北欧钢厂解决方案降低水处理成本

与传统解决方案相比，用水运输碾压以创建连续循环循环，从而减少了大量人工操作并允许在更小的空间内连续运行，从而降低了成本。北欧的工厂，如奥托昆普在瑞典阿维斯塔的工厂，一直在转向北欧水务公司，以获得基于螺旋脱水机、薄片分离器和 Dynasand 过滤器的解决方案。

今天，严格的环境法规要求北欧的公司在排放到河流和下水道之前清洁用过的工艺水。理想情况下，所有工艺用水都应在闭环中循环使用；在实践中，它需要被“放血”和治疗。

氧化皮粗大、重且磨损
在钢铁生产中，热轧和铸造用水的速度在每小时 100 立方米到每小时 10,000 立方米之间，具体取决于操作规模。当钢离开铸造操作时，冷却和用水切割会产生氧化皮（氧化铁）。碾压颗粒的范围从几微米到拳头大小不等。它们也很重和磨损。 （密度为每立方厘米 4.9 至 5.2 克）。传统上，这种粗材料被收集在坑中，然后由起重机或链式铲运机清空。巨大的沉淀池然后分离细粉和油。定期，反冲洗的砂过滤器电池最终去除微米级材料和残留油。

然而，这种方法有几个缺点，增加了水处理的总成本，从而增加了工厂的运行成本。首先，操作需要人工处理，不能自动化。其次，盆地和坑需要大量空间。第三，维护成本高。最后，在改造现有工厂以升级水处理时，这种方法需要寻找额外的空间。

收集和处理带来环境挑战
对于工作环境而言，收集轧制鳞屑可能特别麻烦。直到 1970 年代初，工人们还在站在轨道上的桶中收集水垢并用手移动它们。在狭窄、嘈杂和尘土飞扬的环境中，这是一项令人不快的任务。

随着对钢厂改善工作环境、降低总成本和遵守更严格的环境法规的要求不断增加，一些钢厂已转向水处理专家 Nordic Water。该公司总部位于瑞典，为工业过程水和废水处理提供先进的固液分离产品以及交钥匙解决方案。

新方法
Nordic Water（更早的 Axel Johnson Engineering）和美卓矿业（更早的 Sala International）率先采用了新技术。 Ovako Steel AB 是瑞典霍福斯 SKF 集团的一部分，它呼吁这些公司帮助去除连续水流中的水垢。这消除了靠近主要生产线的规模坑的需要，减少了灰尘，同时改善了工作环境。但是，水垢和水浆需要输送。

地板上的泵和集水槽布置旨在提供将泥浆运走的手段。两台半潜式泵（一台备用）移动水和水垢混合物。入口处的废料筐可收集超过 2.5 至 5 厘米的水垢和异物。水槽的设计是为了避免墙壁堆积；它很小，墙壁陡峭，底部面积约为泵房宽度的两倍。为了抵抗磨损，工业橡胶软管连接泵管路和泵，尽管钢管可以用于直线段。

泵房和叶轮采用高铬合金钢。尽管泥浆很粗糙，磨损部件仍能使用一年多，即使是在艰苦的粗加工任务中也是如此。在更精细的范围内，磨损部件可能会持续 10 年以上。

找到合适的泵至关重要
泵的选择至关重要，确定了以下标准：
• 刚性轴和轴承可承受最重物体的冲击
• 流量变化不敏感
• 空气堵塞不敏感
• 干运转能力
• 能够通过底部叶轮或回流喷孔释放油底壳沉积物。

Nordic Water 选择了美卓 VT 型半潜式泵来完成这项任务。整个泵可以吊起来检查，不需要密封水。

这种类型的最大泵在高达 3 巴（每平方英寸 45 磅）的压力下处理每小时 1,500 立方米（每分钟 4,400 加仑）的流量。当井筒长度不足以满足集水槽的深度时，可以使用完全浸入式变体。

将水垢从它落下的地方抽走，就不需要在铣削区域设置水垢坑，并为去除水垢的替代方案开辟了道路。

去除泥浆中的粗水垢
泥浆处理有三种选择：螺旋脱水机、磁力分离器和旋风分离器。旋风分离器的缺点包括磨损导致的性能下降，以及它对大型异物的耐受性较差。此外，流出物需要额外的处理。磁性分离器在磁铁和秤之间的接触距离很短，这要么需要大型分离器（仅适用于规模经济允许的地方），要么会导致磨损增加。

首选螺旋脱水机
Nordic Water 的首选解决方案是大型螺旋脱水机。这基本上是一个沉淀池，材料在其中沉淀，螺旋输送机去除沉淀的水垢并使其脱水。尽管在矿物处理中使用了多年，但在钢厂中的应用却是最近的事情。

在维护期间也可以连续运行，因为可以提升螺杆进行维修，同时进料流仍会持续数小时。

螺杆可去除 100 微米以上的几乎 100% 的水垢材料。脱水水垢是一种滴干材料，水分含量低于 2% 至 8%，具体取决于粒度分布。

挡泥板可捕获油和其他漂浮物质，这些物质使用脱水机随附的撇油器去除，以去除漂浮物。溢流中仍然存在油，但水质足以作为运输再利用。出于冷却目的，需要进一步处理。

1980 年，第一台螺旋脱水机和第一台 DynaSand 过滤器安装在 Avesta（今天的奥托昆普不锈钢公司），随后迅速安装在 Ovako Steel、Fundia、SSAB 以及德国的一些钢厂，奥地利和法国。

“使用 Nordic Water/Metso 系统，整个水处理投资节省了 35%，”Avesta 项目经理 Nils Albertsson 说。

安装在脱水机中的横流薄片组增加了水池面积，使总沉降面积（或等效的坑）达到 100 平方米，从而使进料流量接近每小时 2,000 立方米（每分钟 8,800 加仑）一个单位。在奥地利林茨的 Voest Alpine 运营着 7 台这种规模的机组。

螺旋脱水机可提供 100 至 300 ppm 的固体浓度。这对于以可接受的反冲洗频率向传统规模污水系统中的静态过滤器进料来说太高了，但它在 Nordic Water 制造的 Dynasand 连续过滤器的能力范围内。

使用 DynaSand 进行连续过滤
在 DynaSand 过滤器中，污垢砂不断地从滤床上去除、洗涤和回收，而不会中断过滤过程。 DynaSand 过滤器基于逆流原理。待处理的水通过装置下部的入口分配器进入，并在向上流过沙床时被净化，然后通过顶部的滤液出口排出。含有夹带杂质的砂子通过气升泵从装置的锥形底部输送到顶部的洗砂机。沙子的清洁从泵本身开始，其中通过湍流混合作用将污垢颗粒与沙粒分离。受污染的沙子从泵出口溢出到洗涤器迷宫中，在那里被少量干净的水流冲洗掉。杂质通过冲洗水出口排出，而干净的砂粒（较重）则保留在砂床中。因此，床在整个装置中不断向下运动。因此，水净化和洗砂都是连续进行的，使过滤器能够不间断地继续使用。

因此，过滤器在没有移动部件、没有控制阀的情况下运行，并且压降低于 0.1 bar (1.5 psi)。冲洗水流量为进水流量的 5% 到 7%。过滤后的水含有低于百万分之 5 到 10 的残留固体和油，可满足大多数回收或排放的需求。出于精制目的，过滤器可以在凝结剂的支持下运行，以较低的进料量或活性炭作为滤床，这将产生几乎任何所需纯度的滤液。

在轧制规模上操作允许通过滤床的过滤速率为每小时 25 米（每平方英尺 10 加仑每分钟）。因此，最大的过滤装置 DST 50 过滤面积为 5 平方米（54 平方英尺），可提供 123 立方米/小时（550 加仑/分钟）的过滤能力。 Dynasand 过滤器可以按电池布局排列。 16 个过滤器一起将提供 2,000 m3/h (8,800 gpm) 的流量，与美卓矿业公司的 SD 60-200 型螺杆脱水机的容量相匹配。

来自 Dynasand 过滤器的冲洗水通常集中在以每小时约 2 米（每分钟每平方英尺 0.8 加仑）的表面负荷运行的传统增稠器中。浓缩器溢流返回过滤器进料泵。底流通过闸阀系统排出，以实现 45% 至 65% 的高固体浓度。聚合物必须用于这种增稠器，但不能用于泵、螺旋脱水机或砂滤器系统的其他部分。在最近的一些安装中，薄片分离器已成功用于相同目的。