輸水隧洞施工過程中的污水處理方法

胡 凡1，韓明友1，李 飛

（1.遼寧省水利廳，遼寧沈陽(yáng)110003；2.遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng)110003）

輸水隧洞施工過程中的污水處理方法

胡 凡1，韓明友1，李 飛2

（1.遼寧省水利廳，遼寧沈陽(yáng)110003；2.遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng)110003）

施工期環(huán)保工作是外圍協(xié)調(diào)工作的重要內(nèi)容之一，其中污水處理又是環(huán)保工作的主要內(nèi)容，做好此項(xiàng)工作對(duì)保證工程建設(shè)順利進(jìn)行意義重大。其主要工作是對(duì)施工期產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，使之排放或使用后不惡化周邊水質(zhì)。文章介紹了某工程的經(jīng)驗(yàn)，以期對(duì)今后的隧洞施工有所借鑒，對(duì)工程技術(shù)的發(fā)展也是個(gè)有益的補(bǔ)充。

污水組成；主要污染指標(biāo)；處理工藝

1 施工污水處理現(xiàn)狀

在以往施工過程中，施工單位對(duì)生產(chǎn)污水的處理僅單純依靠沉淀池把其中的懸浮物沉淀后再排放。近幾年，隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們環(huán)保意識(shí)逐步增強(qiáng)，環(huán)保部門和工程所在地周邊居民對(duì)施工過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)污水排放問題越來越關(guān)注，提出了更高的要求，有的地方由于臨近城市水源地，更需要將污水處理達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后才可回用、灌溉或排放。僅依靠沉淀池進(jìn)行簡(jiǎn)單沉淀的處理已經(jīng)不能滿足要求，為此就需要根據(jù)不同需求，對(duì)排出的污水采取不同方式進(jìn)行處理，甚至是建設(shè)污廢水處理設(shè)施，即小型污水處理廠來處理。

某輸水工程以隧洞為主，隧洞施工區(qū)周邊大多自然環(huán)境較好，隧洞施工過程中產(chǎn)生大量的污廢水，污水主要來源于混凝土拌合系統(tǒng)沖洗污水、隧洞排水、機(jī)修含油廢水等，污水中含有各種污染物，如不經(jīng)處理直接排放，將污染環(huán)境。本工程建設(shè)了幾處污水處理廠，現(xiàn)將其中利害得失加以總結(jié)，以期有所借鑒。

2 鉆爆法施工隧洞產(chǎn)生的污水主要來源及其影響成分

隧洞施工產(chǎn)生的污水主要是洞內(nèi)排出的污廢水，洞內(nèi)污水的主要成分與隧洞施工方法有關(guān)。隧洞施工主要方法為常規(guī)鉆爆法和隧洞掘進(jìn)機(jī)法，掘進(jìn)機(jī)法施工過程中水的來源主要是地下水和掘進(jìn)過程中為了降塵而噴灑的水，排出水中含有的主要物質(zhì)是各種油脂、噴混凝土過程中溶解于水的速凝劑、懸浮的石粉。鉆爆法施工過程中廢水的來源主要是地下水和掘進(jìn)過程中供給手風(fēng)鉆機(jī)降塵的水，廢水中的主要物質(zhì)是炸藥殘留及爆炸后產(chǎn)生的物質(zhì)、各種油脂、噴混凝土過程中溶解于水中的速凝劑、懸浮的石粉等，P H值為堿性。

由于鉆爆法排出的污水中成分更復(fù)雜，下面就以鉆爆法排出的污水處理為例進(jìn)行說明。

3 幾種污水處理方式

污水排放的標(biāo)準(zhǔn)以不惡化周邊水體水質(zhì)為前提，考慮經(jīng)濟(jì)因素，對(duì)周邊不同的水體要求，可對(duì)污水采取不同的處理方式后排放或用作他用。常用的污水處理方式有物理、化學(xué)、物理和化學(xué)聯(lián)合作用。

3.1 周邊水體為Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)

Ⅱ、Ⅲ類可用于飲用水源，故此應(yīng)對(duì)污水進(jìn)行物理和化學(xué)聯(lián)合作用的處理方式。對(duì)于周邊為Ⅱ類水體的，甚至污水處理后也不能直接排放其中，需要用作他用，比如循環(huán)使用、用于農(nóng)業(yè)灌溉或噴灑道路等。

3.2 周邊水體為Ⅳ類水質(zhì)

Ⅳ類水質(zhì)可用于工業(yè)用水或農(nóng)業(yè)用水，從水樣分析可看出，隧洞排出的污水經(jīng)初步處理后即可直接排放。處理內(nèi)容主要是針對(duì)懸浮物，方式主要是沉淀。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，實(shí)際采取的具體措施為：至少要3級(jí)沉淀，3層土工布過慮。沉淀池的大小要根據(jù)排污量確定，并預(yù)留30%的冗余量，3個(gè)池子的落差不宜超過1m，第1級(jí)池可大些，依次減小。污水量小時(shí)，污水濃度較大，此時(shí)可向第1級(jí)池中撒白灰，以消毒。若遇洞內(nèi)涌水的情況，由于排水量大，污水經(jīng)稀釋，對(duì)周邊水體影響較小或無影響，此時(shí)可直接排放。

4 小型污水處理廠的處理方式

4.1 規(guī)模的確定

為了確定污水處理廠的規(guī)模，需要知道污水中含有哪些成分、每種成分含量、單位時(shí)間內(nèi)排出的污水量。

根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)對(duì)4個(gè)生產(chǎn)區(qū)排出污水水量的監(jiān)測(cè)和前方地質(zhì)條件的分析，估算了未來施工期可能最大排污量為100～120 m3/h，考慮混凝土拌合系統(tǒng)沖洗污水、地面機(jī)修含油廢水等，計(jì)劃污水處理廠的規(guī)模定在150 m3/h，每天按工作20h計(jì)，間歇式排放。

4.2 處理工藝流程的確定

根據(jù)對(duì)污水取樣分析，P H、SS、B O D、C O D、石油類等分析結(jié)果超標(biāo)，需要處理。根據(jù)需要處理的成分，確定需要采取的工藝。

廢水首先進(jìn)入集水池，該池調(diào)節(jié)廢水的水量、水質(zhì)，緩沖因水質(zhì)水量不均勻變化對(duì)處理系統(tǒng)造成負(fù)荷沖擊。集水池設(shè)橋式吸砂機(jī)。

污水經(jīng)泵提升進(jìn)入反應(yīng)池。為提高絮凝劑反應(yīng)效果，首先通過投加鹽酸調(diào)節(jié)廢水pH。

加藥裝置計(jì)量泵將按一定比例配好的絮凝劑及助凝劑加入反應(yīng)池。

反應(yīng)池內(nèi)設(shè)空氣攪拌裝置。依靠空氣攪動(dòng)水流以增加水流的紊動(dòng)，來達(dá)到增加水中顆粒碰撞機(jī)會(huì)的效果，逐漸形成易沉降的較大絮凝體，部分易沉降顆粒在反應(yīng)池沉淀區(qū)沉淀，去除部分SS及C O D等。

同時(shí)水中氣泡與油珠等液體污染物微粒或密度接近于水的微粒接觸，由于界面張力會(huì)產(chǎn)生表面吸附作用，油珠即粘附在氣泡上，上升至液面，形成浮渣，浮渣通過收集裝置排入集油桶。

凝聚后的水隨后進(jìn)入高效斜板澄清器，采用斜板沉淀裝置。斜板沉淀是淺池理論的實(shí)際應(yīng)用，是把與水平面成一定角度的斜板組件置于沉淀器中。水流從下向上流動(dòng)，水中絕大部分的絮凝體顆粒則眾多斜板底部，而后自動(dòng)滑下，進(jìn)入泥水分離區(qū)。斜板沉淀器的水力半徑小，池中水流基本上屬于層流狀態(tài)，則滿足了水流的穩(wěn)定性的要求，減少了水的紊動(dòng)，促進(jìn)沉淀，提高了沉淀效率。斜板沉淀具有處理效率高，停留時(shí)間短，占地面積小等特點(diǎn)。污泥部分回流至反應(yīng)沉淀器，增強(qiáng)絮凝效果，提高C O D去除率。

各個(gè)裝置污泥排至污泥池，再由螺桿泵提升至帶式壓濾機(jī)處理，壓濾后泥餅外運(yùn)處理。

4.3 添加藥劑

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)污水污染物實(shí)際排放情況及水質(zhì)檢測(cè)實(shí)際數(shù)據(jù)，排放的污染物濃度取值，見表1。

表1 污染物水質(zhì)情況匯總表

鹽類污染物不予考慮。因?yàn)槭紫冉蛹{水體流量較大，流速快，對(duì)鹽類有稀釋作用，且直接排放對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境無危害；其次處理費(fèi)用高昂（一套設(shè)備約3000萬(wàn)元）。

處理后的水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（G B 8978-96）中表4第二類污染物最高允許排放濃度中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 處理后水質(zhì)主要指標(biāo)

根據(jù)上述分析，確定需要添加的藥劑，見表3。

表3 添加藥劑及其用途

4.4 建筑方式

由于保溫的需要，需要建成廠房式，總占地面積約350 m2。主要建筑物初沉池占地150m2，混凝沉淀池占地40m2，氣浮池占地40m2，沉淀池占地100m2，保溫棚占地330 m2。為節(jié)省材料、減少?gòu)S房高度，便于維護(hù)，初沉池為地埋式，其他設(shè)備為半地下式。

4.5 建設(shè)周期及運(yùn)行

調(diào)試生產(chǎn)設(shè)備的同時(shí)進(jìn)行土建施工，工期約60天。經(jīng)過試運(yùn)行，做出如下糾偏和改進(jìn)：

（1）污水處理廠的規(guī)模偏于保守。在實(shí)際施工過程中，排水的時(shí)間主要是打鉆過程中，因?yàn)榇藭r(shí)需要向洞內(nèi)供水，每循環(huán)打鉆時(shí)間約4h，按兩天5個(gè)循環(huán)計(jì)，每天排水時(shí)間約10h足夠，即污水處理廠每天工作10h。最多12臺(tái)鉆機(jī)，每臺(tái)鉆機(jī)每小時(shí)最大需水量2m3，12臺(tái)計(jì)24m3/h，考慮洞內(nèi)淋滲水量，總計(jì)按60m3/h即可。

（2）污染物濃度估計(jì)偏小。由于污染物濃度比預(yù)計(jì)的大，加藥量比原設(shè)計(jì)多了，原設(shè)計(jì)的污泥過濾池中的砂很容易被泥覆蓋，從而失去過濾作用，予以適當(dāng)調(diào)整即可。

5 結(jié)語(yǔ)

通過一年多實(shí)踐表明，污水處理達(dá)到預(yù)期效果，滿足環(huán)保要求，經(jīng)處理后的污水，可繼續(xù)循環(huán)使用于打鉆；污泥運(yùn)到指定棄渣場(chǎng)集中存放，可作為將來渣場(chǎng)復(fù)墾用土。由此可見，用該方法處理施工污水的方式，無論在推進(jìn)施工外圍協(xié)調(diào)、滿足環(huán)保達(dá)標(biāo)，還是在完善工程技術(shù)發(fā)展方面，都是一個(gè)有益的補(bǔ)充，值得在今后隧洞施工中進(jìn)一步推廣和借鑒。

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T U 992.3

B

1672-2469（2015）06-0034-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.06.011

胡 凡（1956年—），男，高級(jí)工程師。