非煤礦山砂石生產(chǎn)廢水零排放處理技術探討
——以禹州宜鑫建材有限公司為例

周子振 凌 云 段學軍 蒲小偉 徐 宇 代 振

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

當前，我國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題，部分地區(qū)水資源匱乏甚至威脅著地方經(jīng)濟社會發(fā)展，因此節(jié)約用水仍是我們長期關注的熱點話題。隨著人們節(jié)水意識的提高，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)。國家提出工業(yè)廢水零排放的要求，旨在促進企業(yè)合理利用和分配水資源，對各用水環(huán)節(jié)進行管理和優(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競爭力。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踐探索，然而目前仍存在處理污泥無法處理、經(jīng)驗操作為主、沉淀池占地大等問題。針對企業(yè)面對的問題，企業(yè)擬進行技術改造，引進新型廢水處理設備，實現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放的目標，同時解決污泥處理問題，進一步減少污染，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)濃度較低如有機物、油類、氮、磷等濃度均低于國家排放標準。另外，廢水中含有 Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+、Fe2+等高價金屬離子，廢水硬度較高。目前采用聚合氯化鋁進行混凝沉淀處理，處理后出水濁度降低至80 NTU左右，進行循環(huán)使用，此過程產(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?；诠S現(xiàn)有條件進行的廢水處理，也基本可以達到零排放的目的，但是仍存在上述問題。因此公司擬引進新技術進行技術改造，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)廢水處理技術簡介

非煤礦山砂石生產(chǎn)廢水水質(zhì)相對簡單，不同于高鹽、高有機物工業(yè)廢水，其處理以濁度的去處為主，相對電廠冷卻水，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)處理存在問題（現(xiàn)階段，填埋已受到嚴格限制）。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)驗為主，出水濁度不穩(wěn)定；同樣存在污泥無法后續(xù)處理的問題。在冬季低溫時期，處理效果非常差。以上兩種方法對去除廢水硬度效果極差。第三，采用新型固液分技術，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 固液分離新技術處理非煤礦山砂石生產(chǎn)廢水探討

目前，除濁除硬技術存在以下問題：針對低溫低濁水（＜10NTU）適應性較差，長時間運行處理系統(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，處理系統(tǒng)難以正常運行，不能保證水質(zhì)達標處理；針對水中藻類、溶解性有機物等污染物去除效果差，或基本沒有去除效果。

針對以上問題，新型的高效固液分離技術具有以下技術優(yōu)勢：（1）循環(huán)造粒流化床設計負荷根據(jù)不同水質(zhì)可達到30 m/h-90 m/h；（2）循環(huán)造粒流化床可以實現(xiàn)進水濁度3-20000 NTU處理后達到小于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。

該技術應用于案例如下：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反沖洗廢水進行除濁以及除鐵錳處理。其中主要包括2臺直徑為2400mm的固液分離流化床反應器，2套自動加藥系統(tǒng)，設備設計處理量為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到93.3%，污泥含水率為92%～95%。而且流化床噸水運營成本為0.27元。

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

圖1：高效固液分離技術路線圖

4 結(jié)論

相比傳統(tǒng)的除濁技術，高效固液分離技術擁有更多的技術優(yōu)勢，而且實踐證明其完全可以應用于洗砂廢水的處理，實現(xiàn)工廠的廢水零排放。下一步，將以禹州宜鑫建材為實驗基地，進行中試試驗研究，為技術引進與改造打下堅實的基礎，為同類型企業(yè)的廢水處理提供借鑒。