砂石骨料生产系统废水处理工艺设计及应用

《砂石骨料生产系统废水处理工艺设计及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《砂石骨料生产系统废水处理工艺设计及应用（4页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、砂石骨料生产系统废水处理工艺设计及应用砂石骨料是水电工程生产中需求量最大的基础材料之一，砂石系 统在生产过程中，除泥、去粉以及降尘等工序均需要使用大量的水（通 常每吨砂石料需要用水0.52.0m3）。在砂石骨料生产中所排放的废 水中主要的污染物质是（SS）固体悬浮物，如果直接排放的话，将对 水利工程项目周边的环境造成污染，并且影响流域的水质和水生物的 生存环境。1传统的废水处理工艺废水处理主要应用沉淀理论，根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝 性能，分为：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀、压缩等沉淀过程。自由沉淀：当悬浮物质浓度不高时，在沉淀的过程中颗粒之间互 不碰撞，呈单颗粒状态，各处独立地完成沉淀过

2、程。絮凝沉淀（也称 干涉沉淀）：悬浮物在沉淀过程中，颗粒与颗粒之间可能互相碰撞产 生絮凝作用，使颗粒的粒径与质量逐渐加大，沉淀速度不断加快，故 实际沉淀速度很难用理论公式计算，主要靠试验测定。活性污泥在二次沉淀池及浓缩池的沉淀与浓缩过程中，实际上都 顺次存在自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀、压缩的沉淀过程，只是产 生各类沉淀的时间长短不同而已。下圃所示的沉淀曲线，即活性污泥 在二次沉淀池中的沉淀过程。在砂石骨料生产废水处理中，传统的废水处理工艺主要是自然沉 淀法以及絮凝沉淀法。2新型工艺的设计运用结合废水的水质特征和现场实际地形情况，四川某水电站对其砂 石加工系统所排废水采取“集水沉淀+预处理+人

3、工沉淀+机械脱水 相结合”的处理工艺，具体工艺流程见图1。图1废水处理新工艺设计流程2.1新型工艺的主要特点冲洗细骨料降低石粉的过程中，石粉流失量较大，导致废水中 颗粒含量较高，石粉悬浮在水中不易沉淀。鉴于此，在废水处理厂前 增设集水沉淀池和预处理环节，主要目的是快速去除废水中粒径较大 的颗粒，回收细砂和石粉。可减轻废水处理系统运行负荷，延长压滤 机滤布、渣浆泵的使用寿命，降低设备投入和运行成本;新工艺采 用自动化程度较高的加药设备，废水经高效絮凝反应沉淀处理，使用 排泥设备及时将沉淀的泥浆集中到辐流沉淀池中心的集泥斗，通过重 力和离心作用使污泥进入锥形泥斗区。泥斗区中上部污泥在聚合力作 用下

4、，颗粒群体结合成一整体，各自保持相对不变的位置共同下沉。 在泥斗区中下部，污泥浓度相对较高，颗粒间距离很小，颗粒互相接 触，互相支承，在罐体内水及上层颗粒作用下，下层颗粒间隙中的液 体被挤出界面，固体颗粒被浓缩压密，最后从罐体底部排泥管连续或 间断排出。污泥在锥形泥斗区中上部经聚合力的作用下，颗粒群体结 合成一整体，各自保持相对不变位置共同下沉，在泥斗区中下部SS 很高，颗粒间将缝隙中液体挤出界面，固体颗粒被浓缩压密后从锥体 底部排出，一般污泥含水率W90%。从运行情况看，废水悬浮物含量 高且动态变化，加药量可根据废水悬浮物的变化情况动态调整；新 工艺采取集水沉淀与絮凝沉淀相结合的方式。由于高

5、效絮凝沉淀加药 费用的比例占设备运行费用相对较高，而良好的集水沉淀对降低加药 量效果显著，在砂石场地允许的情况下，科学设定集水沉淀池的容积 对降低成本具有重要意义。新工艺对传统工艺既有继承又有改进，两者都由废水调节池、加 药、沉淀、泥浆处理设施4部分组成。与传统工艺相比，新工艺不 但能循环利用处理后的排水，而且还能回收利用石粉，进而调节成品 砂的石粉含量。采用国内较先进的废水加药、沉淀设施，能够缩短泥 砂的沉淀时间，解决泥浆沉淀过程中常常出现板结和堵管的难题。借 鉴矿山工程废水处理经验，使用陶瓷过滤机，能克服传统工艺中出现 的脱水历时长、效果不明显、自动化程度不高、工艺不能连续运行的 难题。3

6、实际工程应用解析某水电站砂石骨料加工系统生产规模为200t/h,原料为花岗岩类。 生产用水主要为制石系统的洗石用水，制砂系统的棒磨及冲洗除尘用 水，用水量为3246.49m3/d。按水电建设要求，各生产、生活废水必 须集中处理并尽可能回收利用。砂石加工系统生产高峰时，废水主要 为洗石、制砂排水、冲洗除尘排水等，每小时产生废水350.7m3,考 虑到收集处理后的生活用水和水处理设施自用水，废水处理规模按 400m3/h设计。废水中主要污染物为SS，经现场取样检测，悬浮物 浓度为*mg/L。各种废水及排水统一收集至集水沉淀池，综 合处理后作（下转第117页）（上接第115页）为生产用水回用。3.1

7、废水的水质水量特征水处理设施进出水总管上安装有流量计，计量瞬时和累积流量， 记录系统废水流量特性见表1。3.2处理效果分析 废水经过预处理之后悬浮物的固体颗粒存在的分布情况，可以 由预处理车间所回收的石粉对比比较处理之后废水中含有的固体颗 粒分布情况得出。具体见表2。表2的数据分布规律表明，固体颗粒在一定程度上受取样方法的 影响，原废水里集中在排水沟沟底的粗颗粒无法提取，导致原废水中 固体颗粒的分析结果不能全面反映含泥砂情况。经过预处理后，废水 中粒径小于0.050mm的颗粒占95%以上，完全达到了预处理的预期 目标；进入辐流沉淀池的废水所含固体物质主要是泥土及石粉等小颗 粒，其吸水性、膨胀性

8、和流动性均有较大改善，从根本上解决了泥浆 板结这个长期困扰砂石加工废水处理的难题。 人工沉淀（絮凝沉淀）：在人工沉淀池前方的管道中投加PAC 和PAM两种絮凝药剂，以加快固体悬浮物沉淀速度。为准确控制絮 凝剂投加量，用适当药量达到最佳絮凝效果，配置了专门的加药装置。 为试验两种絮凝剂在骨料生产废水中的使用效果，进行了对比试验。 试验结果表明，单独使用PAC、PAM时，矶花大且密实，表明混凝沉 淀效果好；若絮凝剂投加量过大，矶花增加量、泥水分离程度变化都 不明显。测定在不同加药浓度下的吸光度值和浊度值的结果表明，在 一定的加药浓度范围内，絮凝剂浓度与吸光度可以近似呈直线关系， 相对来说，浊度与絮

9、凝剂的线性关系比吸光度与絮凝剂浓度的线性关 系差很多，说明絮凝剂的浓度对浊度的影响较大。随絮凝剂浓度的增 大，上层水质的吸光度、浊度值逐渐减小，当PAC的浓度达到35mg/L， PAM的浓度达到7mg/L时，浊度和吸光度同时达到最小值，此时的 沉淀效果最好。继续增大浓度，絮凝效果不再明显。因此，通过反复 试验，可以确定最佳投加量。现场经过多次运行试验，监测PAM反 应时间明显快于PAC，相比于单独使用PAC、PAM的沉淀效果，混 合使用中，将PAM作为助凝剂，按先加PAC再加PAM顺序搭配， 其絮凝效果比单独使用效果更明显。4结束语水利水电建设中，砂石加工系统是最大的废水源，在该工程中对 砂石加工系统采用“集水沉淀+预处理+人工沉淀+机械脱水相 结合”的处理工艺，解决了废水沉淀和泥浆脱水的难题。尤其是废水 循坏用水系统的总循环水量回收率约为100%，真正的做到了废水的 零排放，也将水的重复利用率进行了提高，减小了污染，节约了资源， 对环境保护有着重要的作用，同时节省了成本开支，收获了更多的社 会效益。值得今后的工程借鉴。