫水機(jī)

4臺。配用電機(jī)功率為45kW，轉(zhuǎn)速為3000r/min，處理量為35m3/h，PLC控制。

（4）螺旋輸送機(jī)

2臺。螺旋輸送機(jī)圓筒直徑為450mm，長度根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要確定，配用電機(jī)功率為0.55kW。

（5）污泥切割機(jī)

2臺。非標(biāo)設(shè)備，配用電機(jī)功率為0.55kW。

4 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

工程總投資為1860萬元，處理后噸泥回收成本為13.46元，毛收益為1022萬元/a（按鄂鋼內(nèi)部核算價為200元/t污泥計算），則每年凈收益為953.2萬元。

5 存在的問題及分析

（1）廠區(qū)軋鋼污泥采用間歇方式輸送，污泥濃縮池進(jìn)水負(fù)荷不穩(wěn)定造成了濃縮池出水水質(zhì)不穩(wěn)定，有跑泥現(xiàn)象發(fā)生，針對這種情況，廠方正在著手將軋鋼污泥間歇輸送方式改為循環(huán)回流連續(xù)輸送方式。

（2）經(jīng)離心脫水機(jī)脫水后的污泥膏直接送至燒結(jié)配料皮帶輸送機(jī)與燒結(jié)礦混合，易產(chǎn)生揚(yáng)塵，揚(yáng)塵粘附在污泥切割機(jī)出口造成堵塞，必須人工定期清除，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

（3）污泥處理系統(tǒng)與皮帶輸送機(jī)原采用聯(lián)鎖控制方式，由于污泥處理系統(tǒng)開停機(jī)延時時間較長，皮帶輸送機(jī)停機(jī)后脫水機(jī)仍有部分污泥排至皮帶，造成皮帶上污泥膏堆積，為解決該問題，改自控為人工調(diào)度，這給生產(chǎn)管理帶來不便。

6 結(jié)語

該工程于2005年10月正式投產(chǎn)運(yùn)行，先后進(jìn)行了增加砂水分離器和增加一臺螺旋離心脫水機(jī)等技術(shù)改造，兩年多的實(shí)際運(yùn)行表明，將冶金生產(chǎn)混合污泥經(jīng)螺旋離心脫水機(jī)脫水制成污泥膏直接用于燒結(jié)混合配料的處理工藝是成功的。該技術(shù)不僅改變了過去分質(zhì)處理利用帶來的生產(chǎn)管理復(fù)雜性，避免了常規(guī)板框或帶機(jī)脫水及污泥汽車運(yùn)輸造成的二次污染，同時也給企業(yè)自身帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，是冶金污泥綜合利用技術(shù)的一次革新。