洗車池污廢一站式綠色循環(huán)利用施工技術(shù)

劉 彪

(深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司， 廣東 深圳 518000)

為防止施工項(xiàng)目車輛污染市政道路，所有工地須按要求配備洗車池對駛出車輛進(jìn)行沖洗。對于基坑土方開挖和樁基礎(chǔ)工程，其施工過程中產(chǎn)生大量基坑土及鉆渣外運(yùn)導(dǎo)致泥頭車頻繁進(jìn)出工地，尤其是雨季期間，對車輛清洗會產(chǎn)生大量的污泥廢水。

目前，對于沖洗車輛產(chǎn)生污泥廢水的普遍處理方式是采用在洗車池旁設(shè)置三級沉淀池，通過物理沉淀實(shí)現(xiàn)污廢凈化，再將沉淀后的水排入市政管道。該處理方式需定期對沉淀池內(nèi)的污泥廢漿進(jìn)行清理、外運(yùn)，增加了泥漿外運(yùn)的費(fèi)用，且凈化速度慢，尤其在雨季凈化效果不甚理想，排放的沉淀水可能導(dǎo)致市政管道污染。

洗車池污廢一站式綠色循環(huán)利用施工技術(shù)，將洗車產(chǎn)生的污泥廢漿排入三級沉淀池預(yù)處理后，經(jīng)專用的壓濾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)固液分離，處理后的清潔水可在施工現(xiàn)場循環(huán)利用，廢泥渣則被減量化壓縮為塑性泥餅裝車外運(yùn)，整體技術(shù)有效處理了項(xiàng)目現(xiàn)場洗車產(chǎn)生的污泥廢水，使水資源得到循環(huán)利用、泥渣減量化外運(yùn)，處理方法綠色文明，取得了顯著的環(huán)保效益。

1 工程概況

1.1 工程位置及規(guī)模

工程位于深圳市南山區(qū)僑北一街以東，北環(huán)大道以南，香山西街以北。項(xiàng)目整體場地基本為矩形，地勢平緩?；硬捎谩耙Ш蠘?地下連續(xù)墻)+2道鋼筋混凝土支撐梁”的支護(hù)形式。樁基礎(chǔ)基本采用巖層抗拉錨桿，局部基礎(chǔ)采用人工挖孔墩共計4根。三層地下室開挖深度為13.4～13.7 m，基坑周長236.2 m，土方挖運(yùn)量4.6萬m3。

擬建場地原始地貌屬于剝蝕殘丘，地勢略有起伏，整體呈南高北低。現(xiàn)施工場地經(jīng)人工改造后為停車場，地勢較平坦。根據(jù)鉆探揭露，場地內(nèi)地層自上而下依次為第四系人工填土層、第四系殘積層(礫質(zhì)黏性土)，場地下伏基巖為燕山四期早白堊統(tǒng)花崗巖(分為全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖和微風(fēng)化花崗巖)。根據(jù)勘探資料、場地及周圍地形地貌分析，場地地下水主要為第四系孔隙水及基巖裂隙水；場地水位埋深介于2.00～3.60 m，高程介于16.60～18.34 m，平均高程17.46 m，水位年變化幅度為1～2 m；場地周邊無基坑工程降水施工，無地表水源補(bǔ)給。

1.2 現(xiàn)場施工情況

項(xiàng)目位于城市中心，對綠色文明施工要求較高。項(xiàng)目課題組采用洗車池污廢一站式綠色循環(huán)利用施工技術(shù)對沖洗車輛產(chǎn)生的污泥廢水進(jìn)行處理，相比于傳統(tǒng)三級沉淀池的處理方式，該技術(shù)極大地提高了沉淀效率，且凈化效果遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方式，洗車水經(jīng)處理可循環(huán)利用，泥渣外運(yùn)制成環(huán)保磚，為項(xiàng)目節(jié)約成本的同時還帶來了顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

2 工藝介紹

2.1 適用范圍

適用于出土量較大的土石方和基坑支護(hù)工程；適用于泥頭車流量大、洗車用水量大的基礎(chǔ)施工項(xiàng)目。

2.2 工藝原理

2.2.1 廢泥漿壓濾固液分離循環(huán)利用處理系統(tǒng)

通過預(yù)處理系統(tǒng)、泵壓系統(tǒng)、壓榨系統(tǒng)將沖洗車輛產(chǎn)生的污泥廢水進(jìn)行固液分離，實(shí)現(xiàn)污泥廢漿的綠色處置和循環(huán)利用。預(yù)處理系統(tǒng)主要利用現(xiàn)場的三級沉淀池，預(yù)先對廢水進(jìn)行初步沉淀；泵壓系統(tǒng)是利用隔膜泵將沉淀池內(nèi)的污泥廢水輸送至廂式壓濾機(jī)；壓榨系統(tǒng)則是利用廂式壓濾機(jī)對污泥廢水進(jìn)行壓榨處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)污廢固液分離，產(chǎn)生清潔水和塑性泥餅；處理后的水循環(huán)利用于洗車或現(xiàn)場灑水降塵等，泥餅則可外運(yùn)用于環(huán)保磚制作。

洗車池污廢一站式綠色循環(huán)利用處理流程如圖1所示。

圖1 洗車池污廢一站式綠色循環(huán)處理流程

2.2.2 原理分析

工地現(xiàn)場駛出車輛統(tǒng)一開至洗車池進(jìn)行沖洗，洗車產(chǎn)生的污泥廢水經(jīng)溝槽流入三級沉淀池，利用水的自然沉淀作用對污水進(jìn)行預(yù)處理，使廢水中較大的顆粒被過濾沉淀[1]，利用隔膜泵將沉淀處理后的廢水泵入廂式壓濾機(jī)進(jìn)行壓榨，將其處理為干凈的水和泥餅。

廂式壓濾機(jī)的壓榨主要由50塊整齊排列的直徑1 200 mm濾板和夾在濾板之間的過濾濾布完成。開始過濾時，濾漿在進(jìn)料泵的推動下，經(jīng)止推板的進(jìn)料口進(jìn)入各濾室內(nèi)，濾漿借助進(jìn)料泵產(chǎn)生的壓力進(jìn)行固液分離, 在過濾濾布和壓榨機(jī)壓力擠壓的共同作用下，泥漿中的固體留在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液則從出液閥排出；經(jīng)過約30 min壓榨、過濾，排出的水存儲于清水池中在施工現(xiàn)場循環(huán)利用，壓榨出的泥渣成塑性的圓泥餅，其含水率約30%，可直接裝車外運(yùn)用于環(huán)保磚制作。

洗車池污泥廢水壓濾固液分離循環(huán)利用處理工藝原理如圖2所示。

2.3 工藝流程

洗車池污廢一站式綠色循環(huán)利用施工工藝流程如圖3所示。

2.4 操作要點(diǎn)

2.4.1 洗車池洗車

1)在工地出入口處設(shè)置洗車池，工地車輛統(tǒng)一經(jīng)洗車池清洗后開離工地現(xiàn)場。

圖2 污廢壓濾固液分離系統(tǒng)處理原理

圖3 施工工藝流程

2)洗車采用洗輪機(jī)加人工沖洗的方式。

3)設(shè)置專門的排水溝將洗車池與三級沉淀池相連，使污泥廢水統(tǒng)一流入沉淀池。

4)定期檢查洗車池內(nèi)是否有漂浮雜物，有漂浮雜物時及時清理。

2.4.2 三級沉淀池預(yù)處理

1)開挖三級沉淀池，沉淀池容量滿足洗車的排水量需求。

2)污水流入三級沉淀池后，在重力作用下，其中的細(xì)粒沉淀至池底，三級沉淀池如圖4所示。

3)三級沉淀池上方鋪設(shè)φ14單層雙向間距為150 mm的鋼筋網(wǎng)片，并在池壁四周安設(shè)護(hù)欄，防止人員跌落。

圖4 廢污經(jīng)排水溝流入三級沉淀池

2.4.3 隔膜泵泵入廢污水

1)隔膜泵工作時，曲柄連桿機(jī)構(gòu)在電動機(jī)的驅(qū)動下，帶動柱塞做往復(fù)運(yùn)動，柱塞的運(yùn)動通過液缸內(nèi)的工作液體傳到隔膜，使隔膜來回鼓動。當(dāng)隔膜片向傳動機(jī)構(gòu)一邊運(yùn)動，泵缸內(nèi)工作時為負(fù)壓而吸入液體，當(dāng)隔膜片向另一邊運(yùn)動時則排出液體，從而實(shí)現(xiàn)廢污水的輸送?，F(xiàn)場隔膜泵如圖5所示，相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表1。

2)隔膜泵安裝在壓榨平臺附近，一端與三級沉淀池相連，一端與廂式壓濾機(jī)進(jìn)口管相連。

圖5 隔膜泵

表1 GBY-32隔膜泵參數(shù)

2.4.4 廢污水壓榨過濾

1)廢污水的壓榨由廂式壓濾機(jī)完成，廂式壓濾機(jī)構(gòu)造如圖6所示，實(shí)物圖如圖7所示。

2)隔膜泵泵入的污泥廢水由50塊整齊排列的直徑1 200 mm的濾板和夾在濾板之間的過濾濾布進(jìn)行過濾處理。濾布參數(shù)見表2，開始過濾時，濾漿借助進(jìn)料泵產(chǎn)生的壓力進(jìn)入各濾室內(nèi)進(jìn)行固液分離，濾液從出液閥經(jīng)排水板持續(xù)排出，為可利用的清潔水，存儲于清水池現(xiàn)場循環(huán)使用；濾渣經(jīng)壓榨成為泥餅，拉板小車逐個拉開濾板后，泥餅自動卸除[2]。

圖6 廂式壓濾機(jī)構(gòu)造

圖7 廂式壓濾機(jī)

表2 濾布參數(shù)

3)現(xiàn)場架設(shè)0.8 m高鋼操作平臺，廂式壓濾機(jī)放置在操作平臺上，平臺設(shè)置安全樓梯和封閉的安全護(hù)欄，防止人員墜落。

4)壓榨機(jī)下設(shè)置磚砌的濾餅收集槽，濾餅排出后落入下方收集槽內(nèi)裝車外運(yùn)。

5)廂式壓濾機(jī)壓榨廢泥漿，過濾水從出液閥排出沿濾板溝槽(圖8)流至下方出液管道匯集，之后集中排入清水池(圖9)。排出的濾液為可利用的清潔水，供現(xiàn)場循環(huán)使用[3]。

6)清水池緊鄰廂式壓濾機(jī)設(shè)置，尺寸為3 m×2 m×1.5 m，容量考慮為施工現(xiàn)場日產(chǎn)清水量的1.5～2.0倍。

圖8 廂式壓濾機(jī)濾板溝槽

圖9 清水池

2.4.5 壓濾機(jī)持續(xù)壓榨

1)根據(jù)工藝要求開啟洗滌液閥門進(jìn)液洗滌濾餅，進(jìn)壓縮空氣吹干。

2)關(guān)閉洗滌和吹干閥后，開啟壓榨閥，向隔膜濾板的壓榨腔繼續(xù)加壓壓榨濾餅，以進(jìn)一步提高濾餅的含固率。

2.4.6 停止泵入廢污水

1)當(dāng)壓濾機(jī)泵壓達(dá)到2 MPa時，停止進(jìn)料。

2)開啟放空閥，電控液壓系統(tǒng)施加0.8 MPa的壓力，持續(xù)壓榨3～5 min，直至放空流體停止擠壓，松開濾板按鈕，壓緊板后退至適當(dāng)位置后，按停止按鈕，自動退至設(shè)定的行程開關(guān)處，壓緊板自動停止。

2.4.7 拉板小車松開濾板

1) 污泥廢水壓榨過濾完成后，轉(zhuǎn)動排水板，由拉板小車逐個拉開濾板，濾室內(nèi)壓榨的泥餅自動卸除脫落，如圖10、圖11所示。

圖10 拉板小車?yán)_濾板

圖11 濾室內(nèi)泥餅下落

2)拉板卸料后，殘留在濾布上的濾渣清理干凈，濾布重新整理平整，開始下一工作循環(huán)。當(dāng)濾布長時間使用受損時，對濾布進(jìn)行更換。

3)經(jīng)壓榨處理后的濾餅含水率約30%，可直接裝車運(yùn)輸至加工廠壓制成環(huán)保，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)污泥廢水的無害化循環(huán)利用。卸除后的泥餅如圖12所示。

圖12 卸除泥餅

2.4.8 清潔水循環(huán)利用

1)清水池內(nèi)的水通過管道注入噴灑車，用作現(xiàn)場噴灑消塵，如圖13所示。

圖13 處理后清水池水泵壓入噴水車

2)清潔水流經(jīng)增壓泵加壓再次用于車輛沖洗，如圖14所示。

圖14 處理后清水池水泵壓循環(huán)洗車

3 工藝分析

3.1 與常規(guī)方法對比分析

目前對于施工場地污泥廢水常用的處理方法為泥頭車外棄法或指定場地洗濾法。泥頭車外棄法是通過泥頭車將污泥廢水外運(yùn)至政府指定的受納場，而受納場數(shù)量有限，其設(shè)置會占用大量的土地資源，耗用大量的征用土地費(fèi)，泥頭車外運(yùn)也會對城市道路造成污染，并產(chǎn)生一系列的交通安全隱患。指定場地洗濾法是將建筑工地產(chǎn)生的污泥廢水，經(jīng)泥頭車外運(yùn)至指定的場地進(jìn)行固液分離，分離后的廢泥渣直接再裝車外運(yùn)，雖有一定的減量化處理措施，但洗濾場地往往設(shè)置在遠(yuǎn)離項(xiàng)目現(xiàn)場的郊區(qū)，泥頭車運(yùn)輸會產(chǎn)生高昂的運(yùn)輸費(fèi)用，同時廢棄土渣需二次運(yùn)輸，處理流程繁瑣，經(jīng)濟(jì)效益低。因此污泥廢水綠色高效處理研究具有重要的意義，并具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義和推廣價值。

3.2 施工工藝特點(diǎn)

3.2.1 現(xiàn)場就地處理

配合現(xiàn)場三級沉淀池就近設(shè)置壓濾機(jī)，污泥廢水經(jīng)壓濾處理后產(chǎn)生的清水循環(huán)利用于施工現(xiàn)場，就地解決洗車產(chǎn)生的污廢水，避免了大量污水的排放和泥渣的外運(yùn)。

3.2.2 模塊化一站式便捷處理

設(shè)有污泥廢水預(yù)處理系統(tǒng)、壓榨過濾系統(tǒng)及循環(huán)利用系統(tǒng)，除三級沉淀池外，其余均采用集水箱、壓榨機(jī)等成套循環(huán)管路集成化設(shè)置，模塊化一站式處理使現(xiàn)場操作更便捷。

3.2.3 處理效率高

相比于傳統(tǒng)的三級沉淀池沉降污泥廢水的處理方式，該技術(shù)設(shè)置廂式壓濾機(jī)對三級沉淀池預(yù)處理后的污廢進(jìn)行二次處理，不僅提升了污廢凈化效果，凈化效率也得到大大提升[4]。

3.2.4 經(jīng)濟(jì)效益高

將污泥廢水處理后，清潔水可循環(huán)利用于工地車輛沖洗，以及現(xiàn)場防塵灑水和臨時施工用水；壓縮的泥餅相比于直接運(yùn)輸廢泥漿減量化程度高，節(jié)省了運(yùn)輸空間，且含水量低，大大節(jié)約了運(yùn)輸成本[4]。

3.2.5 綠色環(huán)保無污染

將污泥廢水固液分離后，泥餅可用于環(huán)保磚制作，清潔水可在現(xiàn)場循環(huán)使用，完全實(shí)現(xiàn)了對污泥廢水的無害化循環(huán)處理利用，達(dá)到綠色、環(huán)保、無污染的效果，同時，污泥廢水的固化也減少了泥漿外運(yùn)頻率，降低了污染市政道路及管路的風(fēng)險。

4 結(jié)語

洗車池污廢一站式綠色循環(huán)利用施工技術(shù)，利用三級沉淀池對洗車產(chǎn)生的污泥廢水進(jìn)行預(yù)處理，然后通過隔膜泵將處理后的廢水抽吸至廂式壓濾機(jī)壓榨，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)污廢固液分離。該技術(shù)對于污泥廢水的處理效率高、效果好，且現(xiàn)場所用設(shè)備均為模塊化組裝，可復(fù)制性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保無污染的應(yīng)用效果，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。