溫泉水利樞紐環(huán)保措施中砂石篩分系統(tǒng)廢水回用探討

曹文潔

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

水電是一種可再生的清潔能源，無污染、運(yùn)行費(fèi)低，但水電工程建設(shè)過程卻具有建設(shè)期長、工程量大、易對周邊生態(tài)環(huán)境造成一定影響等特點(diǎn)，尤其是砂石料篩分系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水，若不采取有效措施進(jìn)行處理和管理，容易對周邊地表水水系造成污染[1]。

毛新[2]通過研究在向家壩水電工程中使用DH高效污水凈化器技術(shù)處理砂石料生產(chǎn)廢水，發(fā)現(xiàn)此種方法處理廢水不但所用時間較少，而且排出水質(zhì)能夠達(dá)標(biāo)。耿計計[3]以溧陽抽水蓄能電站工程為例，采用高頻振動篩、高效污水凈化器等新工藝設(shè)備對工程中的砂石料廢水進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)比傳統(tǒng)工藝有很大的優(yōu)越性。王潔瑜[4]在總結(jié)以往水利工程砂石料系統(tǒng)加工廢水處理工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出可成立區(qū)域性的廢水處理設(shè)施設(shè)備租用公司，使工程既節(jié)約投資，又提高處理效果。毛華[5]在里底水電站針對性地采用“多種設(shè)備、多種工藝組合”砂石加工廢水處理工藝，實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)利用和“零”排放的環(huán)保要求，為大型人工砂石系統(tǒng)廢水處理樹立了“亮點(diǎn)”[6- 10]。

就新疆南疆重要水利工程之一的溫泉水利樞紐工程來說，工程建設(shè)過程中，砂石料需求量大，排放的廢水量也非常可觀，工程區(qū)所在河段為Ⅱ類水域，根據(jù)環(huán)保要求，此類水域禁止排污，所以，這要求工程施工廢水不能排入周邊水體中，更不能不經(jīng)過處理就地外排，最好的廢水出路就是進(jìn)行綜合利用[11- 15]。

1 工程概況

溫泉水利樞紐工程位于新疆阿克蘇地區(qū)拜城縣境內(nèi)，是卡普斯浪河上的控制性工程，為中型Ⅲ等工程，水庫正常蓄水位1900m，總庫容5082萬m3，電站裝機(jī)容量24MW，多年平均年發(fā)電量0.90億kW·h。主要建筑物為瀝青混凝土心墻壩、表孔溢洪洞、泄洪沖沙洞、灌溉供水發(fā)電洞及電站廠房。

2 砂石料篩分系統(tǒng)廢水影響

根據(jù)相關(guān)資料，砂石篩分系統(tǒng)廢水中污染物主要為SS，其濃度一般大于45000mg/L遠(yuǎn)超GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的采礦、選礦企業(yè)廢水懸浮物最高允許排放濃度標(biāo)準(zhǔn)(一級水域?yàn)?0mg/L，二級水域?yàn)?00mg/L)的要求。工程所處卡普斯浪河河段地表水為Ⅱ類水體，禁止排污。

本工程共布置1處砂石篩分系統(tǒng)，位于壩軸線下游3.89km處，砂石篩分系統(tǒng)距離卡普斯浪河河道約200m，雖距離河道均較遠(yuǎn)，但廢水排放量較大，就砂石加工系統(tǒng)所處位置和地形來看，若不進(jìn)行收集處理，直接排放，廢水存在順地勢排入河道的可能。這會對卡普斯浪河水體水質(zhì)造成污染，破壞水生生物的生存環(huán)境；也可能會造成河道淤積，河床抬高；使河水懸浮物增加，水體變渾濁，影響下游水質(zhì)；懸浮物需較長距離的沉降才可消減，對灌溉和下游引水口的取水水質(zhì)造成影響。溫泉水利樞紐工程下壩線平面布置如圖1所示，工程砂石篩分系統(tǒng)廢水排放情況見表1，篩分系統(tǒng)工程布置如圖2所示。

表1 工程砂石篩分系統(tǒng)廢水排放情況

圖1 溫泉水利樞紐工程下壩線平面布置

圖2 溫泉水利樞紐工程下壩線砂石篩分生產(chǎn)區(qū)平面布置

3 砂石料篩分系統(tǒng)廢水回用措施

根據(jù)表1可知，砂石篩分系統(tǒng)高峰日廢水排放量為2023m3/d。工程區(qū)內(nèi)卡普斯浪河地表水水質(zhì)目標(biāo)為Ⅱ類，根據(jù)規(guī)范要求禁止向地表及河道排放廢污水。故按照環(huán)境保護(hù)和節(jié)約水資源的要求，各砂石料篩分廢水必須進(jìn)行處理或全部回收再利用。因此，砂石加工系統(tǒng)廢水處理按照DL/T5114—2001《水工混凝土施工規(guī)范》對混凝土拌和養(yǎng)護(hù)用水水質(zhì)要求進(jìn)行(見表2)，處理后廢水回用于混凝土拌合系統(tǒng)。

從表2中可見，懸浮物濃度SS<2000mg/L即可滿足混凝土拌和要求，結(jié)合水電工程砂石料沖洗實(shí)際用水情況，也為安全起見，確定本設(shè)計的處理目標(biāo)為SS≤800mg/L。

3.1 處理工藝

對廢水采用混凝沉淀法進(jìn)行處理。砂石加工廠廢水流入泵池，由泵將高懸浮物廢水供給細(xì)砂回收處理器，將大于0.035mm的細(xì)砂80%回收，篩濾水經(jīng)管道混合器與投加的混凝劑充分混合反應(yīng)后流入平流式沉淀池，經(jīng)絮凝沉淀后上清液流入清水池，回用于加工系統(tǒng)。2組沉淀池輪流使用，以利于維修清理。沉淀池泥漿用掃描式泵吸泥機(jī)吸出，進(jìn)入污泥干化池經(jīng)自然干化脫水后，用挖掘機(jī)挖出外運(yùn)至就近棄渣場。此種方法處理效果好，處理后的水SS能滿足目標(biāo)要求，具有很好的環(huán)境經(jīng)濟(jì)綜合效益。砂石料篩分系統(tǒng)廢水處理工藝流程如圖3—5所示。

圖3 砂石料篩分系統(tǒng)廢水處理工藝流程

圖4 砂石料篩分系統(tǒng)

圖5 砂石料篩分系統(tǒng)廢水處理

3.2 處理設(shè)施尺寸及設(shè)備

根據(jù)處理工藝，在砂石料篩分系統(tǒng)修建1座調(diào)節(jié)池、2座絮凝沉淀池、1座回用水池，并布置行車式刮泥機(jī)、靜態(tài)混合器、廂式壓濾機(jī)、潛污泵等。砂石篩分系統(tǒng)廢水處理設(shè)施構(gòu)筑物尺寸見表3，建筑工程量統(tǒng)計見表4，主要設(shè)備見表5。

表3 砂石料篩分系統(tǒng)主要構(gòu)筑物尺寸及結(jié)構(gòu)

表4 建筑工程總量統(tǒng)計

表5 砂石系統(tǒng)廢水處理主要設(shè)備

溫泉水利樞紐工程中所使用的混凝土標(biāo)號以C10～C50較多，對廢水離子濃度、懸浮物、pH值等一些參數(shù)不能完全做到及時監(jiān)測，為了確保工程正常使用年限，因此，廢水回收利用重新拌合的混凝土應(yīng)多用于本工程中臨時建筑物中。待針對廢水回收再利用于混凝土的研究更加成熟，生產(chǎn)的混凝土強(qiáng)度能滿足設(shè)計要求，監(jiān)測儀器可時時采集廢水中離子濃度、懸浮物、pH值后，一些大型的主要建筑物就可以采用此類混凝土。

4 結(jié)論

(1)由于砂石篩分系統(tǒng)廢水處理設(shè)施簡單，在運(yùn)行過程中需要定時清理沉淀池中的泥沙，將管理和維護(hù)工作納入砂石篩分系統(tǒng)統(tǒng)一安排，不另設(shè)機(jī)構(gòu)和人員。整個水利工程建設(shè)周期較長，篩分系統(tǒng)每日多余的廢水經(jīng)過沉淀處理后，還可以用于灑水降塵。

(2)水利工程建設(shè)中會使用大量的砂石骨料，勢必會產(chǎn)生不少沖洗廢水，此類廢水排入水體或地表，都會對生態(tài)環(huán)境造成不可挽回的損失，砂石篩分廢水治理已成首要任務(wù)，是工程行業(yè)環(huán)保工作的重點(diǎn)，處理后廢水再利用即滿足生態(tài)需求，同時，也可以節(jié)省大量的水資源，為建設(shè)環(huán)保型社會做出一份貢獻(xiàn)。