Plate and frame chamber diaphragm filter presses
introductory
中国是一个严重缺水的国家，水资源地域分布极不平衡，特别是北方地区缺水情况更为严重。随 着 国家社会经济的发展和人民生活质量的提升，跨区域调水工程势在必行。在这些水利水电工程建设施工的同时会产生数量较大的废水及少量的生活污水。生活污水可采用化粪池及一体化MBＲ膜设备+消毒设备等方式进行处理，处理方法简单且成熟。该类工程施工废水主要由ⓐ枢纽建筑物基坑渗水因开挖变浑浊、混凝土浇筑施工及混凝土防渗墙造孔污染等;ⓑ各类隧洞爆破开挖、出渣、衬砌及灌浆过程中渗水污染变浑浊;ⓒ砂石料生产加工、混 凝 土 生 产、机械维修保养等方式产生。其中砂石料生产废水数量最大，悬浮物浓度很高，对其废水处理要求也更高，难度较大。引汉济渭黄金峡水利枢纽工程建设区域为南水北调中线工程与引汉济渭工程双水源地，对水质的要求较高，工程施工产生的废水全部禁止外排，必须全部回用处理。枢纽主体工程、各类隧洞工程及临时工程施工产生的废水经净化处理达标后可用于厂区抑尘洒水、绿化、冲厕以及运输道路洒水等;河床天 然 骨 料 加工产生的废水经净化后重新回用，做到废水零排放。
1工程概况黄金峡水利枢纽工程是陕西省引汉济渭调水工程重要组成 部 分，工 程 级 别 为I等，工 程 规 模 为 大(1)型。该工程以调水为主、发电为 辅，兼 顾 航 运，其 多 年平均供水量约为10亿m3，泵站设计流量70. 0m3/s，扬程106. 45m，总装 机容 量12. 6万kW。该 水 库 正 常 蓄水位450m，总 库 容 约 为2. 2亿m3，电站总装机容量13. 5万kW。大坝 为混 凝 土 重 力 坝，大体积断面采用碾压混凝土，坝 顶 长 度349m，最 大 坝 高63m。建 设 工期为52个月。
2黄金峡水利枢纽工程标段划分及废水处理方案简介黄金峡水利枢纽按照枢纽前期工程(坝顶以上两岸坝肩开挖支护)、枢纽主体大坝工程、枢纽砂石料加工及混凝土生产供应、鱼类增殖站和引水隧道等项目分标段进行建设。枢纽前期工程及鱼类增殖站以水面以上开挖、回填为主，废污水产生的量较少，采 用 池 塘自然沉淀法处理。引水隧道标段因长时间施工排水采用“多级沉淀 池+絮 凝 剂+反 滤 设 备”处 理 形 式。主体大坝工程仅在建筑物水下开挖生产废水且废水浊度小，其他时段为地下渗水及少量混凝土施工废水，故开挖废水及地下 渗 水 采 用“大 型 沉 淀 池+反 滤 土 工 布”处理形式，混凝土及灌浆施工产生的废水采用沉淀池自然沉淀法处理。枢纽砂石料加工前期采用“多级沉淀池+絮凝剂+反滤设备”处理形式，其工艺流程见图1，因不能满足高强度施工需要，后期改造为本文 介 绍的高效废水处理设备系统。
3高效废水处理系统设备在黄金峡砂石加工系统中的应用
3. 1砂石加工系统废水处理设备选型黄金峡水利枢纽主体工程混凝土总量为136. 8万m3，共 需 成品 骨 料 约310. 0万t。共 规 划 有 四 个 天然料 源 地，分 别 为 高 白 沙、史 家 梁、白 沙 渡 及 史 家 村。料场均位于河漫滩，全部由卵砾石夹砂及纯砂层组成，砂砾石料储备总量447. 3万m3，母料开采砂料含泥量一般大于8%，必须进行冲洗。黄金峡水利枢纽砂石加工系统设 计 规 模，按 一 天两班14h工作制满足常态混凝土8. 0万m3/月供应能力，系统设计处理能力为780t /h，系 统 生 产 能 力 为600t /h。骨料加工产生冲洗废水450 ～ 500t /h，废水含固率约5%，经计算每小时产生的污泥量为25t /h。无论从砂石料加工能力还是废水处理工作量来看，施工强度均较大。鉴于母料开采实际含泥量超出原设计提供的指标，经过前期生产性试验，认为原有的“多级沉淀池+絮凝剂+反滤设备”废水处理方案及设施不能满足高峰时段混凝土生产需求，必须对原设计方案进行升级改造。经过多方调查及比对，最终选择本文 所 介 绍 的高效处理设备，成功解决了废水处理零排放及淤泥干化等重大难题，保护了水源地环境。
3. 2高效废水处理设备的应用
3. 2. 1设计依据及原则设计 依据 及 原 则 为:ⓐ废 水“零 排 放”;ⓑ具 有 先进性和可调节性;ⓒ根据废水水质、水量的 变 化，出 水口达到水质 稳 定，能 够 达 标 回 收 利 用，且 系 统 运 行 稳定、安全，设备便于操作和维修;ⓓ淤泥能定时排放，浓缩淤泥含水率应不大于20%，晾晒后便于外运至渣场填埋或作为复垦基层。
3. 2. 2废水处理设计原理砂石筛分车间和棒磨机车间冲洗 废 水，自 流 进 入上部沉淀池，颗粒较大物料在沉淀池自然沉淀，按期采用反向挖掘机配自卸汽车对沉淀池内积渣进行清理;悬浮物浓度较高的废水从沉淀池溢流口经过钢管自流进入浓缩沉淀罐内，在此期间通过在管道混合器内混合加药，浓缩罐将大部分悬浮物自然沉淀在罐体底部，上层清澈水体从浓缩罐上部自流进入清水池内，循环生产;浓缩罐底部淤泥在罐体上部水压下自流进入带式压滤机中，带式压滤机将淤泥干化处理，处理后形成的泥饼通过胶带机送入干化泥储存池堆存，装载机配自卸汽车将干化后的淤泥运至指定渣场;压滤机底部收集带药性的滤液由渣浆泵抽送至锥罐，做循环处理。filter press选用1台3. 5m带式 压 滤 机，每 小 时 出 泥 量 为30t，满足要求。整套系统工艺流程见图2，设备示意图见图3。
3. 2. 3主要设施技术参数及功效a.沉淀池。上部沉淀池设置高程443m，该池用于暂时贮存经洗砂设备溢流的废水，利用自然地势高差，导流管将经除细砂后的生产废水送入后续的浓密沉淀罐进行进一步处理。b.浓密沉淀 罐。通过废水导流管将除细砂后的生产废水导入该设施，管道泵将絮凝剂和混凝剂通过管道混合器与生产废水混合，并在管道内逐渐增大，进入浓密沉淀罐内的稳流筒，经稳流筒降低水流速度后，污泥水逐渐滑落到浓密沉淀罐底部，并在罐体底部浓缩，在罐内上部水压下底部浓缩泥水经管道进入带式压滤机进行进一步的处理，处理后的沉淀罐上部清液自流进入清水池中，回用于生产。沉淀罐采用钢结构。冲洗骨料 产 生 废 水450 ～ 500t /h。锥 罐 设 计 直 径10m、筒深6m、锥部 深6m、总 高 度 为14m，锥 罐 可 容 纳约650m3的水。c.带式压 滤 机。按 照 每 小 时 产 生 污 泥 量25t，选用1台3. 5m带式压滤机。利用带式压滤机内的滤布对沉淀罐底部排出的浓缩泥浆进行有效截留。带式压滤机的优点是自动化程度高，现场容易做到干净卫生。3. 2. 4废水处理设施现场布置加药房布置高程443m;浓密沉淀罐紧邻原清水池边上，其基 础 高 程424. 7m，罐 顶 高 程438. 8m;压 滤 机布置在 四 级 沉 淀 池 的 第 一、二 池 子 顶 部，池 顶 高 程428. 7m，池子顶 部 采 用 钢 结 构 封 闭，便于作业人员通行;第一个池子作为压滤机压滤后滤液收集池，第一个池子和第二个池子下部连通，作为处理后的清水蓄水池;第三级沉淀池作为干化后的泥饼储存池。
3. 2. 5废水处理投药措施废水处理投放的药剂主要为聚合 氯 化 铝、聚 丙 烯酰胺、盐酸，其中聚合氯化铝与聚合烯酰胺为絮凝剂，主要 处 理 悬 浮 物，盐 酸 主 要 作 用 是 调 节pH值。掺 入量根据污水浑浊度进行确定，施工单位可自行选择絮凝剂。a.聚合氯化铝(PAC)。该药剂絮凝效果好，可快速絮凝成型。其掺入量应根据废水浑浊度及悬浮物实测指标进行确定。一般悬浮物平均值按2000mg /L标记，其投药量按50 ～ 100mg /L计算。初次最佳投药量约为400mg /L。b.聚丙烯酰胺(PAM)。该药剂作为助凝、絮凝及污泥脱水使用。其掺入量应根据废水浑浊度及悬浮物实测指标进行确定。将药剂放入搅拌桶内，经 搅 拌 均匀后，通过计量泵添加至设备加药区。一般 悬 浮 物 平均值按1000mg /L标 记，投 药 量 为1mg /L，初 次 最 佳 投药量约为5mg /L。c.黄金峡 砂 石 加 工 系 统 加 药 方 法 及 参 数。主 药为砂石加工 专 用 高 效 沉 淀 剂，辅 药 为 高 效 聚 氯 化 铝。主药和辅药在加药房分开加水拌制，通过管道自流进入沉淀罐或压滤机。药液拌制时间不少于20min。根据现阶段生产情况，主药液配置比例为每立方米水配主药1kg，每小时需要药液22m3;辅药液配置比例为每立方米水配辅药0.5kg，每小时需要药液2m3。
3. 2. 6废水处理设备操作规程及维护保养
3. 2. 6. 1上罐沉淀ⓐ搅拌药剂:加清水，开 搅 拌 电 机 进 行 加 药 搅 拌;搅拌药剂时间为20 ～ 50min，开辅药打入泥浆池先一步反应;ⓑ污泥上罐:开进泥阀上罐，开上罐主药剂泵，开刮泥机;ⓒ罐内沉淀:调节上罐药剂流量，罐 内 泥 水 分离。上罐进泥阀关闭停止时上罐药剂泵停止，罐 顶 药剂阀门关闭。
3. 2. 6. 2上机压泥ⓐ搅拌药剂:开搅拌电机进行加药搅拌;ⓑ设备运行:开空压 机，气 压 达 标 后(检 查 压 滤 机 滤 布 是 否 撑紧)启动主传动电机、浓缩机、稀释电机、清洗泵;ⓒ上机压泥:启动上机主药剂泵、上机辅药剂泵、打开出泥管道闸阀、调节上机泥量、主药和辅药的流 量 大 小，主传动和浓缩机转速，药剂与泥浆反应在料斗出料成絮凝状或凝结颗粒。
3. 2. 6. 3结束运行关闭出泥管道闸阀、上机主药剂泵停止、上机辅药泵停止、关闭刮泥机。上机管路反冲水开启、疏通管道防止泥浆凝结堵管，压滤机空转清洗20min。3. 2. 6. 4设备维护与保养ⓐ设备轴承座隔半月至一个月加一次黄油;ⓑ设备调偏滑动杆、撑紧辊滑动杆、链条、齿轮勤 加 机 油 或黄油均可;ⓒ设备电机每月检查油表一次，油少就加机油;ⓓ设备辊筒沾泥用水枪进行冲洗;ⓔ尽量保持每日罐体清空泥量;ⓕ定期清理布料器料斗残留杂物、石子或凝结的泥块;禁止石子落入泥浆池以防损伤渣浆泵、滤布，堵塞罐体与管路。
3. 2. 7高效废水处理设备系统效果分析黄金峡砂石加工系统成品骨料加工过程中施工废水泥状悬浮物达到4万～ 5万mg /L，水流特别浑浊，经过此高效系统设备处理后下降至50 ～ 60mg /L，经过处理后的浊水出现质的飞跃，可全部回收利用，继续用于成品砂石料加工，真正实现了施工废水零排放。此 高效系统设备 设 计 上 达 到 了 技 术 可 行、运 行 可 靠 标 准。该系统的建设及运行完全满足国家对一级水源环保的预期要求。
3. 3经济效益分析该方法与传统沉淀方法(如:多级沉淀池+絮凝剂+反滤设备)相比在投资上基本相当，但生产效率是传统沉淀方法的3 ～ 5倍，有效提高了成品骨料生产强度，保证了枢纽大体积混凝土拌和供应施工，并有效预防了偷排现象。
4经验与建议对于施工废水总量较小或每小时出水量小的项目，为节约成本，可采用连续沉淀池并人工加药的方式进行处理。若每小时出水量较大或废水总量较大，为快速有效处理废水，应采用自动化程度较高且处理效果较好的高效废水处理设备。根据引汉济渭黄金峡水利枢纽工程施工废水处理经验，建议推广使用此类高效废水处理系统设备，以确保废水处理及时高效，为各类建设项目高强度施工提供有利条件，提高建设单位核心竞争力，为水利工程建设高质量发展奠定坚实的基础。
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