溫泉水利樞紐環保措施中砂石篩分系統廢水回用探討

曹文潔

(新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

水電是一種可再生的清潔能源，無污染、運行費低，但水電工程建設過程卻具有建設期長、工程量大、易對周邊生態環境造成一定影響等特點，尤其是砂石料篩分系統產生的廢水，若不采取有效措施進行處理和管理，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處理砂石料生產廢水，發現此種方法處理廢水不但所用時間較少，而且排出水質能夠達標。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備對工程中的砂石料廢水進行處理，發現比傳統工藝有很大的優越性。王潔瑜[4]在總結以往水利工程砂石料系統加工廢水處理工藝特點的基礎上，提出可成立區域性的廢水處理設施設備租用公司，使工程既節約投資，又提高處理效果。毛華[5]在里底水電站針對性地采用“多種設備、多種工藝組合”砂石加工廢水處理工藝，實現廢水循環利用和“零”排放的環保要求，為大型人工砂石系統廢水處理樹立了“亮點”[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，工程建設過程中，砂石料需求量大，排放的廢水量也非常可觀，工程區所在河段為Ⅱ類水域，根據環保要求，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，更不能不經過處理就地外排，最好的廢水出路就是進行綜合利用[11- 15]。

1 工程概況

溫泉水利樞紐工程位于新疆阿克蘇地區拜城縣境內，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，電站裝機容量24MW，多年平均年發電量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、灌溉供水發電洞及電站廠房。

2 砂石料篩分系統廢水影響

根據相關資料，砂石篩分系統廢水中污染物主要為SS，其濃度一般大于45000mg/L遠超GB8978—1996《污水綜合排放標準》中規定的采礦、選礦企業廢水懸浮物最高允許排放濃度標準(一級水域為70mg/L，二級水域為300mg/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，位于壩軸線下游3.89km處，砂石篩分系統距離卡普斯浪河河道約200m，雖距離河道均較遠，但廢水排放量較大，就砂石加工系統所處位置和地形來看，若不進行收集處理，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造成污染，破壞水生生物的生存環境；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；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，工程砂石篩分系統廢水排放情況見表1，篩分系統工程布置如圖2所示。

表1 工程砂石篩分系統廢水排放情況

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區平面布置

3 砂石料篩分系統廢水回用措施

根據表1可知，砂石篩分系統高峰日廢水排放量為2023m3/d。工程區內卡普斯浪河地表水水質目標為Ⅱ類，根據規范要求禁止向地表及河道排放廢污水。故按照環境保護和節約水資源的要求，各砂石料篩分廢水必須進行處理或全部回收再利用。因此，砂石加工系統廢水處理按照DL/T5114—2001《水工混凝土施工規范》對混凝土拌和養護用水水質要求進行(見表2)，處理后廢水回用于混凝土拌合系統。

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，結合水電工程砂石料沖洗實際用水情況，也為安全起見，確定本設計的處理目標為SS≤800mg/L。

3.1 處理工藝

對廢水采用混凝沉淀法進行處理。砂石加工廠廢水流入泵池，由泵將高懸浮物廢水供給細砂回收處理器，將大于0.035mm的細砂80%回收，篩濾水經管道混合器與投加的混凝劑充分混合反應后流入平流式沉淀池，經絮凝沉淀后上清液流入清水池，回用于加工系統。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吸出，進入污泥干化池經自然干化脫水后，用挖掘機挖出外運至就近棄渣場。此種方法處理效果好，處理后的水SS能滿足目標要求，具有很好的環境經濟綜合效益。砂石料篩分系統廢水處理工藝流程如圖3—5所示。

圖3 砂石料篩分系統廢水處理工藝流程

圖4 砂石料篩分系統

圖5 砂石料篩分系統廢水處理

3.2 處理設施尺寸及設備

根據處理工藝，在砂石料篩分系統修建1座調節池、2座絮凝沉淀池、1座回用水池，并布置行車式刮泥機、靜態混合器、廂式壓濾機、潛污泵等。砂石篩分系統廢水處理設施構筑物尺寸見表3，建筑工程量統計見表4，主要設備見表5。

表3 砂石料篩分系統主要構筑物尺寸及結構

表4 建筑工程總量統計

表5 砂石系統廢水處理主要設備

溫泉水利樞紐工程中所使用的混凝土標號以C10～C50較多，對廢水離子濃度、懸浮物、pH值等一些參數不能完全做到及時監測，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，生產的混凝土強度能滿足設計要求，監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 結論

(1)由于砂石篩分系統廢水處理設施簡單，在運行過程中需要定時清理沉淀池中的泥沙，將管理和維護工作納入砂石篩分系統統一安排，不另設機構和人員。整個水利工程建設周期較長，篩分系統每日多余的廢水經過沉淀處理后，還可以用于灑水降塵。

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