降低水电工程砂石加工系统废水处理及回用成本的方法

摘要

本发明公开了一种降低水电工程砂石加工系统废水处理及回用成本的方法。它包括如下步骤，步骤一：对水电站工程砂石加工系统用水SS浓度目标进行优选；步骤二：将砂石骨料砂石加工系统生产废水进行集中收集，进入调节池；步骤三：将调节池内污水预沉淀一定时间后进入沉淀池，在沉淀池内通过添加絮凝剂对废水进行沉淀处理；步骤四：当沉淀池的上清液中SS浓度达到步骤一确定砂石加工系统用水目标时、上清液时进入清水池；步骤五：清水池的水通过泵站抽取至砂石加工系统，进行回用。本发明克服了现有废水处理后回用的成本过高的缺点；具有满足骨料品质要求的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及本发明涉及废水用水要求领域，更具体地说它是一种降低水电工程砂石加工系统生产废水处理及回用成本的方法。

背景技术

水电工程砂石加工系统耗水量高，废水产生量大，主要污染物为SS，浓度基本均在10000mg/L以上，最高可达160000～220000mg/L。因现行法律法规和规范中对污水排放标准要求高，导致生产废水停留时间长，处理成本过高，甚至部分砂石加工系统生产废水不经处理直接偷排入河。部分水电工程对砂石加工系统生产废水处理后回用，既节约用水同时可以实现废水零排放，生产废水回用是目前的大趋势。

根据《水电工程砂石加工系统设计规范》(DL/T5098-2010)，砂石加工系统生产用水标准要求SS含量小于100mg/L。但根据现场调研发现，很多水电工程砂石加工系统实际的回用标准在1000mg/L左右，远远高于规范要求。由于现行规范要求中对砂石加工系统用水指标SS浓度控制严格，废水处理后回用的成本也过高。

因此，现亟需开发一种降低水电工程砂石加工系统废水处理及回用成本的方法。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种降低水电工程砂石加工系统废水处理及回用成本的方法，提出一种满足砂石骨料品质要求的生产废水处理目标和处理方法，降低砂石骨料生产废水处理及回用成本，实现废水零排放，优化水电工程砂石加工系统生产废水处理及回用方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种降低水电工程砂石加工系统废水处理及回用成本的方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：对水电站工程砂石加工系统用水SS浓度目标进行优选；

步骤二：将砂石骨料砂石加工系统生产废水进行集中收集，进入调节池；

步骤三：将调节池内污水预沉淀一定时间后进入沉淀池，在沉淀池内通过添加絮凝剂对废水进行沉淀处理；

步骤四：当沉淀池的上清液中SS浓度达到步骤一确定砂石加工系统用水目标时、上清液时进入清水池；

步骤五：清水池的水通过泵站抽取至砂石加工系统，进行回用。

在上述技术方案中，在步骤一中，采用满足水电工程砂石骨料品质的生产废水的选用方法对水电工程砂石加工系统生产用水SS浓度目标进行选用；

其中，采用满足水电工程砂石骨料品质的生产废水的选用方法，具包括如下步骤：

S11：取水电工程砂石加工系统生产废水多次样本；

S12：分别测定获取的多次砂石加工系统生产废水水质，检测指标为：pH、SS、可溶物、氯化物、硫酸盐，确定制约施工废水回用的主要水质指标为SS；

S13：以饮用水中SS浓度为下限，以多样本检测到的砂石加工系统生产废水中SS浓度的最大值为上限，配置处于SS浓度上限和下限之间的不同SS浓度的配置水样用于水电工程砂石加工；

其中，配置的水样SS浓度梯度根据上限和下限范围进行控制：

当SS浓度范围小于2000mg/L时，配置水样SS浓度梯度间隔100mg/L-500mg/L；

当SS浓度范围为2000mg/L-6000mg/L时，配置水样SS浓度梯度间隔500mg/L-1000mg/L；

当SS浓度范围大于6000mg/L时，配置水样SS浓度梯度间隔10000mg/L-30000mg/L；

S14：取砂石加工系统使用不同SS浓度配置水样生产出的砂样品；

S15：对S14中获取的砂样品进行骨料品质检测；

S16：建立配置水样中SS浓度指标与骨料品质指标的对应关系，确定SS浓度影响骨料的石粉含量和细度模数指标；

S17：选取符合骨料品质要求的SS浓度范围，将范围中SS浓度的最大值或根据骨料品质要求对应的SS浓度作为砂石加工系统用水SS浓度目标。

在上述技术方案中，在步骤三中，絮凝剂为PAM和PAC；沉淀池内的PAM和PAC的浓度分别为3mg/L和300mg/L。

在上述技术方案中，在步骤三中，所述砂石加工生产系统废水在沉淀池的停留时间为2h。

在上述技术方案中，在S15中，骨料品质检测内容包括表观密度、石粉含量、细度模数、泥块含量、有机质含量、硫化物及硫酸盐含量。

在上述技术方案中，在S17中，当配置水样中SS浓度控制在6000mg/L以内时，加工的砂样品中各检测指标满足骨料品质要求，石粉含量在6％-18％，且细度模数小于或等于2.9。

在上述技术方案中，在S17中，当配置水样中SS浓度控制在2000mg/L以内时，加工的砂样品中各检测指标满足骨料品质要求，石粉含量在12％-18％，且细度模数小于或等于2.8。

所述SS是指固体悬浮物浓度，是Suspended solid的缩写，单位为：mg/L；其中，悬浮物指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。

本发明具有如下优点：

(1)本发明提供了一种水电工程砂石加工系统用水标准研究的方法，提出了水电工程砂石加工系统生产废水SS处理的目标，突破了现行规范要求，可降低砂石加工系统生产废水处理成本；克服了现行规范要求中对砂石加工系统用水指标SS浓度控制严格，废水处理后回用的成本也过高的缺点；

(2)本发明提供了一种水电工程砂石加工系统生产废水处理及回用的方法，提出了在本发明确定的SS处理目标下，废水在沉淀池的停留时间和添加絮凝剂的最佳浓度配置，达到废水处理达标和减少污泥产生量的目的。

附图说明

图1为本发明实施例1中生产出的砂的细度模数与生产用水中SS浓度的关系。

图2为本发明实施例1中生产出的砂的石粉含量与生产用水中SS浓度的关系。

图3为本发明实施例1中添加不同浓度PAC和PAM絮凝剂后废水中SS沉降效果图。

图4本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。

本发明通过优化砂石加工系统生产用水中SS浓度的要求，可降低砂石加工生产废水处理成本，减少污水停留时间，提高砂石加工系统生产废水循环使用率，减少生产废水排放量。《水工混凝土施工规范》(DL/T 5144-2015)规定钢筋混凝土与素混凝土的拌和用水的不溶物含量分别不超过2000mg/L和5000mg/L。因此，结合施工现场砂石加工系统实际用水水质与混凝土拌合用水中不容物含量的水质要求，发明人发现砂石加工系统生产用水的SS指标具有可以进一步优化的空间。

一种降低水电工程砂石加工系统废水处理及回用成本的方法，包括如下步骤，

步骤一：对水电站工程砂石加工系统用水SS浓度目标进行优选；

步骤二：将砂石骨料砂石加工系统生产废水进行集中收集，进入调节池；

步骤三：将调节池内污水预沉淀一定时间后进入沉淀池，在沉淀池内通过添加絮凝剂对废水进行沉淀处理；

步骤四：当沉淀池的上清液中SS浓度达到步骤一确定砂石加工系统用水目标时、上清液时进入清水池；

步骤五：清水池的水通过泵站抽取至砂石加工系统，进行回用(如图4所示)。

进一步地，在步骤一中，采用满足水电工程砂石骨料品质的生产废水的选用方法对水电工程砂石加工系统生产用水SS浓度目标进行选用，将其作为砂石加工系统生产废水SS的处理目标；

其中，采用满足水电工程砂石骨料品质的生产废水的选用方法，具体包括如下步骤：

S11：取水电工程砂石加工系统生产废水多次样本；

S12：分别测定获取的多次砂石加工系统生产废水水质，检测指标为：pH、SS、可溶物、氯化物、硫酸盐，确定制约施工废水回用的主要水质指标为SS；

S13：以饮用水中SS浓度为下限，以多样本检测到的砂石加工系统生产废水中SS浓度的最大值为上限，配置处于SS浓度上限和下限之间的不同SS浓度的配置水样用于水电工程砂石加工；

其中，配置的水样SS浓度梯度可根据上限和下限范围进行控制：

当SS浓度范围小于2000mg/L时，配置水样SS浓度梯度间隔100mg/L-500mg/L；

当SS浓度范围为2000mg/L-6000mg/L时，配置水样SS浓度梯度间隔500mg/L-1000mg/L；

当SS浓度范围大于6000mg/L时，配置水样SS浓度梯度间隔10000mg/L-30000mg/L，具体可根据实际情况进行优化；

S14：取砂石加工系统使用不同SS浓度配置水样生产出的砂样品；

S15：根据DL/T5151-2014《水工混凝土砂石骨料实验规程》对S14中获取的砂样品进行骨料品质检测；通过满足水电工程砂石骨料品质的生产废水的选用方法确定不同SS含量的水用于砂石加工后，影响骨料品质的主要指标为石粉含量和细度模数；

S16：建立配置水样中SS浓度指标与骨料品质指标的对应关系，确定SS浓度主要影响骨料的石粉含量和细度模数指标(如图1、图2所示)；不同SS浓度的水对冲洗砂的表观密度、有机质含量以及硫化物和硫酸盐含量等品质参数影响不大，但会影响砂的细度模数和石粉含量影响大；

S17：选取符合骨料品质要求的SS浓度范围，将范围中SS浓度的最大值或根据骨料品质要求较优时对应的SS浓度作为砂石加工系统用水SS浓度目标。

进一步地，在步骤三中，絮凝剂为PAM(聚丙烯酰胺)和PAC(聚合氯化铝)；沉淀池内的PAM和PAC的浓度分别为3mg/L和300mg/L，对砂石加工生产系统废水的沉淀效果较好(如图3所示)。

进一步地，在步骤三中，所述砂石加工生产系统废水在沉淀池的停留时间为2h，满足砂石骨料品质要求。

进一步地，在步骤四中，所述水电工程砂石加工系统生产废水SS处理目标的浓度范围为100mg/L～6000mg/L，较优处理目标为2000mg/L。

进一步地，在S15中，骨料品质检测内容包括表观密度、石粉含量、细度模数、泥块含量、有机质含量、硫化物及硫酸盐的质量含量百分比。

更进一步地，在S17中，将骨料石粉含量6％-18％时对应水样的SS浓度作为符合骨料品质要求的范围，石粉含量12％-18％时对应水样的SS浓度作为骨料品质较优的范围，细度模数小于或等于2.9时对应水样的SS浓度作为为符合骨料品质要求的范围，细度模数小于或等于2.8时对应水样的SS浓度作为骨料品质较优的范围(如图1、图2所示)；

在S17中，当配置水样中SS浓度控制在6000mg/L以内时，加工的砂样品中各检测指标满足骨料品质要求，石粉含量在6％-18％，且细度模数小于或等于2.9。

更进一步地，在S17中，当配置水样中SS浓度控制在2000mg/L以内时，加工的砂样品中各检测指标满足骨料品质较优要求，石粉含量在12％-18％，且细度模数小于或等于2.8(如图1、图2所示)。

在S17中，确定水电工程砂石加工系统用水SS浓度小于或等于6000mg/L满足砂石加工系统用水要求，SS浓度控制在2000mg/L左右时，生产的砂石骨料品质较优。

所述砂石骨料包括花岗岩、灰岩等。

实施例

现通过本发明应用于某砂石骨料料源的水电工程砂石加工系统生产废水处理及回用为实施例对本发明进行详细说明，对本发明应用于其它砂石骨料料源的水电工程砂石加工系统生产废水处理及回用同样具有指导作用。

实施例1

本实施例中的砂石骨料料源为花岗岩。

步骤一：以花岗岩为砂石骨料料源，取水电工程砂石加工系统生产废水多次样本；

步骤二：分别测定获取的多次砂石加工系统生产废水水质，检测指标为：pH、SS、可溶物、氯化物、硫酸盐，检测结果为：初始废水中SS浓度在60000-140000mg/L之间，可溶物浓度范围为298-442mg/L，硫酸盐浓度范围为15.07-31.83mg/L，氯化物浓度范围为41.91-71.78mg/L，pH、可溶物、氯化物、硫酸盐均小于砂石加工系统用水标准(为砂石加工系统用水现行标准)，满足水质要求，确定制约施工废水回用的主要水质指标为SS；

步骤三：以饮用水中SS浓度为下限，以多样本检测到的砂石加工系统生产废水中SS浓度的最大值为上限，配置处于SS浓度上限和下限之间的不同SS浓度的配置水样用于水电工程砂石加工，分别配置SS浓度为28mg/L、100mg/L、200mg/L、500mg/L、1000mg/L、1500mg/L、2000mg/L、4000mg/L、6000mg/L、8000mg/L、10000mg/L、20000mg/L、50000mg/L、70000mg/L、100000mg/L、120000mg/L、140000mg/L；

步骤四：取砂石加工系统使用不同SS浓度配置水样生产出的砂样品；

步骤五：对S14中获取的砂样品进行骨料品质检测，检测指标为表观密度、石粉含量、细度模数、泥块含量、有机质含量、硫化物及硫酸盐含量，表观密度范围在2670-2690kg/m

步骤六：建立配置水样中SS浓度指标与骨料品质指标的对应关系(如图1、2所示)，确定SS浓度主要影响骨料的石粉含量和细度模数指标；

步骤七：选取符合骨料品质要求的SS浓度范围，当配置水样中SS浓度控制在6000mg/L以内时，加工的砂样品中各检测指标满足骨料品质要求，石粉含量在12％-18％，且细度模数小于或等于2.9，当配置水样中SS浓度控制在2000mg/L以内时，加工的砂样品中各检测指标满足较优骨料品质要求，石粉含量在12％-18％，且细度模数小于或等于2.8；

从而确定水电工程砂石加工系统用水SS浓度小于或等于6000mg/L满足砂石加工系统用水要求，SS浓度小于或等于2000mg/L作为砂石加工系统用水SS浓度较优目标；综合考虑，本实施例工程选用2000mg/L作为砂石加工系统生产用水中SS处理目标；

步骤八：将砂石骨料砂石加工系统生产废水进行集中收集，进入调节池；

步骤九：将调节池内污水沉淀1h后进入沉淀池，在沉淀池内通过添加浓度分别为3mg/L的PAM和浓度为300mg/L的PAC絮凝剂对废水进行沉淀处理，砂石加工生产系统废水在沉淀池的停留时间为2h；

步骤十：当沉淀池的上清液中SS浓度达到2000mg/L时，上清液进入清水池；

步骤十一：清水池的水通过泵站抽取至砂石加工系统，进行回用(如图4所示)。

结论：本实施例降低了花岗岩加工系统生产废水处理成本，实现废水零排放，达到了废水处理达标和减少污泥产生量的目的。

实施例2

本实施例中的砂石骨料料源为灰岩。

步骤一：以灰岩为砂石骨料料源，取水电工程砂石加工系统生产废水多次样本；

步骤二：分别测定获取的多次砂石加工系统生产废水水质，检测指标为：pH、SS、可溶物、氯化物、硫酸盐，检测结果为，初始废水中SS浓度在20000-70000mg/L之间，可溶物浓度范围为200-500mg/L，硫酸盐浓度范围为16-32mg/L，氯化物浓度范围为50-62mg/L，pH、可溶物、氯化物、硫酸盐均小于砂石加工系统用水标准(为砂石加工系统用水现行标准)，满足水质要求，确定制约施工废水回用的主要水质指标为SS；

步骤三：以饮用水中SS浓度为下限，以多样本检测到的砂石加工系统生产废水中SS浓度的最大值为上限；

其中，配置处于SS浓度上限和下限之间的不同SS浓度的配置水样用于水电工程砂石加工：分别配置SS浓度为28mg/L、100mg/L、200mg/L、500mg/L、1000mg/L、1500mg/L、2000mg/L、4000mg/L、6000mg/L、8000mg/L、10000mg/L、20000mg/L、50000mg/L、70000mg/L；

步骤四：取砂石加工系统使用不同SS浓度配置水样生产出的砂样品；

步骤五：对S14中获取的砂样品进行骨料品质检测，检测指标为表观密度、石粉含量、细度模数、泥块含量、有机质含量、硫化物及硫酸盐含量，表观密度均≥2500kg/m

步骤六：建立配置水样中SS浓度指标与骨料品质指标的对应关系，确定SS浓度主要影响骨料的石粉含量和细度模数指标；

步骤七：选取符合骨料品质要求的SS浓度范围，当配置水样中SS浓度控制在6000mg/L以内时，细度模数小于或等于2.9，加工的砂样品中各检测指标满足骨料品质要求；当SS浓度在2000mg/L时，细度模数小于等于2.8；

从而确定水电工程砂石加工系统用水SS浓度小于或等于6000mg/L满足砂石加工系统用水要求，SS浓度小于或等于2000mg/L作为砂石加工系统用水SS浓度较优目标；综合考虑，本实施例工程选用2000mg/L作为砂石加工系统生产用水中SS处理目标；

步骤八：将砂石骨料砂石加工系统生产废水进行集中收集，进入调节池；

步骤九：将调节池内污水沉淀1h后进入沉淀池，在沉淀池内通过添加浓度分别为3mg/L的PAM和浓度为300mg/L的PAC絮凝剂对废水进行沉淀处理，砂石加工生产系统废水在沉淀池的停留时间为2h；

步骤十：当沉淀池的上清液中SS浓度达到2000mg/L时，上清液进入清水池；

步骤十一：清水池的水通过泵站抽取至砂石加工系统，进行回用(如图4所示)。

结论：本实施例降低了灰岩加工系统生产废水处理成本，实现废水零排放，达到了废水处理达标和减少污泥产生量的目的。

其它未说明的部分均属于现有技术。