水泥工业废水处理

1 概 述

我国是一个水资源相对贫乏的国家，节约用水、保护水资源已成为国民的共识。水泥工业生产用水量大而对水质要求不高 ，主要用于旋转窑冷却、地面冲洗 、冲洗磨机等，其生产废水一般未经处理直接排入地面水体，严重时造成河道淤塞，影响了人们正常的生活生产用水。水泥工业生产废水主要含不同粒径的细小颗粒，而水泥生产对用水水质要求不高，因此，对水泥工业废水处理并回用，不但具有环境社会效益而且经济效益也十分显著。

2 废水水量、水质特性及工艺流程确定

2．1 废水水量

西部某大型水泥厂生产的产品有 #425R，# 525R、#625R系列普通硅酸盐水泥和#525中热硅酸盐水泥等多种产品结构，生产规模为500t／d。水泥厂生产废水主要来源于旋转窑冷却水，地面冲洗水，洗磨机水及跑漏浆料冲洗水等，废 水排放量约为12000m3／d。通常其排水水量、水质较稳定，在每日排放过程中，一般在交接班前后有地面冲洗水和洗磨机水排除，其水量较小，约为总排水量的5％～10％。还有跑漏浆冲洗水，其浓度较大，但水量很小，在正常生产过程中，发生的频率极低。

2．2 废水水质

水泥生产废水有机物含量低，主要含不同粒径的细小颗粒，综合多年排水水质监测结果，确定废水设计水质如表1所示。

表 1 水泥生产废水的水质

2．3工艺流程的确定

由表 l，水泥生产废水主要樗染物为 SS，废水中SS主要以粗分散系和胶体分散系两种形态存在。其中粗分散体系占总悬浮物的 8O％～90％，在自然沉淀状态下就能较容易去除。处理的关键在以腔体状分散体系存在的ss。通常对于以胶体状存在的SS，主要靠投加混凝剂，通过混凝剂水解产物压缩腔体的扩散层，达到胶体脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使腔粒被吸附粘结。针对水泥生产废水的特性，经过充分的试验论证，采用聚合氯化铝为絮凝剂，压缩双电层，降低∑电位，然后投加少量PAM作助凝剂，靠其大分子的吸附架桥功能．将脱稳的细小颗粒凝聚成较大的颗粒，提高沉降速度，从而达到泥水分离的目标，S处理效果显著。根据以上试验分析．同时考虑处理出水满足回用要求 (见表 2)，确定水泥生产废水的处理工艺流程为：

在来水水质较好的情况时可考虑少投加混凝剂、助凝剂或超越水力澄清池，直接由提升泵提升回用。

3 工程设计

3．1 总体设计

根据对水泥生产废水的现场调查统计，水质水量相对较稳定，工程设计时不考虑水量水质调节。平面布置以满足工艺要求为前提，尽可能紧凑美观。处理站内设有 3m～3．5m宽的车道，可以通往各主要构 (建)筑物，以利设备安装维修及砂渣外运。在竖向设计上：根据工艺流程要求，充分利用坡地的高差，处理站分为二个台地，高差为2．5m，既满足水力循环澄清地的水力要求，又降低场地土方工程量，节约工程投资。工程平面布置见图2，工程总占地 3．2 亩 。

图2 处理站平面布置图

1．沉砂池 2．水力澄清池 3．提升泵弛

4．加药问 5 污泥脱水间 6 堆砂场

3．2 构 (建)筑物设计

3．2．1 限流井

由于水泥厂规模较大，厂内排水管渠为雨污合流，因此设限流井以保证废水收集率，同时排除雨水。限流井尺寸为 B×L×H=2．0m×2．0m×4．1m，钢筋混凝土结构，在进入井前设有手动粗格栅，b=50nml，1台，去除渣物，井内设 1个排砂闸门。

3．2．2 沉砂池

为了去除废水中的大颗粒 SS，设置沉砂池，水力停留时间为 45min，采用花墙配水。其尺寸为B×L×H=6．4m×20．0m×4、0m，分两格，每格宽3、0m，钢筋混凝土结构。由于沉砂池沉砂颗粒较大，比重较重，采用单轨抓斗起重机排砂，砂由起重机抓至堆砂场，再由汽车外运。

在沉砂池进口设 1台浊度监测报警仪，及时掌握进水水质，保证处理效果。

3．2．3水力澄清池

自沉砂池出来的水中大颗粒悬浮物基本去除，在沉砂池出水口和水力澄清池进水处分别投加聚台氯化铝和 PAM，利用水力澄清池的污泥回流和增强反应的特点以去除胶体状 ssc水力澄清池直径为 qbl0．4m，H=7．4m，共两座，钢筋混凝土结构。由于水力澄清池埋深较大，采用螺杆泵直接抽泥送至脱水机房脱水。螺杆泵 Q=9m3／h，P=0．4MPa，N=3kW。水力澄清池水力停留时间为60rain。污泥回流比为 3～4。采用移动式潜水泵放空。

3．2、4 提升泵池

废水经处理达到回用标准后由潜水泵提升至原贮水池回用，提升泵池尺寸为 B×L×H=5．6mx 6．0m ×3．5m，钢筋混凝土结构。池内设 200QW250—45— 55型潜水泵 3台，2用1备，Q=250m3／h，H=45m，N=55kw。放空采用潜水泵放空，放空水泵与水力澄清池共用。

3．2、5 加 药 间

加药间寸为 B×L×H：6．0m×9．0m×4．7m，砖混结构。絮凝剂采用固体碱式氯化铝，最大加药量为

30mg／L~助凝剂采用水解聚丙烯酰胺 (P} )，最大加药量为 0．3mg／L。加药系统选用组合式加药系统。加药间内设SH30—11型轴流风机 ，以保证室内通风良好。

3．2、6 泥脱水闸

由螺杆泵将水力澄清池污泥提升至脱水问内脱水机脱水，脱水间尺寸为 Bx L×H=6．0m×12．0mx 5．7m，混合结构。由于沉泥脱水性能较差，选用真空带式脱水机进行脱水，过滤面积为5．0m2。泥饼经皮带输送机送至堆砂场装车外运。

3．2，7 堆砂场

采用混凝土地面，周围用砖砌300nma高拦渣矮墙，并设出水口，堆砂场面积60m2。

3．3 控制系统设计

处理站内主要控镧单元有潜水泵的控制和脱水系统控制。潜水泵采用浮球开关通过水位自动控制水泵的启停。排泥系统中排泥泵与脱水间的真空泵，脱水机、皮带输送机等设备进行联动。

4 运行与管理

4．1 加药系统

注意观察、监测来水水质变化情况，及时调整加药量，做到即经济又能确保出水水质。

4．2 沉砂池运行

沉砂池运行中，抓斗抓砂时，应控制其纵向运行速度尽量减轻对沉砂池沉淀效果的影响。

4．3 污泥脱水系统

污泥脱水选用带式真空脱水机，水力澄清池排泥泵、脱水机与皮带运输机联动，确保运行稳定、节约能耗。

6 结 论

采用无机混凝剂十高分子絮凝剂的混凝沉淀处理工艺对水泥生产废水进行处理、并回用是合理、可行的，值得相关工程借鉴。本工程采用水力循环澄清池作为主要处理构筑物，将混合、反应及泥水分离在一个构筑物内完成，同时充分利用水力循环澄清池的污泥回流和增强反应的特点，以去除胶体状SS是经挤、台理、可行的方案。水泥生产废水处理并回用，不但具有环境、社会效益，而且具有十分显著经济效益。