周子振 凌 云 段學(xué)軍 蒲小偉 徐 宇 代 振

（[1]中原工學(xué)院能源與環(huán)境學(xué)院 河南·鄭州 450007；[2]禹州市宜鑫建材有限公司 河南·許昌 461693）

當(dāng)前，我國(guó)仍然面臨著水資源短缺、南北水資源分配不均衡、大城市飲用水匱乏等問(wèn)題，部分地區(qū)水資源匱乏甚至威脅著地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，因此節(jié)約用水仍是我們長(zhǎng)期關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題。隨著人們節(jié)水意識(shí)的提高，居民生活節(jié)水已有較大改善，而工業(yè)節(jié)水則仍有提升空間。工業(yè)用水循環(huán)使用、工業(yè)用水零排放，不僅可以節(jié)約水資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，而且還是工業(yè)企業(yè)擁有較高管理能力的體現(xiàn)。國(guó)家提出工業(yè)廢水零排放的要求，旨在促進(jìn)企業(yè)合理利用和分配水資源，對(duì)各用水環(huán)節(jié)進(jìn)行管理和優(yōu)化，提高用水效率，從而提升企業(yè)的綜合管理能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前，電廠、礦山、冶煉、鋼鐵、造紙等各行各業(yè)都在努力踐行零排放的理念，有些行業(yè)已經(jīng)走在前列。對(duì)于非煤礦山企業(yè)如禹州市宜鑫建材有限公司，也在生產(chǎn)廢水零排放方面做實(shí)踐探索，然而目前仍存在處理污泥無(wú)法處理、經(jīng)驗(yàn)操作為主、沉淀池占地大等問(wèn)題。針對(duì)企業(yè)面對(duì)的問(wèn)題，企業(yè)擬進(jìn)行技術(shù)改造，引進(jìn)新型廢水處理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放的目標(biāo)，同時(shí)解決污泥處理問(wèn)題，進(jìn)一步減少污染，打造更高層次的綠色礦山。

1 非煤礦山砂石生產(chǎn)廢水處理概況

禹州宜鑫建材有限公司某生產(chǎn)車(chē)間洗砂廢水流量20L/s，廢水濁度為320-540 NTU，pH值7.4-8.2，呈堿性狀態(tài)。廢水中其它污染物質(zhì)濃度較低如有機(jī)物、油類(lèi)、氮、磷等濃度均低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。另外，廢水中含有 Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+、Fe2+等高價(jià)金屬離子，廢水硬度較高。目前采用聚合氯化鋁進(jìn)行混凝沉淀處理，處理后出水濁度降低至80 NTU左右，進(jìn)行循環(huán)使用，此過(guò)程產(chǎn)生大量污泥，難以處理，占地較大，而且工作人員操作環(huán)境不衛(wèi)生。基于工廠現(xiàn)有條件進(jìn)行的廢水處理，也基本可以達(dá)到零排放的目的，但是仍存在上述問(wèn)題。因此公司擬引進(jìn)新技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改造，以提升水資源利用率，美化環(huán)境。

2 現(xiàn)有非煤礦山砂石生產(chǎn)廢水處理技術(shù)簡(jiǎn)介

非煤礦山砂石生產(chǎn)廢水水質(zhì)相對(duì)簡(jiǎn)單，不同于高鹽、高有機(jī)物工業(yè)廢水，其處理以濁度的去處為主，相對(duì)電廠冷卻水，其產(chǎn)水量也較少；因此非煤礦山砂石生產(chǎn)廢水處理難度不大。第一，自然沉降法去除濁度，此方法占地面積較大，基于現(xiàn)有工廠情況，很難協(xié)調(diào)大面積空地；出水水質(zhì)無(wú)法保證，冬季廢水很難自然沉淀；另外，需要定期清理大量污泥，污泥后續(xù)處理存在問(wèn)題（現(xiàn)階段，填埋已受到嚴(yán)格限制）。第二，混凝沉淀去除水中濁度，此方法較為常用，而且可以大大縮小沉淀池占地面積。然而，混凝劑的投加以經(jīng)驗(yàn)為主，出水濁度不穩(wěn)定；同樣存在污泥無(wú)法后續(xù)處理的問(wèn)題。在冬季低溫時(shí)期，處理效果非常差。以上兩種方法對(duì)去除廢水硬度效果極差。第三，采用新型固液分技術(shù)，減少占地面積，不產(chǎn)生污泥，而且可以有效去除水中濁度和硬度。

3 固液分離新技術(shù)處理非煤礦山砂石生產(chǎn)廢水探討

目前，除濁除硬技術(shù)存在以下問(wèn)題：針對(duì)低溫低濁水（＜10NTU）適應(yīng)性較差，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和出水水質(zhì)穩(wěn)定性較差；普遍存在對(duì)水質(zhì)變化幅度大（低溫低濁、高濁、高藻）的耐沖擊性能較差，水質(zhì)突變時(shí)，處理系統(tǒng)難以正常運(yùn)行，不能保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)處理；針對(duì)水中藻類(lèi)、溶解性有機(jī)物等污染物去除效果差，或基本沒(méi)有去除效果。

針對(duì)以上問(wèn)題，新型的高效固液分離技術(shù)具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：（1）循環(huán)造粒流化床設(shè)計(jì)負(fù)荷根據(jù)不同水質(zhì)可達(dá)到30 m/h-90 m/h；（2）循環(huán)造粒流化床可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)水濁度3-20000 NTU處理后達(dá)到小于2.0 NTU；（3）循環(huán)造粒流化床藥劑投加量 PAC 15-40 mg/L，PAM 0.5-2 mg/L，比傳統(tǒng)工藝投藥少；（4）根據(jù)加砂量可控制排泥含水率可達(dá)到90%左右，比傳統(tǒng)工藝99%較低；（5）水處理成本＜0.3元/m3。其工藝流程如圖1所示。

該技術(shù)應(yīng)用于案例如下：西安渭濱水廠反沖洗廢水濁度較高，主要含有鐵錳離子，廢水呈褐色，使用高效固液分離流化床對(duì)反沖洗廢水進(jìn)行除濁以及除鐵錳處理。其中主要包括2臺(tái)直徑為2400mm的固液分離流化床反應(yīng)器，2套自動(dòng)加藥系統(tǒng)，設(shè)備設(shè)計(jì)處理量為2000 m3/d。原水SS含量為10～200 mg/L，出水濁度＜ 3 NTU，鐵錳離子的平均去除率可達(dá)到93.3%，污泥含水率為92%～95%。而且流化床噸水運(yùn)營(yíng)成本為0.27元。

基于以上分析，可見(jiàn)高效固液分離技術(shù)可以非常有效去除水中濁度與硬度，而且抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，處理成本低，占地小，完全可以用來(lái)處理砂石生產(chǎn)廢水，而且可以真正的實(shí)現(xiàn)零排放。處理后的水可以用來(lái)循環(huán)使用和沖灑道路，節(jié)約企業(yè)成本。

圖1：高效固液分離技術(shù)路線(xiàn)圖

4 結(jié)論

相比傳統(tǒng)的除濁技術(shù)，高效固液分離技術(shù)擁有更多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而且實(shí)踐證明其完全可以應(yīng)用于洗砂廢水的處理，實(shí)現(xiàn)工廠的廢水零排放。下一步，將以禹州宜鑫建材為實(shí)驗(yàn)基地，進(jìn)行中試試驗(yàn)研究，為技術(shù)引進(jìn)與改造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為同類(lèi)型企業(yè)的廢水處理提供借鑒。