课题组在2009年8月至12月间以官地水电站打倮砂石加工系统为依托,开展了砂石加工系统生产废水沉降及脱水性能的小试试验研究工作,提出水电站砂石加工系统废水处理的平流式分级沉淀工艺和废水沉渣真空脱水的思路。前期的小试试验通过对分级沉淀后的各级沉渣的脱水方式和相关影响因素进行探讨,为沉渣分级处理工艺的进一步扩大规模应用和沉渣简易脱水设备的开发提供了依据。本次中试模型就是以小试试验所取得的一系列运行参数为基础进行设计。课题组还与四川华健环博投资有限公司合作开发出了真空脱水设备。在现场通过中试模型和脱水样机的试验,进一步检验了小试提出的砂石加工废水处理工艺的普适性,同时找寻出更适用于中试现场砂石加工废水的运行工况。通过大量的现场试验数据,得出以下结论:沉渣中悬浮物粒径的大小决定沉渣的脱水性能,考虑用分级处理沉渣的思想是可行的。中试两级沉淀池最终确定的停留时间是20和40min。在13m³/h的进水工况下,一级沉渣颗粒粒径大,脱水性能好。沉渣可采用真空强化脱水,在滤布上湿沉渣铺设厚度在2cm左右,干化后泥饼厚度在1cm时沉渣脱水性能最佳,真空脱水样机稳定时处理能力大约在165kg/m²·h。废水二级沉渣比阻是2.49×10⁹cm/g,粒径小于38μm的颗粒占67.48%,泥渣脱水性能较差,需采用真空强化脱水,投加絮凝剂后能明显的改善脱水效果,在最佳投药量0.9‰的调质,比阻降至8.39×108cm/g。沉渣真空脱水的影响大小的因素依次是絮凝剂的使用、真空度、脱水泥量、滤布透气量。结合真空脱水过程中的泥水分离现象分析,确定沉渣脱水后的干泥渣厚度在1cm左右的效果是较好的。废水絮凝沉淀池沉渣比阻是9.55×10¹⁰cm/g,投加絮凝剂后的脱水效果改善明显,在最佳投药量10‰的调质后,比阻降至2.53×10⁹cm/g,考虑到真空脱水样机的滤布孔径较大而无法完成对絮凝沉淀池沉渣的截留。考虑到该级沉渣与二级沉渣在相同体积下需投加的絮凝剂相差不多,最终选择絮凝沉淀池沉渣与二级沉渣混合后再进行干化处理。混合沉渣比阻是10.7×108cm/g,泥渣脱水性能不是太好,采用真空强化脱水,投加絮凝剂后的脱水效果比投加前具有明显的改善,在最佳投药量2.2‰的调质后比阻降低至1.3×108cm/g,对真空脱水的影响大小的因素依次是絮凝剂的使用、真空度、脱水时的泥饼厚度、滤布透气量。结合真空脱水过程中的泥水分离现象分析,确定沉渣脱水后的干泥渣厚度在0.5cm左右的效果是较好的。真空脱水样机稳定时的处理能力大约在187kg/m²·h。真空脱水样机稳定运行时对各级沉渣的处理能力完全达到了当初小试的设计能力,经过一段时间的运行,发现样机还存在着滤布与真空吸盘密闭程度不够,抽滤行程过短造成能耗过大,沉渣调质后铺设厚度不均匀和滤袋易跑偏的问题,后期可针对以上问题予以改进优化,样机的处理能力能得到较大地提升。试验通过对各级沉渣的脱水方式和相关影响因素进行探讨,为分级处理工艺的工程规模应用和开发的简易真空脱水样机的改进优化提供了依据。