1 概 述
我國是一個(gè)水資源相對貧乏的國家，節約用水、保護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 ，主要用于旋轉窯冷卻、地面沖洗 、沖洗磨機等，其生產(chǎn)廢水一般未經(jīng)處理直接排入地面水體，嚴重時(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(huì )效益而且經(jīng)濟效益也十分顯著(zhù)。
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(chǎng)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)品結構，生產(chǎn)規模為500t／d。水泥廠(chǎng)生產(chǎn)廢水主要來(lái)源于旋轉窯冷卻水，地面沖洗水，洗磨機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)較穩定，在每日排放過(guò)程中，一般在交接班前后有地面沖洗水和洗磨機水排除，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(guò)程中，發(fā)生的頻率極低。
2．2 廢水水質(zhì)
水泥生產(chǎn)廢水有機物含量低，主要含不同粒徑的細小顆粒，綜合多年排水水質(zhì)監測結果，確定廢水設計水質(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(guò)混凝劑水解產(chǎn)物壓縮腔體的擴散層，達到膠體脫穩而相互聚結；或者通過(guò)混凝劑的水解和縮聚反應而形成的高聚物的強烈吸附架橋作用，使腔粒被吸附粘結。針對水泥生產(chǎn)廢水的特性，經(jīng)過(guò)充分的試驗論證，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．將脫穩的細小顆粒凝聚成較大的顆粒，提高沉降速度，從而達到泥水分離的目標，S處理效果顯著(zhù)。根據以上試驗分析．同時(shí)考慮處理出水滿(mǎn)足回用要求 (見(jiàn)表 2)，確定水泥生產(chǎn)廢水的處理工藝流程為：
在來(lái)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 工程設計
3．1 總體設計
根據對水泥生產(chǎn)廢水的現場(chǎng)調查統計，水質(zhì)水量相對較穩定，工程設計時(shí)不考慮水量水質(zhì)調節。平面布置以滿(mǎn)足工藝要求為前提，盡可能緊湊美觀(guān)。處理站內設有 3m～3．5m寬的車(chē)道，可以通往各主要構 (建)筑物，以利設備安裝維修及砂渣外運。在豎向設計上：根據工藝流程要求，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(mǎn)足水力循環(huán)澄清地的水力要求，又降低場(chǎng)地土方工程量，節約工程投資。工程平面布置見(jiàn)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(wèn) 5 污泥脫水間 6 堆砂場(chǎng)
3．2 構 (建)筑物設計
3．2．1 限流井
由于水泥廠(chǎng)規模較大，廠(chǎng)內排水管渠為雨污合流，因此設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，鋼筋混凝土結構，在進(jìn)入井前設有手動(dòng)粗格柵，b=50nml，1臺，去除渣物，井內設 1個(gè)排砂閘門(mén)。
3．2．2 沉砂池
為了去除廢水中的大顆粒 SS，設置沉砂池，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，鋼筋混凝土結構。由于沉砂池沉砂顆粒較大，比重較重，采用單軌抓斗起重機排砂，砂由起重機抓至堆砂場(chǎng)，再由汽車(chē)外運。
在沉砂池進(jìn)口設 1臺濁度監測報警儀，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(lái)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反應的特點(diǎn)以去除膠體狀 ssc水力澄清池直徑為 qbl0．4m，H=7．4m，共兩座，鋼筋混凝土結構。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)處理達到回用標準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，鋼筋混凝土結構。池內設 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，磚混結構。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。加藥系統選用組合式加藥系統。加藥間內設SH30—11型軸流風(fēng)機 ，以保證室內通風(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(wèn)內脫水機脫水，脫水間尺寸為 Bx L×H=6．0m×12．0mx 5．7m，混合結構。由于沉泥脫水性能較差，選用真空帶式脫水機進(jìn)行脫水，過(guò)濾面積為5．0m2。泥餅經(jīng)皮帶輸送機送至堆砂場(chǎng)裝車(chē)外運。
3．2，7 堆砂場(chǎng)
采用混凝土地面，周?chē)么u砌300nma高攔渣矮墻，并設出水口，堆砂場(chǎng)面積60m2。
3．3 控制系統設計
處理站內主要控鑭單元有潛水泵的控制和脫水系統控制。潛水泵采用浮球開(kāi)關(guān)通過(guò)水位自動(dòng)控制水泵的啟停。排泥系統中排泥泵與脫水間的真空泵，脫水機、皮帶輸送機等設備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。
4 運行與管理
4．1 加藥系統
注意觀(guān)察、監測來(lái)水水質(zhì)變化情況，及時(shí)調整加藥量，做到即經(jīng)濟又能確保出水水質(zhì)。
4．2 沉砂池運行
沉砂池運行中，抓斗抓砂時(shí)，應控制其縱向運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
污泥脫水選用帶式真空脫水機，水力澄清池排泥泵、脫水機與皮帶運輸機聯(lián)動(dòng)，確保運行穩定、節約能耗。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6 結 論
采用無(wú)機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筑物，將混合、反應及泥水分離在一個(gè)構筑物內完成，同時(shí)充分利用水力循環(huán)澄清池的污泥回流和增強反應的特點(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(huì )效益，而且具有十分顯著(zhù)經(jīng)濟效益。
