冶金生產過程中產生的污泥主要有煉鐵高爐瓦斯泥、煉鋼轉爐除塵污泥以及各軋鋼工序產生的化學污泥等。由于各生產工序生產工藝不同，故產生的污泥性質差別較大。目前，國內冶金企業污泥綜合利用一般是根據不同污泥的性質進行分類回收，煉鋼瓦斯泥多采用浮選精選的方法進行提煉，提煉后含鐵量高的污泥送燒結或球團配料，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。煉鋼轉爐污泥多采用濃縮后直接送至燒結一混圓筒進行配料或脫水后送料場配料，如濟鋼、柳鋼等即采用該方法。軋鋼化學污泥采用脫水外運處理，如唐鋼即采用該方法。總體來說，冶金污泥回收利用非常普及，但或多多少存在因污泥外運而帶來的二次污染，且污泥利用率不高。

鄂城鋼鐵廠燒結分廠擬將各分廠的生產污泥混合后制成污泥膏用于燒結，并成功進行了生產實踐。

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、燒結和焦化分廠。根據污泥性質不同可將其生產污泥分為四大類，即煉鐵高爐瓦斯泥、煉鋼轉爐污泥、電爐污泥及軋鋼污泥。該廠原有污泥處理設施是將轉爐污泥濃縮后送24㎡燒結機一混圓筒配料，其他污泥均脫水后送原料廠配料或外運填埋。該系統可回收冶金污泥量為3×10⁴t/a，環境和經濟效益顯著，盡管如此，仍有大量生產污泥未被利用。

隨著企業的不斷發展，電爐廠異地改造，與之配套的小型連軋生產線也投產運行，4號1860煉鐵高爐和90㎡燒結機相繼建成投產，一方面生產污泥量大幅度增加，另一方面90㎡燒結機的建成投產也使燒結消化污泥的能力大幅度增加。由此，結合 的污泥脫水技術，提出一種全新的污泥處理工藝，即將廠區所有生產污泥進行收集、濃縮、脫水后制成污泥膏直接用于燒結混合圓筒配料。

2 基本設計參數

2.1 污泥量

各分廠的污泥排放量見下表：

2.2 污泥性質

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

在燒結生產過程中，一般要求燒結混合料含水量在（6.5±0.3)%，故需噴水調整濕度，通常采用噴濕污泥的方式，既可以補充水分，又可以利用污泥，但由于未經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鍵在于怎樣降低污泥含水率。根據鄂鋼生產的實際情況，燒結生產混合料中的混勻礦、煤粉等物料自身的含水率通常比生產要求的（6.5±0.3）%還要高，真正能消化污泥的是返礦，燒結分廠燒結返礦用量為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%。

根據以上計算，考慮到返礦含水率不可能為零，同時考慮安全設計系數，脫水后污泥含水率計算值暫取35%，運行時根據實際情況進行控制。

2.4 設計規模

污泥量為296m3/h。由于廠區生產污泥排放的間歇性，工程設計處理規模為400m3/h。

3 工藝方案的確定

3.1 污泥收集與輸送

針對冶金生產污泥的不同性質及各生產工序污泥間歇排放的特點，結合鄂鋼廠區總圖布局的實際情況，將距燒結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。其他分廠的生產污泥采用分段加壓、逐級輸送的方式運至污泥處理站。

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

3.2 污泥處理工藝流程

廠區生產污泥→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→污泥切割機→燒結配料皮帶。

各分廠的生產污泥收集至污泥處理站后先經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，同時投加絮凝劑進行充分攪拌，混合液經螺桿泵加壓至螺旋離心脫水機脫水，濃縮池上清液及濾液回用于生產，脫水后的污泥膏利用螺旋輸送機和切割機直接送至燒結配料皮帶輸送機，與混合料混合利用。

3.3 設計要點

（1）污泥輸送管路必須考慮沖洗系統和檢修口，以防止管路堵塞。

（2）脫水機的選擇是關鍵，經過充分論證、比較和考察后決定采用螺旋離心脫水機作為污泥濃縮脫水設備，螺旋離心脫水機具有以下特點：進泥和出泥均為連續運行，有利于污泥膏直接與燒結配料皮帶輸送機上的混合料混合。脫水后污泥的含水率可以通過調整離心脫水機的轉速自行調節，便于污泥膏的制備；便于自動化運行和清潔生產。

（3）由于螺旋離心脫水機對進料介質要求較高，故污泥進入脫水機后需進行充分攪拌，盡量保證污泥進料基本穩定，使脫水機穩定運行。

（4）污泥膏投加前加切割機攪細，均勻投加以便于燒結混料。

3.4 主要建（構）筑物及設備

（1）污泥濃縮池

污泥濃縮池采用地上高架式，鋼混結構，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

非標鋼結構設備，配用攪拌機功率為7.5kW。

（3）臥式螺旋離心脫水機

4臺。配用電機功率為45kW，轉速為3000r/min，處理量為35m3/h，PLC控制。

（4）螺旋輸送機

2臺。螺旋輸送機圓筒直徑為450mm，長度根據現場實際需要確定，配用電機功率為0.55kW。

（5）污泥切割機

2臺。非標設備，配用電機功率為0.55kW。

4 經濟技術分析

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）廠區軋鋼污泥采用間歇方式輸送，污泥濃縮池進水負荷不穩定造成了濃縮池出水水質不穩定，有跑泥現象發生，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回流連續輸送方式。

（2）經離心脫水機脫水后的污泥膏直接送至燒結配料皮帶輸送機與燒結礦混合，易產生揚塵，揚塵粘附在污泥切割機出口造成堵塞，必須人工定期清除，還有待進一步改進。

（3）污泥處理系統與皮帶輸送機原采用聯鎖控制方式，由于污泥處理系統開停機延時時間較長，皮帶輸送機停機后脫水機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，改自控為人工調度，這給生產管理帶來不便。

6 結語

該工程于2005年10月正式投產運行，先后進行了增加砂水分離器和增加一臺螺旋離心脫水機等技術改造，兩年多的實際運行表明，將冶金生產混合污泥經螺旋離心脫水機脫水制成污泥膏直接用于燒結混合配料的處理工藝是成功的。該技術不僅改變了過去分質處理利用帶來的生產管理復雜性，避免了常規板框或帶機脫水及污泥汽車運輸造成的二次污染，同時也給企業自身帶來了巨大的經濟效益，是冶金污泥綜合利用技術的一次革新。