阿爾塔什水利樞紐砂石篩分系統(tǒng)廢水回用于混凝土拌合系統(tǒng)的措施探討

曹文潔

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000）

0 前言

水電是一種可再生的清潔能源，它無(wú)污染、運(yùn)行費(fèi)低，但在水電工程建設(shè)過(guò)程中卻也具有建設(shè)期長(zhǎng)、工程量大、易對(duì)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)，若不采取有效措施進(jìn)行處理和管理，容易對(duì)周邊地表水水系造成污染[1]。

毛新[2]通過(guò)研究在向家壩水電工程中砂石料生產(chǎn)廢水使用DH 高效污水凈化器技術(shù)，發(fā)現(xiàn)此種方法處理廢水不但所用時(shí)間較少，而且排出水質(zhì)能夠達(dá)標(biāo)。耿計(jì)計(jì)[3]以溧陽(yáng)抽水蓄能電站工程為例，采用高頻振動(dòng)篩、高效污水凈化器等新工藝設(shè)備對(duì)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)加工廢水處理的工藝特點(diǎn)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]在里底水電站上針對(duì)性的采用“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)”。

對(duì)有“新疆三峽”之稱的阿爾塔什水利樞紐工程來(lái)說(shuō)，工程建設(shè)過(guò)程中，砂石料需求量大，帶來(lái)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，要求工程施工廢水不能排入周邊水體中，更不能不經(jīng)過(guò)處理就地外排，最好的辦法就是進(jìn)行綜合利用。

1 工程概況

阿爾塔什水利樞紐工程是葉爾羌河干流山區(qū)下游河段的控制性工程，承擔(dān)灌溉、防洪、發(fā)電綜合任務(wù)。水庫(kù)總庫(kù)容為22.40 億m3，正常蓄水位1820 m，壩高164.8 m，裝機(jī)總量為690 MW，控制灌溉土地面積為412.7 萬(wàn)畝，工程規(guī)模為大（1）型Ⅰ等工程。該樞紐擋水建筑為面板堆石壩、泄水建筑為左岸1#、2#表孔溢洪洞、中孔泄洪洞、右岸1#、2#發(fā)電引水洞、深孔泄洪洞、下游的發(fā)電站廠房、壩后的生態(tài)基流引水洞和生態(tài)電站廠房等建筑物組成。

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)廢水中懸浮物SS濃度一般大于45 000 mg/L，遠(yuǎn)超《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）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(jí)水域?yàn)?0 mg/L，二級(jí)水域?yàn)?00 mg/L）的要求。砂石篩分系統(tǒng)所排廢水若不作任何處理就直接排放將會(huì)破壞施工區(qū)生態(tài)環(huán)境，破壞水生生物的生存環(huán)境；造成河道淤積，河床抬高；對(duì)下游農(nóng)業(yè)飲水造成不同程度的影響。

本工程共布置2 處砂石篩分系統(tǒng)，1#砂石篩分系統(tǒng)距離葉爾羌河河道直線距離約60 m；2#砂石篩分系統(tǒng)距離葉爾羌河河道直線距離約30 m，兩處篩分系統(tǒng)均距離河道較近，且廢水排放量較大，加上廢水存在順地勢(shì)排入河道的可能；工程所處葉爾羌河河段地表水為Ⅱ類水體，禁止排污。就2 處砂石加工系統(tǒng)所處位置和地形來(lái)看，若不進(jìn)行收集處理，將對(duì)葉爾羌河水體水質(zhì)造成污染，使河水懸浮物增加，水體變渾濁，需較長(zhǎng)距離的沉降才可消減，還可能影響施工營(yíng)地生活用水取水水質(zhì)和下游引水口的取水水質(zhì)。在砂石篩分過(guò)程中廢水量約占用水量的70%。工程砂石篩分系統(tǒng)廢水排放情況見(jiàn)表1，篩分系統(tǒng)如圖1所示。

表1 工程砂石篩分系統(tǒng)廢水排放情況表

圖1 阿爾塔什水利樞紐工程混凝土拌和系統(tǒng)布置圖

3 砂石料篩分系統(tǒng)廢水回用措施

本工程共設(shè)2座砂石篩分系統(tǒng)，根據(jù)表1可知，1#、2#篩分系統(tǒng)高峰日廢水排放量分別為182 m3/h、119 m3/h。工程區(qū)內(nèi)葉爾羌河地表水水質(zhì)目標(biāo)為Ⅱ類，根據(jù)規(guī)范要求禁止向地表及河道進(jìn)行排放廢污水。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)廢水處理標(biāo)準(zhǔn)按照《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5114-2015）對(duì)混凝土拌和養(yǎng)護(hù)用水水質(zhì)要求執(zhí)行，鋼筋混凝土拌和養(yǎng)護(hù)用水水質(zhì)要求不溶物SS 濃度小于2000 mg/L，素混凝土拌和養(yǎng)護(hù)用水水質(zhì)要求不溶物SS 濃度小于5000 mg/L，處理后廢水回用于混凝土拌合系統(tǒng)。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(jiàn)，確定本設(shè)計(jì)的處理目標(biāo)為SS≤800 mg/L。

3.1 處理工藝及設(shè)計(jì)參數(shù)

采用混凝沉淀法對(duì)廢水進(jìn)行處理，工藝流程見(jiàn)圖2。砂石加工廠廢水流入泵池，用泵將高懸浮物廢水供給細(xì)砂回收處理器，將粒徑大于0.035 mm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)。兩組沉淀池輪流使用，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(chǎng)。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。工藝設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2,砂石料篩分系統(tǒng)廢水處理設(shè)施見(jiàn)圖3。

圖2 砂石料篩分系統(tǒng)廢水處理工藝流程圖

表2 混凝沉淀法工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

圖3 阿爾塔什水利樞紐工程混凝土拌和系統(tǒng)廢水回收設(shè)施

3.2 處理設(shè)施尺寸及設(shè)備

根據(jù)處理工藝，在各砂石料篩分系統(tǒng)修建調(diào)節(jié)預(yù)沉池、平流沉淀池、濃縮貯泥池、清水池各一座，以及刮泥機(jī)、靜態(tài)混合器、廂式壓濾機(jī)、潛水泵等。各砂石篩分系統(tǒng)廢水處理設(shè)施構(gòu)筑物尺寸見(jiàn)表3，建筑工程量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4，主要設(shè)備見(jiàn)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

表4 建筑工程總量統(tǒng)計(jì)表

表5 單組處理系統(tǒng)主要設(shè)備表

4 結(jié)語(yǔ)

（1）由于砂石篩分系統(tǒng)廢水處理設(shè)施簡(jiǎn)單，在運(yùn)行過(guò)程中主要注意定時(shí)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(gè)水利工程建設(shè)周期較長(zhǎng)，篩分系統(tǒng)每日多余的廢水進(jìn)過(guò)沉淀處理后，還可以用于灑水降塵。

（2）阿爾塔什水利樞紐工程中所使用的混凝土標(biāo)號(hào)從C10～C50 較多，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(shí)監(jiān)測(cè)，為了確保工程正常使用年限，廢水回收利用重新拌合的混凝土一般應(yīng)用于本工程臨時(shí)建筑物中。待專門研究廢水回收再利用于混凝土的研究更加成熟，監(jiān)測(cè)儀器可隨時(shí)采集廢水中離子濃度、懸浮物、pH值后，生產(chǎn)的混凝土強(qiáng)度能滿足設(shè)計(jì)要求，一些大型的主要建筑物就可以采用此類混凝土。

（3）水利工程建設(shè)中會(huì)使用大量的砂石骨料，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生不少?zèng)_洗廢水，此類廢水排入水體或地表，都會(huì)對(duì)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(shí)，也可以節(jié)省大量的水資源，為建設(shè)環(huán)保型社會(huì)做出一份貢獻(xiàn)。