水电站砂石加工系统生产废水处理设计初探 6页

水电站砂石加工系统生产废水处理设计初探何月萍(国家电力公司成都勘测设计研究院，四川成都610072)摘　要：水电站砂石骨料生产会产生悬浮物含量极高的冲洗、筛分废水，如不进行处理直接排放将在施工期污染河流水质。本文针对汉呷木砂石加工系统生产废水处理的设计，结合其他电站废水处理的经验和存在的问题，对水电站砂石废水处理设计做了初步探讨。关键词：砂石料加工系统；工艺；设计；设备选型；废水；处理 1前言水电站施工需要大量的砂石骨料，通常由施工企业在料场开采后，运输至砂石加工厂加工生产。其基本工艺过程为砂石料开采、破碎、筛分。其中筛分工艺需加水冲洗和降尘等，加入的水量除部分消耗于生产过程外，大部分将作为废水间接排放。废水中的主要污染物为SS。经对四川省内一些已建和在建电站现场采样实测，砂石料加工废水中悬浮物浓度为40000～75000mg/L，远远超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)第二类污染物最高允许排放浓度标准。砂石骨料加工厂废水若不作任何处理直接排放，对河流中悬浮物浓度影响较大，将会污染施工期河流水质，影响水生生物的生存环境，因此需对废水处理，使其达标排放或回收利用。本文针对汉呷木砂石加工系统生产废水处理的设计，结合其他电站废水处理的经验和存在的问题，对砂石废水处理工艺及设备的选用进行初步探讨。2废水处理工艺设计n;汉呷木砂石加工系统布置在勒丫河左岸汉呷木天然砂砾石料场下游，承担电站大坝混凝土骨料、大坝过渡料、反滤料的加工。砂石骨料的加工分天然砂石加工和人工砂石加工。天然砂石料加工流程为预筛、筛分、棒磨、洗沙、脱水，主要设备为重型圆振动筛、圆振动筛、棒磨机、洗沙机、脱水筛、胶带机。人工砂石料加工工艺流程采用三段破碎二闭路循环，主要设备如下：粗碎PEJ0912颚式破碎机一台；中碎PF-A-1010反击式破碎机一台；细碎及制砂PF-H-1007反击式破碎机一台。砂石加工系统生产高峰时，废水排放量约为150m3/h，废水中主要污染物为SS，经现场取样检测，悬浮物浓度为45000～50000mg/Ｌ。电站所处河段为Ⅱ类水域，禁止生产废水排入河道。为达到环境保护对废水排放的要求，废水经处理后被循环用于粗骨料的筛分，实现废水回用零排放。砂石加工厂废水从筛分楼流入泵池，由砂浆泵将高悬浮物废水提升后供给细砂回收处理器，去除大于0.035mm的悬浮物，筛滤水加絮凝剂混合后流入平流式沉淀池，经絮凝沉淀后上清液流入蓄水池，回用于筛分楼。共有两组沉淀池轮流使用，以利于维修清理。沉淀池泥浆用扫描式泵吸泥机吸出，经压滤机压滤，滤饼运往渣场。处理流程见图1。3废水处理的主要环节3.1泵池及砂浆泵泵池为矩形池，其容积以停留3min的水量计。据对其他已建电站砂石废水处理系统的调查，泵池容积不宜太大，否则泥渣会在泵池中沉积，使砂浆泵无法将废水均匀地提升供给细砂回收处理器。砂浆泵选用潜水排污泵。3.2预处理——细砂回收器砂石料生产废水中悬浮物浓度极高，采用沉淀池处理很容易淤塞，泥渣量大，难于清除。本处理系统采用细砂回收处理器进行预处理，去除废水中粗颗粒泥沙。细砂回收处理器选用美国德瑞克(DERRICK)公司HI-G细粒物料脱水回收装置。该装置由强力直线震动筛和放射状水力旋流器（直径100mm）组组成，可将砂石废水中大于0.035mm的细粒去除。最多可回收现有向沉淀池设施排放细颗粒物料的80％，大大减少沉淀池的清理成本，且回收的细砂可用于工程中。n3.3絮凝剂的选择、投放及混合砂石废水絮凝沉降实验比选了三种不同的絮凝剂，分别为聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）及阳离子型聚丙烯酰胺，并配制不同浓度的溶液进行絮凝沉降实验。实验结果表明，PAC沉降效果最佳，经一次絮凝沉降后，上层清水浊度为0.7。因此，本处理系统选用PAC为絮凝剂。絮凝剂的投放选用JY型加药成套设备。该设备具有溶药、投加两种功能，由玻璃钢溶药罐、不锈钢叶片推进式搅拌器、加药计量及相应的附件（液位计、Y型过滤器、压力计、阀门等）组成。该投药设备占地小，运行管理方便，且费用不高。絮凝剂混合采用JT型管式静态混合器。静态混合器设3节混合元件，混合器距沉淀池10m，进药口设在混合器前端距混合器0.3m。采用静态混合器，无需动力，混合效果好。根据水力学公式计算静态混合器的直径和水头损失。静态混合器参数的计算结果及选型见表1。n3.4平流式沉淀池汉呷木砂石加工厂废水处理构筑物分别由二个平流式沉淀池组成，其中一个为检修备用。沉淀池采用半地下式。入口采用淹没孔口入流，池内设置配水穿孔墙，出流采用矩形三角堰溢流式集水槽。沉淀池内沿长度方向设置导流墙以改善池内流态。排泥采取吸泥机机械排泥。3.4.1沉淀池根据砂石废水絮凝沉降实验，废水表面负荷取1.0m<;sup>3/m2·h，沉淀时间取2h。池平面积Ｆ：Ｆ＝Ｑ／μ（m2）式中Q——设计流量，m3/h；μ——表面负荷，m3/m2·h。池长L：L＝3.6VT（m)式中V——水平流速，mm/s；T——沉淀时间，h。池宽b：ｂ＝F／L(m)沉淀池设计参数见表2、3、4。n3.4.2配水穿孔墙根据孔口入流公式进行配水穿孔墙计算，孔眼过水面积及孔眼个数见表3。3.4.3出水矩形三角堰根据矩形三角堰过流公式计算堰上水头、过水流量等，结果见表4。3.5吸泥机选用BXM型扫描式泵吸泥机。该机为行车式，以无堵塞液下泵为吸泥动力，泵安装在滑车上，滑车可同时沿池长及池宽方向移动，达到吸泥目的。3.6压滤机从沉淀池吸出的泥浆，送入压滤机经压滤后，滤饼运往渣场，滤液回流入沉淀池。本处理系统选用SXY型板框式压滤机。过滤总面积及台数，按以下公式计算：过滤总面积Ａ：Ａ＝Ｇ／Ｖ式中A——过滤总面积，m2；G——污泥负荷（干重)，kg/h；V——过滤能力，根据污泥特性及设备性能实验确定，kg/m2·h。压滤机数量Ｎ：Ｎ＝Ａ／ａ式中Ｎ——压滤机台数，台；a——单台过滤面积，m2。该型压滤机为橡胶板框，压滤效果较好。据厂家实验结果，滤饼含固率可达50％，无需再处理可直接运往渣场。3.7蓄水池蓄水池为矩形池，采用地下式。沉淀池上清液通过管道自流进入蓄水池，再回用于粗骨料的筛分。蓄水池容积按4h存水量设计。4结语n砂石加工系统生产废水是水电站施工中主要的废水来源，妥善处理对电站施工期环境保护非常重要。砂石骨料生产废水悬浮物含量极高，在目前一些电站的废水处理措施中，普遍出现絮凝反应池、沉淀池淤塞，泥渣清理困难等问题。本设计针对上述问题做了大量的调查和研究，尽量采用新工艺、新设备，如采用细砂回收处理器进行废水预处理，不但大大降低了废水中泥沙含量，而且回收的细砂可回用于工程中；絮凝剂在管式静态混合器管道内混合，混合效果好，便于维护管理。虽然本处理系统的运行效果还有待于工程实践的检验，但积累的资料和数据，可为其他水电工程的废水处理提供参考。