探究水電工程砂石加工系統廢水沉渣脫水工藝

【摘要】在水電工程的砂石加工系統中，對于廢水處理效率的要求相對較高，這便向其應用的廢水沉渣脫水工藝提出了更高的要求。本文從不同的沉渣脫水工藝特點出發，針對其應用優勢及實際效率進行分析研究，提出其中存在的問題，并針對隔膜壓濾新脫水工藝的相關要點進行論述，僅供參考，歡迎批評指正。

【關鍵詞】水電工程；砂石加工系統；廢水沉渣脫水工藝

引言

針對砂石加工系統進行廢水沉渣脫水處理的目的在于促進沉渣含水率的進一步降低，同時使其整體體積縮小，由此為后期的清潔操作提供相應的便利條件。就當前常用的廢水沉渣脫水工藝來看，加壓過濾、真空過濾、離心分離等較為常見，鑒于當前的水電工程砂石加工系統中所面臨的泥渣處理量相對較大、清運要求較高的特性，常規的脫水工藝往往難以滿足實際處理需求。針對這一情況，本文特立足于當前水電工程中廢水沉渣脫水的實際需求，對更為合理的新型工藝展開了探究，總結如下。

1、砂石加工系統廢水沉渣脫水工藝總覽

從當前的水電工程砂石加工系統廢水處理系統來看，其采用的工藝多以三項標配（石粉回收裝置、輻流沉淀池、機械脫水）為主，常見的脫水工藝有加壓過濾、真空過濾、離心分離三種，且在實際廢水處理應用過程中均具有較為廣泛的應用范圍。從上述三種脫水工藝的應用普遍性來看，以加壓過濾為最高，其次為真空過濾與離心分離。通過對這三種脫水工藝的實際性能做出對比分析，我們發現，采用離心分離與真空過濾兩種工藝進行處理的情況下，泥餅的含水率往往偏高，要針對這一情況進行處理，便需要進行臨時堆場設置，直至水分降低后才可再度進行轉運。除此之外，還需與運行時以實際粒徑、進料濃度為基準，對藥量進行適當調整，期間產生的運行成本相對偏高。與上述兩種方式不同，加壓過濾這一工藝通常以間歇運行方式為主，這一方式雖在運行維護等問題上相對復雜，但由于運行過程產生的成本費用較低，且泥餅含水率相對偏低，因此在整體適用性上相對偏高。在進行脫水設備選型時，可將可靠的脫水試驗成果作為依據，如缺乏相關數據，則可通過以粒徑要求、進漿濃度為基準，選擇適應性相對較寬的廂式壓濾機即可。

2、常規壓濾脫水工藝存在的問題

經實踐研究論證，采用加壓過濾、真空過濾、離心分離這3種廢水沉渣脫水工藝進行處理時，存在的相關問題仍然相對較多，亟待改進完善，筆者現以分點形式將其概述如下：首先，從上述三種脫水工藝運行效率來看，當前仍然難以取得有效提升，脫水速度的問題一直普遍存在，通常情況下，一個工作周期的完成往往需要花費兩小時左右，不利于整體工作效率的提升；泥餅的含水率相對偏高，易導致成本的提高與效率的減退，且濾餅的脫落難度相對較大；從機架大梁來看，側彎現象時常出現，這便直接導致了濾板排列情況的失序，不利于整體整齊性的提升，易造成進料過程中跑料現象的產生；濾板及濾布部分易出現受損問題，在得不到及時處理的情況下極易引起跑料現象的出現；在濾室充滿的情況下，進料泵仍然繼續保持運作狀態，進而可造成進料泵的不同程度受損，另一方面也將使能源產生一定的損耗，與“節能降耗”理念存在相悖之處。

3、廢水沉渣脫水工藝

3.1 工藝原理。從隔膜壓濾工藝的原理來看，其主要在常規壓濾工藝上進行了改進與革新，與廂式壓濾機相比，高壓隔膜壓濾機于兩側進行了兩塊彈性膜的加裝，整體膜片為復合橡膠隔膜，并于完成入料操作后，向隔膜板注于高壓流體。通過上述操作的實施，可有效完成針對濾餅的二次壓榨操作，同時，隔膜分別于兩側鼓起，對濾餅形成相應壓迫作用，過程約持續3-15分鐘，由此促進濾餅的更進一步脫水，使脫水效果可達到一個更優的層次。除此之外，由于濾板在經過還原的情況下，與泥餅之間留有一定的間隙，便給卸餅脫落提供了更為便捷的條件。

3.2 工藝特點。與常規濾板相比，高壓隔膜濾板在制造過程中對于生產工藝具有著更高的要求，其工藝特點大致可概述為以下幾點：隔膜濾板的密封性相對較佳，且具有一定的抗老化、抗疲勞性，在質量及使用壽命上較具保障；基于隔膜較為良好的彈性體，在鼓起還原這一步驟的適應性相對更佳；從隔膜濾板的加工制作工序來看，其精密性較佳；從隔膜壓濾機油缸壓緊壓力來看，其對于不同泥渣的深度脫水操作具有較高的適應性，且隔膜濾板耐屈服撓度較佳，產生白化現象的可能性較低；隔膜壓濾機在降低濾餅水分方面具有較高效率，針對各種物料性質的處理工作均具有較高適應性，與常規壓濾工藝相比明顯較優了；濾室注滿后，進料泵便將停止繼續運轉，由此使進料泵的磨損程度得以降低。

3.3 工藝應用優勢

3.3.1 可促使壓濾周期縮短。經研究表明，沉渣中的水分分布特性與機械脫水性能之前可產生密切關聯。有學者提出，從沉渣中的水分性質來看，主要可分為自由水與結合水兩種，其中自由水即指在的周圍固體顆粒存在的情況下，水分性質不受其影響而產生相應變化；結合水即指可與固體顆粒產生相互作用力的水分。從結合水中水分與污泥顆粒之間的相互作用力來看，又可細分為不同的三種，其一為固體顆粒與化學鍵力的結合，稱為內部結合水；其二為吸附于固體表面的結合水，稱為表面結合水；其三為絮體、毛細管內的結合水，稱為機械結合水。通常情況下，在結合水量越高的情況下，機械脫水的難度也將出現相應增長。在水分形式不同的情況下，結合強度最低的為自由水，其次為機械結合水、表面結合水，最后為內部結合水。采用高壓隔膜壓濾機進行操作的過程中，在進料到濾餅形成的時間里，通過對進料壓力的合理利用，可有效使自由水得以去除，此外還可實現含水率的大幅降低，降低幅度約可控制在30%左右。在上述情況影響下，可通過更高的脫水效率使結合水更快得以去除，由此促使壓濾周期可得以大幅縮短。

3.3.2 對于固體顆粒粒徑配及均勻性的波動具有較高適應性。從水電工程中的產生的主要廢水性質來看，其主要屬于無機廢水，這便意味著在實施脫水操作的過程中，實際的困難程度基本取決于固體顆粒的均勻度、顆粒粒徑大小等因素。學者在研究中發現，通常情況下，泥渣粒度與表面積基本成反比關系，泥渣粒度較小的情況下，表面積便相應越大，結合水量也相對更高，脫水的困難程度偏高。另一方面，泥渣粒度的均勻程度也與水分排除的難易度存在著重要關聯，在泥渣粒度均勻的情況下，受重力作用影響，水分排出的難度相對較低，反之則易導致粗顆粒的空隙被細顆粒填充，造成水分排出難度也隨之增高。在相同工程中，如粒徑級配的分布存在明顯差異，即表示砂石加工系統的廢水中存在的固體顆粒在粒度均勻性上相對較較差，且粒徑波動往往相對較大。通過高壓隔膜壓濾機的應用，能夠在高壓壓榨的操作工程當中完成針對進氣穿流工藝的配合，從而對內部結合水與泥餅表面形成進一步處理效果。除此之外，鑒于泥餅所具有的較為干燥的特性，在上述措施的影響下，可有效實現減容減量的目的，同時也可促使泥餅含水率的進一步降低，降低程度約可使總含水率降至15%以下。

3.4 工藝應用過程中需重視的問題。在隔膜壓濾工藝的應用過程中，為實現該工藝實際價值的最大化提升，還應在以下幾個方面予以足夠重視。第一，進行進料泵配置時，可以常規壓濾工藝的進料泵形式為參考，并對入口壓力進行合理設置，每cm2的入口壓力約為7kg。另外，還應進行進料泵流量的設置，在每100m2的隔膜壓濾機中，每小時的進料泵流量約為60m3。第二，由于生產過程中的廢水沉渣在疏水性上具有較為良好的特性，

因此可合理省略二次加藥這一步驟，以實現運行成本的盡可能縮減。第三，濾布作為進行泥渣過濾的關鍵介質，對其進行合理選擇是一項重要任務。針對生產中廢水泥沙顆粒偏細的特性，主要可以丙綸濾布為優選，該類型的濾布具有著較為良好的透氣性能，且耐磨性、伸展性及強度等參數均與實際需求相符。應用該類型濾布進行泥沙過濾時，還可加入適當的特殊工藝處理，如拋光、高溫定型等，由此實現過濾效率的進一步提升，從而使過濾周期得以縮短。

4、結語

綜上所述，通過對常規脫水工藝中存在的問題進行剖析，可得知水電工程砂石加工系統中所采用的廢水沉渣脫水工藝具有較強的與時俱進需求。隨者水電工程整體發展速度的提升，要使脫水工藝能夠及時跟進，還需從實際需求的層面出發，并在今后的研究工作中，不斷總結現有技術下的相關經驗，并致力于脫水工藝的不斷改革，以實現砂石加工系統運作效率的最優化。

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