導(dǎo)語(yǔ)：水利水電廢水處理方法研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1概述

砂石工程一篩車間產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，由于粗細(xì)砂顆粒含量高，其疏水性強(qiáng)，使得沉淀物含水量小;但泥質(zhì)顆粒含量相對(duì)于其他生產(chǎn)車間要高很多，泥質(zhì)顆粒粒徑小，親水性強(qiáng)，黏結(jié)性強(qiáng)，充填能力強(qiáng)，因此，大部分泥質(zhì)顆粒會(huì)懸浮于水中不易分離，使得一篩車間廢水處理回用水達(dá)標(biāo)難，同時(shí)，其余的小部分泥質(zhì)顆粒同石粉、粗細(xì)砂顆粒混合沉淀后，充填結(jié)合密實(shí)，在固體物質(zhì)自身重力及水壓力的作用下粘稠、易板結(jié)，使得泥漿處理干化難、排泥難。因此一篩車間廢水處理困難。其他車間產(chǎn)生的廢水細(xì)砂、石粉含量高，回收利用價(jià)值大，工程實(shí)際中，常先將除一篩車間以外的其他車間產(chǎn)生的廢水中的細(xì)砂和石粉回收利用，以免成品砂含泥量超標(biāo)、保證成品砂質(zhì)量，其次分離回收部分達(dá)標(biāo)清水，之后含渣廢水同一篩車間廢水混合，再進(jìn)行廢水處理，回收清水，按環(huán)保要求堆存固體廢棄物。砂石工程廢水處理隨著技術(shù)進(jìn)步和新設(shè)備應(yīng)用，經(jīng)歷了由簡(jiǎn)易到復(fù)雜、由粗放到精細(xì)的演變。

2早期簡(jiǎn)易方案

砂石工程簡(jiǎn)易廢水處理案例，如張河灣抽水蓄能電站上水庫(kù)砂石工程水處理系統(tǒng)，其車間組成及運(yùn)行工藝流程見圖1。其工作原理為:系統(tǒng)生產(chǎn)車間用水經(jīng)系統(tǒng)排水溝匯集至沉砂池①，絕大部分石粉及廢渣沉淀于池內(nèi)。利用生產(chǎn)間歇時(shí)間，打開排污閥，將污水排至專用水池④，將水回收;及時(shí)回收石粉并清理污泥。池①內(nèi)回收水以頂部溢流方式進(jìn)入沉淀池②，經(jīng)進(jìn)一步沉淀后，經(jīng)池體②、③中壁溢流口溢流至沉淀池③，然后經(jīng)聯(lián)系水溝進(jìn)入沉淀池⑤，成品砂倉(cāng)脫水盲溝及其他地表水經(jīng)相應(yīng)水溝匯入沉淀池⑤，池內(nèi)設(shè)置集水槽，適時(shí)處理漂浮物，進(jìn)一步凈化后，溢流至清水池⑥。將清水經(jīng)回收水管利用水泵泵入系統(tǒng)高位水池⑦。根據(jù)用水需求經(jīng)供水管流至生產(chǎn)車間。外部補(bǔ)充水也經(jīng)供水管進(jìn)入生產(chǎn)車間。嚴(yán)格地講，簡(jiǎn)易方案屬于自然沉淀類別，因其在廢水處理方案發(fā)展前期實(shí)施，同現(xiàn)階段方案相比多有不完善之處，故在此單列說(shuō)明。簡(jiǎn)易方案同現(xiàn)階段工程實(shí)施中采取的自然沉淀方案加以對(duì)比，也可看出廢水處理方案由粗放到精細(xì)的演變。由于處理效果相對(duì)較差，簡(jiǎn)易廢水處理方案只在較早時(shí)期、偏遠(yuǎn)地區(qū)、建設(shè)條件差、小型工程上應(yīng)用較多。結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)條件，目前階段砂石工程常用的廢圖1水回收車間構(gòu)成及流程簡(jiǎn)圖水處理可分為自然沉淀與機(jī)械處理兩類。

3自然沉淀方案

砂石工程廢水處理采取自然沉淀方案的案例，如向家壩水電站馬延坡砂石工程廢水處理。本方案利用系統(tǒng)附近的開闊山谷地形建一土石壩形成尾渣庫(kù)，將生產(chǎn)廢水用水管引至庫(kù)區(qū)，經(jīng)過自然沉淀后，澄清水回收利用，泥渣沉積到庫(kù)底并逐層壓實(shí)，尾渣庫(kù)使用過程中，由于泥渣沉積造成尾渣庫(kù)功能下降時(shí)采用采砂船清理，清理出的廢渣運(yùn)輸至工程棄渣場(chǎng)堆放，計(jì)劃在工程結(jié)束、砂石系統(tǒng)完成使命后尾渣庫(kù)也隨之停止使用。采取自然沉淀方案的還有三峽下岸溪、溪洛渡中心場(chǎng)等砂石工程的廢水處理。這些工程的不同之處在于修建數(shù)個(gè)大型沉淀池(污泥干化池)，砂石系統(tǒng)生產(chǎn)廢水加絮凝劑后引入沉淀池，一個(gè)池滿后啟用第二個(gè)沉淀池，沉料自然干化滿足出渣條件后出渣清理，周而復(fù)始，循環(huán)使用。方案包含完善的廢水引入、加速沉淀滿足水回用、渣處理使用要求的措施和回水設(shè)施。該方案土建工程量大，水處理效果一般，水回收利用率偏低。自然沉淀方案的優(yōu)點(diǎn):①?gòu)U水沉淀表面負(fù)荷低，因此可以少加甚至不加絮凝劑，投入設(shè)備少，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，廢水處理總體成本低;②回用水品質(zhì)好;③綠色環(huán)保，社會(huì)影響好。馬延坡砂石工程廢水處理缺點(diǎn):①前期土石壩建設(shè)投資高;②土石壩壩高40m，設(shè)計(jì)、施工安全要求高。其他修建沉淀池砂石工程廢水處理的缺點(diǎn):常受場(chǎng)地條件等的影響，設(shè)計(jì)布置滿足使用要求的保證性不強(qiáng)?？傮w而言，自然沉淀方案優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)大于缺點(diǎn)，在條件具備時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。

4“泥漿濃縮+脫水干化”方案

目前砂石工程廢水處理采取較多的是按照固液初步分離、泥漿濃縮和壓縮干化過程來(lái)實(shí)施的工藝系統(tǒng)。生產(chǎn)廢水進(jìn)入旋流沉淀池(或水力旋流器)實(shí)現(xiàn)固液初步分離和泥漿濃縮，分離出的濁水送至(由濁至清逐級(jí))沉淀池沉淀澄清，達(dá)標(biāo)清水回收利用，沉淀池底部濃縮后的泥漿、濁水循環(huán)進(jìn)入旋流沉淀池(或水力旋流器)處理;旋流沉淀池(或水力旋流器)濃縮后的泥漿供給干化設(shè)備進(jìn)行干化處理，產(chǎn)生的清水回收利用，干化渣料送至棄渣場(chǎng)堆放。(1)采用板框式壓濾機(jī)方案。構(gòu)皮灘水電站爛泥溝、光照水電站基地、金安橋水電站、柬埔寨甘再水電站等砂石工程廢水處理工藝流程基本相同，采用“旋流沉淀池沉淀濃縮+板框壓濾機(jī)干化”方案。其工藝流程如圖2所示。圖2砂石工程廢水處理板框式壓濾機(jī)方案工藝流程圖板框式壓濾機(jī)的工作原理簡(jiǎn)單:濃縮泥漿經(jīng)渣漿泵泵送進(jìn)入壓濾機(jī)并持壓，在壓力作用下，固體物質(zhì)隔離在濾布上，水滲透出濾布，板框間堆積滿后形成泥餅，卸料洗布進(jìn)入下一循環(huán)。板框式壓濾機(jī)由于單臺(tái)套設(shè)備不能連續(xù)處理濃縮泥漿，因此需要配置的設(shè)備數(shù)量較多;對(duì)泥漿濃縮濃度要求較高，配套使用的渣漿泵在泥漿較高濃度工況下易出故障，泥漿濃度低時(shí)壓濾時(shí)間很長(zhǎng)，效率低;工作濾布清理困難，運(yùn)行成本較高。但由于脫水效果好，固液分離徹底，使用成熟，在砂石工程中應(yīng)用較為廣泛。(2)采用帶式真空過濾機(jī)方案。阿海水電站新源溝砂石工程采用水力旋流器來(lái)實(shí)現(xiàn)泥漿濃縮，帶式真空過濾機(jī)處理濃縮泥漿。水力旋流器以離心力實(shí)現(xiàn)固液分離。生產(chǎn)廢水以一定壓力切向進(jìn)入旋流器，在腔內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)，混合液中密度大的組份，在旋流場(chǎng)的作用下沿軸向向下運(yùn)動(dòng)，沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)底部時(shí)沿器壁向下運(yùn)動(dòng)，并由噴砂嘴排出，這樣就形成了外漩渦流場(chǎng)，密度小的組份向中心軸方向運(yùn)動(dòng)，并在軸線中心形成向上的內(nèi)漩渦，然后由溢流口排出。帶式真空過濾機(jī)采用了固定真空盒，過濾機(jī)運(yùn)行時(shí)，真空盒固定不動(dòng)，膠帶在上面運(yùn)行，真空盒與膠帶間構(gòu)成運(yùn)動(dòng)密封的結(jié)構(gòu)型式，由于真空盒采用分節(jié)連接的整體，每節(jié)均有管口與集液總管相連接形成真空集液系統(tǒng)，通過真空吸力把橡膠濾帶上料液中的水吸到集液系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。帶式真空過濾機(jī)廢水處理量隨進(jìn)料料漿濃度有較大波動(dòng)，濾餅含水率一般為8%～15%，料漿濃度低時(shí)會(huì)增高，但一般不高于30%［1］;附屬設(shè)備較多，占地面積較大，適宜于較大規(guī)模砂石工程。(3)采用真空陶瓷過濾機(jī)方案。官地水電站竹子壩砂石工程采用真空陶瓷過濾機(jī)來(lái)處理濃縮泥漿。真空陶瓷過濾機(jī)的工作原理為:在壓強(qiáng)差的作用下，懸浮液通過過濾介質(zhì)時(shí)，顆粒被截留在介質(zhì)表面形成濾餅，而液體則通過過濾介質(zhì)流出，達(dá)到了固液分離的目的。陶瓷過濾板具有產(chǎn)生毛細(xì)效應(yīng)的微孔，使微孔中的毛細(xì)作用力大于真空所施加的力，使微孔始終保持充滿液體狀態(tài)，陶瓷過濾板上沒有空氣透過，固液分離時(shí)能耗低、真空度高［2］。采用真空陶瓷過濾機(jī)來(lái)處理濃縮泥漿具有濾餅干、濾液清、能耗低、運(yùn)行場(chǎng)地干凈、無(wú)噪音污染等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用高，實(shí)際產(chǎn)能低，目前在砂石工程中應(yīng)用不多。

5采用新型設(shè)備方案

隨著廢水處理研究的發(fā)展和新設(shè)備的推廣使用［3］，現(xiàn)階段砂石工程廢水處理也開始采用DH高效污水凈化器、臥螺離心機(jī)等新型高效設(shè)備。(1)采用DH高效污水凈化器方案。黃登－大華橋等砂石工程采用DH高效污水凈化器進(jìn)行廢水處理。DH高效污水凈化器是將物理、化學(xué)反應(yīng)有機(jī)融合在一起，集成了直流混凝、臨界絮凝、離心分離、動(dòng)態(tài)過濾及污泥濃縮沉淀技術(shù)，短時(shí)間內(nèi)(25～30min)在同一罐體中完成廢水快速多級(jí)凈化的一體化組合設(shè)備。凈化器為鋼制罐體，上中部為橢圓柱體，下部為錐體，自下而上分別為污泥濃縮區(qū)、混凝區(qū)、離心分離區(qū)、動(dòng)態(tài)過濾區(qū)、清水區(qū)。其工作原理為:直流混凝和臨界絮凝技術(shù)取代了混凝反應(yīng)池，在泵前及泵后投加絮凝和助凝藥劑，利用泵、管道、水流完成藥劑的水解、混合、壓縮雙電層，吸附中和作用后高速沿切線方向進(jìn)入罐體快速完成吸附架橋，絮凝形成礬花。離心分離是利用廢水沿切線方向進(jìn)入罐體產(chǎn)生高速旋流、產(chǎn)生離心力，在離心力的作用下廢水中形成的懸浮顆粒及礬花被甩向器壁，并隨下旋流及自身重力作用沿罐內(nèi)壁下滑至錐形污泥濃縮區(qū)，廢水向下作螺旋運(yùn)動(dòng)到一定程度后向中心靠攏，又形成向上的旋流，這股旋流水質(zhì)較清，流向設(shè)置在上層動(dòng)態(tài)過濾區(qū)。在離心分離區(qū)一般粒徑大于20μm的懸浮顆粒(礬花)被固液分離至污泥濃縮區(qū)。廢水經(jīng)離心分離進(jìn)入動(dòng)態(tài)過濾區(qū)再次完成吸附作用，過濾區(qū)采用表面吸附的懸浮濾料，表面積大、吸附能力強(qiáng)，可截留5μm以上的粒徑的懸浮物。動(dòng)態(tài)過濾，濾料不易堵塞，吸附的顆粒物易脫落又下沉至離心分離區(qū)，因此濾料反洗周期長(zhǎng)(0．5～1個(gè)月反沖洗一次)。廢水經(jīng)多級(jí)固液分離及凈化后排出。離心分離和過濾脫落的懸浮顆粒在離心力及重力的作用下進(jìn)入污泥濃縮區(qū)，污泥在錐形泥斗區(qū)中上部經(jīng)聚合力的作用下，顆粒群體結(jié)合成一整體，各自保持相對(duì)不變位置共同下沉，在泥斗區(qū)中下部SS(水質(zhì)中懸浮物)很高，將顆?？p隙中液體擠出界面，固體顆粒被濃縮壓密后從錐體底部排出。(2)采用臥螺離心機(jī)方案。呼和浩特抽水蓄能水電站、白鶴灘水電站三灘等砂石工程采用臥螺離心機(jī)進(jìn)行廢水處理。臥螺離心機(jī)是一種臥式螺旋卸料、連續(xù)操作的沉降設(shè)備，其工作原理為:轉(zhuǎn)鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力場(chǎng)作用下，較重的固相物沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機(jī)外。較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)，由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。臥螺離心機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于:能在全速運(yùn)轉(zhuǎn)下，連續(xù)進(jìn)料、分離、洗滌和卸料;可通過調(diào)整差數(shù)和轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速來(lái)控制泥餅含水率;全封閉結(jié)構(gòu)，無(wú)泄漏，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)整潔;基建和占地少，重量輕，安裝方便;對(duì)泥漿濃度適應(yīng)范圍廣等。目前砂石工程廢水處理DH高效污水凈化器和臥螺離心機(jī)的使用仍在探索中，應(yīng)用案例不多，其工程適應(yīng)情況和使用發(fā)展前景尚沒有明確結(jié)論?？偨Y(jié)機(jī)械處理方案，需要強(qiáng)調(diào)的幾點(diǎn)。①水力旋流器同旋流沉淀池相比，旋流沉淀池占地面積大，土建工作量大，廢水處理量大，濃縮效果較后者差，濃縮泥漿經(jīng)常出料困難;水力旋流器體積小巧，安裝方便，濃縮效果好，泥漿出料方便，但廢水處理能力較小。二者可根據(jù)工程實(shí)際情況具體選用。②在“泥漿濃縮+脫水干化”的組合方案中，盡管泥漿濃縮的效果對(duì)下一步的干化處理非常重要，但廢水處理方案的核心應(yīng)是干化設(shè)備的處理效果。③上述泥漿脫水干化設(shè)備以及新型設(shè)備中，無(wú)論是采用機(jī)械壓縮、真空過濾還是離心分離等工作原理，設(shè)備對(duì)廢水處理工作而言，本身并無(wú)優(yōu)劣之分，工程實(shí)際中應(yīng)根據(jù)具體條件和對(duì)設(shè)備的掌握情況具體選用。

6結(jié)語(yǔ)

隨著工程實(shí)踐的不斷前行和技術(shù)進(jìn)步的不斷深化，我們對(duì)廢水處理方法的研究必將不斷發(fā)展，對(duì)工藝流程的設(shè)計(jì)會(huì)更加經(jīng)濟(jì)合理，對(duì)廢水處理系統(tǒng)的布置會(huì)更加簡(jiǎn)化、完善，對(duì)相關(guān)設(shè)備的認(rèn)識(shí)和研究會(huì)更加全面深入，新型高效設(shè)備也會(huì)被繼續(xù)開發(fā)和推廣使用，水利水電工程廢水處理方案將越來(lái)越科學(xué)、符合時(shí)展的需要。本文所述方法多為在本人所參與的工程實(shí)踐基礎(chǔ)上、并學(xué)習(xí)他人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而得，認(rèn)識(shí)定有許多淺顯、不足，錯(cuò)誤之處，希冀能對(duì)同行有所參考，對(duì)工程有所裨益。

本文作者:李輝工作單位:中國(guó)水利水電第八工程局有限公司