天然砂石料筛洗用水循环利用技术及应用

周 丽

(湖北水总水利水电建设股份有限公司，湖北 武汉 430056)

河源砂石料筛分系统一般流程简单，易操作，成本低。但在生产中洗砂用水量大，污水中泥量大，普通沉淀污水处理无法满足要求，排放出来的水质较为浑浊，污泥含量较高。目前，处理砂石骨料加工系统冲洗废水常用的方法主要有自然沉淀法、辐流式沉淀池法(混凝沉淀法)、DH高效污水净化器处理法，最多设置2座二级沉淀池。自然沉淀法技术含量低，建设投资最小，运行管理简单，维护成本低，污泥自然干化，不需处理，对进水浓度均无限制，适用范围广，但出水水质不满足一级达标排放要求，占地面积最大；辐流式沉淀池法技术含量较高，建设投资较高，运行管理程序复杂，维护成本高昂，通过机械脱水，对进水浓度均无限制，适用范围广，出水水质满足一级达标排放标准，占地面积较大；DH高效污水净化器处理法技术最为先进，建设投资最高，运行管理难度较大，维护成本较高，采用机械脱水，但进水浓度不能超过标准，出水水质满足一级达标排放标准，占地面积最小。

随着现代化节奏的加快，对施工效率、施工工期的要求也越来越高，这就要求进一步缩短废水颗粒水力停留的时间，同时，在循环使用处理后的废水过程中，污泥清洗效率逐步降低，也需要进一步提高废水达标的要求，以进一步提升施工作业环境保护的标准。因此，研究一种更加高效的砂石料污泥脱水处理施工技术是非常必要的，也是非常具有工程现实意义的。

广西百色瓦村水电站工程天然砂石料筛洗加工工艺产生了大量污水，导致在水循环使用过程中由于水中含泥量得不到充分的处理易造成砂含泥量过高、难以满足使用要求，本技术通过改进上述方法，在砂石料筛分系统中，额外再增加一个三级污水处理沉淀池和使用强力带式污泥脱水机的方法进行污水处理，污水处理效果特别明显，通过工程实践的检验，形成了一种高效的砂石料污泥脱水处理施工技术。

1 工程概况

广西百色瓦村水电站，砂石骨料分为粗、中、细三级，分别由2台JC1200×1000颚式破碎机、2台HS1319S反击式破碎机、2台PL8500冲击式破碎机生产。砂石骨料加工需满足混凝土高峰浇筑强度约7.04万m3的粗细骨料供应要求，毛料处理能力大于680t/h，加工系统成品骨料生产设计能力600t/h，其中细骨料生产能力200t/h，计划生产骨料共158万m3。

2 技术简介

2.1 技术原理

污泥脱水机技术原理为浓缩、脱水、挤压等(见图1)。

图1 技术原理

2.2 特点

采用高效污泥脱水机处理污水，不仅可以更多次地循环利用洗砂用水，而且可以大大缩短沉淀池中的废水水力停留时间，提高了废水颗粒物在池中沉淀效果。

增加三级污水沉淀池，提高循环出水达标次数及其利用效率。采用污泥脱水机处理污水，提高循环出水达标标准次数，以更多次地循环利用洗砂用水，增加水的利用率，降低水中含泥量，实现更加有效地清洗河砂。

采用高效污泥脱水机，可以有效处理洗砂排放污水，降低水中含泥量，使污水到达可以再次使用的标准，从而达到更加有效地保护施工环境的目的。

设备管控简单，易于操作，运行成本低。高效污泥脱水机受污泥负荷波动的影响小，出泥含水率较低且工作稳定启耗少，管理控制相对简单，对运转人员的素质要求不高，运行成本更低。

3 施工工艺要点

3.1 加工系统施工工艺流程

污水处理工艺流程为“旋流污水分离、高频脱水、絮凝沉淀、压滤除泥”(见图2)。

具体流程为：砂石加工系统冲洗砂石污水通过洗砂机溢流槽进入高频脱水筛底部污水池，经浓缩池底下的离心式泥浆泵进入旋流器进行浓缩分选，经浓缩分选后的细沙从旋流器底部流入高频脱水筛，脱水后污水进入底部浓缩池，从旋流器上部溢流出的含泥污水进入污水池；污水池污水经渣浆泵抽至浓缩罐与投放的絮凝剂(聚合氯化铝和聚丙烯酰胺)充分混合，上部清水自流至清水池。(加药)浓缩罐如图3所示。

图3 浓缩罐示意图

浓缩罐底部污泥自流至带式脱水机(见图4)脱水，上部清水自流至清水池。

图4 带式脱水机

带式脱水机脱水后的干泥用装载机输送至污泥存放处；带式脱水机脱水后的水自流至污水源的进口；干堆场的干泥汽车外运；清水池的清水回用(用于带式脱水机的网带清洗、溶药池的供水、洗砂回用)。

3.2 带式压滤机操作流程

带式压滤机操作流程：ⓐ打开气压开关，调节滤带气压张力至4～6MPa；ⓑ拉出推拉阀，张紧上、下(浓缩)滤带；ⓒ启动主机(浓缩机)和滤布清洗水泵，调节清洗水流量和压力，检查喷嘴是否堵塞，检查滤带是否跑偏；ⓓ打开药剂阀和污泥阀，先启动药剂泵，再启动污泥泵；ⓔ调节污泥和药剂的流量，以达到最佳絮凝反应效果。

3.3 清水池及污水池

清水池主要功能是提供筛分系统筛分用水，污水池主要功能是收集筛洗砂石料的废水。两个水池采用钢筋混泥土结构，容积按0.5h存水量设计，池体尺寸15m(长)×5m(宽)×3m(深)，其中有效水深2.8m，容积为210m3。

4 质量控制

4.1 工程质量控制依据

本技术所有施工严格执行《水工混凝土施工规范》(SL 677—2014)、《水利水电工程施工测量规范》(SL 52—2015)、《水利工程质量检测技术规程》(SL 734—2016)、《工业用水标准》(GB/T 19923—2005)、《污水综合排放标准》(DB 31/199—2018)、《焊接钢管国家标准》(GB/T 13793—2001)、《钢结构焊接规范》(GB/T 50661—2011)等相关行业规范及设计图纸要求。

4.2 质量技术措施

按现行相关行业标准规范要求，对进场原材料及设备进行现场检验，禁止使用不合格施工材料与设备(见表1)。

表1 瓦村水电站砂石料天然砂质量技术指标及评定结果

配合技术人员在开工前做好技术交底，对施工工艺流程以及操作要点、质量控制要点做到详细了解。

本筛分系统中毛料筛分量为400m3/h，废水处理量为320～400m3/h，毛料中含泥量为4.8%，产出污泥量为12m3/h。

废水处理后排放标准需达到《污水综合排水标准》中一级标准，主要指标：pH值为6～9，SS≤70mg/L。

4.3 质量管理措施

施工人员由技术指导人员指挥操作。现场管理人员做好操作人员岗前培训，严格按照相关操作流程和操作规范作业。

5 安全措施

施工过程中严格执行《安全管理制度》，对操作人员进行安全技术交底，安全技术交底注重实用性，必须具体、明确。定期对现场设备进行安全检查，对存在的安全隐患要及时排查并解决处理。定期对操作人员进行管理培训，建立有效的应急处理方案。将污水处理系统相关设备纳入现场监控范围内，控制室人员可以进行实时监控，随时启闭。

6 效益分析

砂石料筛分系统常规采用抽水洗砂方法，污水直接排放，不仅用水量大，而且对环境污染严重。在砂石料筛分系统中，额外增加一个三级污水处理沉淀池和使用强力带式污泥脱水机的方法进行污水处理，不仅解决了洗砂后污水排放问题，而且洗砂用水可循环利用，在降低用水成本的同时，对处理后的污泥还可以进行利用(在本项目中固体废弃物量为12m3/h，含粉尘量和含泥量较高，可以与其他物料混合，用来制砖、制水泥等建筑原料)，经济效益显著(见表2)。

7 结 语

本施工技术已成功应用于湖北水总水利水电建设股份有限公司承建的广西百色瓦村水电站工程，通过自行组装砂石料筛洗成套组合设备，经筛洗用水循环工艺，使上部清水循环利用，下部污泥脱水处理，排放污水经处理达标后可再次使用，实现零排放，固废物亦可充分利用，有效地保护了环境，节省了项目投资，经济效益和社会效益较好，为类似工程提供了较好的实践经验。