排水溝分類分級沉淀在散貨堆場中的應(yīng)用

趙秀慧，王 釗，祝 超

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300222）

引 言

伴隨著城市領(lǐng)域地?cái)U(kuò)張，大量的硬化地面削弱了雨水的收集下滲，雨季降雨量大時(shí)內(nèi)澇嚴(yán)重，防洪體系也十分嚴(yán)峻，同時(shí)城市綠色發(fā)展已成趨勢。根據(jù)目前市價(jià)，綠化用水的價(jià)格是十分可觀的，而雨污水收集處理設(shè)施僅僅投入了建設(shè)費(fèi)用，雨水收集至排水溝經(jīng)處理后用于灑水除塵及消防用水，達(dá)到水資源化利用的目的。

1 項(xiàng)目背景

通用散貨堆場利用排水溝收集雨水進(jìn)入雨污水處理設(shè)施處理是港口排水工程的主要方式，以往排水溝多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，蓋板選型采用鋼筋混凝土或鋼格板。排水溝埋設(shè)于堆場道路邊緣，另一側(cè)用雨水口收集。這樣的形式會(huì)造成雨季時(shí)沉積的雜物等沉淀物堵塞，需要人力投入，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本也大。由于水中所含煤粉、礦粉被污水處理設(shè)施全部收納，需要依靠污水處理設(shè)施，加大了設(shè)備規(guī)模及負(fù)擔(dān)。由此，開發(fā)新的排水溝，解決堵塞問題迫在眉睫。

2 案例分析

2.1 工程概況

天津港南疆港區(qū)某散貨堆場。占地面積約為21.565萬m2，東西向長762 m，南北向?qū)?83 m，可堆存煤炭500萬t/a，焦炭200萬t/a，鐵礦石150萬t/a。堆場內(nèi)主干路網(wǎng)為環(huán)形路網(wǎng)布置，寬度為7 m或15 m，堆場內(nèi)部西側(cè)布置煤炭堆場，東南側(cè)布置焦炭堆場，東北角布置鐵礦石堆場，西南角布置輔建設(shè)施及流機(jī)停放場地，輔建設(shè)施主要包括污水處理間及附屬設(shè)施。

2.2 排水設(shè)計(jì)方案

1）存在的問題

傳統(tǒng)散貨堆場內(nèi)設(shè)有較密的鋼筋混凝土蓋板排水溝，極易被流機(jī)碾壓后損壞，造成流機(jī)行駛困難，降低了堆場裝卸效率，本工程堆場內(nèi)設(shè)有 28臺(tái)單斗裝載機(jī)，10臺(tái)流動(dòng)皮帶機(jī)，590臺(tái)/天運(yùn)煤車，若在堆場內(nèi)設(shè)置排水溝依然會(huì)存在上述問題。

2）排水溝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程利用堆場地面橫向和縱向排水坡度排水，加大排水距離，將地面雨水排至綠化帶和堆場中部道路上設(shè)置的排水溝內(nèi)，從而大幅降低了堆場內(nèi)排水溝密度，也降低了流機(jī)碾壓溝蓋板的概率。排水溝采用淺溝布置，同時(shí)為確保排水溝的雨水調(diào)節(jié)能力，排水溝的縱向坡度設(shè)定為1 ‰左右，排水單溝的寬度為0.5 m或0.6 m。

3）沉淀池布置

排水溝分段設(shè)置沉淀池，沉淀池寬度同排水溝，使排水溝的清淤工作由線性清淤改為點(diǎn)清淤，沉淀池位置選擇在防風(fēng)網(wǎng)、地磅坑及過路暗溝等流機(jī)難以通過的地方，從而減少工程造價(jià)和降低清淤難度。沉淀池為矩形斷面，池底設(shè)置了一定距離的坡度。沉淀池的排出口的高度與沉淀池池底有一定的距離，沉淀池上設(shè)有供檢修的人孔。

圖1 沉淀池布置示意

雨季，散貨堆場雨水經(jīng)過排水溝分段沉淀池，經(jīng)一定時(shí)間的初級沉淀、凈化，其上清液可從沉淀池排出，沉淀池出水底部標(biāo)高需高于沉泥區(qū)頂部標(biāo)高，與接入沉淀池的池底標(biāo)高保持一致，且對沉淀池定期清掏，減輕下一級處理設(shè)施的負(fù)荷的同時(shí)，防止大雨堵塞，減輕清掏的壓力。

4）排水溝分類收集雨污水

堆場中部防風(fēng)網(wǎng)將整個(gè)堆場劃分為 3個(gè)區(qū)域，西側(cè)及中部堆場以北布置煤炭堆場，東側(cè)堆場以北布置礦石堆場，其余布置焦炭堆場。

為了便于煤、礦石的回收利用，本工程煤炭，礦石雨污水采用分開收集的方式。含礦雨污水采用鋼筋混凝土蓋板排水溝收集后，排至含礦污水處理設(shè)施處理，達(dá)標(biāo)后回用。為了節(jié)省造價(jià)，堆場區(qū)含煤雨污水采用鋼筋混凝土蓋板排水溝及排水暗管相結(jié)合方式收集后，排至含煤污水處理設(shè)施處理，達(dá)標(biāo)后回用。

本工程設(shè)三條排水主溝，一條排水單溝設(shè)于堆場北側(cè)綠化帶內(nèi)，由立箅式排水溝分別收集含煤雨污水；一條排水雙溝設(shè)于堆場中部分別收集含礦含煤雨污水；另一條排水雙溝設(shè)置于堆場南側(cè)綠化帶內(nèi)，由立箅式排水檢查井收集含煤雨污水。每條排水溝采用淺溝與分段沉淀池相結(jié)合的方式。

圖2 過路段排水雙溝沉淀池示意

此外，排水雙溝每隔100 m設(shè)置閘板，含礦含煤污水收集末端（污水處理池前端）設(shè)置閘板，待大暴雨時(shí)，含煤污水與含礦污水在雙溝及進(jìn)入污水處理池前可以進(jìn)行切換，保證堆場不被雨水浸泡。

圖3 排水雙溝斷面

圖4 污水處理池前端閘板切換示意

5）污水處理設(shè)施

由于排水溝分段沉淀的沉淀池有一定的蓄水容積，雨污水處理設(shè)施內(nèi)的調(diào)節(jié)池容積及設(shè)備處理負(fù)荷相比于以往工程排水溝末端的雨污水處理設(shè)施規(guī)模大大地減少了。

為了便于煤，礦石的回收利用，本工程新建含煤污水處理設(shè)施和含礦污水處理設(shè)施各一座，每座設(shè)施處理能力分別為 50 m3/h，連續(xù)工作16 h，處理水量為1 600 m3/d，用于處理堆場區(qū)含煤、含礦雨污水、輔建區(qū)及道路區(qū)沖洗污水和雨污水，還預(yù)留了碼頭區(qū)雨污水的處理能力。含煤、含礦污水處理設(shè)施主要包括集水池、預(yù)沉調(diào)節(jié)池、高效凈水器、全自動(dòng)過濾器、加藥裝置、消毒設(shè)備、清水池、污泥干化池、污水處理間等設(shè)施。

3 成果分析

過路排水溝暗溝部分兼做初級沉淀設(shè)施，可有效去除含煤含礦污水中的固體懸浮物的含量，池中的上清液進(jìn)入下一級雨污水處理設(shè)施，有效減小排水末端污水處理的加藥量的同時(shí)，減小污水處理設(shè)施的工作負(fù)荷，節(jié)約運(yùn)行資源。

傳統(tǒng)排水溝的清掏需要首先掀開厚重的蓋板，再進(jìn)行清掏，在排水溝較深處清掏難度很大，一般需要?jiǎng)佑脤Ｓ脵C(jī)械，耗時(shí)、耗能。分級沉淀排水系統(tǒng)能對排除散貨堆場中的雨污水，不產(chǎn)生堵塞問題具有重要意義，沉積在排水溝內(nèi)的煤塵、礦粉物等有機(jī)地清除，節(jié)省造價(jià)的同時(shí)減少了人力投入。分類收集排水方式能有效地收集不同的散貨，達(dá)到資源化利用的效果。

4 結(jié) 語

排水溝分類分級沉淀應(yīng)用于多種散貨的堆場，突破了以往的雨污水排水及處理方式的系統(tǒng)，具有較好的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益，符合當(dāng)今社會(huì)“海綿城市”設(shè)計(jì)理念。