砂石压滤机脱水绿色生产工艺

2022/06/27 分类:解决方案 243

工程概况

天池抽水蓄能电站位于河南省南阳市南召县马市坪乡，电站由上水库、输水系统、地下厂房系统、下水库及地面开关站等组成。上水库砂石加工系统是电站上水库工程的配套项目，主要承担为该工程提供垫层料及混凝土骨料的生产任务。针对工程废水量、泥沙含量以及场地情况，本项目系统机械预处理车间采用新型设备砂处理单元，代替传统工艺中螺旋洗砂机或斗轮洗砂机、脱水筛、石粉回收装置 3 种设备组合的功能，具有节约占地面积和成本、操作便捷、效率高等优点。砂处理单元处理后的废水经废水泵提升至高效深锥浓缩机，在高效深锥浓缩机进水堰中设置无动力加药搅拌装置，该装置无需设置单独的固定装置，节约成本且无动力消耗。

技术原理

根据对砂石骨料废水处理工艺技术的研究，综合考虑占地面积、成本等因素，系统采用 “机械预处理+高效深锥浓缩机+机械压滤脱水”，废水经处理后可循环利用。机械预处理选用新型设备砂处理单元，主要功能是回收砂和部分石粉，解决后续废水处理泥浆板结问题，降低废水处理的设备负荷。采用高效深锥浓缩机对水和石粉进行分离。高效深锥浓缩机属于地上构筑物，其采用钢结构上柱下锥形式，具有占地面积小、处理能力大、电耗低、管理方便、易于维修等特点；利用深锥的自然压力，可获得较清的溢流和高浓度底流。高效深锥浓缩机进水堰设置了无动力加药搅拌装置，当加药装置启动，药剂均匀加入废水中。在水流的作用下，两组搅拌叶片采用不同的螺旋方式同时发生正反旋转，达到废水与药剂充分反应的效果。

砂石压滤机脱水绿色生产工艺-板框厢式隔膜压滤机

机械压滤脱水是选用厢式压滤机对泥浆进行处理的过程。厢式压滤机产量高，进浆浓度适应性好，脱水效率高，脱水后的泥饼含水率低，可以直接将其运至渣场堆存，保证了废水处理系统的连续运行和出水水质。

通过 “机械预处理+高效深锥浓缩机+机械压滤脱水”各环节的合理配合，处理后的水全部循环利用，达到了 “零排放”的环保要求，促进了生态环境的可持续发展。

创新亮点

预处理车间采用新型设备砂处理单元。该设备集洗砂、选粉、除泥、脱水 4种功能于一体，主要用于砂石骨料生产领域，其利用新型高效砂水分离器将 0~5 mm 的砂从废水中分离、浓缩，再放入高频直线脱水机构进行脱水，生产出级配合理的优质机制砂。该设备可替代传统的洗砂机、脱水筛以及细砂回收机，设备数量少、故障率低、安装空间小且便于安装和布置；可通过调节溢流水量减少细砂的流失，调节砂的细度模数，降低成品砂含水率，减少堆存时间。通过该设备的处理，成品砂级配连续，满足国家及行业相关标准。

沉淀采用高效深锥浓缩机，钢制罐体，地上式结构，直径小，能够减少土建工程量和占地面积。上柱下锥的形状增加了沉淀时砂石的停留时间，利用深锥的自然压力可获得较清的溢流和高浓度底流。在高效深锥浓缩机进水堰中设置无动力加药搅拌装置，无需设置单独的固定装置。

在高效深锥浓缩机锥斗底部排泥管上设置反冲洗装置，通过高压水冲洗，防止停机后底部排泥管泥浆板结，堵塞管道。将砂处理单元、清水池、集水池、高效深锥浓缩机和压滤车间集中布置，节省了用地空间，并且在有限场地内把构筑物和设备布置得整齐、美观，符合文明施工的标准。

工艺流程及技术方案

工艺流程

系统 0~5 mm 的砂水混合物通过生产车间集水槽自流进入沉砂箱，再通过废水输送泵和耐磨软管高速输送至高效砂水分离器，砂与废水分离，砂进入高频脱水机构脱水，运至成品堆场，废水溢流至集水箱，最终进入集水池。经过预处理，废水中大颗粒基本被去除，剩余大多为 0~0.074 mm 的细颗粒，通过废水提升泵加压输送至直径为 6.2 m，高为 11 m 的高效深锥浓缩机，经过无动力加药搅拌装置，废水与药剂在进水堰中充分反应，清水通过溢流堰进入出水管道自流至清水池。高效深锥浓缩机底部泥浆被污泥渣浆泵提升至压滤机经脱水处理，泥饼通过渣土车运至渣场堆存，滤液自流至清水池。清水池中的水通过清水加压泵提升至砂石生产系统各用水点循环利用。

技术方案

技术方案描述

本工程废水量 96m3/h，泥渣处理量 30t/h。项目开展初期，废水处理主要倾向于使用平流沉淀池或辐流沉淀池方案。在规划完砂石骨料生产系统后，剩余场地面积有限。沉淀池占地面积较大，土建工程量较大，且适合水量较大的处理系统。为此，技术方案主要从节约占地面积、加大悬浮物去除率两个方面考虑，经过专家论证和试验研究，最终确定了 “机械预处理+高效深锥浓缩机+机械压滤脱水”的新型砂及废水处理技术。该方案采用砂处理单元作为回收砂、石粉的预处理设备，代替传统工艺中螺旋洗砂机或斗轮洗砂机、脱水筛、石粉回收装置 3 种设备组合的功能。其中，回收的石粉可用于补充砂的细度模数，减轻后续水处理的压力；预处理车间的废水在高效深锥浓缩机进水堰无动力加药搅拌装置的作用下，与药剂充分反应，进入高效深锥浓缩机得到深度处理，在深锥的自然压力下，废水中的细颗粒沉积在锥底，清水则向上流动，最终获得较清的溢流和高浓度底流，溢流进入清水池进行回用，底流进入厢式压滤机进行泥水分离。高效深锥浓缩机占地面积小，处理能力大，无动力加药搅拌装置具有无动力消耗、易于维修等优点。该方案中，池体及设备可最大限度地节约占地面积，且处理后水中悬浮物浓度小于 100 mg/L，满足回用水水质标准。

方案设计

水量确定

损耗水量。根据砂石生产系统运行经验，骨料加工过程中小时损耗水量约占小时用水总量的20%，为 24m3/h。废水量。本系统废水处理量为 96m3/h，经计算，循环水量约为 92 m3/h。回收率约为 95.8%。补充水量。根据骨料生产废水处理情况，补充水量为 28m3/h，考虑到系统自用水量和管网损耗，供水量取 35 m3/h。

泥渣处理能力

根据砂石骨料加工工艺可知，废水系统产生泥渣总量为 30 t/h，经过预处理车间处理后，回收的

18 t/h 石粉通过胶带机送至成品堆场，用于调节砂的细度模数；剩余的 12 t/h 全部进入机械压滤脱水车间进行处理。

设备参数设计

砂处理单元。考虑系统设备的可靠性和对悬浮物浓度的控制，处理流量范围为 200~300m3/h；总功率为 51 kW；产品最小颗粒粒径为 074 mm 左右；回收率为 80%~85%。

高效深锥浓缩机。高效深锥浓缩机可满足2.5 h 的停留时间。规格为 Φ6.2×11.0 m；有效容积为 250 m3；结构形式为钢结构。

厢式压滤机。根据运行经验及现场试验结果，机械压滤脱水设备选用厢式压滤机，过滤面积为 250m2；过滤压力为 6 MPa；滤布材质为单丝加针刺尼。

效益分析

环境效益

主要产生的环境效益有：避免废水排放造成水

质污染，保护了生态环境；废水经处理后可回收利用，节约了水资源；实现生态环境的可持续发展，为人类谋福祉。

社会效益