引言

中國是一個嚴(yán)重缺水的國家，水資源地域分布極不平衡，特別是北方地區(qū)缺水情況更為嚴(yán)重。隨 著 國家社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提升，跨區(qū)域調(diào)水工程勢在必行。在這些水利水電工程建設(shè)施工的同時會產(chǎn)生數(shù)量較大的廢水及少量的生活污水。生活污水可采用化糞池及一體化MBＲ膜設(shè)備+消毒設(shè)備等方式進行處理，處理方法簡單且成熟。該類工程施工廢水主要由?樞紐建筑物基坑滲水因開挖變渾濁、混凝土澆筑施工及混凝土防滲墻造孔污染等;?各類隧洞爆破開挖、出渣、襯砌及灌漿過程中滲水污染變渾濁;?砂石料生產(chǎn)加工、混 凝 土 生 產(chǎn)、機械維修保養(yǎng)等方式產(chǎn)生。其中砂石料生產(chǎn)廢水?dāng)?shù)量最大，懸浮物濃度很高，對其廢水處理要求也更高，難度較大。引漢濟渭黃金峽水利樞紐工程建設(shè)區(qū)域為南水北調(diào)中線工程與引漢濟渭工程雙水源地，對水質(zhì)的要求較高，工程施工產(chǎn)生的廢水全部禁止外排，必須全部回用處理。樞紐主體工程、各類隧洞工程及臨時工程施工產(chǎn)生的廢水經(jīng)凈化處理達標(biāo)后可用于廠區(qū)抑塵灑水、綠化、沖廁以及運輸?shù)缆窞⑺?河床天 然 骨 料 加工產(chǎn)生的廢水經(jīng)凈化后重新回用，做到廢水零排放。

1工程概況黃金峽水利樞紐工程是陜西省引漢濟渭調(diào)水工程重要組成 部 分，工 程 級 別 為I等，工 程 規(guī) 模 為 大(1)型。該工程以調(diào)水為主、發(fā)電為 輔，兼 顧 航 運，其 多 年平均供水量約為10億m3，泵站設(shè)計流量70. 0m3/s，揚程106. 45m，總裝 機容 量12. 6萬kW。該 水 庫 正 常 蓄水位450m，總 庫 容 約 為2. 2億m3，電站總裝機容量13. 5萬kW。大壩 為混 凝 土 重 力 壩，大體積斷面采用碾壓混凝土，壩 頂 長 度349m，最 大 壩 高63m。建 設(shè) 工期為52個月。

2黃金峽水利樞紐工程標(biāo)段劃分及廢水處理方案簡介黃金峽水利樞紐按照樞紐前期工程(壩頂以上兩岸壩肩開挖支護)、樞紐主體大壩工程、樞紐砂石料加工及混凝土生產(chǎn)供應(yīng)、魚類增殖站和引水隧道等項目分標(biāo)段進行建設(shè)。樞紐前期工程及魚類增殖站以水面以上開挖、回填為主，廢污水產(chǎn)生的量較少，采 用 池 塘自然沉淀法處理。引水隧道標(biāo)段因長時間施工排水采用“多級沉淀 池+絮 凝 劑+反 濾 設(shè) 備”處 理 形 式。主體大壩工程僅在建筑物水下開挖生產(chǎn)廢水且廢水濁度小，其他時段為地下滲水及少量混凝土施工廢水，故開挖廢水及地下 滲 水 采 用“大 型 沉 淀 池+反 濾 土 工 布”處理形式，混凝土及灌漿施工產(chǎn)生的廢水采用沉淀池自然沉淀法處理。樞紐砂石料加工前期采用“多級沉淀池+絮凝劑+反濾設(shè)備”處理形式，其工藝流程見圖1，因不能滿足高強度施工需要，后期改造為本文 介 紹的高效廢水處理設(shè)備系統(tǒng)。

3高效廢水處理系統(tǒng)設(shè)備在黃金峽砂石加工系統(tǒng)中的應(yīng)用

3. 1砂石加工系統(tǒng)廢水處理設(shè)備選型黃金峽水利樞紐主體工程混凝土總量為136. 8萬m3，共 需 成品 骨 料 約310. 0萬t。共 規(guī) 劃 有 四 個 天然料 源 地，分 別 為 高 白 沙、史 家 梁、白 沙 渡 及 史 家 村。料場均位于河漫灘，全部由卵礫石夾砂及純砂層組成，砂礫石料儲備總量447. 3萬m3，母料開采砂料含泥量一般大于8%，必須進行沖洗。黃金峽水利樞紐砂石加工系統(tǒng)設(shè) 計 規(guī) 模，按 一 天兩班14h工作制滿足常態(tài)混凝土8. 0萬m3/月供應(yīng)能力，系統(tǒng)設(shè)計處理能力為780t /h，系 統(tǒng) 生 產(chǎn) 能 力 為600t /h。骨料加工產(chǎn)生沖洗廢水450 ～ 500t /h，廢水含固率約5%，經(jīng)計算每小時產(chǎn)生的污泥量為25t /h。無論從砂石料加工能力還是廢水處理工作量來看，施工強度均較大。鑒于母料開采實際含泥量超出原設(shè)計提供的指標(biāo)，經(jīng)過前期生產(chǎn)性試驗，認(rèn)為原有的“多級沉淀池+絮凝劑+反濾設(shè)備”廢水處理方案及設(shè)施不能滿足高峰時段混凝土生產(chǎn)需求，必須對原設(shè)計方案進行升級改造。經(jīng)過多方調(diào)查及比對，最終選擇本文 所 介 紹 的高效處理設(shè)備，成功解決了廢水處理零排放及淤泥干化等重大難題，保護了水源地環(huán)境。

3. 2高效廢水處理設(shè)備的應(yīng)用

3. 2. 1設(shè)計依據(jù)及原則設(shè)計 依據(jù) 及 原 則 為:?廢 水“零 排 放”;?具 有 先進性和可調(diào)節(jié)性;?根據(jù)廢水水質(zhì)、水量的 變 化，出 水口達到水質(zhì) 穩(wěn) 定，能 夠 達 標(biāo) 回 收 利 用，且 系 統(tǒng) 運 行 穩(wěn)定、安全，設(shè)備便于操作和維修;?淤泥能定時排放，濃縮淤泥含水率應(yīng)不大于20%，晾曬后便于外運至渣場填埋或作為復(fù)墾基層。

3. 2. 2廢水處理設(shè)計原理砂石篩分車間和棒磨機車間沖洗 廢 水，自 流 進 入上部沉淀池，顆粒較大物料在沉淀池自然沉淀，按期采用反向挖掘機配自卸汽車對沉淀池內(nèi)積渣進行清理;懸浮物濃度較高的廢水從沉淀池溢流口經(jīng)過鋼管自流進入濃縮沉淀罐內(nèi)，在此期間通過在管道混合器內(nèi)混合加藥，濃縮罐將大部分懸浮物自然沉淀在罐體底部，上層清澈水體從濃縮罐上部自流進入清水池內(nèi)，循環(huán)生產(chǎn);濃縮罐底部淤泥在罐體上部水壓下自流進入帶式壓濾機中，帶式壓濾機將淤泥干化處理，處理后形成的泥餅通過膠帶機送入干化泥儲存池堆存，裝載機配自卸汽車將干化后的淤泥運至指定渣場;壓濾機底部收集帶藥性的濾液由渣漿泵抽送至錐罐，做循環(huán)處理。壓濾機選用1臺3. 5m帶式 壓 濾 機，每 小 時 出 泥 量 為30t，滿足要求。整套系統(tǒng)工藝流程見圖2，設(shè)備示意圖見圖3。

3. 2. 3主要設(shè)施技術(shù)參數(shù)及功效a.沉淀池。上部沉淀池設(shè)置高程443m，該池用于暫時貯存經(jīng)洗砂設(shè)備溢流的廢水，利用自然地勢高差，導(dǎo)流管將經(jīng)除細(xì)砂后的生產(chǎn)廢水送入后續(xù)的濃密沉淀罐進行進一步處理。b.濃密沉淀 罐。通過廢水導(dǎo)流管將除細(xì)砂后的生產(chǎn)廢水導(dǎo)入該設(shè)施，管道泵將絮凝劑和混凝劑通過管道混合器與生產(chǎn)廢水混合，并在管道內(nèi)逐漸增大，進入濃密沉淀罐內(nèi)的穩(wěn)流筒，經(jīng)穩(wěn)流筒降低水流速度后，污泥水逐漸滑落到濃密沉淀罐底部，并在罐體底部濃縮，在罐內(nèi)上部水壓下底部濃縮泥水經(jīng)管道進入帶式壓濾機進行進一步的處理，處理后的沉淀罐上部清液自流進入清水池中，回用于生產(chǎn)。沉淀罐采用鋼結(jié)構(gòu)。沖洗骨料 產(chǎn) 生 廢 水450 ～ 500t /h。錐 罐 設(shè) 計 直 徑10m、筒深6m、錐部 深6m、總 高 度 為14m，錐 罐 可 容 納約650m3的水。c.帶式壓 濾 機。按 照 每 小 時 產(chǎn) 生 污 泥 量25t，選用1臺3. 5m帶式壓濾機。利用帶式壓濾機內(nèi)的濾布對沉淀罐底部排出的濃縮泥漿進行有效截留。帶式壓濾機的優(yōu)點是自動化程度高，現(xiàn)場容易做到干凈衛(wèi)生。3. 2. 4廢水處理設(shè)施現(xiàn)場布置加藥房布置高程443m;濃密沉淀罐緊鄰原清水池邊上，其基 礎(chǔ) 高 程424. 7m，罐 頂 高 程438. 8m;壓 濾 機布置在 四 級 沉 淀 池 的 第 一、二 池 子 頂 部，池 頂 高 程428. 7m，池子頂 部 采 用 鋼 結(jié) 構(gòu) 封 閉，便于作業(yè)人員通行;第一個池子作為壓濾機壓濾后濾液收集池，第一個池子和第二個池子下部連通，作為處理后的清水蓄水池;第三級沉淀池作為干化后的泥餅儲存池。

3. 2. 5廢水處理投藥措施廢水處理投放的藥劑主要為聚合 氯 化 鋁、聚 丙 烯酰胺、鹽酸，其中聚合氯化鋁與聚合烯酰胺為絮凝劑，主要 處 理 懸 浮 物，鹽 酸 主 要 作 用 是 調(diào) 節(jié)pH值。摻 入量根據(jù)污水渾濁度進行確定，施工單位可自行選擇絮凝劑。a.聚合氯化鋁(PAC)。該藥劑絮凝效果好，可快速絮凝成型。其摻入量應(yīng)根據(jù)廢水渾濁度及懸浮物實測指標(biāo)進行確定。一般懸浮物平均值按2000mg /L標(biāo)記，其投藥量按50 ～ 100mg /L計算。初次最佳投藥量約為400mg /L。b.聚丙烯酰胺(PAM)。該藥劑作為助凝、絮凝及污泥脫水使用。其摻入量應(yīng)根據(jù)廢水渾濁度及懸浮物實測指標(biāo)進行確定。將藥劑放入攪拌桶內(nèi)，經(jīng) 攪 拌 均勻后，通過計量泵添加至設(shè)備加藥區(qū)。一般 懸 浮 物 平均值按1000mg /L標(biāo) 記，投 藥 量 為1mg /L，初 次 最 佳 投藥量約為5mg /L。c.黃金峽 砂 石 加 工 系 統(tǒng) 加 藥 方 法 及 參 數(shù)。主 藥為砂石加工 專 用 高 效 沉 淀 劑，輔 藥 為 高 效 聚 氯 化 鋁。主藥和輔藥在加藥房分開加水拌制，通過管道自流進入沉淀罐或壓濾機。藥液拌制時間不少于20min。根據(jù)現(xiàn)階段生產(chǎn)情況，主藥液配置比例為每立方米水配主藥1kg，每小時需要藥液22m3;輔藥液配置比例為每立方米水配輔藥0.5kg，每小時需要藥液2m3。

3. 2. 6廢水處理設(shè)備操作規(guī)程及維護保養(yǎng)

3. 2. 6. 1上罐沉淀?攪拌藥劑:加清水，開 攪 拌 電 機 進 行 加 藥 攪 拌;攪拌藥劑時間為20 ～ 50min，開輔藥打入泥漿池先一步反應(yīng);?污泥上罐:開進泥閥上罐，開上罐主藥劑泵，開刮泥機;?罐內(nèi)沉淀:調(diào)節(jié)上罐藥劑流量，罐 內(nèi) 泥 水 分離。上罐進泥閥關(guān)閉停止時上罐藥劑泵停止，罐 頂 藥劑閥門關(guān)閉。

3. 2. 6. 2上機壓泥?攪拌藥劑:開攪拌電機進行加藥攪拌;?設(shè)備運行:開空壓 機，氣 壓 達 標(biāo) 后(檢 查 壓 濾 機 濾 布 是 否 撐緊)啟動主傳動電機、濃縮機、稀釋電機、清洗泵;?上機壓泥:啟動上機主藥劑泵、上機輔藥劑泵、打開出泥管道閘閥、調(diào)節(jié)上機泥量、主藥和輔藥的流 量 大 小，主傳動和濃縮機轉(zhuǎn)速，藥劑與泥漿反應(yīng)在料斗出料成絮凝狀或凝結(jié)顆粒。

3. 2. 6. 3結(jié)束運行關(guān)閉出泥管道閘閥、上機主藥劑泵停止、上機輔藥泵停止、關(guān)閉刮泥機。上機管路反沖水開啟、疏通管道防止泥漿凝結(jié)堵管，壓濾機空轉(zhuǎn)清洗20min。3. 2. 6. 4設(shè)備維護與保養(yǎng)?設(shè)備軸承座隔半月至一個月加一次黃油;?設(shè)備調(diào)偏滑動桿、撐緊輥滑動桿、鏈條、齒輪勤 加 機 油 或黃油均可;?設(shè)備電機每月檢查油表一次，油少就加機油;?設(shè)備輥筒沾泥用水槍進行沖洗;?盡量保持每日罐體清空泥量;?定期清理布料器料斗殘留雜物、石子或凝結(jié)的泥塊;禁止石子落入泥漿池以防損傷渣漿泵、濾布，堵塞罐體與管路。

3. 2. 7高效廢水處理設(shè)備系統(tǒng)效果分析黃金峽砂石加工系統(tǒng)成品骨料加工過程中施工廢水泥狀懸浮物達到4萬～ 5萬mg /L，水流特別渾濁，經(jīng)過此高效系統(tǒng)設(shè)備處理后下降至50 ～ 60mg /L，經(jīng)過處理后的濁水出現(xiàn)質(zhì)的飛躍，可全部回收利用，繼續(xù)用于成品砂石料加工，真正實現(xiàn)了施工廢水零排放。此 高效系統(tǒng)設(shè)備 設(shè) 計 上 達 到 了 技 術(shù) 可 行、運 行 可 靠 標(biāo) 準(zhǔn)。該系統(tǒng)的建設(shè)及運行完全滿足國家對一級水源環(huán)保的預(yù)期要求。

3. 3經(jīng)濟效益分析該方法與傳統(tǒng)沉淀方法(如:多級沉淀池+絮凝劑+反濾設(shè)備)相比在投資上基本相當(dāng)，但生產(chǎn)效率是傳統(tǒng)沉淀方法的3 ～ 5倍，有效提高了成品骨料生產(chǎn)強度，保證了樞紐大體積混凝土拌和供應(yīng)施工，并有效預(yù)防了偷排現(xiàn)象。

4經(jīng)驗與建議對于施工廢水總量較小或每小時出水量小的項目，為節(jié)約成本，可采用連續(xù)沉淀池并人工加藥的方式進行處理。若每小時出水量較大或廢水總量較大，為快速有效處理廢水，應(yīng)采用自動化程度較高且處理效果較好的高效廢水處理設(shè)備。根據(jù)引漢濟渭黃金峽水利樞紐工程施工廢水處理經(jīng)驗，建議推廣使用此類高效廢水處理系統(tǒng)設(shè)備，以確保廢水處理及時高效，為各類建設(shè)項目高強度施工提供有利條件，提高建設(shè)單位核心競爭力，為水利工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

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