砂石加工系統在生產中會產生懸浮物含量極高的廢水,如不進行處理直接排放,將會汙染河流水質。而廢水處理既要達到規定的回收率、回收水質或廢水達標排放的標準,又要體現工藝先進、技術可行、運行可靠、節約投資的原則,其流程設計與構築物及設備的選擇很重要。
一、自然沉澱構築物型式的比較、選擇
用於自然沉澱的處理構築物的類型眾多,目前用於砂石加工系統的廢水處理構築物主要為平流式沉砂池、沉澱池(根據水流方向分為:平流式沉澱池、輻流式沉澱池、豎流式沉澱池)和斜管(板)沉澱池。
關於這幾種沉澱構築物的優缺點可參考下表:(有關各類沉澱池性能的對比也可點閱《洗砂、選礦過程中,沉澱池是如何處理廢水的?4種類型,18張直觀動圖帶你了解》)
二、固液分離方式及設備選擇
設備固液分離(機械脫水)的方式有過濾、離心分離以及反滲透法。
在砂石加工系統廢水處理工藝中應用比較廣泛的設備主要有:螺旋分級機、水力旋流器、壓濾機(板框式以及箱式壓濾機)、陶瓷過濾機、橡膠帶式真空過濾機等。
1、螺旋分級機
螺旋分級機兼有洗砂、分級和脫水的作用。
螺旋分級機按其溢流堰相對高度分為高堰式(溢流堰高於下軸承)、沉沒式(溢流水面淹沒螺旋)和低堰式(溢流堰低於下軸承)三種。另外,還可按其螺旋軸的數目或頭數分為單頭螺旋、雙頭螺旋分級機。
一般螺旋分級機的轉速較低,下端裝攪拌葉槳,寬溢流口、長機身,利於脫水。各類分級機的適用範圍見下表:
螺旋分級機用於洗砂和脫水時,一般按返砂量計算其生產能力,按溢流速度驗算其控制粒徑和允許進料流量。當分級機用於砂的分綴時,則需同時驗算返砂量與溢流量。
2、水利旋流器
水力旋流器是分級機的一種型式,利用離心力進行分級,用於細粒料的分級和脫水。其溢流粒徑範圍一般用於濃縮料漿和回收細砂,水力旋流器脫水後砂的含水率約為20~26%。
水力旋流器規格由生產能力和溢流粒徑來確定。生產能力較大和溢流粒徑較粗時,選用大型旋流器,反之選用小型的。如生產能力大而溢流粒徑小時,則可採用小型的旋流器組。水力旋流器的分級效率約30~50%。
由於旋流器易損壞,因此要適當考慮備用。
3、壓濾機
壓濾機分為板框壓濾機、廂式壓濾機和立式壓濾機三類。
基本原理:壓濾機是由多塊濾板和濾框疊合組成濾室,並以壓力為過濾推動力的過濾機。混合液流經過濾介質(濾布),固體停留在濾布上,並逐漸在濾布上堆積形成過濾泥餅。而濾液部分則滲透過濾布,成為不含固體的清液。
壓濾機一般用作砂石系統廢水處理中固液分離的末端機械處理模式,將物料通過壓力來過濾,特別對於粘細物的分離,有其獨特的優越性。
與其它固液分離設備相比,壓濾機過濾後的泥餅有更高的含固率和優良的分離效果,能對汙泥和石粉進行最終的脫水處理,達到裝車運輸要求,分離出來的水可以直接排放或回收利用。
4、陶瓷過濾機
陶瓷過濾機也是廢水處理中汙泥和石粉的末端機械處理模式,該類型設備不但能對汙泥和石粉進行最終的脫水處理,達到裝車運輸要求,同時壓濾水也可以直接排放或回收利用。而且還具有處理量大,操作簡單,能連續作業的優點。
5、轉筒式離心機
轉筒式離心機採用的是離心濃縮法。離心濃縮法是利用汙泥中的固體(即汙泥),與其中的液體(即水)之間的密度有很大的不同,因此在高速旋轉的離心機中具有不同的離心力,從而可以使二者分離。
一般離心濃縮機可以連續工作,出泥的含固率可達4%以上。
6、橡膠帶式過濾真空機
膠帶式過濾機由橡膠濾帶、真空箱、驅動輥、膠帶支承臺、進料鬥、濾布調整裝置、驅動裝置、濾布洗滌裝置、機架等部件構成。
橡膠帶式真空過濾機具有連續運行、連續過濾的特點。生產過程的過濾、洗滌、卸渣、濾布清洗隨膠帶的運行可依次完成,過濾出的固體顆粒含水率可以控制在16%以下,可以通過膠帶機連續運輸至指定堆場。過濾效率得到提高,相應的運行成本也得到有效控制,其在礦山和砂石系統廢水廢渣處理中都得到了成功應用。
根據砂石加工系統工藝流程的變化、特點以及生產原料巖石類型的區別,生產系統的用地範圍大小等,在廢水處理工藝設計時,建議將沉澱與設備固液分離(機械脫水)方式相結合,即先將一部分粗顆粒沉澱分離,細顆粒通過濃縮後再利用機械方式進行脫水。
對構築物的選取和設備選擇要根據砂石加工系統的具體特點而定,既要保證廢水處理系統的正常運行又要控制運行成本,實現節能減排。
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