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110003；2.遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧沈陽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110003；2.遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧沈陽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，做好此項工作對保證工程建設順利進行意義重大。其主要工作是對施工期產(chǎn)生的污水進行處理，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，以期對今后的隧洞施工有所借鑒，對工程技術的發(fā)展也是個有益的補充。

污水組成；主要污染指標；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，隨著社會的進步和人們環(huán)保意識逐步增強，環(huán)保部門和工程所在地周邊居民對施工過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)污水排放問題越來越關注，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到國家相關標準后才可回用、灌溉或排放。僅依靠沉淀池進行簡單沉淀的處理已經(jīng)不能滿足要求，為此就需要根據(jù)不同需求，對排出的污水采取不同方式進行處理，甚至是建設污廢水處理設施，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。隧洞施工主要方法為常規(guī)鉆爆法和隧洞掘進機法，掘進機法施工過程中水的來源主要是地下水和掘進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過程中供給手風鉆機降塵的水，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雜，下面就以鉆爆法排出的污水處理為例進行說明。

3 幾種污水處理方式

污水排放的標準以不惡化周邊水體水質(zhì)為前提，考慮經(jīng)濟因素，對周邊不同的水體要求，可對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、物理和化學聯(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，故此應對污水進行物理和化學聯(lián)合作用的處理方式。對于周邊為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)容主要是針對懸浮物，方式主要是沉淀。經(jīng)反復試驗，實際采取的具體措施為：至少要3級沉淀，3層土工布過慮。沉淀池的大小要根據(jù)排污量確定，并預留30%的冗余量，3個池子的落差不宜超過1m，第1級池可大些，依次減小。污水量小時，污水濃度較大，此時可向第1級池中撒白灰，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，對周邊水體影響較小或無影響，此時可直接排放。

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、單位時間內(nèi)排出的污水量。

根據(jù)一段時間內(nèi)對4個生產(chǎn)區(qū)排出污水水量的監(jiān)測和前方地質(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、地面機修含油廢水等，計劃污水處理廠的規(guī)模定在150 m3/h，每天按工作20h計，間歇式排放。

4.2 處理工藝流程的確定

根據(jù)對污水取樣分析，P H、SS、B O D、C O D、石油類等分析結(jié)果超標，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)水量不均勻變化對處理系統(tǒng)造成負荷沖擊。集水池設橋式吸砂機。

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

加藥裝置計量泵將按一定比例配好的絮凝劑及助凝劑加入反應池。

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

同時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際應用，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，水中絕大部分的絮凝體顆粒則眾多斜板底部，而后自動滑下，進入泥水分離區(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，促進沉淀，提高了沉淀效率。斜板沉淀具有處理效率高，停留時間短，占地面積小等特點。污泥部分回流至反應沉淀器，增強絮凝效果，提高C O D去除率。

各個裝置污泥排至污泥池，再由螺桿泵提升至帶式壓濾機處理，壓濾后泥餅外運處理。

4.3 添加藥劑

根據(jù)施工現(xiàn)場生產(chǎn)污水污染物實際排放情況及水質(zhì)檢測實際數(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。因為首先接納水體流量較大，流速快，對鹽類有稀釋作用，且直接排放對當?shù)丨h(huán)境無危害；其次處理費用高昂（一套設備約3000萬元）。

處理后的水質(zhì)指標應達到《污水綜合排放標準》（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標準，見表2。

表2 處理后水質(zhì)主要指標

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、減少廠房高度，便于維護，初沉池為地埋式，其他設備為半地下式。

4.5 建設周期及運行

調(diào)試生產(chǎn)設備的同時進行土建施工，工期約60天。經(jīng)過試運行，做出如下糾偏和改進：

（1）污水處理廠的規(guī)模偏于保守。在實際施工過程中，排水的時間主要是打鉆過程中，因為此時需要向洞內(nèi)供水，每循環(huán)打鉆時間約4h，按兩天5個循環(huán)計，每天排水時間約10h足夠，即污水處理廠每天工作10h。最多12臺鉆機，每臺鉆機每小時最大需水量2m3，12臺計24m3/h，考慮洞內(nèi)淋滲水量，總計按60m3/h即可。

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

5 結(jié)語

通過一年多實踐表明，污水處理達到預期效果，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；污泥運到指定棄渣場集中存放，可作為將來渣場復墾用土。由此可見，用該方法處理施工污水的方式，無論在推進施工外圍協(xié)調(diào)、滿足環(huán)保達標，還是在完善工程技術發(fā)展方面，都是一個有益的補充，值得在今后隧洞施工中進一步推廣和借鑒。

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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，高級工程師。