铝模板高压清洗系统中循环水处理的工艺设计及应用

2022-05-12向德宇高洪泽唐晓东

铝加工 2022年2期

向德宇，崔宁，王昌，高洪泽，曹凡，唐晓东

（辽宁忠旺机械设备制造有限公司，辽阳 111003）

0 前言

随着建筑模板技术的高速发展，许多新型模板材料被推广，这其中尤以铝模板的发展与应用最为迅猛。21 世纪以来，我国建筑模板的主流发展趋势已经逐渐转为铝模板。铝模板具有质量轻、标准化程度高、循环次数多、施工效率高、施工安全系数高、机械依赖程度低、低碳环保等优势。铝模板作为一种可循环、可持续发展的绿色环保模板，迅速成为目前建筑模板更新换代的主流发展方向。

在国家倡导绿色施工的背景下，高压清洗因具有环保、便捷、可循环的特性在众多清洗方式中脱颖而出。铝模板的高压水清洗属于物理清洗[1]，因其清洗后的污水可循环利用，所以具有成本低、不污染环境、绿色环保等特点[5]。结合现有技术优缺点，总结现有经验和主流技术，利用企业的研发能力和制造加工，开发设计了一种全新的铝模板高压清洗系统中的水处理装置，旨在提高循环水水质，去除水中水泥残渣等杂质。该处理装置可提高过滤精度，使处理后的水中颗粒直径≤10 μm，从而保证了清洗设备的使用寿命，提高模板清洗质量，降低企业的运行成本。

1 污水的水量和水质

1.1 污水水量

根据清洗系统计算清洗铝模板产生的污水最大排放量为380 m3/d，污水处理设备每小时处理量为38m3/h，日处理时间为10h，每日处理量为380m3/d。

1.2 清洗污水的水质

污水中的主要污染因素包括pH 值、水泥颗粒、泥沙、悬浮物、COD（化学需氧量）和SS（悬浮物）等。参照行业情况，执行国家标准《污水综合排放标准》，严格遵守国家及地方现行的有关环保法律、法规，确定本系统工艺处理后的出水水质指标，如表1所示。

2 工艺流程设计

2.1 污水水质分析和方案选择

清洗污水每小时处理量为38 m3/h，主要污染因素为 pH 值 9~11；SS：500~1 000 mg/L；COD：1 500~2 000 mg/L 等。本方案选择的主要处理工艺为调节池+混凝沉淀+砂滤-碳滤+保安过滤器[2-3]。污水是在清洗设备工作过程中产生的，经车间收集管沟自流入曝气沉砂池，沉淀水泥颗粒和泥沙后流入集水井，经提升泵提升进入一体化调节池[4-5]，待调节pH值[6]、加混凝剂反应之后沉淀；最后过渡池的出水经泵打入砂碳罐、保安过滤器进一步去除水中悬浮物，保证回用水水质。污泥浓缩后，最后通过板框压滤机进行挤压，转换成固废进行处理。

2.2 工艺简介

在生产过程中排放的污水主要是铝模板清洗污水，污水中的主要污染因素有pH 值、水泥颗粒、泥沙、悬浮物、COD（化学需氧量）和SS（悬浮物）等。污水经地下集水池初步收集后，用提升泵将污水抽入处理系统：首先流入调节池，通过穿孔曝气工序，经调整水质水量后，注入混凝池；利用混凝法去除污水SS；然后再经过絮凝池进行絮凝沉淀处理；固液分离后的污水最后利用砂碳罐以及保安过滤器进行过滤，达标后排放或回用。

2.2.1 调节池

调节池主要用于实现水质与水量调匀，以便于后续设备的持续工作。由于清洗设备产生的污水量不均，污水汇入调节池时，利用曝气管和调节池容量的调节作用进行有效调控，保证水质匀化、防止沉积，把污泥量和污染负荷波动限制在规定的范围内，以确保后续处理顺利实施。

2.2.2 混凝池

混凝池的主要作用：向污水中加入聚合氯化铝，使其通过水解反应形成稳定离子或氢氧化物胶体，中和污水中存在的电荷，使其与带电物质形成小分子细胞凝集，尽量避免在污水中形成难以去除的悬浮胶体颗粒，从而保证处理污水的浊度和色度[7]。

2.2.3 絮凝池

絮凝池是污水进行絮凝工艺的反应池，在该池内加入定量聚丙烯酰胺进行处理。据文献报道[8]，聚丙烯酰胺具有絮凝、黏合、降阻和增稠作用，它使污水中的悬浮杂质进行电中和反应，并且可以大范围地减小污水之间的阻力，从而增加凝固絮状物的稠度，致使污水中析出大量絮状矾花，增强固液沉淀分离效果。

2.2.4 混凝沉淀池

经絮凝池工艺处理后的悬浊液进入沉淀池后，在其内沉淀成絮状矾花，从而实现固液沉淀分离。接着污水进入过滤池进行下一步处理，达标后排放。底部沉淀物在污泥泵的作用下汇集进入污泥浓缩池。

2.2.5 淤泥浓缩池

淤泥浓缩池[9-11]的作用是将汇入底部的沉淀物与添加剂PAM 再次充分作用，然后运用重力浓缩原理，使污泥含水量由98%降到95%，待其出水时近似呈糊状状态，即污水的总体积可减到1/4，从而大幅度降低了污泥处理系统的总处理量。在污泥浓缩池中安装传动污泥浓缩机，避免了各种不同性质污泥混合不均。采用板框压滤机进行机械脱水，池内的污泥可以直接进入压滤机进行压缩，压滤出来的干泥含水率低。该机带有自动拉板，操作简单，干化时间短，并且符合环保要求。