洗砂廠污水處理系統(tǒng)

1. 工程概況

1.1 工程概況

(1)項目名稱：甘洛縣畢一市洗砂廠150t/d

環(huán)保污染治理工程（洗砂廢水）

(2)項目地點：四川省涼山彝族自治州甘洛縣新市壩鎮(zhèn)

(3)生產(chǎn)規(guī)模：生產(chǎn)水洗砂產(chǎn)品150噸/天

(4)項目性質(zhì)：改擴建

(5)作業(yè)時間：8小時工作制，年生產(chǎn)時間按300天計

(6)污染治理項目：洗砂生產(chǎn)廢水及泥渣

處理規(guī)模：洗砂廢水300m³/d，泥渣30 m³/d

該洗砂廠位于甘洛縣新市壩鎮(zhèn)，距甘洛縣城約10km。主要生產(chǎn)建筑用水洗砂初級產(chǎn)品。日生產(chǎn)能力為150噸的水洗砂生產(chǎn)線一條，將附近砂巖、硅巖等進行破碎、篩分、洗滌加工生產(chǎn)建筑用水洗砂產(chǎn)品。

項目生產(chǎn)過程中主要產(chǎn)生的環(huán)境污染問題是沖洗砂巖、硅巖等所產(chǎn)生的泥渣廢水和生活污水。根據(jù)相關法律法規(guī)要求，砂石洗選廢水和生活污水必須經(jīng)處理達標排放或循環(huán)利用，洗選泥渣應妥善處置，尾礦石可作為良好的鋪路碎石外銷。

參照工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊，該項目水洗砂日產(chǎn)生洗選廢水量約300m³/d，泥渣30 m³/d。

 

 

 

1.2 生產(chǎn)工藝及產(chǎn)污環(huán)節(jié)

（1）生產(chǎn)工藝

 

圖1：生產(chǎn)工藝流程圖

（2）產(chǎn)污環(huán)節(jié)

 

圖2：生產(chǎn)工藝流程圖

2.設計依據(jù)與原則

2.1.設計遵循的規(guī)范與標準

(7)《中華人民共和國環(huán)境保護法》

(8)《中華人民共和國水污染防治法》

(9)《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)

(10)《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》（GBZ1-2002）

(11)《工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范》（GB50187-2012）

(12)《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006）(2014版)

(13)《室外給水設計規(guī)范》（GB50013-2006）(2014版)

(14)《給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》GB50069-2002

(15)《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012

(16)《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）

(17)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）

(18)《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008）

(19)《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》(GB50068-2001)

(20)《建筑設計防火規(guī)范》 GB 50016-2006 

(21)《低壓配電設計規(guī)范》GB 50054-2011

(22)《通用用電設備配電設計規(guī)范》GB 50055-2011

(23)《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》GB 50062-2008

(24)《電力工程電纜設計規(guī)范》GB 50217-2007

(25)《建筑物防雷設計規(guī)范》GB 50057-2010

(26)《交流電氣裝置的接地設計規(guī)范》GB/T50065-2011

(27)《系統(tǒng)接地的型式及安全技術要求》GB 14050-2008

2.2. 施工遵循的驗收規(guī)范

(28)《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50242-2002

(29)《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50268-2008）

(30)《給水排水構筑物施工及驗收規(guī)范》（GB50141-2008）

(31)《混凝土質(zhì)量控制標準》 GB 50164-2011

(32)《機械設備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范》（GB50231-2009）

(33)《工業(yè)安裝工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》GB50252-2010  

(34)《電氣裝置安裝工程 ：電纜線路施工及驗收規(guī)范》GB 50168-2006 

(35)《電氣裝置安裝工程 接地裝置施工及驗收規(guī)范》  GB50169-2006 

(36)《電氣裝置安裝工程 旋轉(zhuǎn)電機施工及驗收規(guī)范》  GB50170-2006 

(37)《電氣裝置安裝工程 低壓電器施工及驗收規(guī)范》 GB50254-96

2.3.其他資料

(38)《給水排水設計手冊》（第1冊、第2冊、第4冊）

(39)《工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊（第一分冊）》

(40) 建設單位提供的原始資料

2.4.設計原則

(1)認真貫徹執(zhí)行國家關于環(huán)境保護的方針政策，遵守國家有關法規(guī)、規(guī)范、標準。

(2)根據(jù)污水水質(zhì)和處理要求，選擇合理治理工藝路線，要求處理技術適宜可靠，處理出水水質(zhì)達到環(huán)保要求。運行穩(wěn)定，在滿足處理要求的前提下減少投資。

(3)設備選型要綜合考慮性能、價格因素，要求高效節(jié)能，噪音低，運行可靠， 維護管理簡便，并且盡量利用原有設施和設備。

3. 設計參數(shù)

3.1. 設計范圍

本設計范圍為生產(chǎn)洗砂廢水處理工藝、建構筑物、機電設備；污水處理工藝管道、電氣控制及回用水管等。

3.2. 設計規(guī)模

3.2.1. 洗選廢水設計水量

參考《工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊（第一分冊）》1019粘土及砂石采選業(yè)中對砂石采選產(chǎn)排污系數(shù)：洗砂廢水2.0噸/噸產(chǎn)品，生產(chǎn)規(guī)模按150噸沙/d計，則日產(chǎn)沖洗廢水約300噸，洗選廢水需處理達到二級排放標準后排放或循環(huán)利用。

根據(jù)設計規(guī)范，污水處理設備的處理能力應按以下公式計算：  

     q=（1+n）Q/t       

     其中： q        設施處理能力

n       設施自耗水系數(shù)

Q       最大日污水處理量

t       處理設施日運行時間

q =（1+5%）300/8

≈40.0 m³/h

考慮生產(chǎn)過程中不均勻系數(shù)取1.5，則按總用水規(guī)模為60.0m³/h設計，其中，篩分機沖洗廢水量約40.0m³/h，洗砂機廢水量約20.0m³/h，以實際用水量為準。

3.2.2.生活污水設計水量

洗砂廠及礦山作業(yè)人員、管理人員等合計按照設計定員10人計，生活用水量按照150升/d.人計。生活污水按照人均排水量150*0.9L/d計，則項目污水排放量為1.350t/d，年生活污水排放量405t/a。

3.3.進出水設計水質(zhì)

(1) 洗選廢水進水水質(zhì)

洗砂場洗選廢水主要為含泥廢水，日排放總量為300m³/d。根據(jù)類似洗選廢水的監(jiān)測數(shù)據(jù)，其廢水污染物濃度見下表2-1。

表2-1 設計進水水質(zhì)

因此，洗砂廠洗選廢水主要污染因子為泥沙等懸浮物，經(jīng)沉淀固液分離后可達標排放，為節(jié)約水資源應循環(huán)使用。

（2）洗選廢水出水水質(zhì)要求:

根據(jù)環(huán)境保護要求：外排洗選廢水須達到GB8978—1996《污水綜合排放標準》（二級排放標準），執(zhí)行標準詳見下表2-2。

表2-2 《污水綜合排放標準》GB8978-1996

（3）生活污水出水水質(zhì)要求

生活污水排入廠區(qū)內(nèi)設置的化糞池進行酸解腐化，出水作為廠區(qū)綠化及農(nóng)用地用水，化糞池底泥每年定期清掏用作農(nóng)用地肥料填埋。

4.水量平衡

4.2.總量平衡

廢水總量：洗選生產(chǎn)廢水約300 m³/d。主要污染物特征是砂巖、硅巖中含大量泥土及粉沙，經(jīng)破碎及水沖洗后，水中含泥土、細沙等，懸浮物及膠體物含量高，色度高等，如果直接外排，對周圍環(huán)境造成污染。

洗選廢水經(jīng)初次沉淀、混凝沉淀后作為砂場沖洗用水循環(huán)使用或達標排放，沉淀的污泥經(jīng)壓濾機壓榨脫水后填埋。

廢水經(jīng)沉淀處理后循環(huán)利用，循環(huán)率按照90%設計，蒸發(fā)及損失水量按照10%進行補充。

生活污水經(jīng)化糞池處理后作為廠區(qū)綠化及附近農(nóng)用地用水。

4.3.水量調(diào)節(jié)

由于洗選廢水量在生產(chǎn)過程中因受原礦含泥量的影響較大，存在洗選時用水量不均勻的情況，同時也產(chǎn)生洗選廢水排放不均衡，并且廢水中泥沙含量高，濃度變化大，因此，本方案設計利用原預沉池對泥沙進行初沉和水量調(diào)節(jié)，預沉池有效容積為50m³，當泥沙堆積滿后，停止制沙洗砂生產(chǎn)，進行人工清渣作業(yè)，清出的泥渣運至污泥干化場進行干化。預沉池廢水進入沉淀池，為便于廢水處理，利用現(xiàn)有沉淀池分割為混凝池、二次沉淀池和清水池，混凝池有效容積為5m³，二次沉淀池有效容積為150m³，清水池有效容積為50m³，沉淀后的清水通過循環(huán)水泵抽送至洗砂廠循環(huán)使用，不外排。

沉淀池內(nèi)的污泥通過泥漿泵抽送至壓濾機進行處理，壓榨后的泥餅和干化泥渣一并運至采砂場回填區(qū)就近填埋。

5.工藝流程

5.2.工藝概述

處理工藝的選擇是污水處理工程建設的關鍵，處理工藝是否合理直接關系到處理站的處理效果、出水水質(zhì)、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、投資及運轉(zhuǎn)成本和管理操作水平等。因此，結合洗砂廠實際情況，綜合考慮各方面因素，選擇沉淀固液分離處理工藝，以滿足生產(chǎn)實際需要。

按水處理所采用的學科技術的不同可將水處理方法分為兩大類:一是物理化學法，二是生物（生化）處理法。

本設計采用物理化學法中的混（絮）凝沉降法：洗選廢水經(jīng)初次沉淀，去除廢水中的大顆粒物質(zhì)，出水進入混凝反應池，在廢水中投加混凝劑或絮凝劑，使水體中的微小顆粒和溶解于水體中的污染物產(chǎn)生聚合反應，形成較大的團粒絮狀物（俗稱“礬花”），由于“礬花”的比重大于1，因此在自身重力的作用下沉淀于水體底部，使污染物與水體分離。

混凝沉淀法具有投資少、占地面積小、操作簡單、運行穩(wěn)定、運行費用低等優(yōu)點。

針對生活污水，由于洗砂廠位于山區(qū)，周圍是農(nóng)用山地，因此，本設計采用應用廣泛的化糞池進行處理，處理出水作為場區(qū)綠化及農(nóng)用山地用水。

化糞池屬于生化法中的厭氧處理：在無氧條件下，借助厭氧微生物的新陳代謝作用分解廢水中的有機物的處理方法。

生化（細菌微生物）處理法對于有機廢水具有處理效果好、抗沖擊負荷能力強、污染物去除率高、出水穩(wěn)定等優(yōu)點，是處理高濃度有機廢水的有效手段。

5.3.工藝流程

本設計為洗砂廢水處理項目，降低廢水中的懸浮物和色度是本方案主要解決的問題，針對洗砂廠生產(chǎn)實際情況，洗砂廢水處理工藝流程見下圖2:

洗砂廢水設計最大處理量：60m³/h，污染特征主要是泥沙含量高、懸浮物含量高、色度高呈灰色，預沉池內(nèi)堆積的泥沙清渣方式采用人工定期清渣，清出的泥渣運至污泥干化場進行干化，定期清出外運至采礦回填區(qū)填埋。預沉池出水加入絮凝劑后進入二次沉淀池進行泥水分離沉淀，沉淀池內(nèi)的泥漿采用泥漿泵輸送至壓濾機進行脫水處理，清水回到清水池循環(huán)利用，泥餅隨同干化場泥渣一并外運至采砂場回填區(qū)就近填埋。

5.4.工藝流程說明

洗砂廢水經(jīng)排污溝進入平流沉砂池進行預處理，最長沉淀時間11小時，去除廢水中的大顆粒泥沙等，出水自流至混凝池，此時投加混凝劑，將廢水中的雜質(zhì)聚集在一起并產(chǎn)生“礬花”，出水進入沉淀池，“礬花”被沉淀于池底部，池底污泥通過潛水泥漿泵定期清淤，沉淀池出水進入清水池，通過循環(huán)水泵回用或達標排放。

混凝劑可采用聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵或堿式氯化鋁（俗稱明礬），參考投加量約20mg/l；或輔助采用廣泛應用于凈水處理的聚丙烯酰胺陰離子型高分子絮凝劑，參考投加量約4-5mg/l，具體以實際出水水質(zhì)調(diào)整加藥量，確保出水水質(zhì)清澈。

5.5.處理效果測算

根據(jù)工藝單元的去除率，對洗選廢水的主要污染物處理效果測算如下表4-1示：

表4-1 處理效果測算表

 

6.主要構筑物及設備

6.1主要構筑物

(1)預沉池

?功能：去除廢水中大顆粒泥沙懸浮物。

?尺寸：10.0×5.0×2.50m，有效水深2.0m，有效容積100m³

?結構形式：半地下式鋼砼結構，利用現(xiàn)有預沉池

?HRT：2.0hr

?數(shù)量：1個，定期停止生產(chǎn)進行清渣作業(yè)

(2)混凝池

?功能：絮凝劑與廢水中的膠體物充分進行混合反應。

?尺寸：1.0×1.0×2.8m，有效水深2.5m，有效容積約2.5m³

?結構形式：磚混結構，防水砂漿抹面，利用現(xiàn)有沉淀池進行改造

?HRT：約3分鐘

?數(shù)量：1格，出水設穿孔花墻

?配套設備：葉片式攪拌機1臺

(3)沉淀池

?功能：固液分離，使污泥與水進行分離。

?尺寸：20.0×5.0×2.8m，有效水深2.5m，有效容積約250.0m³

?結構形式：鋼砼結構，利用現(xiàn)有沉淀池改造，設1%反坡和集泥坑

?HRT：大于2hr

?數(shù)量：1格

?配套設備：立式泥漿泵2臺

(4)清水池

?功能：儲存清水以備回用或排放

?結構形式：鋼筋砼結構，利用現(xiàn)有沉淀池進行改造

?尺寸：5.0×5.0×2.8m，有效水深2.5m，有效容積125m³。

?配套設備：清水回用水泵

(5)污泥干化池

?功能：進行污泥干化去除水分，滲濾水回到預沉池內(nèi)

?結構形式：C25鋼砼結構，新建

?尺寸：6.0×5.0×1.2m，有效高度1.0m，有效容積15m³。

6.2.主要設備

（1）沉淀池泥漿泵

?功能：平流沉淀池集泥坑底部泥漿排出

?數(shù)量：2臺,1用1備

?型號: IB-10-30

?流量：10-15m³/hr

?揚程：25-30m

?電機功率：5.5KW

（3）清水池立式自吸循環(huán)水泵

?功能：清水池回用

?數(shù)量：2臺,1用1備

?型號: 100WFB-C2

?流量：60m³/hr

?揚程：18米

?電機功率：11KW

（4）絮凝劑投加設備