西藏果多水电站砂石加工系统废水处理系统设计

　　摘要：西藏地区地理位置特殊，自然环境脆弱，环保要求高，文章对西藏果多水电站砂石加工系统废水处理系统设计进行了介绍，其采用的“辐流沉淀池+机械压滤脱水+废水经处理回收后循环利用”的工艺在西藏藏木电站和果多电站均应用成功，仅供同行参考。

　　1 概况

　　果多水电站位于西藏自治区昌都县，电站坝址距离昌都县城公路里程约59km，海拔3400m，根据昌都气象站资料统计，多年平均气温2.9℃。该区域昼夜温差较大，年平均日较差为16℃。多年平均降水量499.5mm，多年平均蒸发量1637mm（E-601）。该水电站为扎曲规划的第二个梯级水电站。果多电站砂石加工系统工程，承担果多水电站混凝土骨料生产任务，系统成品骨料生产能力为400t/h。系统料源为河谷冲刷形成的天然砾石料场，其颗分实验显示料场天然砂含泥量为20%。

　　2 废水系统设计

　　砂石系统生产废水中的悬浮物不仅浓度高，而且颗粒细小，100μm以下的颗粒占到了70%~90%，其中小于10μm的颗粒达到了50%以上，悬浮物的沉淀以成层沉淀和压缩沉淀为主，且沉降速度较快，大量的悬浮颗粒能够在较短时间内淤满整个池子，如果排泥不及时，沉淀下来的颗粒会形成板结并堵塞排泥管。本系统地处西藏，电站所在地峡谷多山，场地受限，因而废水处理工艺采用“辐流沉淀池+机械压滤脱水”，废水经处理回收后循环利用。本工程采用预沉浓缩池和絮凝沉淀的工艺。本工程工艺：废水泥砂先进行预处理，除去部分泥砂水，进入辐流式沉淀池中，加药处理后，上清液溢流入水池，而泥渣用刮泥机，刮入底部并集中；由渣浆泵将底部浓缩的泥浆抽送入机械脱水车间进行脱水，脱水后的泥饼落入自卸汽车运往弃渣场。

　　2.1 泥渣处理能力

　　根据砂石加工系统流程计算可知，系统产生泥渣量为23t/h，石粉回收装置石粉量为3t/h，掺入到砂中调节砂的细度模数和补充石粉含量；进入废水处理泥渣量为20t/h，由压滤机车间脱水处理。

　　2.2 设施参数

　　辐流沉淀池和回收水池的计算参数依据《给排水设计手册》。

　　2.2.1 沉淀池表面积

　　实际生产运行沉淀池不低于2座，其表面积（A）按下式计算。

　　2375/mnqQA== 式中，Q为设计处理量，600 m3/h；q为表面水力负荷，取0.8 m3/m2；n为沉淀池数量，取2。

　　2.2.2 沉淀池直径和高度 D=28m，H=6m。经过上面计算，本系统设置两座直径为28m的周边进水、周边出水的辐流沉淀池即可满足600 m3/h的处理量。

　　2.3 主要设备选型

　　2.3.1 刮泥机

　　砂石系统废水沉淀速度快，采用单周边传动刮泥机由于受力不均匀，容易导致刮泥机主梁出现变形，可靠性程度低，双周边传动刮泥机受力均匀，效率高，可靠性更能得到保障，因此本项目采用双周边传动刮泥机。刮泥机技术参数—设备型号：池径：28m；周边池深：4m；驱动功率0.55×2kW。

　　2.3.2 机械脱水设备

　　根据多年对砂石加工系统废水处理经验，脱水设备选用板框式压滤机。进入辐流沉淀池的泥渣量约为20t，单台型号的带式压榨过滤机处理量约为10~18t/h，则本系统需配置DYQ-2000型板框式压榨过滤机2台可满足要求。

　　2.4 系统布置

　　供水及废水系统由压滤机车间、辐流式沉淀池、生产废水清水池、废水循环加压泵房、配水井及管路沟渠等组成。辐流沉淀池及配水井、机械脱水车、生产废水清水池、循环加压泵房集中布置。 系统产生的废水首先通过车间截水渠流入汇水渠，最后进入立式旋流沉砂池预处理，分离回收大于0.2mm 的颗粒物，预处理后的水全部进入配水井，然后均匀地分配至两座辐流沉淀池中进一步沉淀处理。处理后的水通过出水槽进入出水管道自流至生产废水清水池。沉淀池底部泥浆通过隔膜泵提升至带式压滤机进行脱水处理，泥泥运至渣场堆存，生产废水清水池中的水通过循环加压泵站加压泵提升至砂石加工系统循环利用。

　　2.4.1 渠道

　　经计算最终确定排水支渠的最小断面为B×H=500mm×500mm，总渠的最小断面为800mm×600mm，排水明渠坡度设计不能小于2.0%，排水管道坡度设计不小于5%，以保证排水渠（管）畅通。

　　2.4.2 立式旋流沉砂池

　　砂石加工系统工艺设计棒磨车间的废水经石粉回装置处理后与主筛分车间废水汇合，排入废水排水沟中；布置二台立式旋流沉砂池一用一备，主要功能是回收废水中≥0.2mm 的颗粒物，同时降低废水处理设备负荷。

　　2.4.3 辐流式沉淀池

　　辐流式沉淀池二座，处理后的水从集水槽自流至清水池；池底部泥浆由隔膜泵型号QBS-80二台，主要参数：400L/min，出口压力：6.9MPa，最大空气消耗量：

　　1500L/min，并配备一台空压机对隔膜泵供风，型号TA-125，主要参数：排气量：2m3/min，排气压力：0.7MPa，P=15kw。提升泥渣进入后续处理设施压滤机车间处理。

　　辐流式沉淀池为半地下式，并在池顶部设置安全防护拦杆。

　　2.4.4 生产废水清水池

　　考虑回收水的需要，系统设置一座净空尺寸为B×L×H=8m×8m×3.5m3的清水池，容积为200m3，可满足系统生产0.5h用水量。对池外管道、闸门暴露在空气中，冬季用岩棉进行防冻处理；水池放空、溢流水通过排水沟引入边坡排水沟中。

　　2.4.5 废水循环加压泵站

　　采用地面式泵站形式；生产废水清水池水经废水循环加压泵站加压后进入系统车间。水泵参数：IS200-150-400A，Q=220~430m3/h，H=48~39m，P=75kw二用一备，满足设计要求。

　　2.4.6 机械干化车间

　　压滤机车间车间占地面积16m×20m砼框架二层结构，布置2台板框式压榨过滤机，为满足泥渣脱水后的运输的要求，设备布置高程3372.00m高程上。

　　2.4.7 加药间

　　混凝剂选用非离子型聚丙烯酰胺粉剂。投加量按30mg/L

　　计算，配制溶液浓度1%，每日配制2次，每班工作时间为7h，设计四组尺寸为L×B×H=2.0m×2.0m×1.5m的溶液池进行水解，选择机械式方式进行搅拌。投加方式采用自流式投加。

　　3 结语

　　果多水电站砂石加工系统采用的“辐流沉淀池+机械压滤脱水”工艺，在西藏地区成功应用，实现系统污水“零排放”，其工艺成熟可靠，环保效益突出。

　　作者简介：陈修华（1985-），男，湖北宜都人，中国葛洲坝集团路桥工程有限公司工程师，研究方向：水电站大型砂石加工及混凝土生产系统设计建安运行。

　　参考文献

　　[1]北京市政工程设计总院.给水排水设计手册[M].北京：中国建筑工程出版社，2002.

　　[2]覃尚贵.压滤设备在砂石料加工系统废水处理中的应用[J].水利水电技术，2009，40(10)：48-50.

　　[3]郝华来.林产化工废水的处理工艺及其发展趋势初探[J].林产工业，2019(11)：80-82.

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