建筑饰面石材加工废水处理工程技术规范(3)

2019-05-26 17:18

根据GB/T 1《标准化工作导则》系列标准的要求,编写了本标准的前言,说明了制订标准的依据、目的,并简述了标准的主要内容和标准的管理。 4.3 适用范围

规定了本标准的主要内容、适用主体与对象,明确了标准对建筑饰面石材加工废水处理工程全过程的技术指导作用。 4.4 规范性引用文件

引用了与本标准密切相关的法规、规范、标准和文件。现行的废水治理及工业企业环保类标准,是制定本标准的法律依据,其中有关条文是本标准的技术基础,引用此类文件,使标准具有合法性和权威性。

建筑石材加工废水工程主体工艺与现有城镇污水和工业废水处理有许多共同点,工程中关于工艺、设备、管配件等方面的规定引用了现行的国家及部级标准和技术规范。同时,有关建设工程涉及配套专业和工程施工、安装、调试、验收规范均成为本标准的引用文件。

根据标准编制的项目背景,本标准也引用并执行了近期(2008~2009年)省政府及有关部门出台的相关文件的要求。 4.5 术语和定义

标准在直接引用《给水排水设计基本术语标准》GBJ 125-89中相关术语的基础上,补充了与本标准相关的定义,便于标准条文的理解。 4.6 污染物与污染负荷

根据《环境工程技术规范制订技术导则》要求,本标准针对建筑饰面石材加工工艺过程的特点,对生产过程中产生的各种主要污染物和污染负荷进行说明,以便在工程总体设计和工艺设计时对不同污染物、污染负荷的工艺分述要求。 4.6.1 废水分类

石材加工工艺流程大致为:石材原料→锯机切割→磨机磨光→切割成型→成品。目前,福建省内(特别是敖江流域)建筑饰面石材加工更多的仍是采用各工序相对独立的简单加工方式,采用一体化生产线方式很少,机械化程度整体偏低。

根据石材加工工艺及其具体工序,废水确定为锯机废水、磨机废水和切边机废水三类。这种分类和称谓在行业内外基本得到公认。 4.6.2 废水水量

(1)对于现有企业废水排放量,可以实测确定或者通过用水量乘以折减系数进行估算。相比《室外排水设计规范》(GB50014-2006)中有关污水量按用水定额的80%~90%进行折减,考虑到省内石材加工企业的厂区内路面硬化程度普遍不高、易渗漏和跑、冒、滴、漏问题严重等现场实际情况,本标准取折减系数为70%~90%。

(2)通过广泛的调研、分析,确定和列出了一些典型的建筑饰面石材(花岗岩类)加工废水产生量的参考数据。 4.6.3 废水水质

(1)石材废水中主要含有石粉(成分为SiO2、CaO和CaCO3等),少量金刚石细粒、磨料细粒以及冲洗泥砂等。相比磨机废水,锯机和切边机两种废水的水质更加相近,污水中颗粒更粗大且均含有少量的有机冷却剂(主要为皂化物、太古油等)。通过调研和水质分析可知,该废水的特征污染物为悬浮物(SS),污水中颗粒呈悬浮和胶体状态,分散度高。 (2)对于现有企业处理前废水水质,可通过实测确定,并对实测时采样位置、频次进行了规定。

(3)通过调研和我院在古田、罗源、福鼎等地开展的大量工程实践,确定和列出了一些典型的建筑饰面石材(花岗岩类)加工废水水质的参考数据。 4.6.4 设计水量和设计水质

根据《环境工程技术规范制订技术导则》要求,本条对设计余量进行了经验规定。 4.7 总体要求 4.7.1 一般规定

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(1)从宏观层面上,采取全过程控制和清洁生产,可从源头上减少污染排放和提高资源利用率。

(2)对于废水治理工艺的选择原则,本条提出了具体的规定,并且特别强调了须充分结合福建行业生产实际和经济适用性。

(3)对于厂区排水体系,提出了雨污分流并对初期雨水进行截流、处理的要求,避免了初期雨水的污染,同时也有利于减小废水处理规模和改善厂区环境。

(4)为了体现工程投资的规模效应和保持系统稳定的治污效果,提倡废水处理工程采取园区化的集中处理和统一运营管理方式。

(5)为了防止环境污染、便于环境监管和提高水资源利用率,提出了废水经达标处理后全部回用于生产的要求。

(6)在石材加工废水治理过程中,由于沉淀污泥产量大和存在较严重的机械(水泵、污泥泵和污泥脱水设备等)噪声,故应采取预防二次污染的有关工程措施。

(7)由于建筑饰面石材加工废水处理沉淀污泥产量大且易板结,排泥措施、污泥处理系统的合理设计和提高机械化水平对保证系统的稳定运行至关重要。

(8)鼓励企业将污泥、废石渣、废石料作综合利用,并提出了综合利用方向和固废贮存、处理和处置的参照执行标准。

(9)根据国家有关规范排污口和在排水口安装在线自动监测仪器的规定,对于排水口在线监测系统的配置提出了有关要求。 (10)除应遵循本规范和环境影响评价审批文件要求外,石材废水治理工程还应与国家基本建设程序以及国家有关强制性标准、规范的要求相符。 4.7.2 建设规模

工程建设规模的确定是影响工程投资的主要方面,是关系工程投资效益能否顺利实现,提高经济效益的基础。规模大于实际需求,而短期内又无法达到建设规模的,即造成工程投资的浪费和一定的经济损失,又给运行管理工作增加了许多麻烦。规模小于实际需要,则不能达到建设的目的,尤其是对废水处理工程出水水质和管理增加了困难。因此,确定符合实际又适应发展需要的建设规模是非常重要的。

(1)基于废水实际排水量和工程经验,考虑10~15%的设计余量,确定工程建设规模。 (2)废水水量有实测数据的,应以实测数据为准;没有实测数据的,可参考同类型企业的数据。

(3)通过调研和我院在古田、罗源、福鼎等地开展的大量工程实践,本条确定和列出了5种典型的建筑饰面石材(花岗岩类)加工企业生产规模、废水处理工程规模对应关系。 4.7.3 工程构成

根据废水处理基本工艺流程,本条明确了废水处理工程范围及具体内容。 4.7.4 场址选择和总平面布置

(1)《工业企业总平面设计规范》GB50187是关于工业企业总平面布置的指导性标准,标准从站址选择、平面和竖向设计、总图运输、管线综合及绿化布置等方面作了系统的规定,可作为石材加工废水治理工程场址选择和总体布置的依据。同时,由于与城镇污水处理厂有相似之处,也可参照《室外排水设计规范》(GB50014)中的相关规定。

(2)结合站址地形、气候和地质条件,可有各种总体布置形式,必须经技术经济比较确定,并提出了一些原则要求。需特别强调是:

① 由于废水中悬浮物含量高,处理站应就近设置,以减少自流进水沟渠的淤堵; ② 由于石材企业普遍存在用地限制,废水治理工程应注意节约用地; ③ 固废应合理设置临时贮存和堆放场所,且要注意防渗、防雨淋问题。 (3)对于废水处理站各处理单元的布置,提出了一些原则要求。

(4)由于污泥和药剂运送量大,要特别注意厂区内物流通道的合理设置。 4.8 工艺设计 4.8.1 一般规定

(1)对于理工艺及具体型式的选择,强调要有针对性,应应充分考虑各企业规模、经济承受能力及管理水平的不同。

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(2)由废水水质分析可知,锯机废水耗水量大且含有加工过程中添加的有机冷却剂,回用价值高;锯机和切边机两种废水的水质相近。工程实践表明,锯机废水和切边机废水可合并处理,锯切废水与磨机废水经分别治理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准(要求SS≤70mg/L)后全部回用,对生产及产品质量均无影响,提高了资源利用率,同时也便于环境监管。

(3)充分考虑福建省内行业实际,结合广泛的调研和工程实践,提出了采用混凝平流沉淀或混凝竖流沉淀方式。

(4)大量的工程运行实践表明,对于采用人工清挖或槽罐车外运方式对污泥进行处理处置,由于人工量或槽罐车外运泥浆量太大,实际中很难实现正常运行,导致经常出现污泥满池和乱堆现象,进而造成污水外溢污染和污泥二次污染问题。为此,本标准提出了污泥处理工艺和处置的具体方式。

(5)根据废水处理工程设计及运行经验,处理设施和构筑物数量不宜少于2个,利于检修维护;同时按并联的系列设计,可使运行更为可靠、灵活和合理。

(6)废水处理构筑物设计尺寸的确定,特别是埋地深度,应在满足工艺要求的前提下充分考虑现场条件和施工难度。

(7)本条对废水处理设施和构筑物提出了防腐、防渗、防漏的要求。

(8)根据试验结果和工程实践经验,本标准提出了对混凝剂、助凝剂种类的选择及其投加量的建议,以便于参考选用。

(9)废水排放宜考虑自流式明渠,执行《室外排水设计规范》(GB50014)相关规定。 4.8.2 工艺路线选择

根据石材加工废水特性,以沉淀为主体处理工艺是可行的。粗大颗粒依靠自然沉淀作用就可去除,而细小颗粒和胶体需投加混凝剂和助凝剂进行物化反应,利用压缩双电层、网捕卷扫,吸附架桥等作用将其去除。

在工程实际中,对沉淀工艺和具体型式的选择也是至为关键的,这直接关系到实际处理效果和工程投资、运行费用和运行管理及维护。根据沉淀前是否投加混凝剂,分成自然沉淀和混凝沉淀两类;根据沉淀池具体型式的选择,又可区分成平流沉淀池和竖流沉淀器两类。目前,常用的几种技术及其优缺点比选如表1所示。

表1 建筑饰面石材(花岗岩类)加工废水处理常用技术比选

性能特点 适用废水种类 适用企业规模 处理出水去向 自然沉淀工艺 平流沉淀池 锯切机废水 小型企业 混凝沉淀工艺 平流沉淀池 竖流沉淀器 锯切机废水或磨机废水 锯切机废水或磨机废水 小、中偏小型企业 中、大型企业 简单回用 达标回用或达标排放 达标回用或达标排放 系统停运,人工1.系统停运,人工清挖泥块后外运填系统不停运,机械排泥污泥处理 清挖泥块后外运埋或综合利用;2.系统不停运,污泥脱水成泥饼后外运填埋处置方式 填埋或综合利用 泵抽吸泥浆由槽车外运填埋。 或综合利用 效果和运行管理 很差、很不方便 一般 好 造价和运行费用 较低、低 较低、较低 一般、一般 占地面积 大 较大 小 ★技术推荐性 不宜推荐 污水推荐性一般,污泥不宜推荐 值得推荐 ★备 注:采用人工清挖或槽车外运处理污泥,由于人工量或槽车外运泥浆量太大,实际中很难实现正常运行,导致经常出现污泥满池和乱堆现象,进而造成污水外溢污染和污泥二次污染问题。

(1)通过技术比选,结合广泛的调研和工程实践,本标准提出了以混凝沉淀工艺为主的达标回用实用技术。

(2)对于中、大型企业,废水处理宜采用混凝竖流沉淀工艺,污泥脱水宜采用卧螺离心沉降方式,并给出了基本工艺流程方框图。

(3)对于小、中偏小型企业,废水处理宜采用混凝平流沉淀工艺;锯切污泥脱水宜采用卧螺离心沉降方式,而磨机污泥可考虑泥浆定期抽吸后由槽车外运填埋方式,并给出了基本工艺流程方框图。

(4)对于选定的5种有代表性的规模系列,本标准有针对性地提出了对应的废水处理工艺的具体型式,具体见表2所示。

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表2 5种典型的企业生产规模、废水处理工程规模与处理工艺型式选择对应关系

锯切机废水 磨机废水 规模系列 池型选择 锯机(10大片) 切边机 磨光机 生产规模 3台 1台 2台 混凝平流沉淀池 3废水量 40m/h 1.5 m3/h 生产规模 5台 1台 4台 混凝平流沉淀池 3废水量 70m/h 3.0m3/h 生产规模 10台 3台 7台 锯切废水采用混凝竖流沉淀器;磨33机废水采用混凝平流沉淀池 废水量 140 m/h 5.0 m/h 生产规模 15台 4台 10台 混凝竖流沉淀器 3废水量 200 m/h 7.0 m3/h 生产规模 30台 8台 20台 混凝竖流沉淀器 3废水量 400 m/h 14.0 m3/h Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 4.8.3 工艺设计要求 4.8.3.1 混凝竖流沉淀工艺

(1)本条对集水池的功能、设计有效停留时间和执行标准提出了要求,并考虑到福建省

内行业实际和施工能力,建议可采用石砌结构。

(2)根据石材废水特点和处理工艺,本标准建议助凝剂的投加和混合采用静态管式混合器,并对其技术参数、性能提出了具体要求。

(3)根据大量的工程实践经验,同时参照《室外排水设计规范》(GB50014)的规定,本标准对竖流沉淀器的设计提出了具体要求。需要特别强调的是:

① 为了实现重力排泥和排泥顺畅,同时便于加工和安装,本标准建议竖流沉淀器设计为全地上式圆形钢制结构;

② 由于石材废水(特别是锯机废水)中含有一定的浮渣或浮油,应配套设计撇除、输送等设施;

③ 采用污泥斗静水压排泥方式,为了排泥操作更为可靠、灵活和合理,本条还提出了每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管的要求。

④ 根据石材废水沉淀污泥易板结的特性和工程实践经验,本条提出了污泥斗下部和排泥阀的下端均应设置反冲洗系统的要求;为了提高水资源利用率,还建议反冲洗水直接引用沉淀器高位出水。

(4)本条对回用清水罐的设计有效停留时间提出了要求,并建议多座沉淀器共用。 (5)根据物料衡算,本条给出了污泥日产量的估算公式。

(6)根据工程实践经验和有关测试,本条对建筑饰面石材(花岗岩类)加工废水处理中产生的各种污泥的含水率给出了参考取值。

(7)根据污泥含水率的参考取值,本条给出了建筑饰面石材(花岗岩类)加工废水处理中产生的各种污泥的容重计算值。需说明的是,在此取花岗石容重为2.8 t/m3。

(8)根据污泥产量及其特性,同时结合大量的工程运行实践,本条建议污泥排放和脱水考虑连续运转方式,脱水设备选用卧螺离心沉降机。 4.8.3.2 混凝平流沉淀工艺

(1)根据大量的工程实践经验,同时参照《室外排水设计规范》(GB50014)的规定,本标准对平流沉淀池的设计提出了具体要求。需要特别强调的是:

①为了便于实现工艺要求(如长宽比、长深比和池长等)和减少占地面积,同时考虑到福建省内行业实际和施工能力,本条建议采用石砌结构和池内分格方式。

② 由于石材废水(特别是锯机废水)中含有一定的浮渣或浮油,本条提出了考虑设置进、出水挡板的要求。

③ 根据石材废水沉淀污泥易板结的特性和工程实践经验,本条提出了设置池底清洗和清渣考虑高压水冲洗设施的要求,同时还建议冲洗水引用沉淀池出水以实现循环利用。 (2)本条对清水池的设计有效停留时间提出了要求,并建议2组沉淀池共用。

(3)根据污泥产量及其特性,同时结合大量的工程运行实践,本条建议锯切污泥排放和脱水考虑连续运转方式,脱水设备选用卧螺离心沉降机。

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(4)根据物料衡算,本条给出了建筑饰面石材(花岗岩类)加工废水处理中产生的锯切污泥日产量的估算方法。

(5)对于小、中偏小型企业,由于磨机污泥产量不大,考虑到节省工程投资和运行实际,本条提出了可考虑由专业清渣公司负责定期(7天1次)将泥浆通过浓浆泵(清渣公司自配)泵入槽罐车后外运填埋的建议。

(6)对于建筑饰面石材(花岗岩类)加工废水处理,根据工程实践经验和有关测试,本条给出了排泥周期内(168h)磨机湿污泥产量的估算方法和容重参考取值。 4.8.4 二次污染物控制措施

(1)本条提出了应设置固废临时贮存和堆放场所应采取适当的防渗、防雨淋等措施以及参照执行执行GB 18599的有关要求。

(2)本条提出了应采取路面洒水、进出车辆轮胎冲洗等抑制扬尘措施以及满足GBZ1和GBZ2的相关要求。

(3)为了提高废水循环利用率,本条提出了车辆轮胎冲洗水可为回用水,并要求统一收集后纳入废水处理系统再行处理。

(4)为了改善环境和降低厂区噪声,本条提出了应采取必要的隔声、减振和绿化降噪等措施,并满足GBZ1和GB 12348的相关要求。 4.9 主要工艺设备和材料

(1)本条明确了废水处理系统包括的主要设备。

(2)本条明确了系统中的定型设备,并提出对其可根据工艺设计要求进行产品选购。 (3)根据废水处理特点,本条提出了水泵、污泥泵的选用种类和型号,且要求配备液位自动控制器。

(4)竖流沉淀器和清水罐属于非标设备,就设备制造、试验、验收、焊接、选材、防腐、试运转等方面,本标准提出了有关的技术和加工要求以及相应的执行标准。

(5)为了能实现系统稳定运行和节省工程投资,本条提出了水泵、污泥泵和离心沉降机等可考虑必要的备用或互为备用的要求。

(6)为了节省工程投资,对于小、中偏小型企业的磨机废水处理,本条根据运行实际提出了可采用人工溶药和UPVC溶药罐自动滴流投药方式,并要求溶药罐有效容积不宜小于0.125m3。

4.10 检测与过程控制

(1)本条规定了废水治理工程应根据工艺要求,在集水池、清水池和溶药罐内宜设液位自动控制器,并有高/低位接点输出,可自动及手动控制泵的启停。 (2)对于溶投药系统,本条规定要配置转子流量计控制加药量和缺药时能实现自动报警。 (3)本条规定了自动控制系统的配置与基本要求。

(4)本条规定废水处理站应按国家和地方环保部门有关规定安装在线监测系统。 (5)本条给出了废水在线自动监测系统及安装、系统运行维护需执行的标准。 4.11 主要辅助工程 4.11.1 电气系统

(1)本条对废水处理站的供电等级及其设计提出了要求。 (2)本条规定了低压配电设计、供配电系统的执行标准。 (3)本条给出了建设工程施工现场供用电安全的执行标准。 4.11.2 给水、排水和消防

(1)本条对厂区给水管网提出了采用生产、生活和消防联合供水的要求。 (2)根据《室外排水设计规范》(GB50014)和《污水再生利用工程设计规范》(GB 50335)等规范,本条强调了给水管与处理系统衔接时必须采取防止污染给水系统的措施。 (3)对于回用水输配系统,本条提出了独立设置和管材选用的要求。 (4)本条规定了消防设计的执行标准。 4.11.3 建筑与结构

(1)本条对建筑造型、风格和建(构)筑物平面布置和空间布局提出了总体要求。

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