某厂热轧已建成投产多年，其浊环水处理系统采用传统的平流沉淀池加高速过滤器处理工艺，系统投运以来，污泥处理系统一直无法正常运转，污泥脱水困难、浓缩池堵塞。高速过滤器反洗频繁，整个系统运行处理费用很高。近年来，虽经多次优化和改进，依然无法改善现场脏乱现象。

目前回用水悬浮物质量浓度为50~100 mg/L（设计指标≤30 mg/L），严重超标。大量微细铁粉富集于循环水中，与水中的油结合形成油泥（当100 μm以下的氧化铁与100 μm以下的油在浊环水中相遇时，其正、负电荷相吸，极易形成油泥），分析测试油泥成分，1 g氧化铁粉能吸附超过0.2 g的油，质量比为5:1，体积比基本上为1:1，由于其成分中微细氧化铁的密度大于水而油的密度小于水，造成在水中悬浮性质增加，既不利于氧化铁的沉淀，也不利于油的上浮分离，易悬浮于水中，这种存在方式很难依靠普通重力沉淀分离方法去除。

要想进一步提高回用水水质、降低生产成本、减少劳动强度，以满足现在和将来的生产需要、保证产品品质，对原热轧浊环水处理的改造刻不容缓。

针对该厂面临的污泥脱水困难的问题，为提高回用水水质、降低生产成本，该厂引入稀土磁盘分离净化设备。稀土磁盘分离净化设备的结构原理图如图1所示。

稀土磁盘分离净化设备的工作原理为利用永磁材料的高强磁能积，通过磁盘的聚磁组合，在磁路的设计上进行创新，实现工作区间的高磁场强度和高磁场梯度，使轧钢废水中铁磁性微粒及絮凝吸附在其上的非磁性物质微粒和渣油，在磁场力作用下，克服流体阻力和微粒重力等机械外力，产生快速定向运动，吸附在稀土磁盘表面，从而将废水中的悬浮物和油吸附分离出来，再通过隔磁卸渣装置将稀土磁盘表面的吸附物卸下，刨入螺旋槽，经非磁性的输渣装置输出，实现轧钢废水的净化和循环使用^〔1-2〕。

稀土磁盘分离净化设备特点：（1）设备结构紧凑、占地面积小、操作维护方便；（2）去除铁磁性悬浮物效果好，去除率可达80%~95%，处理废水量大；（3）回收铁磁性悬浮物含水率90%，若增加磁力压榨脱水机，含水率可降到35%；（4）设备连续使用，运行稳定可靠，耗电少；（5）进水压强无特殊要求，一般为0.05 MPa^〔3-4〕。

稀土磁盘分离净化设备的应用从广义上讲，凡含有铁磁性物质的介质，均可将铁磁性物质从中吸附出来，达到分离的目的。目前应用的领域主要有：轧钢浊环水净化、连铸浊环水净化、转炉污泥富集金属铁、铁矿尾矿洗选（提高总铁品位）、金属研磨废液净化、过滤器过滤铁磁性悬浮物后的反冲水净化等。

由于稀土磁盘分离净化设备具有诸多优点，与传统化学除油工艺相比，在炼钢连铸浊环水净化处理、热轧碳钢和不锈钢浊环水净化处理领域，具有广阔的市场前景。炼钢连铸浊环水、热轧碳钢和不锈钢浊环水中的污染物多为含有铁磁性的悬浮物，非磁性的物质含量极少，并且非磁性物质可以通过在水体中加入絮凝剂等方式，与磁性物质结成絮凝团一起去除。应用稀土磁盘设备去除含有这一类磁性物质污染物的水体，去除效果显著，处理后的水质指标优于其他设备。

稀土磁盘设备真正应用于钢铁行业是从2005年开始的，随着应用的广泛深入，也不断暴露出一些问题。稀土磁盘分离净化设备的刮渣和卸渣装置随着使用频次的增加会逐步老化，这在一定程度上影响了稀土磁盘分离机的使用寿命。同时，稀土磁盘分离净化设备在长期运行中，也会受油污和其他水中杂质的污染而影响其处理效果。为了避免以上事件发生，影响水处理过程，在设备运行中需要加强点巡检工作，及时更换备件和清理设备上的杂物，确保设备安全稳定运行。

项目改造前，热轧浊环水经旋流井沉淀去除大颗粒铁屑后，提升进入二次平流沉淀池进一步去除浮油和悬浮物，再提升进入高速过滤器处理后，带压进入冷却塔冷却，然后进入浊环吸水池，再由泵打回厂内，循环使用。图2为热轧浊环水系统改造前的工艺流程。高速过滤器作为主要处理设备，在反冲洗时若反洗流量过大，会导致滤料流失，反洗强度不易控制。反洗流量小时会导致滤料洗涤不净，过滤效果不好，出水水质不达标。这也是现有水处理系统存在的一大问题。

经后期系统改造，现有平流沉淀池做为进水端，池顶建设钢平台，放置5套稀土磁盘设备。将原有旋流井提升泵来水总管做旁通，将水引至稀土磁盘进行处理，处理后出水直接流入平流池，并新建渣池，磁盘机出渣直接进入渣池，晾晒后抓渣外运。图3为热轧浊环水系统改造后的工艺流程。

经过3个月的调试，整个浊环水系统能够稳定运行。本次改造满足工艺设备直接冷却用水对水量和水质的要求，处理水量10 000 m³/h，进水悬浮物≤ 300 mg/L，油≤40 mg/L；出水悬浮物≤30 mg/L，油≤ 5 mg/L。相较改造前的悬浮物50~100 mg/L，油10~20 mg/L，出水水质得到明显的改善。

工程总投资1 600.5万元。土建部分包括磁盘机平台（1座，341.2 m²）、渣池及吸滤池（1座，342 m³），费用总计75.15万元；设备部分包括稀土磁盘成套设备、抓渣行车、管道阀门等，费用总计1 436.0万元；电气部分费用为3.0万元；安装工程费为86.3万元。

本工程的实施，可为该厂热轧的安全生产提供保证，减少设备检修率，减少污染物的排放量，改善周边居民生活环境，改善钢铁企业与周围村庄的关系，提高钢铁企业的综合效益，促进企业可持续发展，同时增加了就业机会，对促进社会稳定和谐发展起到积极的作用。

本工程实施后，每天处理量按240 000 m³计算，年运行330 d，每年可减少固体悬浮物排放量22 051 t，污染物的大量削减，将减少对河流的污染，保护了水资源环境。

本工程改造前运行费用920.42万元/a，改造后运行费用200.85万元/a，其中每年可减少的排污及补水费用80.4万元，节约备件费80.0万元，节约备品及配件费用60.0万元，节约污泥处理系统电耗71.79万元，节约高速过滤器运行费用427.68万元，总节约费用719.57万元/a，大约2 a即可收回成本。

（1）本次改造满足工艺设备直接冷却用水对水量和水质的要求，处理水量10 000 m³/h，进水悬浮物≤300 mg/L，油≤40 mg/L；出水悬浮物≤30 mg/L，油≤5 mg/L，相较改造前的悬浮物50~100 mg/L，油10~20 mg/L，出水水质得到明显的改善。

（2）本工程的实施，土建投资量小，工程施工周期短，投资见效快。不仅实现了钢铁行业浊环水闭路循环，提高了热轧产品质量，同时实现了氧化铁皮的有效回收，属于节能环保综合项目。是钢铁行业节能减排、降本增效的有效措施，能促进钢铁企业经济、安全、社会、环境多重效益的和谐发展。