非煤矿山砂石生产废水零排放处理技术探讨<br/>——以禹州宜鑫建材有限公司为例

非煤矿山砂石生产废水零排放处理技术探讨
——以禹州宜鑫建材有限公司为例

2021-01-12周子振段学军蒲小伟

科教导刊·电子版 2020年32期

周子振凌云段学军蒲小伟徐宇代振

（[1]中原工学院能源与环境学院河南·郑州 450007；[2]禹州市宜鑫建材有限公司河南·许昌 461693）

当前，我国仍然面临着水资源短缺、南北水资源分配不均衡、大城市饮用水匮乏等问题，部分地区水资源匮乏甚至威胁着地方经济社会发展，因此节约用水仍是我们长期关注的热点话题。随着人们节水意识的提高，居民生活节水已有较大改善，而工业节水则仍有提升空间。工业用水循环使用、工业用水零排放，不仅可以节约水资源，保护生态环境，而且还是工业企业拥有较高管理能力的体现。国家提出工业废水零排放的要求，旨在促进企业合理利用和分配水资源，对各用水环节进行管理和优化，提高用水效率，从而提升企业的综合管理能力和市场竞争力。目前，电厂、矿山、冶炼、钢铁、造纸等各行各业都在努力践行零排放的理念，有些行业已经走在前列。对于非煤矿山企业如禹州市宜鑫建材有限公司，也在生产废水零排放方面做实践探索，然而目前仍存在处理污泥无法处理、经验操作为主、沉淀池占地大等问题。针对企业面对的问题，企业拟进行技术改造，引进新型废水处理设备，实现生产废水零排放的目标，同时解决污泥处理问题，进一步减少污染，打造更高层次的绿色矿山。

1 非煤矿山砂石生产废水处理概况

禹州宜鑫建材有限公司某生产车间洗砂废水流量20L/s，废水浊度为320-540 NTU，pH值7.4-8.2，呈碱性状态。废水中其它污染物质浓度较低如有机物、油类、氮、磷等浓度均低于国家排放标准。另外，废水中含有 Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+、Fe2+等高价金属离子，废水硬度较高。目前采用聚合氯化铝进行混凝沉淀处理，处理后出水浊度降低至80 NTU左右，进行循环使用，此过程产生大量污泥，难以处理，占地较大，而且工作人员操作环境不卫生。基于工厂现有条件进行的废水处理，也基本可以达到零排放的目的，但是仍存在上述问题。因此公司拟引进新技术进行技术改造，以提升水资源利用率，美化环境。

2 现有非煤矿山砂石生产废水处理技术简介

非煤矿山砂石生产废水水质相对简单，不同于高盐、高有机物工业废水，其处理以浊度的去处为主，相对电厂冷却水，其产水量也较少；因此非煤矿山砂石生产废水处理难度不大。第一，自然沉降法去除浊度，此方法占地面积较大，基于现有工厂情况，很难协调大面积空地；出水水质无法保证，冬季废水很难自然沉淀；另外，需要定期清理大量污泥，污泥后续处理存在问题（现阶段，填埋已受到严格限制）。第二，混凝沉淀去除水中浊度，此方法较为常用，而且可以大大缩小沉淀池占地面积。然而，混凝剂的投加以经验为主，出水浊度不稳定；同样存在污泥无法后续处理的问题。在冬季低温时期，处理效果非常差。以上两种方法对去除废水硬度效果极差。第三，采用新型固液分技术，减少占地面积，不产生污泥，而且可以有效去除水中浊度和硬度。

3 固液分离新技术处理非煤矿山砂石生产废水探讨

目前，除浊除硬技术存在以下问题：针对低温低浊水（＜10NTU）适应性较差，长时间运行处理系统的稳定性和出水水质稳定性较差；普遍存在对水质变化幅度大（低温低浊、高浊、高藻）的耐冲击性能较差，水质突变时，处理系统难以正常运行，不能保证水质达标处理；针对水中藻类、溶解性有机物等污染物去除效果差，或基本没有去除效果。

针对以上问题，新型的高效固液分离技术具有以下技术优势：（1）循环造粒流化床设计负荷根据不同水质可达到30 m/h-90 m/h；（2）循环造粒流化床可以实现进水浊度3-20000 NTU处理后达到小于2.0 NTU；（3）循环造粒流化床药剂投加量 PAC 15-40 mg/L，PAM 0.5-2 mg/L，比传统工艺投药少；（4）根据加砂量可控制排泥含水率可达到90%左右，比传统工艺99%较低；（5）水处理成本＜0.3元/m3。其工艺流程如图1所示。

该技术应用于案例如下：西安渭滨水厂反冲洗废水浊度较高，主要含有铁锰离子，废水呈褐色，使用高效固液分离流化床对反冲洗废水进行除浊以及除铁锰处理。其中主要包括2台直径为2400mm的固液分离流化床反应器，2套自动加药系统，设备设计处理量为2000 m3/d。原水SS含量为10～200 mg/L，出水浊度＜ 3 NTU，铁锰离子的平均去除率可达到93.3%，污泥含水率为92%～95%。而且流化床吨水运营成本为0.27元。

基于以上分析，可见高效固液分离技术可以非常有效去除水中浊度与硬度，而且抗冲击负荷强，处理成本低，占地小，完全可以用来处理砂石生产废水，而且可以真正的实现零排放。处理后的水可以用来循环使用和冲洒道路，节约企业成本。