龙滩水电站麻村砂石加工系统废水处理探讨.doc

龙滩水电站麻村砂石加工系统废水处理探讨王亚军WYJ234长峡龙滩工程建设监理部广西龙滩547300摘要本文针对龙滩水电站麻村砂石加工系统生产废水处理设计设备选型情况结合其他电站人工砂石料生产废水处理的经验和存在的问题对人工砂石料生产废水处理进行了研究和探讨麻村砂石加工系统废水处理采用新工艺新设备和环境保护废水回收利用细砂回收工艺使生产废水达到了零排放标准为今后的水电工程人工砂石料加工系统的废水处理提供了一定的经验和借鉴关键词人工砂石加工系统废水处理工艺流程概述龙滩水电站麻村人工砂石加工系统位于坝址右岸下游处主要担负龙滩水电站平标以及临建工程约万混凝土所需骨料的生产任务按混凝土浇筑强度万月计算砂石系统生产处理能力为根据混凝土使用骨料级配要求砂石系统设计以生产二级配骨料为主同时也能生产三级配骨料根据砂石料质量要求采用加水冲洗的方法控制砂石料中的泥及石粉含量砂石加工系统基本工艺过程为砂石料开采破碎筛分其中料场开采和破碎工艺需喷水降尘筛分工艺需加水冲洗等加入的水量绝大部分将作为废水处理生产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河流水质因此需对废水进行处理使其达标后排放或回收利用废水处理工艺采用沉淀池细砂回收废水沉淀浓缩压滤机废水回收弃碴汽车运输弃碴场的方案使生产废水达到零排放标准彻底解决了麻村砂石加工生产废水对红水河的污染问题满足环境保护废水回收利用细砂回收利用三项功能要求废水处理工艺和排放标准龙滩水电站麻村砂石加工生产废水处理系统布置在电站右岸进场四级公路麻塘公路边位于麻村沟汇入红水河的出口处根据砂石加工生产工艺情况测算确定废水处理能力为麻村砂石系统料源岩性为二迭层厚系灰岩夹白云质灰岩系统按两班制生产生产废水含泥砂量约在砂石系统运行期间从系统投产到工程结束排放期长达年之久排放废水总量约万对这种泥砂含量高总量大的生产废水直接排入地面水体红水河对下游水域环境及红水河沿岸居民的生活等都将会造成很大影响随着人类社会的不断进步和发展环境保护也越受到人们的高度重视我国有关环境保护的法律法规明文规定新建项目必须要求配套作好环境保护工程防止污染龙滩水电开发有限公司也提出了创建绿色龙滩理念因此麻村砂石加工系统生产废水处理工艺按满足环境保护废水回收利用细砂回收项功能要求进行设计麻村砂石加工废水处理系统由细砂回收站废水处理厂加药间控制室排水渡槽及输水干管等组成由于受地形条件的限制各水处理构筑物难以集中布置只能因地制宜的采取相对分散的布置方案并充分利用砂石系统成品堆场开阔地进行布置以减少废水处理系统占地在高程布置上尽量采用重力自流减少中间提升环节以方便运行管理根据我国环境保护的有关规定借鉴我国目前水电站砂石加工生产废水处理和矿山行业废水处理成功的实践经验拟定砂石加工生产废水的排放标准为度参照废水浑液面沉降模拟试验结果采取自然沉淀可达到度排放标准如果能够使废水处理后的出水浊度进一步降低至度以下则可将废水回收利用为达到环境保护对废水排放的要求实现细砂回收及废水回收利用和零排放标准废水经处理后被循环用于骨料的筛分冲洗其工艺为砂石加工生产废水从筛分楼流入水力漩流器单元调节水池由砂浆泵将高悬浮物废水提升后供给细砂回收处理器或废水从筛分楼流入平流沉砂池沉淀再通过链板式刮砂机将细砂刮出池外脱水回收细砂后的废水经排水槽加絮凝剂混合后流入废水处理厂辐流式沉淀池经絮凝沉淀周边溢流清水及压滤机滤清水均自流进入调节水池再由回水泵站提升至高程00m生产水池回收利用沉淀池泥浆由单周边传动提耙式刮泥机汇集至池中心积泥斗内然后重力排至泥浆罐由渣桨泵将沉淀泥砂打入压滤机经压滤机压滤滤饼运往渣场细砂回收及废水回收处理工艺流程见图图中粗线表示细砂回收工艺细线表示废水处理工艺虚线表示改造后的废水排放工艺废水处理的主要环节细砂回收站细砂回收站由平流沉砂池及水力漩流器两个相对独立的单元组成并紧靠12公路及筛分车间布置场地布置高程28330m设计总废水处理能力为500m3h平流沉砂池单元该单元由一个45m2的平流沉砂池链板式刮砂机和一台ZKR1237的脱水筛等组成其工艺为筛分车间排放的废水进入平流沉砂池沉淀下来的细砂由链板式刮砂机刮出池外送入脱水筛脱水细砂脱水后直接上23胶带机回收利用平流沉砂池设计沉砂时间15min沉砂水平段长15m宽3m深17迷可将粒径007mm以上的细砂回收利用水力漩流器单元该单元由调节水池加压泵站2台150100DAH型离心式渣桨泵功率45KW水力漩流器FX660型衬胶水力漩流器及脱水筛ZKR1237型直线振动脱水筛等组成漩流器的工作原理是在离心力和重力场的合力作用下细颗粒物料在溢流管中心轴线附近做螺旋向上运动从溢流管上端排出粗颗粒物料由于离心力的作用被抛向器壁做圆锥形螺旋向下运动从排砂管的末端排出由此达到分级和浓缩脱水的目的漩流器回收细砂粒径在007mm以上其工艺为筛分车间所排的废水分进入水力漩流器单元的调节水池再通过加压泵站打入水力漩流器进行浓缩分级经浓缩分级后的细砂从漩流器底部排砂管排入脱水筛脱水细砂脱水后直接上23胶带机回收利用废水处理厂废水处理厂由沉淀池调节水池泥浆罐渣桨泵回水泵站压滤机车间等组成处理厂位于筛分车间对面铁塔附件的缓坡地带分布高程27500m27060m和26800m三个台阶进行布置321沉淀池沉淀池设计停留时间3h出水浊度低于100度达到砂石加工生产用水水质标准沉淀池布置在高程27500m平台上由2个直径均为20m的辐流式沉淀池组成两个辐流式沉淀池同时运行设计处理水量500m3h沉淀池运行时排泥要及时当废水来量较小或废水中泥砂含量较低时利用泥浆罐的中转调节功能进行间断排泥当废水来量较大和废水中泥砂含量较高时沉淀池积泥可不经过泥浆罐中转调节通过切换排泥管道上的控制阀门由渣桨泵直接将积泥打入压滤机脱水322调节水池调节水池共设2个单池容积为100m3LBH60m60m35m布置高程26800m辐流式沉淀池出水及压滤机滤出的清水均直流进入调节水池再由回水泵站提升至高程34000m生产调节水池回收利用323回水泵站回水泵站设计抽水能力为500m3h选用3台200s95A型水泵其中一台备用泵站布置高程26800m324泥浆罐泥浆罐共设2个单个容积为15m3其尺寸为DH30m33m布置高程27060m325渣桨泵站渣桨泵站设计抽水能力为130m3h选用2台80Z90A型渣桨泵其中一台备用泵站布置高程26800m326压滤机车间沉淀池积泥脱水是砂石废水处理的关键环节按废水量500m3h废水泥砂含量80kgm3和废水中可回收利用细砂占1020计算需压滤机进行压滤的泥砂量为008050080903236th选用2台XMZ1060型全自动箱式压滤机单台小时处理泥砂27t压滤机车间布置高程27060m33加药间絮凝剂的选择投放及混合加药间布置在距筛分车间往八腊方向60m的12公路左侧高程约29500m加药间由操作间和贮药间组成尺寸为45m90m配制的药液由一根DN25硬聚氯乙烯塑料管靠重力流入高程约28300m的钢制排水槽中药液在排水槽中的混合长度约100m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聚丙烯酰胺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沉降效果最佳由于麻村系统废水泥砂含量高采用3絮凝剂聚丙烯酰胺混凝沉淀投药量以原水混凝试验确定实际运行中可对混合长度进行适当调节以达到最佳混合效果34排水槽从筛分车间至废水处理厂沉淀池间排水槽总长约200m其中筛分车间和细砂回收站内为桨砌石排水沟长度约50m回收站后面为钢制排水槽长度约150m排水槽宽深均为04m直线段纵向坡度为2转弯段纵向坡度适当加大至22变道半径不小于3m排水槽沿砂石系统成品堆场边缘的开挖边坡布设采用悬臂支撑结构形式4主要设备配置废水处理系统主要设备有水力漩流器链板式刮砂机压滤机单周边传动提耙式刮泥机等设备见表41表41废水处理厂设备表设备名称型号规格台数制造厂家备注衬胶水力漩流器SX6601西安航天自动化公司处理能力300500m3h链板式刮砂机GQ2000功率55KW1南宁浣新集团公司箱式压滤机XMZ1060200027th1山东莱芜煤矿机械厂箱式压滤机XMZ10002000UB1浙江建华集团公司液压工作压力28mpa单周边传动提耙式刮泥机ZG20功率55kw2江苏一环集团公司离心式碴浆泵150100DAH45KW10KW4四川自贡水泵厂细砂与废水回收各2台脱水筛ZKR1237255KW2南宁浣新集团公司药液搅拌机JYB14062宜兴市宜城设备厂废水处理系统运行情况及存在问题与改造细砂回收设备与废水回收设备既相对独立运行又密不可分的结合而形成一个有机统一的整体废水处理系统投入运行后能满足设计要求但因设备选型和制造缺陷及砂石加工废水含泥量泥砂颗粒大小多寡出水浊度等不确定因素影响在实际运行过程中曾出现以下几个问题在监理工程师的指导和帮助下对存在的问题进行了改造1链板式刮砂机在运行过程中刮板变形细砂在振动筛上成团状跳动不出筛难脱水沉砂和泥浆板结将刮板埋没并粘接导致电机起动过载跳闸等现象其主要原因是废水的含泥砂量大沉砂池设计不合理沉砂池太深且坡度太陡系统停机时刮砂机还需延长近两个小时的运行时间因沉砂和泥浆经沉淀后易板结使刮砂机的刮板被埋没否则刮砂机无法起动由于刮砂机脱水坡度太陡使刮起的细砂石粉又流入沉砂池且回收的细砂因制砂设备停止生产而无法掺匀故停止一段时间运行用衬胶水力漩流器进行细砂回收石粉含量少脱水慢且运行成本较高XMZ10002000UB型压滤机工作压力小压滤时间长卸板困难且滤布较薄既易折皱又难于卸饼且容易损坏完成一个循环需要小时以上不能满足砂石系统生产废水处理要求废水处理以XMZ10602000型压滤机生产运行为主4预筛分车间原设计不作水冲洗骨料可进入成品仓使用粗碎车间不洒水时破碎粉尘很大洒水破碎后不加冲洗含泥量严重超标不能使用故需增设水冲洗为满足环境保护废水回收利用及细砂回收要求确保细砂回收质量并针对链板式刮砂机设计和制造工艺不足及提高砂颗粒级配和人工砂的石粉含量对链板式刮砂机等工艺进行了改造预筛分振动筛增设水冲洗工序和废水排放管道及细砂回收设备螺旋洗砂机直线振动脱水筛将小于的细骨料和废水经排水管道输入螺旋洗砂机进行脱水使大于砂粒沉入槽底由螺旋输送到卸料口排出经型直线振动筛冲洗脱水后送入胶带机卸料小车至成品砂堆场小于的细砂随浆水从溢流堰排出将预筛分生产废水与棒磨机及筛分车间废水排放分开细砂石粉回收经衬胶旋流器回收或经沉砂池链板式刮砂机回收若预筛分生产废水含泥量偏高时可直接排放至废水处理系统棒磨机及筛分系统废水石粉含量较高经沉砂池链板式刮砂机回收或经衬胶水力旋流器回收装置回收后排放对平流沉砂池及链板式刮砂机进行改造更换变形刮板将原的角钢刮板改为的角钢刮板将沉砂池抬高且改缓脱水坡度以有利于脱水而不致于细砂石粉流失为最佳坡度延长至胶带机机尾增加链板长度拆除原有的直线振动脱水筛将平流沉砂池底部打一排水孔用管道引入排污水槽至废水处理系统排放系统开机前将管道闸门关闭待沉砂池水位到一定位置后启动刮砂机运行进行细砂石粉回收回收的细砂直接进入胶带机胶带机混合后送至成品砂堆场系统停机时将管道闸门打开把池子内废水排空有利于刮砂机起动运行链板式刮砂机经改造后运行良好运行成本及故障率较低细砂回收效果好含水量在20左右且石粉含量高废水中的细砂既可利用链板式刮砂机对细砂回收车间的沉淀池的石粉进行回收也可利用水力旋流器进行回收两台设备也可同时运行但使用效果不太理想而水力漩流器运行效果的好坏受来水量的大小水中颗粒的多寡及粒径的大小影响较大且设备购置费用及运行成本较高砂石加工系统废水处理细砂回收成功的经验为大法坪砂石系统的细砂石粉回收处理提供了借鉴大法坪砂石系统细砂与石粉回收装置进口水力漩流器是为提高人工砂石粉含量而设计选用的在系统初期运行时石粉回收装置经常出现2mm以上颗粒及杂物等进入旋流器造成旋流器堵塞为改变这一状况在石粉回收装置前增加1台链板式刮砂机将筛分检查筛分及棒磨机排放的废水先进行细砂和石粉回收剔除大于2mm以上颗粒再在石粉回收装置前增设特制拦渣网不让大于2mm颗粒及杂物进入旋流器改变工况后细砂与石粉回收装置运行正常因细砂流失较多在细砂与石粉回收装置后面又增设两台链板式刮砂机这样既提高了石粉回收率也提高了人工砂产量实践证明如果废水处理量较大且水中颗粒较多可用链板式刮砂机对废水先进行细砂回收然后再用水力漩流器进行较细颗粒石粉回收这样运行效果将会更好且能得到较高的石粉含量改造后的麻村砂石系统生产废水处理既满足了环境保护对废水排放的要求又提高了系统制砂能力6结语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麻村砂石加工系统针对上述问题做了大量的调查研究借鉴了高浊度给水处理及矿山行业废水处理的成功经验结合龙滩电站的特点作了浑液面沉淀及压滤机脱水试验尽量采用新工艺新设备如采用链板式刮砂机先进行细砂回收然后再用水力漩流器进行较细颗粒石粉回收工艺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药液在排水槽内混合混合效果好便于维护管理麻村砂石加工废水处理与细砂回收工艺得到了中外专家的充分肯定链板式刮砂机运行成本及故障率较低且适应性强目前广西水电工程局葛洲坝集团公司中水四局和七局等多家水电施工单位已推广使用运行实践说明砂石生产废水完全可以达到零排放标准麻村砂石加工生产废水处理成功经验可为其他水电工程的废水处理提供借鉴和参考王亚军1966男江苏阜宁人工程师长峡龙滩工程建设监理部设备监理工程师中国设备监理协会会员主要从事机电设备安装调试与运行管理工作及水电站工程人工砂石加工系统的设备选型与生产工艺研究工作熟悉混凝土生产工艺和拌和系统的安装与运行在三峡工程及龙滩水电站工程均得到业主及施工单位的一致好评邮箱wyj234163com