洗砂廠污水處理系統(tǒng)

1. 工程概況

1.1 工程概況

(1)項(xiàng)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(xiàng)目地點(diǎn)：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(xiàng)目性質(zhì)：改擴(kuò)建

(5)作業(yè)時(shí)間：8小時(shí)工作制，年生產(chǎn)時(shí)間按300天計(jì)

(6)污染治理項(xiàng)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(jí)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(jìn)行破碎、篩分、洗滌加工生產(chǎn)建筑用水洗砂產(chǎn)品。

項(xiàng)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(guān)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(dá)標(biāo)排放或循環(huán)利用，洗選泥渣應(yīng)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(cè)，該項(xiàng)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(shè)計(jì)依據(jù)與原則

2.1.設(shè)計(jì)遵循的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

(7)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》

(8)《中華人民共和國(guó)水污染防治法》

(9)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)

(10)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ1-2002）

(11)《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50187-2012）

(12)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）(2014版)

(13)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50013-2006）(2014版)

(14)《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50069-2002

(15)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012

(16)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）

(17)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）

(18)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008）

(19)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-2001)

(20)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB 50016-2006 

(21)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50054-2011

(22)《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50055-2011

(23)《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50062-2008

(24)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50217-2007

(25)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50057-2010

(26)《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50065-2011

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

2.2. 施工遵循的驗(yàn)收規(guī)范

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

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

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

(31)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》 GB 50164-2011

(32)《機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范》（GB50231-2009）

(33)《工業(yè)安裝工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50252-2010  

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

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

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

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

2.3.其他資料

(38)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第1冊(cè)、第2冊(cè)、第4冊(cè)）

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

(40) 建設(shè)單位提供的原始資料

2.4.設(shè)計(jì)原則

(1)認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的方針政策，遵守國(guó)家有關(guān)法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。

(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(shù)適宜可靠，處理出水水質(zhì)達(dá)到環(huán)保要求。運(yùn)行穩(wěn)定，在滿足處理要求的前提下減少投資。

(3)設(shè)備選型要綜合考慮性能、價(jià)格因素，要求高效節(jié)能，噪音低，運(yùn)行可靠， 維護(hù)管理簡(jiǎn)便，并且盡量利用原有設(shè)施和設(shè)備。

3. 設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1. 設(shè)計(jì)范圍

本設(shè)計(jì)范圍為生產(chǎn)洗砂廢水處理工藝、建構(gòu)筑物、機(jī)電設(shè)備；污水處理工藝管道、電氣控制及回用水管等。

3.2. 設(shè)計(jì)規(guī)模

3.2.1. 洗選廢水設(shè)計(jì)水量

參考《工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)（第一分冊(cè)）》1019粘土及砂石采選業(yè)中對(duì)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(jì)，則日產(chǎn)沖洗廢水約300噸，洗選廢水需處理達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后排放或循環(huán)利用。

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，污水處理設(shè)備的處理能力應(yīng)按以下公式計(jì)算：  

     q=（1+n）Q/t       

     其中： q        設(shè)施處理能力

n       設(shè)施自耗水系數(shù)

Q       最大日污水處理量

t       處理設(shè)施日運(yùn)行時(shí)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(shè)計(jì)，其中，篩分機(jī)沖洗廢水量約40.0m³/h，洗砂機(jī)廢水量約20.0m³/h，以實(shí)際用水量為準(zhǔn)。

3.2.2.生活污水設(shè)計(jì)水量

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

3.3.進(jìn)出水設(shè)計(jì)水質(zhì)

(1) 洗選廢水進(jìn)水水質(zhì)

洗砂場(chǎng)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(cè)數(shù)據(jù)，其廢水污染物濃度見下表2-1。

表2-1 設(shè)計(jì)進(jìn)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(dá)標(biāo)排放，為節(jié)約水資源應(yīng)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(hù)要求：外排洗選廢水須達(dá)到GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)），執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)詳見下表2-2。

表2-2 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》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(shè)置的化糞池進(jìn)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(xì)沙等，懸浮物及膠體物含量高，色度高等，如果直接外排，對(duì)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(chǎng)沖洗用水循環(huán)使用或達(dá)標(biāo)排放，沉淀的污泥經(jīng)壓濾機(jī)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(shè)計(jì)，蒸發(fā)及損失水量按照10%進(jìn)行補(bǔ)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(shí)用水量不均勻的情況，同時(shí)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(shè)計(jì)利用原預(yù)沉池對(duì)泥沙進(jìn)行初沉和水量調(diào)節(jié)，預(yù)沉池有效容積為50m³，當(dāng)泥沙堆積滿后，停止制沙洗砂生產(chǎn)，進(jìn)行人工清渣作業(yè)，清出的泥渣運(yùn)至污泥干化場(chǎng)進(jìn)行干化。預(yù)沉池廢水進(jìn)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(jī)進(jìn)行處理，壓榨后的泥餅和干化泥渣一并運(yùn)至采砂場(chǎng)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(shè)的關(guān)鍵，處理工藝是否合理直接關(guān)系到處理站的處理效果、出水水質(zhì)、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、投資及運(yùn)轉(zhuǎn)成本和管理操作水平等。因此，結(jié)合洗砂廠實(shí)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(shí)際需要。

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

本設(shè)計(jì)采用物理化學(xué)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(jìn)入混凝反應(yīng)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(yīng)，形成較大的團(tuán)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(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

針對(duì)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(shè)計(jì)采用應(yīng)用廣泛的化糞池進(jìn)行處理，處理出水作為場(chǎng)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(jī)物的處理方法。

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

5.3.工藝流程

本設(shè)計(jì)為洗砂廢水處理項(xiàng)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(duì)洗砂廠生產(chǎn)實(shí)際情況，洗砂廢水處理工藝流程見下圖2:

洗砂廢水設(shè)計(jì)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(yù)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(yùn)至污泥干化場(chǎng)進(jìn)行干化，定期清出外運(yùn)至采礦回填區(qū)填埋。預(yù)沉池出水加入絮凝劑后進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)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(jī)進(jìn)行脫水處理，清水回到清水池循環(huán)利用，泥餅隨同干化場(chǎng)泥渣一并外運(yùn)至采砂場(chǎng)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(jìn)入平流沉砂池進(jìn)行預(yù)處理，最長(zhǎng)沉淀時(shí)間11小時(shí)，去除廢水中的大顆粒泥沙等，出水自流至混凝池，此時(shí)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(jìn)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(jìn)入清水池，通過循環(huán)水泵回用或達(dá)標(biāo)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(yīng)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(shí)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(cè)算

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

表4-1 處理效果測(cè)算表

 

6.主要構(gòu)筑物及設(shè)備

6.1主要構(gòu)筑物

(1)預(yù)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(jié)構(gòu)形式：半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，利用現(xiàn)有預(yù)沉池

?HRT：2.0hr

?數(shù)量：1個(gè)，定期停止生產(chǎn)進(jìn)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(jìn)行混合反應(yīng)。

?尺寸：1.0×1.0×2.8m，有效水深2.5m，有效容積約2.5m³

?結(jié)構(gòu)形式：磚混結(jié)構(gòu)，防水砂漿抹面，利用現(xiàn)有沉淀池進(jìn)行改造

?HRT：約3分鐘

?數(shù)量：1格，出水設(shè)穿孔花墻

?配套設(shè)備：葉片式攪拌機(jī)1臺(tái)

(3)沉淀池

?功能：固液分離，使污泥與水進(jìn)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(jié)構(gòu)形式：鋼砼結(jié)構(gòu)，利用現(xiàn)有沉淀池改造，設(shè)1%反坡和集泥坑

?HRT：大于2hr

?數(shù)量：1格

?配套設(shè)備：立式泥漿泵2臺(tái)

(4)清水池

?功能：儲(chǔ)存清水以備回用或排放

?結(jié)構(gòu)形式：鋼筋砼結(jié)構(gòu)，利用現(xiàn)有沉淀池進(jìn)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(shè)備：清水回用水泵

(5)污泥干化池

?功能：進(jìn)行污泥干化去除水分，滲濾水回到預(yù)沉池內(nèi)

?結(jié)構(gòu)形式：C25鋼砼結(jié)構(gòu)，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(shè)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(tái),1用1備

?型號(hào): IB-10-30

?流量：10-15m³/hr

?揚(yáng)程：25-30m

?電機(jī)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(tái),1用1備

?型號(hào): 100WFB-C2

?流量：60m³/hr

?揚(yáng)程：18米

?電機(jī)功率：11KW

（4）絮凝劑投加設(shè)備