一套隧洞施工廢水處理系統(tǒng)在工程上的應(yīng)用

李曉晗，許愛(ài)萍

(1.遼寧省水利廳，沈陽(yáng) 110003；2.中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，沈陽(yáng) 110179)

一套隧洞施工廢水處理系統(tǒng)在工程上的應(yīng)用

李曉晗1，許愛(ài)萍2

(1.遼寧省水利廳，沈陽(yáng) 110003；2.中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，沈陽(yáng) 110179)

隧洞施工地多集中于山區(qū)，往往是河流的上游、水源源頭區(qū)和水源保護(hù)區(qū)，對(duì)排放水的標(biāo)準(zhǔn)要求較高，甚至有些地方不允許排污，如何解決隧洞施工廢水的有效處理，是具有普遍性的工程實(shí)際問(wèn)題。文章介紹了遼寧重點(diǎn)輸水工程隧洞施工過(guò)程廢水及生活污水處理系統(tǒng)在工程實(shí)際的應(yīng)用。

隧洞；施工廢水；生活污水；處理系統(tǒng)；工藝流程

1 隧洞施工廢水種類(lèi)

隧洞施工一般會(huì)產(chǎn)生5種廢水：①隧洞開(kāi)挖、支護(hù)、養(yǎng)護(hù)過(guò)程產(chǎn)生的施工廢水；②隧洞涌水和圍巖滲水等施工涌滲水；③砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)廢水；④混凝土拌合系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水；⑤施工人員產(chǎn)生的生活污水。前4者統(tǒng)稱(chēng)為施工過(guò)程廢水；后者稱(chēng)之為生活污水[1]。

2 施工廢水處理工藝過(guò)程

在遼寧重點(diǎn)輸水工程的一個(gè)TBM施工標(biāo)段，因該地區(qū)屬于水源保護(hù)區(qū)，按環(huán)保部門(mén)要求施工期需做到廢水零排放。根據(jù)工程特點(diǎn)，結(jié)合施工區(qū)的特殊要求，設(shè)計(jì)了本套施工廢水處理系統(tǒng)。

2.1 施工過(guò)程廢水處理

2.1.1 鉆爆施工階段隧洞施工廢水及砂石骨料加工系統(tǒng)廢水處理

本工程施工支洞及TBM設(shè)備組裝間、TBM通過(guò)段先期采用鉆爆法施工。在此施工期間隧洞排水主要是由施工排水、裂隙水和支護(hù)養(yǎng)護(hù)水組成，主要含有無(wú)機(jī)污染物，懸浮物含量高，并含有一定量的氨氮、石油類(lèi)等污染物質(zhì)，可生化性相對(duì)較差。此類(lèi)廢水中SS含量相對(duì)較高，且SS與懸浮性COD、氮類(lèi)污染物有一定的關(guān)聯(lián)度。

對(duì)此段施工期間產(chǎn)生的施工過(guò)程廢水的處理措施是將隧洞施工廢水送入砂石骨料調(diào)節(jié)池中，調(diào)節(jié)pH值后與砂石骨料沖洗廢水一起進(jìn)入水處理設(shè)備進(jìn)行集中處理。

水處理設(shè)備采用渦旋流體凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)依據(jù)離心分離原理，用于分離液體中可沉淀固體物。內(nèi)部加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)的渦流，進(jìn)而高效率的分理出液體中的固體雜質(zhì)。渦旋流體凈化技術(shù)原名內(nèi)循環(huán)旋流分離技術(shù)，由旋流室底部開(kāi)始沿筒壁螺旋上升的水流(其雜質(zhì)含量很高)，在越過(guò)旋流室上沿失去筒壁束縛后溢入外筒，其中較重的雜質(zhì)下沉較快，并最終沉積在沉砂口。而脫去大部雜質(zhì)后的水又從旋流室底部中心的回流管回到旋流室。這個(gè)循環(huán)被稱(chēng)作內(nèi)循環(huán)，其作用是攜帶雜質(zhì)進(jìn)入外筒積累，其動(dòng)力來(lái)源是高速旋流在旋流室內(nèi)底部中心產(chǎn)生的負(fù)壓，不必?fù)?dān)心外筒下部來(lái)不及下沉的雜質(zhì)被內(nèi)循環(huán)流重新帶回旋流室內(nèi)，因?yàn)樗⒉皇潜恢苯优懦?，而是重新要參與旋流分離。本裝置的有效性是使含雜污水中的雜質(zhì)被完全可靠的“鎖”在裝置內(nèi)等待定時(shí)排出。渦旋流體凈化器工作原理圖見(jiàn)圖1。

渦旋流體凈化法處理工藝流程見(jiàn)圖2。

砂石骨料沖洗廢水、隧洞施工過(guò)程廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)中和pH后用泵抽至渦旋流體凈化器，同時(shí)利用負(fù)壓原理將藥劑與廢水一并吸入管道中初步混合后進(jìn)入渦旋流體凈化器，從凈化器頂端將凈化后的清水排出、送入全自動(dòng)自清洗過(guò)濾器，經(jīng)全自動(dòng)自清洗過(guò)濾器處理后排入中水回用池，準(zhǔn)備進(jìn)行回用。

濃縮后的沉渣(泥漿)從底部排出至泥漿池，泥漿由泥漿泵抽至箱式壓濾機(jī)脫水，脫水后的泥餅外運(yùn)至渣場(chǎng)堆放。

圖1 渦旋流體凈化器工作原理圖

圖2 渦旋流體凈化法處理工藝流程圖

2.1.2 混凝土拌合系統(tǒng)廢水處理

混凝土拌合廢水主要產(chǎn)生于混凝土拌合罐、混凝土罐車(chē)和自卸汽車(chē)的清洗，一般日清洗2次，即1次/班。廢水中主要含懸浮物，pH也較高，懸浮物濃度約為3 000～5 000mg/L，pH在11左右。

根據(jù)水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，SS≤200mg/L即可滿足混凝土拌合要求，處理系統(tǒng)出水可回用于混凝土拌合系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)采用平流矩形處理池法，即每臺(tái)班末的沖洗廢水排入處理池內(nèi)，調(diào)節(jié)PH值后，靜止沉淀到下一班末放出。

2.1.3 施工修理系統(tǒng)含油廢水、TBM施工過(guò)程廢水處理

本施工區(qū)設(shè)置機(jī)械修配和汽車(chē)修理廠1處，廢水中主要污染物為石油類(lèi)及懸浮物，一般石油類(lèi)濃度為10mg/l～30mg/l，懸浮物濃度為500mg/l～4 000mg/l。在TBM掘進(jìn)開(kāi)挖期間，隧洞施工過(guò)程廢水也主要為石油類(lèi)及懸浮物。

對(duì)于含油廢水的處理主要采用渦旋浮油收集器進(jìn)行處理，處理工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 含油廢水處理工藝流程圖

渦旋浮油收集器適用于排量較小的含油廢水處理，它能夠吸收漂浮在水面上多種成份的廢油，包括機(jī)油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油、植物油及其它比重小于水的液體，使其聚集和回收至油箱。

2.2 施工區(qū)生活污水處理

本工程施工高峰期間共有施工人員約800人。生活營(yíng)地平均生活用水量按照每人每天平均0.08m3，排放量按照用水量的80%計(jì)算，高峰期日產(chǎn)生活污水總量為48m3/d。本工程生活污水經(jīng)深度處理后用于綠化、施工道路灑水抑塵、農(nóng)灌等。

施工區(qū)生活污水采用成套設(shè)備進(jìn)行處理，處理工藝流程圖見(jiàn)圖4。

圖4 施工區(qū)生活污水處理工藝流程圖

該生活污水處理成套設(shè)備采用日本NET株式會(huì)社開(kāi)發(fā)的污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了具有傳統(tǒng)生物膜法運(yùn)行穩(wěn)定、負(fù)荷高、耐負(fù)荷沖擊、剩余污泥量少、不需污泥回流、沒(méi)有污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)外，而且具有系統(tǒng)啟動(dòng)周期短、可以高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、處理效率高、抗沖擊能力強(qiáng)、污泥發(fā)生量少等優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié) 語(yǔ)

該工程使用上述綜合污水處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工過(guò)程廢水、生活污水的分系統(tǒng)處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)SS、氨氮、石油類(lèi)物質(zhì)、懸浮物的分離與去除，并實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程廢水、生活污水的零排放，是目前隧洞施工中較實(shí)用的一套綜合廢水處理系統(tǒng)，較好的保護(hù)了施工區(qū)水環(huán)境及生態(tài)環(huán)境，對(duì)類(lèi)似工程施工廢水集中處理具有較大的借鑒意義。

[1]楊斌，莫蘋(píng).一種新型施工廢水處理設(shè)備在隧洞工程中的應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2013(06)：6-9.

1007-7596(2015)01-0053-02

2014-10-13

李曉晗(1969-)，男，遼寧沈陽(yáng)人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樗娛┕ぜ夹g(shù)，特別是TBM隧洞施工技術(shù)；許愛(ài)萍(1975-)，女，甘肅武威人，工程師，研究方向?yàn)樗娛┕ぜ夹g(shù)。

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