砂石加工废水处理工艺研究 4页

第39卷第1期环境科学与管理V0l_39No．12014年1月ENVIR0NMENTALSCⅢNCEANDMANAGEMENTJan．2014文章编号：1674—6139(2O14)01-0103-04砂石加工废水处理工艺研究王启栋，张晓伟，韩坚峰，邹利华，刘浩(浙江双益环保科技发展有限公司，浙江嘉兴314000)摘要：通过对砂石加工废水水质特性的研究可知，该类废水悬浮物浓度高、沉降性能好、且随时间推移，沉降泥渣的比阻呈增大趋势，泥渣的脱水越来越困难。在研究的基础上提出了处理该类废水的新工艺，并在中试规模将其与现行处理工艺进行了比较。结果表明，新工艺运行稳定、处理成本较低，为0．53元／吨水、泥渣脱水历时短、排泥管不易堵塞，较好地解决了废水中悬浮物沉降后泥渣的处理与排放之间的矛盾，ss去除率为99．8％，处理效果较好，可广泛应用于工程设计。关键词：砂石加工废水；水质特性研究；泥渣比阻；新工艺中图分类号：X703文献标志码：AStudyonTreatmentTechnologyofAggregateProcessingWastewaterWangQidong，ZhangXiaowei，HanJianfeng，ZouLihua，LiuHao(ZhejiangShuangyiEnvironmentalTechnologyDevelopmentCo，Ltd．，Jiaxing314000，China)Abstract：ThenewtreatmentprocessofaggregateprocessingwastewaterwaspresentedbasedonthestudyOilwastewatercharacteristics．Itismoreandmoredifficulttodewateringthesludgewithitshighsuspendedsolidsconcentration，goodsettlingperformanceandthesettlementofsludgespecificresistanceincreasedwiththeelapseoftime．Thisstudycomparesthecurrenttreatmentprocesswiththenewprocessinthemediumscaletest．Theresultsshowthatthenewprocesshastheadvantagesofsta—ble，lowincostofabout0．53yuanpertonsofwastewater，shortsludgedewateringtime，sludgedischargepipeisnoteasytobeblocked，solvingthecontradictionbetweenthetreatmentanddischargeofthesludge．Theremovalrateofsuspendedsolidsis99．8％．thetreatmenteffectisgoodandcanbeappliedtotheprojectwidely．Keywords：aggregateprocessingwastewater；researchonwastewatercharacteristics；sludgeresistance；newprocess水电站坝体在施工过程中需要大量人工骨料，负荷，工艺连续运行时大量泥渣来不及处理板结在骨料的生产过程会产生大量冲洗废水即砂石加工废集泥池中，最终导致整个处理系统无法正常运行心]。水，此类废水悬浮物浓度极高，一般可达10000m为寻求科学实用的处理工艺，解决泥渣处理与L～80000m#L⋯，若不经处理直接排放将会导致排放之问的矛盾，本文对砂石废水水质特性进行了河床淤积，严重破坏河流的生态环境。但是，该类废研究，并开展了现场试验。水处理难度较大，目前国内基本没有成熟可靠的处1试验材料及方法理工艺。现场调研发现该类废水之所以难处理，是因为其固体负荷高，泥渣量大，加之泥渣脱水性能差研究主要从废水水质、废水中悬浮物沉降性能使得泥渣的脱水与排放之间不能很好匹配，泥渣脱以及沉降后泥渣比阻三个方面进行，相应分析方法水时间较长时，拉长排泥间歇，则泥渣容易堵塞管如下：道；缩短排泥间歇则泥渣含水量大，增加了脱水设备(1)pH值的测定方法采用pH计测定废水pH值。收稿日期：2013—12—24作者简介：王启栋(1985一)，男，研究生，主要从事水污染控制理论及(2)悬浮物浓度(SS)的测定方法技术研究。采用重量法测砂石废水中悬浮物浓度。·】03·n2第01349年卷第1月1期王启栋等·砂石加工废水处理工艺研究Vo1．39No．1Jan．2014(3)COD测定方法万t，料源来自于引水系统地下洞室花岗岩开挖石渣采用GB11914—89料，主要为微风化至新鲜的黑云二长花岗岩。骨料(4)沉降试验J生产过程产生的废水总量为260t／h，废水水质指①用1000mL的量筒取1000mL混合均匀的标见表1：砂石废水水样；表1废水水质②观察水样中颗粒物的沉降情况，每隔1rain记录沉降界面的位置；③根据记录数据绘制沉降曲线。(5)比阻试验(见图1)2．1．2悬浮物沉降性能悬浮物沉降性能采用静沉实验来进行测定，测量时选用1000mL量筒取1000mL废水水样，观察其中颗粒物的沉降情况，每隔1min记录沉降界面的位置，并根据实验数据绘制沉降曲线。具体情况见图2：鲁1一值呔1．真空泵；2．缓冲瓶；3．真空表；世蟋4．夹钳；5．沙芯过滤装置；6．计量简。箍图1比阻测试装置图瞧姗l在沙芯过滤装置过滤层上铺好过滤面积为9一A沉淀}时_l间一1]孔(min)沉淀时间(rain)l2．56em的微孔滤膜，取原水自然沉降30rain后的底泥50ml～100ml倒人沙芯过滤装置中，打开真图2悬浮物沉降曲线盯|]0由图2可知：进水pH值不同时，水样中悬浮物空泵并调好真空度，每隔一定时间t记录滤液的体基本呈现出相同的沉降规律；悬浮物沉降性和压缩积V，过滤完毕，将滤饼烘干称重，然后以t／／V为纵性都较好，1O分钟左右时泥渣的压缩点开始出现，坐标，以V为横坐标作图，求出斜率b值，并代人下式求出泥样比阻R[]。沉降曲线趋于平缓，30分钟后沉降曲线基本不再发生变化。一R：：×C㈣一实验BE观察到沉降过程进行至3分钟左右时量筒式中：一泥渣比阻／em·g～；底部开始出现明显的粗细颗粒分层现象，1O分钟左I1弛P一真空度／Pa；右时量筒上部出现明显泥水分离界面，30分钟左右A一过滤面积／cm；时量筒中上清液十分清澈，浊度较低。6一斜率／s·mL～；2．1．3泥渣比阻一滤液粘度／Pa·s；污泥比阻即单位质量的污泥在一定压力下过滤c一获得单位体积滤液时截留在过滤介质上滤时在单位过滤面一积上的阻力，该指标是表示污泥过饼质量／g·mL～。滤特性的综合性指标，一般认为比阻在10～10ms／g的污泥算作难过滤的污泥，比阻在(0．5～0．9)2废水水质特性研究及工艺比选×10sZ／g的污泥算作中等，比阻小于0．4X10s2／g2．1废水水质特性研究的污泥容易过滤。2．1．1废水水质比阻测试所选取水样为沉降性能实验的平行试验选取四川某水电站砂石加工废水作为研究样，实验选取了3、10、30分钟三个时间点量筒底部对象，该砂石加工系统生产的粗、细成品骨料约300泥渣进行测试，结果见表2：·104·n2第01349年卷第1月1期王启栋等·砂石加工废水处理工艺研究V0l_39No．1Jan．2014表2沉降过程中泥渣比阻原水由泵提升至一级沉淀池，经初步沉淀去除沉淀时间泥渣比阻S2／g较大颗粒的悬浮物，出水再进入絮凝反应池，悬浮物(min)pH值=9．37pH值=10．62与絮凝剂形成较大矾花，进一步沉淀后上清液外排。沉淀过程中产生的一级泥渣孑L隙率大，比阻较小，经收集后可直接输送至真空脱水设备进行脱水；絮凝泥渣中悬浮物颗粒较小，形成的泥饼较密实，比阻较由表2可知，泥渣比阻与悬浮物沉降时间具有大，脱水困难，需经调质处理后脱水。脱水设备为应明显相关性，随着沉降过程的进行，泥渣比阻呈递增用广泛的真空脱水机。各级泥渣经脱水后滤液回流趋势，3分钟时泥渣平均比阻为1．57X10S2／g，较至进水端继续处理。易脱水；10分钟时泥渣平均比阻为3．24X10S2／g，2．2．2各工艺运行情况比较比阻有所增大，但仍较易脱水；30分钟时泥渣比阻目前，工程上采用的处理工艺在设计时，忽略了达到了0．70X10S2／g，比阻增辐较大，脱水十分困该类废水水质的特殊性，使得处理过程投药量大、能难。之所以出现上述规律是因为，沉降初期较大颗耗高、构筑物淤积堵塞、清理困难，运行管理十分不粒泥砂因重力作用先沉降下来，在量筒底部堆集后便。典型的处理工艺见图4：形成的泥饼毛细孔直径较大，而在孔隙率相同时，流体量随着毛细管直径的增大而增大，所以就使得比出水进出水l、．．．．．．--／、．．．-．．-／阻较小，但随着沉降过程的进行，量筒底部开始出现嫩l—PAM调质压缩沉淀，泥渣变得密实，毛细孑L直径急剧变小，导脱水设备)．I⋯’致泥渣脱水困难，比阻变大。工艺1工艺22．2工艺比选图4现行处理工艺流程图2．2．1新工艺的提出为验证新工艺的可行性，本文将其与现行的典通过砂石加工废水水质特性的研究可以发现：型工艺在中试规模进行了对比，主要构筑物为多泥①废水中悬浮物质的沉降性及压缩性较好。斗平流沉淀池(排泥管管径为200mm)和机械搅拌②悬浮物质的沉降l生能以及沉降后泥渣的比阻式絮凝反应池。与水样pH值无明显相关性。(1)进水水质③悬浮物质在沉降初期呈现了明显的粗细颗粒为便于数据的分析，特将工艺运行时间定为4分层现象。h／d。各工艺运行参数的选取均参考小试试验结果④悬浮物质在不同沉降阶段所形成泥渣的比阻及具体工程经验。不同，即脱水性能不同。表3进水水质根据悬浮物质的沉降及脱水特性，本文提出了将废水中粗细颗粒分级沉降并分别处理的思路及相应处理工艺，具体流程见图3：进水出水由表3可知，实验过程中，废水进水水质较稳定，保证了工艺比选的科学性。图3工艺流程图(2)运行参数表4各工艺运行参数·105·n2第01349年卷第1月1期王启栋等·砂石加工废水处理工艺研究Vol_39No．1Jan．2014实验排泥间歇为2h，脱水试验的泥量为一个排度(1．2cm)、脱水真空度(0．06mPa)(见表4)。泥间歇内各工艺产生的泥量，泥渣调质所用药剂为(3)处理效果及分析阳离子型PAM(3％o)、泥渣在真空托盘上的铺设厚表5各工艺处理效果由表5可知：3结语①新工艺产生的一级泥渣比阻最小，小于0．4×10s／g，较易脱水；现行工艺1产生的泥渣比阻最实验结果表明，新工艺出水SS为38mg／L，SS去除率为99．8％，处理效果较好，新工艺降低了处大，大于0．9×10S／g，很难脱水。理成本、解决了泥渣处理与排放之间的矛盾，可广泛②新工艺泥渣脱水耗时最短，运行成本最低。应用于实际工程。③现行工艺1出水水质最差，SS大于50mg／L。实验中，新工艺产生的一级泥渣无需调质处参考文献：理直接脱水，脱水后泥渣含水率为23．2％，在进水[1]李伟民，王启栋，王涛，等．官地水电站竹子坝砂石后175min(堵塞排泥管时间由平行实验所得)一加工废水处理实例[J]．中国给水排水，2010，26(2O)：119级泥渣出现堵管现象，而絮凝沉淀泥渣则不存在；—121．工艺1产生的泥渣很难脱水，需调质处理，脱水后[2]兰田富．水电站砂石料加工废水处理的问题与革新探讨[J]．科技资讯，2012，5：46—53．泥渣含水率为31．6％，进水135min后出现堵管现[3]王涛，孙剑峰，郎建，等．水电站砂石加工系统生产象；工艺2产生的泥渣仍需调质处理，脱水后泥渣废水处理工艺试验研究[J]．水处理技术，2011，5：15—16．含水率为27．7％，进水140min后出现堵管现象。[4]王国华，董辉，孙晓．影响污泥脱水性能因素的探讨综合比较可知，废水水量一定时，两种现行工[J]．上海建设科技，2006，6：17—24．艺所需占地面积相对较小，但处理过程用药量大、[5]郎建，李桥，谢光武．砂石加工系统生产废水粒径分泥渣比阻大、脱水历时超出排泥间歇且泥渣易板布及泥渣比阻研究[J]．给水排水，2012，S1：25—33．[6]赵梅生，彭泓彬．EARTHTCHNICACO破碎技术在大结堵管，很难保证工艺连续运行；新工艺所需占地岗山水电站厂房人工砂石加工系统中的运用[J]．四川水力面积相对较大，但属于一次性投入，其废水混凝处发电，2010，2：103—106．理以及泥渣调质用药量较工艺2小，泥渣脱水历时[7]鲁地拉水电站人工砂石系统废水处理工艺[J]．云远小于排泥间歇，不易发生堵管现象，工艺可连续南水力发电，2013，3：35—41．运行。·106·