本发明涉及
污水处理领域，尤其是一种砂石料生产废水处理系统及废水处理方法。
背景技术：
水利水电工程施工需要大量高质量的砂石骨料，各级骨料冲洗会产生大量的废水且含砂量高，如果不处理直接排放，对水体造成严重污染，生态系统也遭到破坏，砂石料废水必须处理达标后回用或排放，砂石料生产废水处理工程成为水利水电工程环保工作中的重点。
砂石料废水处理如何实现达标排放和零排放是一个难题，其主要原因是含砂量高且对料源分析不足造成的，导致系统改造需要投入大量人力物力，造成不必要的经济损失。目前，砂石料加工废水处理工艺尚无成熟的工艺和明确的规范要求，对砂石料加工废水处理工程工艺的研究尤为重要。
砂石料废水主要特点是水量大、悬浮物浓度高，水质指标比较单一，表面看是很容易处理的废水，但由于废水中粉末状石粉含量高、石粉疏水性强、泥浆易板结，导致构筑物底泥排泥难、管道淤堵严重，使系统无法连续运行。砂石料废水处理的难点在于运行中排泥难，因此选用越简单的工艺，系统的稳定性越高，在保证顺畅排泥的情况下，精简设备，简化处理流程，不但能提高系统的稳定性，还能大幅缩减建设及运行费用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种砂石料生产废水处理系统及废水处理方法，能够有效处理砂石料加工场的生产废水，砂回收处理，泥饼外运，水循环使用，且比常规处理工艺减少了2个处理单元及相应的大量附属设备，能耗低，运行费用低，减少堵塞的可能性，保证系统稳定运行，环保效益显著。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种砂石料生产废水处理系统，包括细砂回收装置、调节池、板框压滤机、沉淀池和中水池，砂石料生产废水经过细砂回收装置通过管道流入调节池，进入调节池前通过管道混合器添加絮凝剂和助凝剂，调节池中安装有搅拌机，调节池中的废水通过第一污泥提升泵经管道送至板框压滤机进行脱水，固体形成泥饼，滤液进入沉淀池，进板框压滤机前通过管道混合器添加助凝剂，进沉淀池前添加絮凝剂，沉淀池沉淀后，沉淀池上清液流入中水池，污泥通过第二污泥提升泵提升至调节池，中水池上设置补水管、回用生产工厂的回用管和回调节池的冲洗水管。
砂石料生产废水通过压力流或者重力流进入细砂回收装置。
板框压滤机进行脱水后的滤液沿沟槽或者管道，通过自流或者污水泵提升方式进入沉淀池，采用管道时，滤液进沉淀池前通过管道混合器添加絮凝剂，采用沟槽时，滤液进沉淀池前通过反应池添加絮凝剂。
沉淀池中的上清液通过重力流流入中水池。
所述第一污泥提升泵的吸水管为一根直管，进口斜切并靠近搅拌机且接近调节池底部中心位置。
所述调节池至少为2个，并且按并联设计。
所述沉淀池为平流沉淀池、辐流沉淀池或竖流沉淀池。
一种采用上述砂石料生产废水处理系统的废水处理的方法，包括以下步骤：
(1)废水通过压力流或者重力流经过细砂回收装置，细砂回收利用，废水经管道流入调节池，进入调节池前通过管道混合器添加絮凝剂和助凝剂；
(2)经过调节池后，再经第一污泥提升泵送至板框压滤机进行脱水，进板框压滤机前通过管道混合器添加助凝剂，废水经过滤布，固体留在滤布上形成泥饼，泥饼外运，而滤液通过自流或者污水泵提升方式进入沉淀池，在污水泵后，进沉淀池前通过管道混合器反应池添加絮凝剂；
(3)经过沉淀池沉淀后，沉淀池上清液通过重力流流入中水池，污泥通过第二污泥提升泵提升至调节池；
(4)中水池中的清水回用于砂石料生产工厂，同时设置中水池中的清水回调节池的反冲洗水管，系统停运前，从中水池抽水到调节池，清水在各处理单元中循环至调节池中泥砂含量较少时再关闭系统。
本发明的有益效果是：能够有效处理砂石料加工场的生产废水，细砂回收利用，泥饼外运，出水达标回用，实现了污水资源化，且设备精简，土建减少，能耗低，运行费用低，减少堵塞的可能性，保证系统稳定运行，环保效益显著。
附图说明
图1为本发明的砂石料生产废水处理系统的结构框图。
图2为本发明砂石料生产废水处理方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明的砂石料生产废水处理系统，包括细砂回收装置1、调节池8、板框压滤机5、沉淀池6和中水池7，砂石料生产废水经过细砂回收装置1通过管道流入调节池8，进入调节池8前通过管道混合器9添加絮凝剂2和助凝剂3，调节池8中安装有搅拌机，调节池8中的废水通过第一污泥提升泵4经管道送至板框压滤机5进行脱水，固体形成泥饼，滤液进入沉淀池6，进板框压滤机5前通过管道混合器9添加助凝剂3，进沉淀池6前添加絮凝剂2，沉淀池6沉淀后，沉淀池6上清液流入中水池7，污泥通过第二污泥提升泵提升至调节池8，中水池7上设置补水管10、回用生产工厂的回用管和回调节池的冲洗水管。
砂石料生产废水通过压力流或者重力流进入细砂回收装置1。板框压滤机5进行脱水后的滤液沿沟槽或者管道，通过自流或者污水泵提升方式进入沉淀池6，采用管道时，滤液进沉淀池6前通过管道混合器9添加絮凝剂2，采用沟槽时，滤液进沉淀池6前通过反应池添加絮凝剂2。沉淀池6中的上清液通过重力流流入中水池7。所述第一污泥提升泵4的吸水管为一根直管，进口斜切并靠近搅拌机且接近调节池底部中心位置。所述调节池至少为2个，并且按并联设计。所述沉淀池6为平流沉淀池、辐流沉淀池或竖流沉淀池。
如图2所示，一种采用上述砂石料生产废水处理系统的废水处理的方法，包括以下步骤：
(1)废水通过压力流或者重力流经过细砂回收装置，细砂回收利用，废水经管道流入调节池，进入调节池前通过管道混合器添加絮凝剂和助凝剂；
(2)经过调节池后，再经污泥提升泵送至板框压滤机进行脱水，进板框压滤机前通过管道混合器添加助凝剂，废水经过滤布，固体留在滤布上形成泥饼，泥饼外运，而滤液通过自流或者污水泵提升方式进入沉淀池，在污水泵后，进沉淀池前通过管道混合器反应池添加絮凝剂；
(3)经过沉淀池沉淀后，沉淀池上清液通过重力流流入中水池，污泥通过污泥提升泵提升至调节池；
(4)中水池中的清水回用于砂石料生产工厂，同时设置中水池中的清水回调节池的反冲洗水管，系统停运前，从中水池抽水到调节池，清水在各处理单元中循环至调节池中泥砂含量较少时再关闭系统。
通过以上步骤，实现了砂石料生产废水的细砂回收利用、泥饼外运、出水达标回用。
所述的调节池与常规设计不同的是，调节池第一污泥提升泵吸水管进口无向下弯头和喇叭口，吸水管为一根直管，进口斜切并靠近搅拌机(距离搅拌机中心轴0.3m)且接近调节池底部中心位置(吸水管外壁距离池内底0.2m)
所述的板框压滤机，废水在压力作用下，经过滤介质(滤布)过滤，固体停留在滤布上形成泥饼，滤液成为不含固体的清液，清液沿沟槽或者管道，通过自流或者泵提升方式进入沉淀池。所述的沉淀池，可采用平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池等形式。不同沉淀池进水方式不同，沉淀池出水设有集水槽，上清液通过集水槽流入中水池，固体物质留在底部，沉淀池下部设有泥斗，通过污泥提升泵提升至调节池。沉淀池采用多斗排泥时，需分别排泥，设置单独的闸阀和排泥管。
具体地说，废水通过压力流或者重力流进入细砂回收装置1，实现粒径≥0.15mm的细砂回收利用，粒径≦0.15mm的沙粒的砂粒进入调节池及泵房。经过细砂回收装置1后，废水中的砂粒不堵塞后续水泵，不会磨破板框压滤机(5)的滤布，减少检修次数，使废水处理能连续运行。
所述调节池具有调节水质水量的作用，调节池停留时间应大于或等于板框压滤机的单元工作时间。因为砂石废水中泥砂含量高且易板结，如果搅拌机功率不够，污泥淤积下来，不仅减少池容，还会造成排泥管淤堵，使系统无法长期连续运行，所以要求调节池搅拌机的功率不能按照常规水处理的标准计算，应按照砂石废水特性确定，且连续搅拌。由于砂石废水处理工艺设备的故障率较高，调节池的分格数不应少于2个，并且按并联设计。
所述调节池与常规设计不同的是，调节池第一污泥提升泵(4)吸水管(8)进口无向下弯头和喇叭口，为一根直管并靠近搅拌机(距离搅拌机中心轴0.3m)、接近调节池底部中心位置，吸水管进口斜切。如果调节池第一污泥提升泵4进水管8进口像常规设计一样，有向下弯头和喇叭口，很容易堵塞吸水管进水口，调节池提升泵无法正常工作，所以取消向下弯头和喇叭口，一根直管并靠近搅拌机、接近调节池底部中心位置，吸水管进口斜切，保证进水口不堵塞，从而保证污泥泵的正常工作。
所述调节池及泵房，由于废水具有板结性，如果用潜水泵或者自吸泵，很容易造成水泵的堵塞，使污泥泵无法正常工作，所以选用干式
渣浆泵作为调节池提升泵4，必须建立地下泵房，保证系统长时间稳定的运行。
废水由调节池经污泥提升泵4直接送至板框压滤车间进行脱水。砂石料加工系统生产废水悬浮物浓度很高，进调节池前添加絮凝剂2(pac)和助凝剂3(pam)，调节池提升泵之后，进板框压滤车间前添加助凝剂3(pam)，使污泥絮凝沉淀，固液分离效果好，可直接进入板框压滤机5脱水。废水直接进入板框压滤机5脱水的工艺且比常规处理工艺减少了2个处理单元及相应的大量附属设备，能耗低，运行费用低，最重要的是减少堵塞的可能性，保证系统的连续运行。
所述板框压滤机5作为污泥脱水设备，为核心工艺环节，通过板框压滤机5滤布进行物理截留，使污水净化。板框压滤机5的滤布最小孔径是0.1μm，经过细砂回收装置1后，砂石废水的粒径基本在μm级，通过滤布可以截留大部分悬浮物。废水在压力作用下，经过滤介质(滤布)过滤，固体停留在滤布上形成泥饼，泥饼含水率为25％～30％，泥饼外运，滤液成为不含固体的清液，清液沿沟槽或者管道，通过自流或者泵提升方式进入沉淀池。
所述沉淀池6可采用平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池、斜管沉淀池等形式。经过板框压滤机5后的滤液悬浮物含量约在几十到几百毫克每升，进沉淀池前添加絮凝剂2(pac)，增加污泥沉淀效果。经过沉淀池沉淀后，沉淀池上清液通过重力流流入中水池，污泥通过污泥提升泵提升至调节池，再重复经过工艺流程处理。沉淀池的表面负荷按0.5-4.5m3/(m3·h)设计，砂石料废水中黏土含量高取低值，黏土含量少或者无取高值，沉淀时间按1.0-2.5h设计。
所述中水池7用于调节处理系统产水和生产用水不同步造成的水量差，清水回用于砂石料生产工厂。中水池还设置了补水管10和回调节池的冲洗水管。补水管10用于补偿砂石料冲洗过程中砂石和板框压滤产生的泥饼带走的水分。由于砂石废水易板结的特性，调节池内不能存有废水，在系统停运前，需要从中水池抽水到调节池，清水在各处理单元中循环至调节池中泥砂含量较少时再关闭系统，回调节池的冲洗水管用于冲洗调节池及附属设施内存留的废水。
以上所述仅为本发明的优选技术方案，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，而不应视为对于本发明的限制，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
技术特征：
1.一种砂石料生产废水处理系统，其特征在于，包括细砂回收装置(1)、调节池(8)、板框压滤机(5)、沉淀池(6)和中水池(7)，砂石料生产废水经过细砂回收装置(1)通过管道流入调节池(8)，进入调节池(8)前通过管道混合器(9)添加絮凝剂(2)和助凝剂(3)，调节池(8)中安装有搅拌机，调节池(8)中的废水通过第一污泥提升泵(4)经管道送至板框压滤机(5)进行脱水，固体形成泥饼，滤液进入沉淀池(6)，进板框压滤机(5)前通过管道混合器(9)添加助凝剂(3)，进沉淀池(6)前添加絮凝剂(2)，沉淀池(6)沉淀后，沉淀池(6)上清液流入中水池(7)，污泥通过第二污泥提升泵提升至调节池(8)，中水池(7)上设置补水管(10)、回用生产工厂的回用管和回调节池的冲洗水管。
2.根据权利要求1所述砂石料生产废水处理系统，其特征在于，砂石料生产废水通过压力流或者重力流进入细砂回收装置(1)。
3.根据权利要求1所述砂石料生产废水处理系统，其特征在于，板框压滤机(5)进行脱水后的滤液沿沟槽或者管道，通过自流或者污水泵提升方式进入沉淀池(6)，采用管道时，滤液进沉淀池(6)前通过管道混合器(9)添加絮凝剂(2)，采用沟槽时，滤液进沉淀池(6)前通过反应池添加絮凝剂(2)。
4.根据权利要求1所述砂石料生产废水处理系统，其特征在于，沉淀池(6)中的上清液通过重力流流入中水池(7)。
5.根据权利要求1所述砂石料生产废水处理系统，其特征在于，所述污泥提升泵(4)的吸水管为一根直管，进口斜切并靠近搅拌机且接近调节池底部中心位置。
6.根据权利要求1或5所述砂石料生产废水处理系统，其特征在于，所述调节池至少为2个，并且按并联设计。
7.根据权利要求1所述砂石料生产废水处理系统，其特征在于，所述沉淀池(6)为平流沉淀池、辐流沉淀池或竖流沉淀池。
8.一种采用权利要求1-7任一项所述砂石料生产废水处理系统的废水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)废水通过压力流或者重力流经过细砂回收装置，细砂回收利用，废水经管道流入调节池，进入调节池前通过管道混合器添加絮凝剂和助凝剂；
(2)经过调节池后，再经污泥提升泵送至板框压滤机进行脱水，进板框压滤机前通过管道混合器添加助凝剂，废水经过滤布，固体留在滤布上形成泥饼，泥饼外运，而滤液通过自流或者污水泵提升方式进入沉淀池，在污水泵后，进沉淀池前通过管道混合器或者反应池添加絮凝剂；
(3)经过沉淀池沉淀后，沉淀池上清液通过重力流流入中水池，污泥通过污泥提升泵提升至调节池；
(4)中水池中的清水回用于砂石料生产工厂，同时设置中水池中的清水回调节池的反冲洗水管，系统停运前，从中水池抽水到调节池，清水在各处理单元中循环至调节池中泥砂含量较少时再关闭系统。
技术总结
本发明公开了一种砂石料生产废水处理系统及废水处理方法，砂石料生产废水经过细砂回收装置通过管道流入调节池，进入调节池前通过管道混合器添加絮凝剂和助凝剂，调节池中安装有搅拌机，调节池中的废水通过第一污泥提升泵经管道送至板框压滤机进行脱水，固体形成泥饼，滤液进入沉淀池，进板框压滤机前通过管道混合器添加助凝剂，进沉淀池前添加絮凝剂，沉淀池沉淀后，沉淀池上清液流入中水池，污泥通过污泥提升泵提升至调节池，中水池上设置补水管、回用生产工厂的回用管和回调节池的冲洗水管。本发明公能够有效处理砂石料加工场的生产废水，细砂回收处理，泥饼外运，出水达标回用，实现了污水资源化，设备精简，土建减少，能耗低，运行费用低。
技术研发人员：金弈;谭奇林;崔如;崔小红;白伟坤;刘桂华;刘飞;张桂炜;常毅;张沙龙
受保护的技术使用者：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2020.09.25
技术公布日：2020.12.04
声明：
“砂石料生产废水处理系统及废水处理方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
