技术丨水泥厂废水零排放的一些措施

:随着国家环保政策的日趋严格,各级环保部门对水泥行业废水的排放要求越来越高,很多地方的环境影响评价中也明确要求废水要达到零排放。因此设施的建设和升级改造也就势在必行。本文通过对水泥厂主要废水的来源及水质分析、零排放方面采取的一些成功措施进行汇总,与水泥同行分享。

水泥厂废水按照来源划分主要有生活和辅助生产车间废水、生产废水和雨水三种类型,本文主要探讨前两种类型的废水处理措施。

生活和辅助生产车间废水主要为水泥厂职工洗涤用水及粪便污水,这类废水含有机物质较多,还含有微生物、大肠杆菌等致病细菌,BOD5含量约为200 mg/L。通常这些废水通过化粪池发酵、分解后经汇集起来,流至污水处理站进行统一处理。但大部分水泥厂距离城市污水处理站较远,考虑成本等各方面因素,建厂初期一般都自建小型污水处理站,直接采用生化法或物化法与生化法相结合的处理方法进行简单处理后再排放。2015年底我们将厂区原有生活污水处理站进行了升级改造,将原污水处理站的调节池、一沉池、一级生化反应池、二级生物反应池、二沉池、出水池的隔挡全部打通,去掉一沉池和二沉池的污泥泵和填充料,合并为调节池、生化池、出水池,并将生化池条式填料更换成空心球形填料,将蓄水池改造为带溢流堰水槽的沉淀池和蓄水池,将二氧化氯发生器消毒改为次氯酸钠消毒,升级改造后的生活污水处理站处理水质达到了GB 50050—2007《工业循环冷却水处理设计规范》中循环冷却补充水标准,每天可处理200 m生活污废水,改造前后的工艺流程见图1。处理后的中水可用作机电设备循环冷却用水和余热发电循环水池补水,也可作绿化用水,水质情况见表1。

生产废水主要包括设备检修外排水、余热发电系统排污水和化验室废水。设备检修外排水除了含有少量的油污和泥沙外,不含有其他有害物质并且水量较小,可以经隔油池和沉淀池处理,直接排进污水管网而后进入中水处理系统循环再利用,不必向外排放。

余热发电系统排污水包括循环水池排污水、水处理排污水和锅炉连续排污水,处理难度相对较大。为达到该部分废水的零排放,我们通过多方咨询水处理厂家,查阅相关文献资料[1-3],最终结合实际情况采取了以下措施分别进行处理:

(1)循环水池排污水。由于循环冷却水在冷却过程中不断地蒸发,使水中含盐浓度不断增高,易结水垢。为确保冷却水质合格,延缓凝汽器铜管结水垢时间,提高真空度,需不断向水池内补充新鲜水,长时间循环使用必然产生一部分外排废水。

①在冷却塔循环水池旁自制加酸装置,通过添加98%的浓硫酸来调节循环水水质,pH值按7.5~8.2控制,将原浓缩倍率2.5提高至3.5,实践证明这一措施可使循环水池的排污水量由45 m/h下降至20 m/h左右。

②利用现有排水沟,在低洼处自建一混凝土积水池,做好防腐、防渗漏措施,将循环水池20 m3/h左右的排污水收集起来,通过投加絮凝剂、杀菌剂、阻垢缓蚀剂等化学药品,将处理后的上清液重新泵回循环水池作为补水继续循环使用。

③在水池旁安装一台潜水排污泵,定期(一年或数年)抽出下层污泥,将其掺入辅助原料进入立磨粉磨后进回转窑协同处置,不会产生其他污染物。

(2)水处理排污水、锅炉连续排污水和化验室废水。这部分废水量比较少,酸碱中和处理合格后(pH值控制在6.8~8.2左右),直接用作生料立磨磨内喷水、增湿塔喷水或石灰石破碎机卸料坑降尘喷水,不再循环使用。

采取上述措施后,从近几年的运行情况看,每吨废水处理成本约2.5元(主要是化学药剂和电费),处理后能重复利用的成品水高达85%左右,剩余废水供厂区道路洒水、绿化带浇水和各个堆料场扬尘点除尘喷淋用水,可以消纳水泥厂排放的全部废水。

由于水中杂质含量不同使我国南北方地区的水质差异较大,一般来说北方地下水的Ca2+、Mg2+及重碳酸盐含量高于南方地表水,而南方地表水中的Cl-、SO42-含量高于北方,所以北方地区地下水大多为硬度高的结垢型的水,南方地区结垢矛盾相对缓和而腐蚀矛盾相对突出。水泥企业根据自身实际情况,通过一定的技改和投资,是可以做到污废水重复利用,实现污废水零排放目标。

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