1 概  述

我國是一個(gè)水資源相對貧乏的國家，節(jié)約用水、保護(hù)水資源已成為國民的共識。水泥工業(yè)生產(chǎn)用水量大而對水質(zhì)要求不高 ，主要用于旋轉(zhuǎn)窯冷卻、地面沖洗 、沖洗磨機(jī)等，其生產(chǎn)廢水一般未經(jīng)處理直接排入地面水體，嚴(yán)重時(shí)造成河道淤塞，影響了人們正常的生活生產(chǎn)用水。水泥工業(yè)生產(chǎn)廢水主要含不同粒徑的細(xì)小顆粒，而水泥生產(chǎn)對用水水質(zhì)要求不高，因此，對水泥工業(yè)廢水處理并回用，不但具有環(huán)境社會效益而且經(jīng)濟(jì)效益也十分顯著。

2 廢水水量、水質(zhì)特性及工藝流程確定

2．1 廢水水量

西部某大型水泥廠生產(chǎn)的產(chǎn)品有 #425R，# 525R、#625R系列普通硅酸鹽水泥和#525中熱硅酸鹽水泥等多種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)規(guī)模為500t／d。水泥廠生產(chǎn)廢水主要來源于旋轉(zhuǎn)窯冷卻水，地面沖洗水，洗磨機(jī)水及跑漏漿料沖洗水等，廢 水排放量約為12000m3／d。通常其排水水量、水質(zhì)較穩(wěn)定，在每日排放過程中，一般在交接班前后有地面沖洗水和洗磨機(jī)水排除，其水量較小，約為總排水量的5％～10％。還有跑漏漿沖洗水，其濃度較大，但水量很小，在正常生產(chǎn)過程中，發(fā)生的頻率極低。

2．2 廢水水質(zhì)

水泥生產(chǎn)廢水有機(jī)物含量低，主要含不同粒徑的細(xì)小顆粒，綜合多年排水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，確定廢水設(shè)計(jì)水質(zhì)如表1所示。

表 1 水泥生產(chǎn)廢水的水質(zhì)

2．3工藝流程的確定

由表 l，水泥生產(chǎn)廢水主要樗染物為 SS，廢水中SS主要以粗分散系和膠體分散系兩種形態(tài)存在。其中粗分散體系占總懸浮物的 8O％～90％，在自然沉淀狀態(tài)下就能較容易去除。處理的關(guān)鍵在以腔體狀分散體系存在的ss。通常對于以膠體狀存在的SS，主要靠投加混凝劑，通過混凝劑水解產(chǎn)物壓縮腔體的擴(kuò)散層，達(dá)到膠體脫穩(wěn)而相互聚結(jié)；或者通過混凝劑的水解和縮聚反應(yīng)而形成的高聚物的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使腔粒被吸附粘結(jié)。針對水泥生產(chǎn)廢水的特性，經(jīng)過充分的試驗(yàn)論證，采用聚合氯化鋁為絮凝劑，壓縮雙電層，降低∑電位，然后投加少量PAM作助凝劑，靠其大分子的吸附架橋功能．將脫穩(wěn)的細(xì)小顆粒凝聚成較大的顆粒，提高沉降速度，從而達(dá)到泥水分離的目標(biāo)，S處理效果顯著。根據(jù)以上試驗(yàn)分析．同時(shí)考慮處理出水滿足回用要求 (見表 2)，確定水泥生產(chǎn)廢水的處理工藝流程為：

在來水水質(zhì)較好的情況時(shí)可考慮少投加混凝劑、助凝劑或超越水力澄清池，直接由提升泵提升回用。

3  工程設(shè)計(jì)

3．1 總體設(shè)計(jì)

根據(jù)對水泥生產(chǎn)廢水的現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計(jì)，水質(zhì)水量相對較穩(wěn)定，工程設(shè)計(jì)時(shí)不考慮水量水質(zhì)調(diào)節(jié)。平面布置以滿足工藝要求為前提，盡可能緊湊美觀。處理站內(nèi)設(shè)有 3m～3．5m寬的車道，可以通往各主要構(gòu) (建)筑物，以利設(shè)備安裝維修及砂渣外運(yùn)。在豎向設(shè)計(jì)上：根據(jù)工藝流程要求，充分利用坡地的高差，處理站分為二個(gè)臺地，高差為2．5m，既滿足水力循環(huán)澄清地的水力要求，又降低場地土方工程量，節(jié)約工程投資。工程平面布置見圖2，工程總占地 3．2 畝 。  

圖2 處理站平面布置圖
1．沉砂池 2．水力澄清池 3．提升泵弛
4．加藥問 5 污泥脫水間 6 堆砂場

3．2 構(gòu) (建)筑物設(shè)計(jì)

3．2．1 限流井

由于水泥廠規(guī)模較大，廠內(nèi)排水管渠為雨污合流，因此設(shè)限流井以保證廢水收集率，同時(shí)排除雨水。限流井尺寸為 B×L×H=2．0m×2．0m×4．1m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在進(jìn)入井前設(shè)有手動(dòng)粗格柵，b=50nml，1臺，去除渣物，井內(nèi)設(shè) 1個(gè)排砂閘門。

3．2．2 沉砂池

為了去除廢水中的大顆粒 SS，設(shè)置沉砂池，水力停留時(shí)間為 45min，采用花墻配水。其尺寸為B×L×H=6．4m×20．0m×4、0m，分兩格，每格寬3、0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。由于沉砂池沉砂顆粒較大，比重較重，采用單軌抓斗起重機(jī)排砂，砂由起重機(jī)抓至堆砂場，再由汽車外運(yùn)。

在沉砂池進(jìn)口設(shè) 1臺濁度監(jiān)測報(bào)警儀，及時(shí)掌握進(jìn)水水質(zhì)，保證處理效果。

3．2．3水力澄清池

自沉砂池出來的水中大顆粒懸浮物基本去除，在沉砂池出水口和水力澄清池進(jìn)水處分別投加聚臺氯化鋁和 PAM，利用水力澄清池的污泥回流和增強(qiáng)反應(yīng)的特點(diǎn)以去除膠體狀 ssc水力澄清池直徑為 qbl0．4m，H=7．4m，共兩座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。由于水力澄清池埋深較大，采用螺桿泵直接抽泥送至脫水機(jī)房脫水。螺桿泵 Q=9m3／h，P=0．4MPa，N=3kW。水力澄清池水力停留時(shí)間為60rain。污泥回流比為 3～4。采用移動(dòng)式潛水泵放空。

3．2、4 提升泵池

廢水經(jīng)處理達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)后由潛水泵提升至原貯水池回用，提升泵池尺寸為 B×L×H=5．6mx 6．0m ×3．5m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。池內(nèi)設(shè) 200QW250—45— 55型潛水泵 3臺，2用1備，Q=250m3／h，H=45m，N=55kw。放空采用潛水泵放空，放空水泵與水力澄清池共用。

3．2、5 加 藥 間

加藥間寸為 B×L×H：6．0m×9．0m×4．7m，磚混結(jié)構(gòu)。絮凝劑采用固體堿式氯化鋁，最大加藥量為
30mg／L~助凝劑采用水解聚丙烯酰胺 (P} )，最大加藥量為 0．3mg／L。加藥系統(tǒng)選用組合式加藥系統(tǒng)。加藥間內(nèi)設(shè)SH30—11型軸流風(fēng)機(jī) ，以保證室內(nèi)通風(fēng)良好。

3．2、6 泥脫水閘

由螺桿泵將水力澄清池污泥提升至脫水問內(nèi)脫水機(jī)脫水，脫水間尺寸為 Bx L×H=6．0m×12．0mx 5．7m，混合結(jié)構(gòu)。由于沉泥脫水性能較差，選用真空帶式脫水機(jī)進(jìn)行脫水，過濾面積為5．0m2。泥餅經(jīng)皮帶輸送機(jī)送至堆砂場裝車外運(yùn)。

3．2，7 堆砂場

采用混凝土地面，周圍用磚砌300nma高攔渣矮墻，并設(shè)出水口，堆砂場面積60m2。

3．3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

處理站內(nèi)主要控鑭單元有潛水泵的控制和脫水系統(tǒng)控制。潛水泵采用浮球開關(guān)通過水位自動(dòng)控制水泵的啟停。排泥系統(tǒng)中排泥泵與脫水間的真空泵，脫水機(jī)、皮帶輸送機(jī)等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

4 運(yùn)行與管理

4．1 加藥系統(tǒng)

注意觀察、監(jiān)測來水水質(zhì)變化情況，及時(shí)調(diào)整加藥量，做到即經(jīng)濟(jì)又能確保出水水質(zhì)。

4．2 沉砂池運(yùn)行

沉砂池運(yùn)行中，抓斗抓砂時(shí)，應(yīng)控制其縱向運(yùn)行速度盡量減輕對沉砂池沉淀效果的影響。

4．3 污泥脫水系統(tǒng)

污泥脫水選用帶式真空脫水機(jī)，水力澄清池排泥泵、脫水機(jī)與皮帶運(yùn)輸機(jī)聯(lián)動(dòng)，確保運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)約能耗。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6 結(jié)  論

采用無機(jī)混凝劑十高分子絮凝劑的混凝沉淀處理工藝對水泥生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理、并回用是合理、可行的，值得相關(guān)工程借鑒。本工程采用水力循環(huán)澄清池作為主要處理構(gòu)筑物，將混合、反應(yīng)及泥水分離在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)完成，同時(shí)充分利用水力循環(huán)澄清池的污泥回流和增強(qiáng)反應(yīng)的特點(diǎn)，以去除膠體狀SS是經(jīng)擠、臺理、可行的方案。水泥生產(chǎn)廢水處理并回用，不但具有環(huán)境、社會效益，而且具有十分顯著經(jīng)濟(jì)效益。