“刮砂機(jī)+DH高效旋流器+板框壓濾機(jī)”工藝在砂石系統(tǒng)高濃度廢水處理中的應(yīng)用

葛 軍， 郭 子 晗

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

1 工程概述

白鶴灘水電站為金沙江下游四個梯級水電站——烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩中的第二個梯級，電站裝機(jī)容量為16 000 MW，多年平均發(fā)電量為640.95億kW·h。

白鶴灘水電站三灘臨時砂石骨料加工系統(tǒng)生產(chǎn)能力為8萬t/月，系統(tǒng)采用濕法生產(chǎn)工藝，由粗碎車間、中細(xì)碎車間、制砂車間、棒磨車間、第一篩分車間、第二篩分車間、半成品料場、制砂調(diào)節(jié)料倉、成品料場及其它輔助設(shè)施組成。生產(chǎn)廢水為160 m3/h， SS為160 000～220 000 mg/L，廢水中的主要污染物為懸浮物，系統(tǒng)廢水處理采用了“鏈條式刮砂機(jī)十DH高效污水凈化器十板框壓濾機(jī)”廢水處理工藝，對生產(chǎn)的廢水按“預(yù)處理(細(xì)砂回收)→泥水分離→污泥干化”工藝路線進(jìn)行處理，該工藝路線短，占地面積小，處理后的清水滿足一級排放要求(SS≤70 mg/L)，從而實現(xiàn)了清水回用、干化污泥裝車外運(yùn)。

2 廢水處理工藝

白鶴灘水電站三灘臨時砂石骨料加工系統(tǒng)工程廢水處理是該系統(tǒng)重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)及環(huán)保措施，承擔(dān)著整個砂石系統(tǒng)生產(chǎn)供排水、廢水處理及循環(huán)利用的任務(wù)。系統(tǒng)廢水主要為砂石系統(tǒng)骨料沖洗、車間降塵產(chǎn)生的廢水，廢水濃度為160 000～220 000 mg/L，系統(tǒng)設(shè)計處理能力為180 m3/h。

該廢水處理系統(tǒng)工藝采用“鏈條式刮砂機(jī)十DH高效污水凈化器十板框壓濾機(jī)”聯(lián)合處理的技術(shù)路線，該系統(tǒng)包括預(yù)處理車間、加藥車間、泥水分離車間及污泥干化車間(圖1)，處理后的清水滿足國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)(SS≤70 mg/L)，實現(xiàn)了細(xì)砂回收、清水回用、干化污泥直接外運(yùn)。

2.1 廢水處理工藝流程

砂石系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水首先匯入鏈條式刮砂機(jī)池，由鏈條式刮砂機(jī)進(jìn)行部分細(xì)砂回收，鏈條式刮砂機(jī)尾水排至調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池設(shè)置攪拌器以防沉淀。渣漿泵將調(diào)節(jié)池中的渣漿提升至高效污水凈化器中，在渣漿泵廢水出口管道上設(shè)置了電磁流量計及混凝混合器，在混凝混合器前后分別投加絮凝藥劑和助凝藥劑，在管道中完成混凝反應(yīng)，然后進(jìn)入凈化器中，經(jīng)離心分離、重力分離及污泥濃縮等過程從凈化器頂部排出經(jīng)處理后的清水，清水進(jìn)入清水池后回用或排放。將從凈化器底部排出的濃縮污泥排入污泥池中，在污泥池上方設(shè)置攪拌器，防止污泥沉淀。使用渣漿泵將其提升至板框壓濾機(jī)將污泥脫水干化，干化的污泥采用運(yùn)載車輛外運(yùn)棄存。

2.2 廢水處理各車間的生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)

2.2.1 預(yù)處理車間

廢水處理系統(tǒng)預(yù)處理車間配置一臺QC2000型鏈?zhǔn)焦紊皺C(jī)，對砂石系統(tǒng)生產(chǎn)的廢水進(jìn)行預(yù)處理并回收廢水中的部分細(xì)砂，處理后的廢水進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)水池。

鏈?zhǔn)焦紊皺C(jī)進(jìn)水濃度為160 000～220 000 mg/L，處理后的尾水濃度為60 000～120 000 mg/L，細(xì)砂回收量為10～18 t/h。

圖1 砂石料加工系統(tǒng)生產(chǎn)廢水處理工藝流程圖

2.2.2 加藥車間

加藥車間配置了兩套DHJ型成套一體化鋼制加藥裝置，用于配制泥水分離車間所需的助凝劑及絮凝劑，兩套加藥裝置一用一備，每套加藥裝置滿足泥水分離車間4 h用量。

2.2.3 泥水分離車間

泥水分離車間配置了兩臺DH-SSQ-100型高效污水凈化器及兩臺DH-HNQ-100高效混凝混合器，將預(yù)處理后的廢水分離出清水及濃縮污泥。

調(diào)節(jié)水池中的廢水經(jīng)泵提升至DH高效污水凈化器中，在廢水提升泵出口管道上設(shè)置混凝混合器，在混凝混合器前后分別投加絮凝藥劑和助凝藥劑，在管道中完成混凝反應(yīng)，經(jīng)離心分離、重力分離及污泥濃縮等過程從凈化器頂部排出經(jīng)處理后的清水，清水進(jìn)入清水池后回用。處理后的濃縮污泥(含泥量為18%～25%)進(jìn)入系統(tǒng)污泥池，清水進(jìn)入清水池。每臺污水凈化器的處理能力為80～100 m3/h。

2.2.4 污泥干化車間

污泥干化車間配置了兩臺板框壓濾機(jī)，對污泥池濃縮污泥進(jìn)行脫水干化。板框壓濾機(jī)采用XMZ500/1500-30U型板框壓濾機(jī)，單臺壓濾機(jī)過濾面積為500 m2，濾室容積為7.478 m3。壓濾后的清水進(jìn)入清水池進(jìn)行回用，干化后的泥餅(含水率為22%～25%)直接裝車運(yùn)輸至棄渣場堆存。

3 運(yùn)行效果及鞏固措施

由于砂石系統(tǒng)生產(chǎn)廢水受生產(chǎn)料源、砂石生產(chǎn)量不均衡的影響，所生產(chǎn)的廢水濃度不穩(wěn)定，在對經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理后的清水檢測中發(fā)現(xiàn)水質(zhì)波動較大(表1)，不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，需通過對廢水處理系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)的優(yōu)化并實施相應(yīng)的技術(shù)鞏固措施，方能提高處理后水質(zhì)的穩(wěn)定性。

表1 廢水處理系統(tǒng)各部位廢水量及濃度表

3.1 刮砂機(jī)技術(shù)特點及運(yùn)行鞏固措施

(1)技術(shù)特點：砂石系統(tǒng)各車間生產(chǎn)廢水匯入鏈條式刮砂機(jī)池進(jìn)行預(yù)處理，鏈條式刮砂機(jī)進(jìn)行部分細(xì)砂回收，經(jīng)現(xiàn)場試驗研究分析，鏈條式刮砂機(jī)運(yùn)行效果主要由廢水進(jìn)水口位置及刮砂機(jī)的運(yùn)行線速度進(jìn)行控制。

(2)鞏固措施：對預(yù)處理車間刮砂機(jī)進(jìn)水口位置進(jìn)行了改進(jìn)，使進(jìn)水口位置位于刮砂機(jī)機(jī)身段1/3處，并在進(jìn)水口增加緩流措施，以減小水流流速，使廢水在刮砂機(jī)處能充分沉淀，增加細(xì)砂收集率。

刮砂機(jī)回收的石粉量受其運(yùn)行線速度影響較大。線速度過大，會使刮泥板在運(yùn)行過程中增加對廢水沉淀物的擾動，影響廢水中懸浮物沉淀的收集；線速度過小，又不能充分回收細(xì)砂。對此，項目部對刮砂機(jī)各種運(yùn)行線速度開展了生產(chǎn)性試驗，試驗結(jié)果表明：刮砂機(jī)在電機(jī)轉(zhuǎn)速380 r/min的運(yùn)行工況下效果最優(yōu)，遂根據(jù)試驗結(jié)果制定出了優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)。

刮砂機(jī)鞏固措施的實施，增加了細(xì)砂回收率，降低了進(jìn)入DH旋流器的廢水濃度。

3.2 DH高效旋流器的技術(shù)特點及運(yùn)行鞏固措施

(1)技術(shù)特點：DH高效旋流器為廢水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其作用是對廢水進(jìn)行泥水分離，生產(chǎn)出清水及濃縮污泥，工藝處理路線短，處理效果受進(jìn)水流量及進(jìn)水壓力(使廢水在旋流器產(chǎn)生旋流沉淀)、進(jìn)水濃度、助凝劑、絮凝劑加藥濃度的影響。

(2)鞏固措施：對于不同的進(jìn)水量、進(jìn)水濃度，調(diào)整了DH旋流器的進(jìn)水量及加藥濃度并進(jìn)行了大量的試驗，依據(jù)試驗成果制定了穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的生產(chǎn)參數(shù)及管理措施。為快速測定廢水濃度，項目部根據(jù)廢水濃度試驗結(jié)果制定了“量杯法”，即：通過量杯取一定容積廢水，通過沉淀物的容積能快速得到廢水濃度。

鞏固措施的實施，有效地掌握了DH旋流器的高效運(yùn)行參數(shù)，提高了處理后的清水質(zhì)量及穩(wěn)定性，其試驗對比情況見表2。

表2 鞏固措施實施前后泥水分離車間運(yùn)行情況統(tǒng)計表

3.3 板框壓濾機(jī)的技術(shù)特點及運(yùn)行鞏固措施

(1)技術(shù)特點：DH高效旋流器生產(chǎn)的濃縮泥漿水進(jìn)入污泥池，由渣漿泵提升至壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水干化，干化后的污泥成塊狀，能直接裝車外運(yùn)。壓濾機(jī)為間斷性生產(chǎn)設(shè)備，每個工作循環(huán)包括：“壓緊→過濾→卸泥”工作環(huán)節(jié)，工作效率主要由壓濾環(huán)節(jié)工作時間確定，壓濾時間主要由泥水濃度確定。

(2)鞏固措施： DH高效旋流器生產(chǎn)的濃縮泥通過其下方排泥口排出，經(jīng)現(xiàn)場試驗及分析研究后，在排泥口增加了控制閥，通過對旋流器機(jī)身設(shè)置的五個水質(zhì)監(jiān)控位水質(zhì)的觀測，掌握了排泥時間，采用間斷排泥及連續(xù)排泥的方法，能將排泥濃度控制在25%左右。

壓濾車間鞏固措施的實施，有效地縮短了壓濾車間的循環(huán)工作時間，提高了工作效率。

4 結(jié) 語

“鏈條式刮砂機(jī)十DH高效污水凈化器十板框壓濾機(jī)”廢水處理工藝在白鶴灘三灘臨時砂石系統(tǒng)中的應(yīng)用，滿足了工程對砂石系統(tǒng)生產(chǎn)的廢水連續(xù)處理。目前，已連續(xù)處理砂石系統(tǒng)生產(chǎn)廢水39萬余t，生產(chǎn)清水水質(zhì)優(yōu)良，滿足一級排放及回用要求。該廢水處理工藝具有占地面積小，工藝處理路線短等優(yōu)點，但從運(yùn)行成本的核算看，運(yùn)行費用偏高(相當(dāng)于“機(jī)械預(yù)處理+輻流沉淀+壓濾脫水”工藝)，因此，需進(jìn)一步改進(jìn)預(yù)處理環(huán)節(jié)的處理效果，減小加藥濃度，進(jìn)而降低運(yùn)行成本。

作者簡介:

葛 軍(1960-)，男，貴州黎平人，項目經(jīng)理，工程師，從事水電工程施工技術(shù)與管理工作；郭子晗(1981-)，男，四川南充人，項目總工程師，工程師，從事水電工程施工技術(shù)與管理工作.