冶金生产过程中产生的污泥主要有炼铁高炉瓦斯泥、炼钢转炉除尘污泥以及各轧钢工序产生的化学污泥等。由于各生产工序生产工艺不同，故产生的污泥性质差别较大。目前，国内冶金企业污泥综合利用一般是根据不同污泥的性质进行分类回收，炼钢瓦斯泥多采用浮选精选的方法进行提炼，提炼后含铁量高的污泥送烧结或球团配料，剩下含铁量低的污泥送往厂外制砖，如武钢、马钢等采用该方法。炼钢转炉污泥多采用浓缩后直接送至烧结一混圆筒进行配料或脱水后送料场配料，如济钢、柳钢等即采用该方法。轧钢化学污泥采用脱水外运处理，如唐钢即采用该方法。总体来说，冶金污泥回收利用非常普及，但或多多少存在因污泥外运而带来的二次污染，且污泥利用率不高。

鄂城钢铁厂烧结分厂拟将各分厂的生产污泥混合后制成污泥膏用于烧结，并成功进行了生产实践。

1 项目背景

鄂城钢铁厂主要由炼铁分厂、炼钢分厂、电炉分厂、小型分厂、中型轧钢分厂、棒材分厂、线材分厂、烧结和焦化分厂。根据污泥性质不同可将其生产污泥分为四大类，即炼铁高炉瓦斯泥、炼钢转炉污泥、电炉污泥及轧钢污泥。该厂原有污泥处理设施是将转炉污泥浓缩后送24㎡烧结机一混圆筒配料，其他污泥均脱水后送原料厂配料或外运填埋。该系统可回收冶金污泥量为3×10⁴t/a，环境和经济效益显著，尽管如此，仍有大量生产污泥未被利用。

随着企业的不断发展，电炉厂异地改造，与之配套的小型连轧生产线也投产运行，4号1860炼铁高炉和90㎡烧结机相继建成投产，一方面生产污泥量大幅度增加，另一方面90㎡烧结机的建成投产也使烧结消化污泥的能力大幅度增加。由此，结合 的污泥脱水技术，提出一种全新的污泥处理工艺，即将厂区所有生产污泥进行收集、浓缩、脱水后制成污泥膏直接用于烧结混合圆筒配料。

2 基本设计参数

2.1 污泥量

各分厂的污泥排放量见下表：

2.2 污泥性质

各类污泥的主要成分见下表：

2.3 处理后污泥膏含水量的确定

在烧结生产过程中，一般要求烧结混合料含水量在（6.5±0.3)%，故需喷水调整湿度，通常采用喷湿污泥的方式，既可以补充水分，又可以利用污泥，但由于未经处理的污泥含固率较低，从而使污泥利用量受到限制，因此提高污泥利用率的关键在于怎样降低污泥含水率。根据鄂钢生产的实际情况，烧结生产混合料中的混匀矿、煤粉等物料自身的含水率通常比生产要求的（6.5±0.3）%还要高，真正能消化污泥的是返矿，烧结分厂烧结返矿用量为120t/h，如果忽略返矿的含水率，则干污泥总量为51100t/a；每天利用干污泥量为154.8t（按年生产330d计）；每小时利用干污泥量为6.5t；与返矿混合后混合料含水率按6.5%计，则需水量为9t；脱水后污泥膏含水率为58%。

根据以上计算，考虑到返矿含水率不可能为零，同时考虑安全设计系数，脱水后污泥含水率计算值暂取35%，运行时根据实际情况进行控制。

2.4 设计规模

污泥量为296m³/h。由于厂区生产污泥排放的间歇性，工程设计处理规模为400m³/h。

3 工艺方案的确定

3.1 污泥收集与输送

针对冶金生产污泥的不同性质及各生产工序污泥间歇排放的特点，结合鄂钢厂区总图布局的实际情况，将距烧结分厂较近的炼铁高炉瓦斯泥直接泵送至污泥处理站。炼钢转炉污泥由于流动性差，输送比较困难，采用气力输送方式。其他分厂的生产污泥采用分段加压、逐级输送的方式运至污泥处理站。

污泥输送管道架空敷设，所有弯头均采用45°弯头，且设空气清扫管。炼钢转炉及连铸污泥采用循环回流、连续输送的方式，以避免间歇运行造成管道堵塞。

3.2 污泥处理工艺流程

厂区生产污泥→砂水分离器→污泥浓缩池→混合池加入絮凝剂→脱水间→螺旋输送机→污泥切割机→烧结配料皮带。

各分厂的生产污泥收集至污泥处理站后先经砂水分离器去除粗颗粒固体后自流至重力浓缩池浓缩，然后泵提至混合池，同时投加絮凝剂进行充分搅拌，混合液经螺杆泵加压至螺旋离心脱水机脱水，浓缩池上清液及滤液回用于生产，脱水后的污泥膏利用螺旋输送机和切割机直接送至烧结配料皮带输送机，与混合料混合利用。

3.3 设计要点

（1）污泥输送管路必须考虑冲洗系统和检修口，以防止管路堵塞。

（2）脱水机的选择是关键，经过充分论证、比较和考察后决定采用螺旋离心脱水机作为污泥浓缩脱水设备，螺旋离心脱水机具有以下特点：进泥和出泥均为连续运行，有利于污泥膏直接与烧结配料皮带输送机上的混合料混合。脱水后污泥的含水率可以通过调整离心脱水机的转速自行调节，便于污泥膏的制备；便于自动化运行和清洁生产。

（3）由于螺旋离心脱水机对进料介质要求较高，故污泥进入脱水机后需进行充分搅拌，尽量保证污泥进料基本稳定，使脱水机稳定运行。

（4）污泥膏投加前加切割机搅细，均匀投加以便于烧结混料。

3.4 主要建（构）筑物及设备

（1）污泥浓缩池

污泥浓缩池采用地上高架式，钢混结构，尺寸为16.0m×6.5m，有效高度为3.5m，浓缩池底部为污泥提升泵房、高压冲洗泵房、加药间和控制室。

（2）污泥混合池

非标钢结构设备，配用搅拌机功率为7.5kW。

（3）卧式螺旋离心脱水机

4台。配用电机功率为45kW，转速为3000r/min，处理量为35m³/h，PLC控制。

（4）螺旋输送机

2台。螺旋输送机圆筒直径为450mm，长度根据现场实际需要确定，配用电机功率为0.55kW。

（5）污泥切割机

2台。非标设备，配用电机功率为0.55kW。

4 经济技术分析

工程总投资为1860万元，处理后吨泥回收成本为13.46元，毛收益为1022万元/a（按鄂钢内部核算价为200元/t污泥计算），则每年净收益为953.2万元。

5 存在的问题及分析

（1）厂区轧钢污泥采用间歇方式输送，污泥浓缩池进水负荷不稳定造成了浓缩池出水水质不稳定，有跑泥现象发生，针对这种情况，厂方正在着手将轧钢污泥间歇输送方式改为循环回流连续输送方式。

（2）经离心脱水机脱水后的污泥膏直接送至烧结配料皮带输送机与烧结矿混合，易产生扬尘，扬尘粘附在污泥切割机出口造成堵塞，必须人工定期清除，还有待进一步改进。

（3）污泥处理系统与皮带输送机原采用联锁控制方式，由于污泥处理系统开停机延时时间较长，皮带输送机停机后脱水机仍有部分污泥排至皮带，造成皮带上污泥膏堆积，为解决该问题，改自控为人工调度，这给生产管理带来不便。

6 结语

该工程于2005年10月正式投产运行，先后进行了增加砂水分离器和增加一台螺旋离心脱水机等技术改造，两年多的实际运行表明，将冶金生产混合污泥经螺旋离心脱水机脱水制成污泥膏直接用于烧结混合配料的处理工艺是成功的。该技术不仅改变了过去分质处理利用带来的生产管理复杂性，避免了常规板框或带机脱水及污泥汽车运输造成的二次污染，同时也给企业自身带来了巨大的经济效益，是冶金污泥综合利用技术的一次革新。