水利水电工程砂石料加工系统污水处理常见问题探讨

水利水电工程砂石料加工系统污水处理常见问题探讨

杨虎汪峰

引言根据相关生产管理经验及调查结果显示，水利水电工程中因砂石骨料质量要求较高，砂石料加工系统常规采用湿法生产，产生大量含悬浮物的污水，而随着“绿水青山就是金山银山”口号的提出，目前国家环保意识大大提升，现阶段及未来对砂石加工污水的要求必然是零排放、全回收利用。而目前水电砂石污水处理普遍采用的“石粉回收+辐流沉淀+机械压滤脱水”处理工艺，仍然存在一些实际使用问题，导致污水处理系统使用效率较低，即使达到零排放要求，也增加了运行成本。1、砂石料加工系统污水砂石料加工系统产生的废水，其主要特点是泥沙含量高，主要污染物为悬浮物。经过对国内一些在建和已建电站现场采样实测，砂石加工系统污水悬浮物的浓度一般在15000～80000mg/L，而泥沙含量一般为60～80kg/m3，甚至可以达到100kg/m3。如果该类污水未经处理直接排放，不仅会影响水质，而且会对生态造成破坏。例如，大量的泥沙随污水流入河道，使得河床抬高、破坏河流中鱼虾等水生物的生存环境。因此，对砂石料加工系统产生出的污水必须处理达标后回收利用。根据《污水综合排放标准》(GB89789－1996)要求，以及《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)对水域功能和标准的分类，可知水电行业砂石料加工系统污水排放悬浮物浓度最高不可超过150mg/L(二级标准)，而回收用于砂石料加工系统的部分，根据水电工程砂石加工系统设计规范，悬浮物浓度不可高于100mg/L；用于洒水降尘的部分，根据地表水环境水域功能的规定，悬浮物浓度不可高于70mg/L。2、水利水电工程砂石系统污水处理工艺废水处理采用“石粉回收+辐流沉淀+机械压滤脱水”的处理工艺，废水处理达标后循环利用，达到零排放的要求，其循环利用水的水质能够满足《水电工程砂石加工系统设计规范》（DL/T5098-2010）中关于砂石加工用水水质标准（即悬浮物浓度（SS）小于100mg/L）的要求。总体处理工艺如下：砂石加工系统各部位生产废水经水沟汇流进入集液池，废水由渣浆泵泵送进入石粉回收装置进行处理，回收的部分石粉掺入成品砂中，用于调节成品砂细度模数；然后集液池溢流的废水通过管道汇流进入辐流沉淀池配水井，同时加药装置预先配置好絮凝剂（PAC、PAM），使污水与絮凝剂在配水井内充分混合，然后一同进入辐流沉淀池；辐流沉淀池内部设置刮泥机，废水在池内絮凝沉淀，污泥与清水分离，上部清水溢流进入清水池，下部污泥经排泥管由渣浆泵加压进入压滤车间；压滤车间内配置压滤机，污泥经压滤机机械脱水，清水进入清水池，脱水后的泥渣与弃料堆弃料一同由自卸车运往指定渣场堆存；所有处理后的清水在废水清水池临时储存，然后由加压泵直接泵送进入砂石系统用水部位主管道或高位水池回用。3、砂石料加工废水处理工艺实际存在的问题及其解决办法问题1：污水中细砂含量过高，石粉回收装置无法充分有效处理。砂石加工系统采用湿法生产时，大量含泥砂废水进入污水处理系统，同时生产设备的卫生维护时甚至将粗颗粒废料冲入集液池内。因此，石粉回收车间集液池内泥砂含量通常较高，甚至粗颗粒废料含量也较高，而常规的石粉回收装置原理为“渣浆泵+旋流器+脱水筛”，如果污水中含有超径、超量的泥砂，不仅石粉回收装置无法有效处理，导致后续污水处理环节处理量加大，甚至粗颗粒会加剧渣浆泵、旋流器的磨损，减短设备使用寿命，加快配件更换频率，导致生产运行成本增加。解决措施：在产生废水环节设置预沉淀池进行提前处理。在产生污水量较大的部位提前设置预沉池，先对污水进行沉淀处理，使污水中的粗颗粒废料、超量的泥砂沉淀到池底，然后经过预沉淀的污水再进入石粉回收车间，如此将大大减小后续处理环节的处理量及设备磨损。预沉池的大小按照平流式三级沉淀池处理规模进行计算配置，同时可以根据自身设备情况将池底设计为斜坡状，便于后期清淤。预沉池底部清理的废料可回收利用于砂石料加工。问题2：石粉回收环节回收的细砂脱水后呈块状，影响成品砂质量。石粉回收环节回收的细砂经过脱水筛脱水后，一般呈块状，掺入到成品砂中后较为集中，对成品砂质量产生一定影响，局部位置细砂块集中，则细度模数偏低、石粉含量超标；其他部位则细度模数偏高、石粉含量不足。解决措施：在石粉回收车间的出料端胶带机上方增设小型螺旋输送机，对回收的石粉进行粉碎处理，使得石粉可以均匀添加到成品砂中，进一步保证成品砂的质量。问题3：常规辐流沉淀池处理效果不理想。水电工程砂石废水处理系统主要的处理装置为辐流沉淀池，承担砂石污水处理70%以上的任务。辐流沉淀池一般为大直径圆形池，池深一般为4m，内部设置刮泥机。但根据多个水电工程的实际使用经验，常规形式的辐流沉淀池处理效果并不理想，一是刮泥机收集泥浆能力不足；二是常规混凝土结构辐流沉淀池底部坡度较缓，集泥效率低；三是辐流沉淀池底部泥浆管口通常位于集泥坑一侧，泥浆外流缓慢。解决措施：①结合目前开始普遍推广的新型处理工艺，可在水电工程中引进“深锥浓缩机”替代辐流沉淀池，其工作原理与辐流沉淀池相同，只是将“大直径混凝土结构辐流池”改为了“小直径、大深度的钢结构浓缩器”，多个连续的浓缩器完全能够达到辐流沉淀池的处理量，而且由于深度更大，泥浆收集能力更强，处理效率更高；同时因深锥浓缩机为成套设备，采购安装较为简单，极大减少了土建施工工程量，在场地布置、经济投入方面具备更多优势。②中心传动刮泥机在进水位置、处理能力方面都较差于周边传动刮泥机，因此选用刮泥机时优先考虑周边传动刮泥机，提高刮泥机使用效率。③改造传统池底结构形式，在辐流池底设置排泥廊道，廊道内安装排泥管，如此可以保证排泥管安装在池底锥斗正下方，使辐流沉淀池所有方位的泥浆均能快速进入排泥管，提高了运行效率、减小了刮泥机运行负荷。4、未来可进一步开拓的方向虽然目前水电砂石项目基本能做到废水回收利用，但因水利水电工程大多地处偏远，生产废水处理后留下的废渣无法运出，难以回收再利用。但根据经验可知，水电砂石系统每处理10立方污水，就有约1吨泥渣产生，因此如果能够有效对其进行回收再利用，将会产生不小的经理效益。在此提供一个思路：水利水电工程多数为国家级大型工程，不论前期建设还是后期生产发电时房屋、场地建设，都需要大量用砖，砂石料生产污水产生的废渣是制砖的优质材料，可以考虑建设一个制砖厂，对废渣进行回收利用，既做到了节能减排，又创造了经济效益。结语随着环保、节能要求的日益提高，砂石料加工系统污水处理也逐步走上正轨。所以，企业在寻求更远、更高的发展过程中，必须考虑环保、节能的要求，通过对砂石料加工系统的污水、废渣进行回收利用，提高工程的经济效益。污水回收、细沙回用以及废渣的有效处理，将是未来砂石料加工系统污水处理过程中核心的研究方向；作为相关从业人员，可以广泛汲取经验，引进其他行业先进设备、工艺，提高水电工程砂石污水处理的工艺水平。参考文献［1］张博，关薇．砂石加工系统废水处理新工艺探讨［J］．西北水电，2017(6):50－52．