鋁模板高壓清洗系統(tǒng)中循環(huán)水處理的工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用

向德宇，崔 寧，王 昌，高洪澤，曹 凡，唐曉東

（遼寧忠旺機(jī)械設(shè)備制造有限公司，遼陽(yáng) 111003）

0 前言

隨著建筑模板技術(shù)的高速發(fā)展，許多新型模板材料被推廣，這其中尤以鋁模板的發(fā)展與應(yīng)用最為迅猛。21 世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)建筑模板的主流發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)為鋁模板。鋁模板具有質(zhì)量輕、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、循環(huán)次數(shù)多、施工效率高、施工安全系數(shù)高、機(jī)械依賴程度低、低碳環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。鋁模板作為一種可循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保模板，迅速成為目前建筑模板更新?lián)Q代的主流發(fā)展方向。

在國(guó)家倡導(dǎo)綠色施工的背景下，高壓清洗因具有環(huán)保、便捷、可循環(huán)的特性在眾多清洗方式中脫穎而出。鋁模板的高壓水清洗屬于物理清洗[1]，因其清洗后的污水可循環(huán)利用，所以具有成本低、不污染環(huán)境、綠色環(huán)保等特點(diǎn)[5]。結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)和主流技術(shù)，利用企業(yè)的研發(fā)能力和制造加工，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種全新的鋁模板高壓清洗系統(tǒng)中的水處理裝置，旨在提高循環(huán)水水質(zhì)，去除水中水泥殘?jiān)入s質(zhì)。該處理裝置可提高過(guò)濾精度，使處理后的水中顆粒直徑≤10 μm，從而保證了清洗設(shè)備的使用壽命，提高模板清洗質(zhì)量，降低企業(yè)的運(yùn)行成本。

1 污水的水量和水質(zhì)

1.1 污水水量

根據(jù)清洗系統(tǒng)計(jì)算清洗鋁模板產(chǎn)生的污水最大排放量為380 m3/d，污水處理設(shè)備每小時(shí)處理量為38m3/h，日處理時(shí)間為10h，每日處理量為380m3/d。

1.2 清洗污水的水質(zhì)

污水中的主要污染因素包括pH 值、水泥顆粒、泥沙、懸浮物、COD（化學(xué)需氧量）和SS（懸浮物）等。參照行業(yè)情況，執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，嚴(yán)格遵守國(guó)家及地方現(xiàn)行的有關(guān)環(huán)保法律、法規(guī)，確定本系統(tǒng)工藝處理后的出水水質(zhì)指標(biāo)，如表1所示。

2 工藝流程設(shè)計(jì)

2.1 污水水質(zhì)分析和方案選擇

清洗污水每小時(shí)處理量為38 m3/h，主要污染因素為 pH 值 9~11；SS：500~1 000 mg/L；COD：1 500~2 000 mg/L 等。本方案選擇的主要處理工藝為調(diào)節(jié)池+混凝沉淀+砂濾-碳濾+保安過(guò)濾器[2-3]。污水是在清洗設(shè)備工作過(guò)程中產(chǎn)生的，經(jīng)車(chē)間收集管溝自流入曝氣沉砂池，沉淀水泥顆粒和泥沙后流入集水井，經(jīng)提升泵提升進(jìn)入一體化調(diào)節(jié)池[4-5]，待調(diào)節(jié)pH值[6]、加混凝劑反應(yīng)之后沉淀；最后過(guò)渡池的出水經(jīng)泵打入砂碳罐、保安過(guò)濾器進(jìn)一步去除水中懸浮物，保證回用水水質(zhì)。污泥濃縮后，最后通過(guò)板框壓濾機(jī)進(jìn)行擠壓，轉(zhuǎn)換成固廢進(jìn)行處理。

2.2 工藝簡(jiǎn)介

在生產(chǎn)過(guò)程中排放的污水主要是鋁模板清洗污水，污水中的主要污染因素有pH 值、水泥顆粒、泥沙、懸浮物、COD（化學(xué)需氧量）和SS（懸浮物）等。污水經(jīng)地下集水池初步收集后，用提升泵將污水抽入處理系統(tǒng)：首先流入調(diào)節(jié)池，通過(guò)穿孔曝氣工序，經(jīng)調(diào)整水質(zhì)水量后，注入混凝池；利用混凝法去除污水SS；然后再經(jīng)過(guò)絮凝池進(jìn)行絮凝沉淀處理；固液分離后的污水最后利用砂碳罐以及保安過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，達(dá)標(biāo)后排放或回用。

2.2.1 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池主要用于實(shí)現(xiàn)水質(zhì)與水量調(diào)勻，以便于后續(xù)設(shè)備的持續(xù)工作。由于清洗設(shè)備產(chǎn)生的污水量不均，污水匯入調(diào)節(jié)池時(shí)，利用曝氣管和調(diào)節(jié)池容量的調(diào)節(jié)作用進(jìn)行有效調(diào)控，保證水質(zhì)勻化、防止沉積，把污泥量和污染負(fù)荷波動(dòng)限制在規(guī)定的范圍內(nèi)，以確保后續(xù)處理順利實(shí)施。

2.2.2 混凝池

混凝池的主要作用：向污水中加入聚合氯化鋁，使其通過(guò)水解反應(yīng)形成穩(wěn)定離子或氫氧化物膠體，中和污水中存在的電荷，使其與帶電物質(zhì)形成小分子細(xì)胞凝集，盡量避免在污水中形成難以去除的懸浮膠體顆粒，從而保證處理污水的濁度和色度[7]。

2.2.3 絮凝池

絮凝池是污水進(jìn)行絮凝工藝的反應(yīng)池，在該池內(nèi)加入定量聚丙烯酰胺進(jìn)行處理。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[8]，聚丙烯酰胺具有絮凝、黏合、降阻和增稠作用，它使污水中的懸浮雜質(zhì)進(jìn)行電中和反應(yīng)，并且可以大范圍地減小污水之間的阻力，從而增加凝固絮狀物的稠度，致使污水中析出大量絮狀礬花，增強(qiáng)固液沉淀分離效果。

2.2.4 混凝沉淀池

經(jīng)絮凝池工藝處理后的懸濁液進(jìn)入沉淀池后，在其內(nèi)沉淀成絮狀礬花，從而實(shí)現(xiàn)固液沉淀分離。接著污水進(jìn)入過(guò)濾池進(jìn)行下一步處理，達(dá)標(biāo)后排放。底部沉淀物在污泥泵的作用下匯集進(jìn)入污泥濃縮池。

2.2.5 淤泥濃縮池

淤泥濃縮池[9-11]的作用是將匯入底部的沉淀物與添加劑PAM 再次充分作用，然后運(yùn)用重力濃縮原理，使污泥含水量由98%降到95%，待其出水時(shí)近似呈糊狀狀態(tài)，即污水的總體積可減到1/4，從而大幅度降低了污泥處理系統(tǒng)的總處理量。在污泥濃縮池中安裝傳動(dòng)污泥濃縮機(jī)，避免了各種不同性質(zhì)污泥混合不均。采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水，池內(nèi)的污泥可以直接進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行壓縮，壓濾出來(lái)的干泥含水率低。該機(jī)帶有自動(dòng)拉板，操作簡(jiǎn)單，干化時(shí)間短，并且符合環(huán)保要求。

2.3 工藝流程

本污水處理系統(tǒng)工藝流程為：清洗污水→調(diào)節(jié)池→混凝池→絮凝池→混凝絮凝池→過(guò)渡池→砂濾-碳濾→保安過(guò)濾器→回用池。具體見(jiàn)圖1。

2.4 污水處理系統(tǒng)組成部分

污水處理系統(tǒng)整體分為調(diào)節(jié)池、一體式沉淀箱、設(shè)備間以及板式壓濾機(jī)4 個(gè)區(qū)域。圖2 為污水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 污水處理系統(tǒng)示意圖

3 污水處理系統(tǒng)主要建筑和設(shè)備

污水處理系統(tǒng)主要構(gòu)建物及設(shè)備清單分別見(jiàn)表2和表3。

表3 主要設(shè)備清單

4 設(shè)備使用情況

該系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行一年，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，得出一套穩(wěn)定的運(yùn)行工藝。處理水量滿負(fù)荷運(yùn)行38 m3/h，處理達(dá)標(biāo)排放，出水清澈透明。

生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)污水處理前后分別進(jìn)行取樣分析，檢測(cè)結(jié)果如表4所示。

表4 污水處理前后水質(zhì)對(duì)比

5 結(jié)論

鋁模板高壓清洗污水帶有大量水泥顆粒、泥沙、懸浮物、COD 和SS 等污染物，經(jīng)本系統(tǒng)的混凝、絮凝等工藝處理后，回水可提供穩(wěn)定、清潔的水源，保證板高壓清洗機(jī)組的正常運(yùn)行。而每噸污水的處理費(fèi)用僅為工業(yè)水價(jià)格的1/4，有效減少了設(shè)備的維護(hù)成本，達(dá)到清洗用水循環(huán)利用，符合節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)。