邱冬梅，楊志明，2，何建軍，鄧 兵，2

(1.水電九局西藏建設(shè)工程有限公司，西藏 拉薩 850000；2.中國水利水電第九工程局有限公司，貴州 貴陽 550081；3.華電西藏能源有限公司大古水電分公司，西藏 山南 856000；)

砂石系統(tǒng)生產(chǎn)廢水主要來源于砂石骨料加工過程中成品粗骨料進(jìn)倉前的沖洗和對(duì)部分含泥量較高細(xì)砂的沖洗。傳統(tǒng)的廢水處理方法主要采用“一級(jí)回收，二級(jí)沉淀”的工藝?！耙患?jí)回收”主要是將骨料生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水通過旋流器、黑旋風(fēng)等設(shè)備進(jìn)行回收，但由于此類設(shè)備在回收磨蝕性較強(qiáng)的細(xì)砂時(shí)，設(shè)備磨損較快，故障率高，維護(hù)困難，且回收的細(xì)砂未經(jīng)過分級(jí)沉淀，造成泥、砂混合，生產(chǎn)污水濃度不穩(wěn)定的現(xiàn)象?！岸?jí)沉淀”主要是利用體積較大的鋼筋混凝土水池或者水庫，將廢水進(jìn)行沉淀后，將水池上清液直接導(dǎo)入快速澄清器或鋼池過濾器進(jìn)行過濾，再將污水進(jìn)行回收利用，但由于快速澄清器等設(shè)備只能處理懸浮物濃度較低的生產(chǎn)廢水，而只通過一級(jí)沉淀的廢水因懸浮物濃度較高，導(dǎo)致廢水通過快速澄清器或者鋼池過濾器時(shí)，出現(xiàn)設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，回收廢水懸浮物濃度超標(biāo)的現(xiàn)象，并且在泥渣干化處理方面，無論采用圓盤式真空過濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)、帶式真空過濾機(jī)或離心機(jī)等設(shè)備，都對(duì)泥漿濃度、粒徑有一定要求，其中圓盤式真空過濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)、帶式真空過濾機(jī)等設(shè)備處理渣料粒徑較大的廢水時(shí)會(huì)出現(xiàn)泥餅無法干化或粗渣料沉淀在污泥槽的現(xiàn)象，使得設(shè)備不能穩(wěn)定運(yùn)行。而離心機(jī)是一種對(duì)泥漿濃度非常敏感的高精度設(shè)備，濃度變化頻繁，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備卡機(jī)或渣料無法正常導(dǎo)出的現(xiàn)象[1-3]。

為解決傳統(tǒng)細(xì)砂回收工藝缺陷，將傳統(tǒng)的鋼筋混凝土一級(jí)沉淀池改為鋼結(jié)構(gòu)形式的三級(jí)豎流沉淀罐群，并采用多組并聯(lián)與串聯(lián)組合運(yùn)行模式，通過控制廢水的靜置時(shí)間、流動(dòng)速度對(duì)廢水中有用部分的粉砂與無用部分淤泥進(jìn)行分離，并對(duì)有用部分的粉砂進(jìn)行回收利用，提高廢水利用率，實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”目標(biāo)。

1 研究系統(tǒng)概況

本工程砂石加工系統(tǒng)的廢水主要來源于砂石系統(tǒng)生產(chǎn)過程中骨料的沖洗及混凝土拌和系統(tǒng)生產(chǎn)清洗等用水，主要以砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)用水為主。砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)要用水量310 m3/h。其中粗骨料沖洗用水量為204 m3/h(大石沖洗篩用水量72 m3/h、中石沖洗篩用水量66 m3/h、小石沖洗篩用水量66 m3/h)；細(xì)骨料洗砂車間的用水量為66 m3/h，系統(tǒng)噴淋用水約40 m3/h。

因本工程所在地處于雅魯藏布江中游大峽谷風(fēng)景區(qū)內(nèi)，環(huán)水保要求高，生態(tài)敏感脆弱。根據(jù)工程設(shè)計(jì)規(guī)劃，砂石及混凝土系統(tǒng)生產(chǎn)廢水通過處理后回收利用，不外排。

2 細(xì)砂回收工藝

2.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

將各級(jí)豎流沉淀罐中的廢水在不同濃度下進(jìn)行自然沉淀，靜置不同時(shí)間后對(duì)懸浮物濃度及罐底沉淀物進(jìn)行取樣、檢測(cè)，確定各級(jí)沉淀罐的沉淀物含量。

首先，將生產(chǎn)廢水利用抽砂泵抽至一級(jí)豎流沉淀罐后，進(jìn)行自然沉淀，靜置1.4 h，然后罐內(nèi)廢水懸浮物濃度進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)罐底沉淀物進(jìn)行取樣，隨后在試驗(yàn)室內(nèi)將樣品進(jìn)行烘干，并對(duì)烘干的沉淀物篩分，進(jìn)行粒徑檢測(cè)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

其次，控制廢水流動(dòng)速度，通過豎流沉淀罐頂部排水管將一級(jí)沉淀罐上清液排至二級(jí)豎流沉淀罐及三級(jí)豎流沉淀罐內(nèi)，并在二級(jí)、三級(jí)豎流沉淀罐內(nèi)添加絮凝劑，加速懸浮物的沉淀。

最后，分別對(duì)二級(jí)、三級(jí)豎流沉淀罐內(nèi)廢水靜置1.2 h后，再次對(duì)罐內(nèi)廢水懸浮物濃度進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)罐底沉淀物進(jìn)行取樣，隨后在試驗(yàn)室內(nèi)將樣品進(jìn)行烘干，并對(duì)烘干的沉淀物篩分進(jìn)行粒徑檢測(cè)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，一級(jí)沉淀池沉淀物的粒徑大小為0.05～0.315 mm的細(xì)砂和石粉混合物，且0.315 mm左右顆粒占65%，二級(jí)沉淀池沉淀物粒徑為小于0.05 mm泥砂混合物，三級(jí)沉淀池沉淀物為小于0.05 mm泥砂混合物和部分輕物質(zhì)。正常情況下，細(xì)砂主要為1.25 mm以下的顆粒，因此將一級(jí)沉淀池沉淀物回收至螺旋洗砂機(jī)，實(shí)現(xiàn)細(xì)砂回收利用，實(shí)現(xiàn)粉砂質(zhì)量最優(yōu)化，在回收過程中通過調(diào)節(jié)閥控制生產(chǎn)污水流量大小，從而保證回收效率與質(zhì)量，同時(shí)將細(xì)砂進(jìn)行回收后，降低泥漿混合物粒徑，提高泥漿干化設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高廢水處理效果，最終達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的(見表1)。

表1 廢水處理系統(tǒng)懸浮物濃度檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

2.3 實(shí)施過程

利用抽砂泵將一級(jí)濃縮池內(nèi)生產(chǎn)廢水抽至豎流沉淀罐(第一級(jí))進(jìn)行自然沉淀，然后利用沉淀罐底部錐斗上的排污管道將沉淀物輸送至螺旋輸送機(jī)，通過管道上的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量大小，保證回收細(xì)砂的質(zhì)量和回收效果。螺旋洗砂機(jī)將沉淀物進(jìn)行分離，并將細(xì)砂輸送至脫水篩進(jìn)行脫水，脫水完成后的細(xì)砂采用膠帶機(jī)輸送至成品料倉，將剩余廢水通過排水管排至1號(hào)集水池進(jìn)行循環(huán)處理。細(xì)砂回收可根據(jù)砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)的細(xì)骨料質(zhì)量進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整，以使回收的細(xì)砂質(zhì)量滿足細(xì)骨料質(zhì)量要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)砂級(jí)配最優(yōu)化[4]。

在集水池的集水部分采用液下抽砂泵將廢水抽送至豎流沉淀罐沉淀。為保證豎流沉淀罐的沉淀效果，一、二級(jí)為自然沉淀，三級(jí)沉淀為加入絮凝劑(聚合氯化鋁)后進(jìn)行沉淀，使得懸浮物得到充分沉淀。三級(jí)豎流沉淀罐沉淀后的溢流水通過排水管輸送至快速澄清器內(nèi)對(duì)回收水中懸浮物濃度較低的輕物質(zhì)充分進(jìn)行沉淀?？焖俪吻迤魈幚砗蟮囊缌魉ㄟ^輸水管排放至清水池，對(duì)清水池水質(zhì)懸浮物濃度進(jìn)行檢測(cè)，符合要求，再由管道泵加壓輸送至車間供水管線，進(jìn)行供水補(bǔ)充?？焖俪吻迤魈幚懋a(chǎn)生的污水經(jīng)管道排至1號(hào)集水池進(jìn)行循環(huán)處理，達(dá)到廢水處理系統(tǒng)“零排放”的要求[5]。

另外將二、三級(jí)豎流沉淀罐底部沉淀的顆粒較小的沉淀物輸送至集污池，并對(duì)集污池內(nèi)的廢水進(jìn)行攪拌，防止池底污泥淤積，同時(shí)利用泥漿泵將混合液輸送至圓盤式真空過濾機(jī)進(jìn)行過濾干化，通過泥渣干化設(shè)備處理后的固體廢棄物，主要為泥餅，其含水率小于24%，屬于軟塑狀態(tài)，采用自卸車運(yùn)輸至專用渣場(chǎng)。同時(shí)圓盤式真空過濾機(jī)產(chǎn)生的廢水利用管道重新輸送至1號(hào)集水池進(jìn)行回收沉淀(見圖1)。

圖1 廢水處理工藝流程圖

3 分析討論

三級(jí)豎流沉淀罐在不同的進(jìn)水濃度和流量下，豎流沉淀罐每一級(jí)沉淀物的變化都不相同，沉淀物沉淀速度與水的濃度及流量都有直接的關(guān)系，濃度越高、流量越大，沉淀速度越慢，但若流量越小，雖沉淀速度較快，但廢水處理能力會(huì)隨之降低，因此，在生產(chǎn)過程中需要通過反復(fù)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，通過調(diào)整廢水流量及濃度，檢測(cè)回收用水懸浮物濃度與水沖洗后砂石骨料生產(chǎn)質(zhì)量之間關(guān)系曲線，根據(jù)砂石系統(tǒng)細(xì)砂回收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，得出合格、優(yōu)質(zhì)成品砂石骨料對(duì)應(yīng)的懸浮物濃度限值，在保證砂石骨料質(zhì)量的基礎(chǔ)上控制循環(huán)用水懸浮物濃度不超標(biāo)。

4 結(jié) 語

將傳統(tǒng)的鋼筋混凝土一級(jí)沉淀池改為鋼結(jié)構(gòu)形式的三級(jí)豎流沉淀罐，采用多組串聯(lián)與并聯(lián)的組合運(yùn)行模式，使得絮凝劑用量減少8%，并在在一級(jí)沉淀罐底部新增一套細(xì)砂回收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)細(xì)砂兩級(jí)回收，回收細(xì)砂為砂產(chǎn)量的3%～5%，解決了傳統(tǒng)細(xì)砂回收過程中設(shè)備故障率高、維護(hù)困難的難題，也創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)效益。另外，細(xì)砂回收后，生產(chǎn)用水量從0.6 m3/t降低到0.31 m3/t，提高了廢水利用率，實(shí)現(xiàn)廢水“零”排放，為高原脆弱生態(tài)提供保障，減少對(duì)水環(huán)境的污染，秉承“不破壞就是最大的保護(hù)”的環(huán)保理念，后續(xù)將繼續(xù)在類似工程進(jìn)行推廣應(yīng)用。