人工砂石加工系統(tǒng)廢水處理工藝與設(shè)備選型初探

1、人工砂石加工系統(tǒng)廢水處理工藝與設(shè)備選型初探劉偉涂明剛（中國水利水電第七工程局六分局四川彭山）摘要：本文以云南火燒寨溝人工砂石加工系統(tǒng)的廢水處理為工程原型，從廢水處理的石粉回收、澄清、壓濾三個階段入手，分析了各個階段處理的原理，比較了不同原理下構(gòu)筑物與設(shè)備間的優(yōu)劣，對廢水處理的工藝選擇和設(shè)備選型做了詳細(xì)介紹。關(guān)鍵詞：廢水處理工藝選擇設(shè)備選型隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由于對工業(yè)高度發(fā)達(dá)的負(fù)面影響預(yù)料不夠、預(yù)防不利，環(huán)境污染日益突出，保護(hù)環(huán)境也成了大家的義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。鑒于人工砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)過程中存在著噪音、廢水、粉塵等環(huán)境問題，針對解決現(xiàn)有砂石加工系統(tǒng)最大的污染問題一一生產(chǎn)廢水。由于污水處理方法的選

2、擇常取決于污水的含砂率和最終處理的方式，本文以云南火燒寨溝人工砂石加工系統(tǒng)的廢水處理為工程原型，分析廢水處理三個階段過程中的不同處理機(jī)理，從而在不同處理機(jī)理下對應(yīng)的處理工藝與設(shè)備的比較與選擇方面，提出了一些淺見。1、 工程概況糯扎渡水電站位于云南省思茅市翠云區(qū)和瀾滄縣交界處的瀾滄江下游干流上，是瀾滄江中下游河段八個梯級規(guī)劃的第五級。距昆明市公路里程為521km電站總裝機(jī)容量5850MVV9X650M叫工程樞紐由直心墻堆石壩、左岸溢洪道、左岸泄洪隧洞、右岸泄洪隧洞以及左岸地下式引水發(fā)電建筑物等組成?；馃瘻先斯ど笆庸は到y(tǒng)設(shè)置于右岸下游火燒寨溝，布置區(qū)域靠近溝口。本工程約220X104m3混凝土

3、所需的粗細(xì)骨料。要求系統(tǒng)按粗碎處理能力不小于800t/h設(shè)計(jì)。共需制備成品砂石料約450X104t,需加工料源約220X104m3(自然方)，料源全部從火燒寨溝存硝場回采主體工程可用開挖料。2、 廢水處理工藝火燒寨溝人工砂石加工系統(tǒng)廢水處理工藝主要由石粉回收、澄清、壓濾三個階段組成，分別對應(yīng)石粉回收車間、廢水處理車間、壓濾車間。系統(tǒng)廢水處理處理規(guī)模550m3/h,其中380m3/h為回收利用水，其余為新補(bǔ)充水?；馃瘻仙笆到y(tǒng)生產(chǎn)廢水主要是主篩分車間、棒磨機(jī)車間的沖洗廢水，生產(chǎn)廢水經(jīng)螺旋洗砂機(jī)、脫水篩分車間后匯集至沉淀池，經(jīng)渣漿泵抽至石粉回收車間，經(jīng)石粉回收設(shè)備回收70%fc右的石粉后，通過混

4、凝劑投配裝置加藥，經(jīng)管道靜態(tài)混合器混合后，進(jìn)入高效快速澄清器，澄清處理后完全達(dá)到生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)(SSK200mg/L)的水排放到系統(tǒng)循環(huán)清水池，再重復(fù)使用到砂石系統(tǒng)生產(chǎn)用水中。其余濃度較大的廢水排入到漿液池，經(jīng)硝漿泵抽到箱式壓濾機(jī)車間處理，壓濾出的清水再排入到系統(tǒng)循環(huán)清水池，供砂石系統(tǒng)生產(chǎn)用水循環(huán)使用或達(dá)標(biāo)排放。具體工藝流程見下圖：宏滬充水東燼L一廢水處理車間長行一態(tài)泥砂裝年火燒寨溝人工砂石加工系統(tǒng)廢水處理工藝流程圖3、 石粉回收工藝火燒寨溝人工砂石加工系統(tǒng)采用濕法生產(chǎn)，相應(yīng)的加工過程中就存在著隨水流失的細(xì)顆粒，主要成分為石屑和石粉。石粉回收的主要目的是最大限度地回收廢水中的石屑和石粉，用于回?fù)?/p>

5、細(xì)骨料，提高成品砂的質(zhì)量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時為下一階段廢水處理降低了細(xì)顆粒含量，減少了后續(xù)處理工程量，相應(yīng)的減少了設(shè)備投入。下表是火燒寨溝砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)廢水取樣試驗(yàn)結(jié)果，雖然石粉總回收效率根據(jù)漿料石粉成份含量發(fā)生變化，但從石粉回收環(huán)節(jié)上說是具有非常重要參考價(jià)值。石粉回收處理前后污水顆粒含量對比表序號顆）位分級回收前（衿回收后（衿備注11mnO上2.21微量0.02mm以下顆粒石粉回收意義不大，故未作統(tǒng)計(jì)20.074mm-1mm3.37微量30.045mm-0.074mm5.960.2740.03mm0.045mm1.590.3350.02mm0.03mm3.240.93以上數(shù)據(jù)表明了石

6、粉回收為減輕后續(xù)廢水處理負(fù)擔(dān)中起著重要作用。石粉回收裝置主要由水力旋流器、振動篩、渣漿泵三大部分組成。主要石粉回收裝置有美國克瑞博斯（KREBS強(qiáng)力脫水裝置、宜昌黑旋風(fēng)尾砂回收裝置?？巳鸩┧筕DS系列產(chǎn)品性能優(yōu)越、石粉回收效率高，但價(jià)格昂貴、需要另外配置渣漿泵，渣漿泵適用于大中型且對石粉回收要求高的砂石系統(tǒng)。黑旋風(fēng)ZX系列產(chǎn)品是針對固液混合物分離設(shè)計(jì)，具有能有效將砂石料系統(tǒng)濕式生產(chǎn)中隨水流流失的細(xì)粒物料脫水、回收、漿液的閉路循環(huán)方式及較低的硝料含水率、性能接近國外同類設(shè)備，細(xì)砂回收0.074mm粒級可達(dá)95蛆上，.0.03mm-0.045mm粒級可達(dá)80必上，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，而且價(jià)格適中、不

7、需要另外配置渣漿，適用于中小型砂石系統(tǒng)?；馃瘻先斯ど笆庸は到y(tǒng)由于要生產(chǎn)碾壓混凝土用砂，因此對石粉回收要求高，故選用一臺克瑞博斯VDS-512負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的細(xì)砂回收，該設(shè)備單臺處理量550600m3/h,細(xì)砂回收能力2060t/h,實(shí)際應(yīng)用取得了理想的效果。4、 污泥濃縮工藝污泥濃縮的主要目的是降低污泥的含水率，使污泥體積大為降低,因此可以大幅度降低后續(xù)廢水處理的規(guī)模和費(fèi)用。一般來說，污泥濃縮處理的對象是污泥中70%勺游離水。砂石系統(tǒng)廢水處理常用重力濃縮法。重力濃縮法是根據(jù)利用顆粒與水的密度之差，濃度較稀的、粒狀顆粒的沉淀屬于自由沉淀的原理，其特點(diǎn)是靜沉過程中顆?；ゲ桓蓴_、等速下沉。重力濃縮

8、法主要為斜管沉淀池、高效快速澄清器設(shè)備。在實(shí)際運(yùn)行中，通常在污泥濃縮前進(jìn)行調(diào)理強(qiáng)處理。所謂污泥的調(diào)理是改變污泥粒子的物化性質(zhì)，破壞其膠體結(jié)構(gòu)，減少其與水的親和力，從而改善脫水性能。常見的污泥的加速濃縮方法是加藥法，即在污水中加入絮凝劑。4.1 斜管沉淀池斜管沉淀池可自行建造，具有結(jié)構(gòu)簡單、沉淀面積大、水深低、廢水處理量大、澄清效果好等優(yōu)點(diǎn)，但基建投資高，占地面積大，適用于大中型且場地寬廣的砂石廢水處理系統(tǒng)。斜管沉淀池工作原理結(jié)構(gòu)圖4.2 高效快速澄清器MG繇列高效快速澄清器設(shè)備運(yùn)行無需機(jī)械攪拌，水力條件好，對高濁度水澄清效率高，主要用于高濃度含泥砂水的澄清分離處理，能快速有效去除水中高濃度懸浮

9、物和有機(jī)物，去除率達(dá)到95姒上，排泥濃度為2%4%而且基建投資低，占地面積小，但設(shè)備投資大，適用于場地狹窄的砂石廢水處理系統(tǒng)。高效快速澄清器單臺設(shè)備選擇不宜偏大，廢水處理量較大時，應(yīng)改為多臺等同處理能力的設(shè)備組，一方面提高了系統(tǒng)處理的可靠性，另一方面單臺設(shè)備處理量偏大時廢水處理效果不好?；馃瘻先斯ど笆庸は到y(tǒng)場地較狹窄，而且坐落在回填基礎(chǔ)上，不適宜采用斜管沉淀池，在實(shí)際生產(chǎn)中采用的是高效快速澄清器結(jié)合添加混凝劑的方式，即廢水通過混凝劑投配裝置加藥，經(jīng)管道靜態(tài)混合器混合后，進(jìn)入高效快速澄清器濃縮澄清處理。MGS-30侑效快速澄清器單臺處理能力300350m3/h,因此火燒寨溝砂石系統(tǒng)選用MGS

10、-300高效快速澄清器2臺，配合JY-15混凝劑投配裝置1臺、GW-4501道靜態(tài)混合器1臺進(jìn)行廢水的濃縮澄清處理。5、 污泥的脫水與干化污泥脫水和干化的目的是除去污泥中的大量水分，縮小其體積,減輕其重量；一般經(jīng)過脫水、干化處理后，污泥含水量能從90溢右下降到4060%體積減小到僅為原來的1/101/5。砂石加工系統(tǒng)廢水處理通常采用的方式主要有自然干化和機(jī)械干化兩種形式，自然干化一般采用淤泥干化池；機(jī)械干化多采用壓濾脫水和離心脫水。壓濾脫水主要有板箱壓濾機(jī)、帶壓式壓濾機(jī)、真空過濾機(jī)等，離心脫水主要有轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，西歐國家經(jīng)脫水處理的污泥占其污泥總量的69.3%,其中機(jī)械脫水占51.4%

11、自然干化16.9%其它1%主要的脫水機(jī)械有：轉(zhuǎn)筒離心機(jī)、板箱壓濾機(jī)、壓式壓濾機(jī)、真空過濾機(jī)，分別占21.7%,15.8%,11.4咐口2.5%。以上數(shù)據(jù)對砂石系統(tǒng)污泥的脫水干化環(huán)節(jié)的工藝選擇和設(shè)備選型有著一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。5.1 自然干化自然干化主要采用形式的是污泥干化池，其中主要的干化機(jī)理是自然蒸發(fā)與滲透。一般經(jīng)過自然干化處理后的出泥的含水率可接近65%淤泥干化池有投資小、干化效果好、出水穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但淤泥干化池的占地面積較大、處理周期長、處理規(guī)模小，一般僅適用于中小規(guī)模且廢水處理量不大的砂石廢水處理系統(tǒng)。5.2 機(jī)械脫水與干化(1)板箱壓濾機(jī)板箱壓濾機(jī)是最早應(yīng)用于污泥脫水的機(jī)械，適用于各

12、種懸浮液的固液分離，具有間歇操作、基建投資大，過濾能力低等特點(diǎn)，但其濾餅的含固率高、藥劑用量少，而且濾液清，可直接被砂石系統(tǒng)生產(chǎn)用水循環(huán)利用。(2)帶壓式壓濾機(jī)帶壓式壓濾機(jī)是合成有機(jī)聚合物(高分子絮凝劑)發(fā)展的結(jié)果，具有連續(xù)工作、制造容易、操作管理簡單、附屬設(shè)備較少等優(yōu)點(diǎn)，但由于絮凝劑價(jià)格較貴，使得其廢水處理運(yùn)行費(fèi)用較高。(3)轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)采用的是離心濃縮法。離心濃縮法是利用污泥中的固體即污泥與其中的液體即水之間的密度有很大的不同，因此在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中具有不同的離心力，從而可以使二者分離。一般離心濃縮機(jī)可以連續(xù)工作，出泥的含固率可達(dá)4犯上。利用離心機(jī)使污泥中的固、液分離時，離心

13、力場可達(dá)到重力場的1000倍以上，單機(jī)處理量大、基建和占地少、操作簡單、自動化程度高，而且可不投入或少投入絮凝劑，但動力費(fèi)用較高。LtSK管；樣輯:工輸鼻孔14.轉(zhuǎn)戰(zhàn);5螺宣加料春丸空：量說,工冏體物外排放I】；K,ffL-7-立機(jī)於1必科機(jī)武斡；1最喘，轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)工作原理結(jié)構(gòu)圖火燒寨溝人工砂石加工系統(tǒng)借鑒了以往工程的成功經(jīng)驗(yàn).由于板箱式壓濾機(jī)誕生早，經(jīng)過多年的運(yùn)行，設(shè)備成熟可靠，運(yùn)行成本較低，因此選用XMZ630/200CX1500板箱式壓濾機(jī)，主要負(fù)責(zé)MGS-300高效快速澄清器處理后的高濃度淤泥。該設(shè)備壓濾面積560-1180m2單臺污泥脫水能力2030t/h,故配置2臺。實(shí)際運(yùn)行過程中，出水濃度SSC200mg/L,完全滿足砂石系統(tǒng)生產(chǎn)用水要求，取