大岗山水电站厂房砂石骨料加工系统废水处理工艺

导读:集水池设计容积为150m3，有效断面尺寸为(长×高×宽)6．5m×6．5m×3．6m，渣浆泵选用2台GMZ150—40—300，在竖流沉淀池运行1．5h后运行，抽取污泥干化车间的废水540m3／h至竖流沉淀池浓缩。

大岗山水电站位于大渡河中游上段的四川省雅安市石棉县挖角乡，总装机容量2600MW。

大岗山水电站厂房砂石骨料加工系统工程位于大渡河左岸坝址下游挖角乡，距离坝址约3km。

料源为引水系统、左岸地下厂房、尾水洞及导流洞等地下洞室花岗岩开挖石渣料，回采料场为挖角渣场A区。

厂房砂石骨料加工系统生产期为5年8个月，总生产能力为300万t，其生产废水主要是净化骨料所需冲洗用水，降尘除尘所需的雾化用水，以及其他辅助生产用水，废水总量约420万m3。

工艺设计 该工程主体方案采用两级沉淀的工艺，在平流沉淀池前设置管道混合器，在管道混合器前投加混凝剂碱式氯化铝，废水与药剂混合后经过一级沉淀池，悬浮物含量降低到200mg／L以下。

由于筛分系统冲洗废水回收后细粉较多，因此通过沉淀后普通的排泥方法达不到排泥效果。

为了达到较好的排泥效果，对普通平流沉淀池进行改造，修建两组平流沉淀池交替使用，当废水进入某一池子后，首先进行泥沙的预沉淀，泥沙沉人池底，上清液排放，随着废水的不断流入，泥渣不断沉积，当达到设计泥量或出水水质明显恶化后，该池停止进水，通过闸门将废水引入另一池子，即进入泥渣的浓缩与干化脱水阶段。

重力脱水浓缩时，析出的水分穿过底板上的反滤层，再通过排水盲沟排出池外。

池底通压缩空气，达到振动泥渣和疏通透水孔隙的目的，当泥渣的含水率符合机械挖运条件时，利用反铲入池将泥渣挖出，由自卸车外运至指定渣场，然后再次进水、浓缩、干化脱水和除渣。

为防止细颗粒组成的淤泥影响清渣效果，在沉淀池后端设置移动式吸泥泵，将淤泥抽至污泥浓缩池。

一级沉淀池出水通过管道混合器与混凝剂聚丙烯酰胺混合后进入穿孔旋流反应池和斜管沉淀池完成二次沉淀。

二级沉淀池出水悬浮物含量小于20mg／L，满足施工生产用水要求，通过加压送至生产区用水点，回用于施工生产。

絮凝沉淀池排泥经重力浓缩后，通过厢式压滤机进行泥水分离，产生的泥饼运至弃渣场。

现简单介绍其关键构筑物设计。

(1)平流沉淀池。

表面负荷q=2m3／(m2·h)，沉淀时间t=1h，尺寸为L×B×H=70m×4．5m×4．5m。

空气压缩机安装于平流沉淀池附近的压缩机机房内，移动式吸泥泵安装在沉淀池工作桥上。

(2)穿孔旋流反应池。

絮凝时间t=20min，尺寸为L×B×H=3．6m×9．3m×5．1m，小斗排泥，池底排泥阀10套，配电磁四通阀10套。

(3)斜管沉淀池。

沉淀区负荷q=9m3／(m2·h)，斜管管径30mm、长1m，倾角60°，小斗排泥，池底排泥阀15套，配电磁四通阀15套。

在絮凝沉淀池排泥渠中设置两台液下渣浆泵，将絮凝沉淀池排放污泥送至污泥浓缩池中，进行浓缩。

(4)污泥脱水机房。

机房平面尺寸为L×B=13．5m×7．2m，内设渣浆泵及厢式压滤机，渣浆泵将污泥打入厢式压滤机进行脱水。

处理效果 在设计处理能力下，出水水质控制性指标悬浮物含量为8—16mg／L(地方环境监测站抽检值为14mg／L)，优于《污水综合排放标准》及砂石系统回用水标准(SS。

砂石加工系统废水处理工艺

废水处理系统包括细砂回收车间、竖流沉淀池(一级沉淀池)、斜管沉淀池(二级沉淀池)、清水池及清水泵站、高位水池、集水池及渣浆泵站等。

废水处理回收工艺和效果受废水含泥量和废水颗粒级配的影响较大。

石料经破碎筛分冲洗后为成品料，开挖运输破碎过程产生的废料，经水冲洗落入水中，废水中的主要杂质为泥渣和石粉。

废水处理系统主要构筑物的设计、设备选型的主要技术参数是依据废水量和水中含泥量来确定。

受料源覆盖层、地质结构(如泥化夹层)和冲洗水量不均匀性等因素的影响，废水中含泥浓度较难确定，而且变化范围较大。

根据类似工程经验和生产试验，砂石加工系统筛分车间和制砂车间未经任何处理的废水中混合液含泥量约为160kg／m3，含泥浓度高达16％。

为减轻废水处理系统的除泥(渣)负荷，节约投资，要求采取以下措施减少废水处理厂废水中的含泥量：(1)料场开采时严禁将剥离层和无用层的泥土混入石料进人生产车间；(2)在粗碎车间将毛料中小于20mm的渣料去除；(3)废水处理系统排水渠进口设格栅，格栅间隙净宽2．5mm，防止碎石块进人，影响水处理效果；(4)一筛车间废水进行预处理，截留≥1．25mm砂料以减少废水处理系统废水的含泥砂量并减轻粗颗粒对滤布的磨损。

采取上述措施后，废水处理系统进口含泥砂量按60t／h设计，各废水处理构筑物设计如下： 竖流沉淀池(一级沉淀池) 结合国内矿山及冶金行业水处理成熟经验和技术，一级沉淀池采用竖流沉淀池结构，可有效截留规定粒径以上的泥砂和石粉，减少后续工序的处理量，降低处理费用，保证系统的水处理回收利用率。

一级沉淀池设8座平面尺寸为长×宽×高=10m×10m×10．7m的竖流沉淀池，采用并联方式布置，竖流沉淀池布置在1060m高程平台上，处理来自一筛车间、大石补充车间、三筛车间、污泥干化车间共2290m3／h的污水量(其中540m3／h的污水量为循环水量)，污水在池中的停留时间为1．5h，污水在竖流沉淀池中的上升速度为0．0007m／s；设计表面负荷为2．5m3／(m2·h)，设计中心圆管直径1．5m，中心管喇叭口直径2m。

底泥由自然高差排入污泥干化车间。

斜管沉淀池(二级沉淀池) 经过竖流沉淀池的初沉淀回收水1640m3／h和来自金沙江取水泵站的补充用水750m3／h进入斜管沉淀池沉淀，二级沉淀池设一座平面尺寸为长×宽×高=25．5m×12．4m×7．98m的斜管沉淀池，斜管沉淀池设在1060m高程平台上，处理2000m3／h的污水量，污水在斜管沉淀池的停留时间为4．76min，水体在斜管沉淀池中的上升速度为3．5mm／s；设计液面负荷为2．5mm／s，斜管采用聚氯乙烯塑料板热轧成六角形，壁厚0．4mm，内切圆直径25mm，水平斜角60°，斜管斜长1m；设计斜管顶部以上清水区高度1．5m，斜管底部以下配水区高度1．5m。

底泥由自然高差排人污泥干化车间。

细砂回收车间 一筛车间和大石补充车间、细砂回收车间设3台细砂清洗回收机(QC3型链板式刮砂机)，布置在一筛车间处，处理一筛车间和大石补充车间回收废水中的泥砂；三筛细砂回收车间设1台细砂清洗回收机(QC3型链板式刮砂机)，布置在三筛车间处，处理三筛车间回收废水中的泥砂。

回收机由钢制沉淀池、刮板装置、溢流槽、托轮装置、驱动装置、溜槽、稳流喂料器等组成，废水进入细砂清洗回收机后在钢制沉淀池内进行重力沉降，由驱动装置牵引链带动多块刮板平缓运行，将沉降于池底的石粉和细砂刮到溜槽和喂料器，喂料器下设钢制溜槽将回收石粉送入筛分车间筛分后由皮带机运至成品砂仓。

细砂清洗回收机溢流水排放到废水管至竖流沉淀池。

QC3型细砂清洗回收机技术参数：单台水处理量不大于500m3／h，刮砂量不大于50t／h，泥砂粒径不大于5mm。

污泥干化车间 污泥干化车间主要完成一级和二级沉淀池所排放泥砂的脱水干化。

废水中小颗粒的组成分析：(1)毛料中小于20mm的骨料已在粗碎全部去除，由料源带人废水中的组分为毛料表面所裹的泥粉。

根据类似工程经验，毛料表面所裹的泥粉量约占毛料总量的2％，加工毛料的总量为3000t／h，泥粉量为60t／h；(2)粗碎破碎机加工半成品料的大产量为2080t／h，按照破碎级配曲线计算，产生的砂量为124．8t／h，小于0．16mm的石粉在砂中的比例约占15％，粉量为18．7t／h；小于0．16mm的石粉有部分被链板式刮砂机回收，进入二级沉淀池中的石粉量约占砂量的12％，粉量为15t／h。

综上，进入二级沉淀池中的泥粉量为218t／h，泥渣干化车间总处理泥渣量为218t／h，选择GP96—8盘式真空过滤机2台和GPS1837高频振动筛4台。

GP96—8盘式真空过滤机设备单台技术参数：过滤面积96m2，处理能力不小于0．22t／h·m2，滤饼含水率不大于24％。

车间设置两层，一层布置卸料斗，二层布置过滤机和液压设备、控制设备和空压设备。

清水池及加压泵房 清水池容积考虑500m3，设计有效尺寸为：长×宽×高=12m×12m×3．6m。

清水泵选用4台300S90AS，SH型单级双吸离心泵(3用1备)；选用水泵参数：流量Q=756m3／h，扬程H=78m，电机功率为280kW。

集水池及渣浆泵站 集水池及渣浆泵布置在污泥干化车间1035m高程平台，回收及加压污泥干化车间废水540m3／h。

集水池设计容积为150m3，有效断面尺寸为(长×高×宽)6．5m×6．5m×3．6m，渣浆泵选用2台GMZ150—40—300，在竖流沉淀池运行1．5h后运行，抽取污泥干化车间的废水540m3／h至竖流沉淀池浓缩。

高位水池 设计高位水池能满足砂石系统1h的用水量，考虑为2000m3，设计2座1000m3的水池，单个水池设计有效尺寸为：长×宽×高：16m×16m×4m。

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砂石加工系统废水处理新工艺

构皮滩水电站需生产混凝土505．38万m3，分别由左、右岸3座混凝土生产系统供给，其中右岸两个混凝土生产系统生产混凝土397．77万m3，砂石料均由右岸烂泥沟砂石加工系统供应，取用观景料场，岩石为玉龙山灰岩。

烂泥沟砂石加工系统于2003年设计和施工，砂石净料总量606．85万m3，生产规模毛料处理设计量1450t／h，采用湿式生产加水冲洗和降尘，供水量1460m3／h，产生废水1315m3／h，废水主要污染物为悬浮颗粒的泥渣和石粉，含泥量为90000mg／L。

烂泥沟砂石加工系统废水处理新工艺流程见图1，上述工艺在水电行业具有3个方面的特点： (1)率先推广泥渣分级处理、混凝浓缩与机械脱水干化法联合运行的工艺。

泥渣分级措施有：一筛车间增加两台螺旋分级机去除大于0．074mm粗砂粒；使用石粉回收装置回收石粉以满足《混凝土施工规范》要求常规混凝土石粉含量为6％～12％，也减轻后期废水泥渣处理压力。

经上述分级处理后，废水含泥降至约60000mg／L。

(2)与构皮滩马鞍山砂石系统同时率先采用先进设备进行石粉回收，石粉回收率超过80％，但该系统对进浆颗粒大小有较高要求，设备价格较高。

(3)与天生桥水电站麻村砂石加工系统同时率先将冶金、污水处理等行业应用成熟的压滤设备引入水电行业进行泥渣机械脱水。

本项目采用的冶金机械脱水框式压滤机，是一种间歇性固液分离设备，由滤板、滤框排列构成滤室，在输料泵的压力作用下，将料液送进各滤室，通过过滤介质，将固体和液体分离，压滤脱水为30％～70％，可以直接运往料场。

压滤机入料粒度控制在不大于0．5mm、人料压力为0．4～0．6MPa。

过滤面积为500m2的大型压滤机，完成进浆-过滤-反吹-滤饼剥离-滤布清洗-板框组装，需要45min，与传统的废水处理技术相比，机械脱水具有占地面积小、滤液清澈、劳动强度低、场地相对干净、滤饼含固率高等优点，但基建设备投资大，进料粒度大时易引起滤布破损产生喷浆。

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