卡普斯浪河溫泉水利樞紐工程環保措施中拌和站廢水回用于混凝土拌和系統的探討

曹文潔

(新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000)

0 引 言

隨著我國經濟不斷發展，水利工程建設水平不斷提高。近年來，混凝土在水利工程建設中得到廣泛應用，在提高水利工程質量的同時，也為工程周邊環境帶來一些新問題[1]：在生產混凝土時必定會產生大量的廢水，若此類廢水不加利用肆意排放到周邊場地或者河流，將造成土壤、地表水系和沿途地下水的污染，帶來環境污染問題[2]。然而大部分水利工程一般都在山區或河流源頭區，這些區域的地表水水質多為Ⅰ、Ⅱ類，根據環保要求[3]，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類水域中劃定的保護區，禁止新建排污口排污[4]。因此，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外排，最好的廢水出路就是進行綜合利用。而在實際工作中，大多數混凝土拌和站廢水處理設施僅為較為簡單的沉淀池，出水水質很難讓人滿意[2]。

為了解決廢水綜合利用的問題，對建筑商品混凝土已經開始進行研究。梅曉東等[5]通過利用分離機裝置，將廢棄的混凝土拌和物進行分離，重新作為原料用于混凝土生產中。馬先偉等[6]介紹了現階段廢水的性質以及處理工藝，探討了廢水摻量和濃度與混凝土性能的關系。候旭林等[7]研究了廢水泥漿對C30和混凝土強度的影響，發現一定范圍內隨著廢水泥漿摻量的增加會加速混凝土裂縫的發展。周漢章[8]通過試驗分析廢水濃度控制在10%以內，試驗混凝土試件強度有所增加。周戈等[9]分析了廢水中固體含量對水泥凈漿及混凝土的影響，制定了攪拌站廢水全回收利用方案。張良超[10]將廢水漿液與添加劑一并加入混凝土再生產中，得出滿足強度要求的混凝土。陳顯秋[11]通過試驗得出適量摻廢水對混凝土特性影響不大。李峰[12]介紹了廢水回收的新方法，并詳細描述了廢水如何重利用于生成混凝土。可見，廢水回收利用已經在商混拌和系統中逐漸趨于成熟化。

對在新疆水利工作中起到積極推進作用的溫泉水利樞紐工程來說，水庫在建設過程中為了踐行 “綠水青山就是金山銀山”，提出將混凝土拌和站廢水妥善處理后再利用于混凝土拌和及路面降塵，實現廢水再利用，以緩解施工現場環境污染問題。

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1 900 m，總庫容5 082×104m3，電站裝機容量24 MW，多年平均年發電量0.90×108kW·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 混凝土拌和系統廢水影響

溫泉水利樞紐工程施工現場共布置2座混凝土拌和系統，在混凝土拌和過程中會產生部分廢水，同時在每班末對混凝土轉筒和料罐的沖洗也會產生大量廢水，混凝土拌和廢水排放率約為40%。工程混凝土拌和系統廢水排放情況及廢水監測結果表見表1，拌和站見圖1。

表1 工程混凝土拌和系統廢水排放情況及廢水監測結果表

圖1 溫泉水利樞紐工程混凝土拌和系統示意圖

根據現場混凝土拌和系統所處位置和地形表明，1#，2#混凝土拌和系統距離河道較遠，拌和廢水直接進入卡普斯浪河河道的可能性較小；若混凝土拌和廢水就地排放滲流，對地表植被的影響最直接，堿性水長期淹灌植被將會直接影響其正常生長，造成植被衰敗甚至死亡；若拌合廢水隨意散排漫流，會使土壤結構發生變化、肥力下降，物理性質也會從松散狀態變得硬化板結，土壤逐漸堿化，不適宜植被生長，同時在施工結束跡地恢復過程中，也很難恢復到原有地貌。而且，此堿性水經過土壤會緩慢滲入地下，可能會對地下水水質造成一定的影響。因此，此類廢水的回收再利用對保護生態系統不被污染破壞至關重要。

3 混凝土拌和系統廢水回收措施

本工程共設2座混凝土拌和系統，根據表1可知，1#，2#拌和系統高峰日廢水排放量分別為0.3和1.3 m3/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進行排放污水及廢水。故按照環境保護和節約水資源的要求，各拌和站混凝土拌和廢水必須進行處理或全部回收再利用。考慮廢水回收利用已經在商混拌和系統中逐漸趨于成熟化，因此將1#，2#拌和站廢水進行回收利用，重新用于混凝土拌和中。各混凝土拌和站的廢水處理標準按照《水工混凝土施工規范》(DL/T 5114-2001)對混凝土拌和養護用水水質要求執行，廢水處理標準見表2。

表2 混凝土拌和養護用水水質要求

從表2中可見，不溶物SS濃度<2 000 mg/L即可滿足混凝土拌和要求，考慮廢水回用與新鮮水混合后使用，也為安全起見，確定混凝土拌和廢水處理目標為SS≤800 mg/L。

3.1 處理工藝及設計參數

混凝土拌和廢水具有瞬時排放量大、懸浮物濃度高的特點，因此選用在調節池通過沉淀+砂濾工藝進行初步處理，去除大部分懸浮物后，進入絮凝沉淀池進一步處理，最后出水進入蓄水池。砂濾濾料采用砂石料加工系統的骨料，濾料須及時更換，以免堵塞。絮凝沉淀池底泥與廢濾料一起運至棄渣場填埋處理。混凝土拌和廢水處理工藝見圖2。工藝設計參數詳見表3。

圖2 混凝土拌和系統廢水及泥砂處理工藝流程

表3 混凝土拌和廢水處理系統構筑物設計參數

3.2 處理設施尺寸及設備

根據處理工藝，在各混凝土拌和站修建調節池、絮凝沉淀池、蓄水池各一座，內壁混凝土襯砌25 cm，每套處理系統配50QW10-10-0.7型潛污泵，1用1備。各拌和站混凝土拌和廢水處理措施工程量見表4。

表4 混凝土拌和系統廢水處理措施工程量表

注：水池超高均為0.3 m。

4 結 論

1) 溫泉水利樞紐工程中所使用的混凝土標號從C10-C50較多，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。因此，為了確保工程正常使用年限，廢水回收利用重新拌和的混凝土應多用于本工程的臨時建筑物中。待專門研究商混廢水回收再利用的試驗成果更加成熟，監測儀器可時時采集廢水中離子濃度、懸浮物、pH值，同時生產的混凝土強度能滿足設計要求時，一些大型、主要建筑物便可以采用此類混凝土。

2) 由于混凝土拌和廢水處理設施簡單，在運行過程中注意定時清理調節池和絮凝沉淀池中的泥沙，將廢水處理系統的管理、維護工作納入混凝土拌和系統的日常管理中，不另設機構和人員。水利工程建設全程周期較長，攪拌站廢水經沉淀處理后的多余出水，還可以用于灑水降塵。

3) 水利工程建設中會使用大量的混凝土，勢必會產生不少廢水，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。拌和站廢水回收再利用既滿足生態需求，又也可以節省大量的水資源，為后續的水利工程提供借鑒。