一套隧洞施工廢水處理系統在工程上的應用

李曉晗，許愛萍

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

一套隧洞施工廢水處理系統在工程上的應用

李曉晗1，許愛萍2

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

隧洞施工地多集中于山區，往往是河流的上游、水源源頭區和水源保護區，對排放水的標準要求較高，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際問題。文章介紹了遼寧重點輸水工程隧洞施工過程廢水及生活污水處理系統在工程實際的應用。

隧洞；施工廢水；生活污水；處理系統；工藝流程

1 隧洞施工廢水種類

隧洞施工一般會產生5種廢水：①隧洞開挖、支護、養護過程產生的施工廢水；②隧洞涌水和圍巖滲水等施工涌滲水；③砂石骨料生產系統廢水；④混凝土拌合系統產生的廢水；⑤施工人員產生的生活污水。前4者統稱為施工過程廢水；后者稱之為生活污水[1]。

2 施工廢水處理工藝過程

在遼寧重點輸水工程的一個TBM施工標段，因該地區屬于水源保護區，按環保部門要求施工期需做到廢水零排放。根據工程特點，結合施工區的特殊要求，設計了本套施工廢水處理系統。

2.1 施工過程廢水處理

2.1.1 鉆爆施工階段隧洞施工廢水及砂石骨料加工系統廢水處理

本工程施工支洞及TBM設備組裝間、TBM通過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、裂隙水和支護養護水組成，主要含有無機污染物，懸浮物含量高，并含有一定量的氨氮、石油類等污染物質，可生化性相對較差。此類廢水中SS含量相對較高，且SS與懸浮性COD、氮類污染物有一定的關聯度。

對此段施工期間產生的施工過程廢水的處理措施是將隧洞施工廢水送入砂石骨料調節池中，調節pH值后與砂石骨料沖洗廢水一起進入水處理設備進行集中處理。

水處理設備采用渦旋流體凈化系統，該系統依據離心分離原理，用于分離液體中可沉淀固體物。內部加速運動產生高速旋轉的渦流，進而高效率的分理出液體中的固體雜質。渦旋流體凈化技術原名內循環旋流分離技術，由旋流室底部開始沿筒壁螺旋上升的水流(其雜質含量很高)，在越過旋流室上沿失去筒壁束縛后溢入外筒，其中較重的雜質下沉較快，并最終沉積在沉砂口。而脫去大部雜質后的水又從旋流室底部中心的回流管回到旋流室。這個循環被稱作內循環，其作用是攜帶雜質進入外筒積累，其動力來源是高速旋流在旋流室內底部中心產生的負壓，不必擔心外筒下部來不及下沉的雜質被內循環流重新帶回旋流室內，因為它并不是被直接排出，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被完全可靠的“鎖”在裝置內等待定時排出。渦旋流體凈化器工作原理圖見圖1。

渦旋流體凈化法處理工藝流程見圖2。

砂石骨料沖洗廢水、隧洞施工過程廢水進入調節池，經中和pH后用泵抽至渦旋流體凈化器，同時利用負壓原理將藥劑與廢水一并吸入管道中初步混合后進入渦旋流體凈化器，從凈化器頂端將凈化后的清水排出、送入全自動自清洗過濾器，經全自動自清洗過濾器處理后排入中水回用池，準備進行回用。

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脫水，脫水后的泥餅外運至渣場堆放。

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 混凝土拌合系統廢水處理

混凝土拌合廢水主要產生于混凝土拌合罐、混凝土罐車和自卸汽車的清洗，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。

根據水電工程施工組織設計規范規定，SS≤200mg/L即可滿足混凝土拌合要求，處理系統出水可回用于混凝土拌合系統。

設計采用平流矩形處理池法，即每臺班末的沖洗廢水排入處理池內，調節PH值后，靜止沉淀到下一班末放出。

2.1.3 施工修理系統含油廢水、TBM施工過程廢水處理

本施工區設置機械修配和汽車修理廠1處，廢水中主要污染物為石油類及懸浮物，一般石油類濃度為10mg/l～30mg/l，懸浮物濃度為500mg/l～4 000mg/l。在TBM掘進開挖期間，隧洞施工過程廢水也主要為石油類及懸浮物。

對于含油廢水的處理主要采用渦旋浮油收集器進行處理，處理工藝流程見圖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，包括機油、煤油、柴油、潤滑油、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%計算，高峰期日產生活污水總量為48m3/d。本工程生活污水經深度處理后用于綠化、施工道路灑水抑塵、農灌等。

施工區生活污水采用成套設備進行處理，處理工藝流程圖見圖4。

圖4 施工區生活污水處理工藝流程圖

該生活污水處理成套設備采用日本NET株式會社開發的污水處理系統，該系統除了具有傳統生物膜法運行穩定、負荷高、耐負荷沖擊、剩余污泥量少、不需污泥回流、沒有污泥膨脹等優點外，而且具有系統啟動周期短、可以高負荷運轉、處理效率高、抗沖擊能力強、污泥發生量少等優點。

3 結 語

該工程使用上述綜合污水處理系統，實現了對施工過程廢水、生活污水的分系統處理，實現了對SS、氨氮、石油類物質、懸浮物的分離與去除，并實現了施工過程廢水、生活污水的零排放，是目前隧洞施工中較實用的一套綜合廢水處理系統，較好的保護了施工區水環境及生態環境，對類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.一種新型施工廢水處理設備在隧洞工程中的應用[J].公路交通技術，2013(06)：6-9.

1007-7596(2015)01-0053-02

2014-10-13

李曉晗(1969-)，男，遼寧沈陽人，高級工程師，研究方向為水利水電施工技術，特別是TBM隧洞施工技術；許愛萍(1975-)，女，甘肅武威人，工程師，研究方向為水利水電施工技術。

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