文 靜， 楊明超

(中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司， 云南 昆明 650041)

1 砂石料加工系統(tǒng)污水

砂石料加工系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水，其主要特點(diǎn)是泥沙含量高，主要污染物為懸浮物。經(jīng)過對(duì)國(guó)內(nèi)一些在建和已建電站現(xiàn)場(chǎng)采樣實(shí)測(cè)，砂石加工系統(tǒng)污水懸浮物的濃度一般在15 000～80 000 mg/L，而泥沙含量一般為60～80 kg/m3,甚至可以達(dá)到 100 kg/m3[1]。如果該類污水未經(jīng)處理直接排放，不僅會(huì)影響水質(zhì)，而且會(huì)對(duì)生態(tài)造成破壞。例如，大量的泥沙隨污水流入河道，使得河床抬高、破壞河流中魚蝦等水生物的生存環(huán)境。

因此，對(duì)砂石料加工系統(tǒng)產(chǎn)生出的污水必須處理達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行排放。由于水利水電工程大多在偏遠(yuǎn)山區(qū)，產(chǎn)生的污水除部分回收利用外，一般都會(huì)排入未設(shè)置二級(jí)污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)。根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 89789-1996)要求，以及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)對(duì)水域功能和標(biāo)準(zhǔn)的分類，可知水電行業(yè)砂石料加工系統(tǒng)污水排放懸浮物濃度最高不可超過150mg/L(二級(jí)標(biāo)準(zhǔn))，而回收用于砂石料加工系統(tǒng)的部分，根據(jù)水電工程砂石加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，懸浮物濃度不可高于100 mg/L；用于灑水降塵的部分，根據(jù)地表水環(huán)境水域功能的規(guī)定，懸浮物濃度不可高于70 mg/L。

2 砂石料加工系統(tǒng)污水處理

2.1 傳統(tǒng)砂石料加工系統(tǒng)污水處理措施

目前，水電工程砂石料加工系統(tǒng)污水處理工藝主要分為三大類，分別為：自然沉淀法(以平流式沉淀池為代表)、混凝沉淀法(以輻流式混凝沉淀池為代表)，以及集混凝、分離、過濾為一體的成套設(shè)備處理方法(以DH高效污水凈化器為代表)。

2.2 傳統(tǒng)砂石料加工系統(tǒng)污水處理優(yōu)、缺點(diǎn)

2.2.1 自然沉淀法

自然沉淀法是指將砂石料加工系統(tǒng)產(chǎn)生的污水引入平流式沉淀池，通過重力作用，使得污水中的泥沙得以沉降。泥沙沉降后，將沉淀池中的上清液經(jīng)監(jiān)測(cè)達(dá)標(biāo)后，回收利用或者排放。自然沉淀法污水處理工藝流程見圖1。

圖1 自然沉淀法污水處理工藝流程

自然沉淀法對(duì)基建技術(shù)的要求較低，工藝流程簡(jiǎn)單，在不使用絮凝劑或者助凝劑的作用下，通過重力作用讓污水中的泥沙得以沉淀，在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的費(fèi)用相比于其他的處理方法較低，但缺點(diǎn)是無法達(dá)到較理想的處理效果，而且自然沉降的時(shí)間較長(zhǎng)，處理效率低，回收效率相對(duì)較低，污泥含水率高，在倡導(dǎo)節(jié)能增效的時(shí)代，此工藝難以達(dá)到理想效果。

2.2.2 混凝沉淀法

混凝沉淀法是指將砂石料加工系統(tǒng)產(chǎn)生的污水首先引入調(diào)節(jié)池中進(jìn)行初步處理，通過調(diào)節(jié)池后再進(jìn)入混凝沉淀池，并加入助凝劑和絮凝劑，將水體中的懸浮物、膠體以及其他可絮凝的物質(zhì)凝聚成絮團(tuán)后，沉入沉淀池底部成為泥漿，并將沉淀池上清液的水經(jīng)監(jiān)測(cè)達(dá)標(biāo)后，循環(huán)使用或者進(jìn)行排放?；炷恋矸ㄎ鬯幚砉に囈妶D2。

圖2 混凝沉淀法污水處理工藝流程

混凝沉淀法效率高、處理方法成熟且穩(wěn)定，處理效果較好，操作簡(jiǎn)單。但缺點(diǎn)是污泥濃縮度較低，并且影響混凝效果的因素多，如水溫、pH值、混凝劑的用量以及水體中的雜質(zhì)種類與形態(tài)等。這些都要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)反復(fù)確定，增加了運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用，若不慎投入過多藥劑還可能造成COD含量增大，引起水體污染。

2.2.3 成套設(shè)備處理法

DH高效污水凈化器的工作原理是將物理、化學(xué)反應(yīng)有機(jī)融合在一起，通過離心分離、混凝絮凝以及污泥濃縮沉淀等技術(shù)，在短時(shí)間內(nèi)(一般為25～30 min)完成污水的凈化。其工藝流程是污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行初步的沉降，然后經(jīng)進(jìn)水泵抽到凈化器，在進(jìn)水泵的出口管道上設(shè)置混合器，混合器前后分別投加絮凝劑和助凝劑，隨著污水進(jìn)入凈化器內(nèi)進(jìn)行重力分離、離心分離、動(dòng)態(tài)過濾以及污泥濃縮等一系列過程后，凈水從凈化器頂端排出，濃縮后的污泥從罐底排出。DH高效污水凈化器污水處理工藝流程見圖3。

圖3 DH高效污水凈化器污水處理工藝流程

成套設(shè)備污水處理工藝的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快，處理效率高(懸浮物去除率高達(dá)99%)，污泥濃縮度高。但缺點(diǎn)是相較于自然沉淀法和混凝沉淀法，該套設(shè)備費(fèi)用較高，并且同時(shí)存在絮凝劑、助凝劑投入量以及作用效果滿意率的問題。

2.3 砂石料加工系統(tǒng)污水處理新工藝探析

對(duì)傳統(tǒng)的砂石料加工系統(tǒng)污水處理工藝進(jìn)行分析后，需要探討出一種更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，并且處理效果能夠滿足國(guó)家、行業(yè)要求的污水處理工藝。對(duì)此，筆者認(rèn)為應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況以及處理后水的用途，來選用不同的污水處理工藝。

2.3.1 工期長(zhǎng)、水量需求較大的水利水電工程污水處理工藝流程

對(duì)于用水量大、工期長(zhǎng)，工程所在地處于珍稀水生生物棲息地、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)、以及源頭水(即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì))附近的水利水電項(xiàng)目，在進(jìn)行砂石料加工系統(tǒng)污水處理過程中可采用圖4所示的工藝。

圖4 工期長(zhǎng)、水量需求較大的水利水電工程污水處理工藝流程

工藝流程說明：在這套污水處理系統(tǒng)中，設(shè)置了攪拌裝置以及閥門。首先，砂石料加工系統(tǒng)產(chǎn)生的污水通過調(diào)節(jié)池對(duì)水量和水質(zhì)進(jìn)行初步的處理，經(jīng)調(diào)節(jié)池的污水再分別通過閥門1和閥門2進(jìn)入DH高效污水凈化器污水處理工藝和混凝沉淀污水處理工藝。

圖4所示的工藝流程，不僅將傳統(tǒng)的混凝沉淀法和DH高效污水凈化器污水處理工藝流程結(jié)合在一起，并具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

(1)水處理系統(tǒng)中，由于顆粒較大的泥沙在調(diào)節(jié)池中會(huì)產(chǎn)生沉降作用，導(dǎo)致后續(xù)過程中需不斷清理調(diào)節(jié)池，造成運(yùn)行費(fèi)用升高。因此，可在調(diào)節(jié)池中設(shè)置攪拌裝置，以減少污水中廢渣的沉降。

(2)可通過對(duì)閥門1和閥門2進(jìn)行調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)控制污水處理量。

(3)通過調(diào)節(jié)閥門來控制水流速，進(jìn)而控制水處理效果。當(dāng)水流速減小時(shí)，則處理效果增強(qiáng)；當(dāng)水流速增大時(shí)，處理效果減弱。

(4)根據(jù)當(dāng)天實(shí)際情況，如溫度、所需用水量等，改變助凝劑和絮凝劑的添加量，來控制出水口的水質(zhì)情況。在滿足達(dá)標(biāo)排放的情況下，也可以不添加任何化學(xué)藥劑使其通過自然沉降作用沉淀后排放或使用。

需要強(qiáng)調(diào)說明的一點(diǎn)是，通過閥門2處理后的污水，不僅可以用來灑水降塵或者用于植被種植用水，也可以通過改變沉淀池化學(xué)藥品的添加、沉淀時(shí)間、沉淀池內(nèi)水流速等條件來控制水處理效果，在滿足要求的情況下，用于砂石骨料的沖洗、混凝土養(yǎng)護(hù)等用水。

2.3.2 工期短、水量需求較小的水利水電工程污水處理工藝流程

對(duì)于用水量較小、工期短，工程所在地處于遠(yuǎn)離人群、珍稀水生生物棲息地、魚蝦產(chǎn)卵場(chǎng)、源頭水(即Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì))的水利水電工程項(xiàng)目可采用圖5所示的污水處理工藝流程。

圖5 工期短、水量需求較小的水利水電工程污水處理工藝流程

圖5所示的污水處理工藝的優(yōu)勢(shì)在于：

(1)增加了調(diào)節(jié)池的攪拌裝置，減少調(diào)節(jié)池污泥的清理頻次。

(2)基建、運(yùn)行費(fèi)用較圖4所示的工藝流程較低。

(3)將平流式沉淀池和斜流式沉淀池組合使用，增強(qiáng)水處理效果。

3 砂石料加工污水處理系統(tǒng)節(jié)能控制

3.1 化學(xué)藥劑添加量控制

化學(xué)藥劑的添加，對(duì)水處理的效果有著明顯的影響。但是若添加過少，則有可能達(dá)不到處理效果；若添加過多，不僅造成藥品的浪費(fèi)，并且可能導(dǎo)致水體COD無法達(dá)標(biāo)。因此，在水處理過程中，必須對(duì)助凝劑、絮凝劑的添加量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。要確定水處理過程中助凝劑、絮凝劑的添加量，必須明確助凝劑和絮凝劑作用效果的影響因素。由于污水的溫度、pH值、懸浮物的種類(即水質(zhì)情況)是影響藥品使用效果的重要因素，因此，在砂石料加工系統(tǒng)運(yùn)行階段，我們應(yīng)了解料源，反復(fù)試驗(yàn)，選擇合適的藥品，確定藥品使用的最佳溫度、pH值以及投配比。

3.2 設(shè)備的控制

設(shè)備是污水處理的核心關(guān)鍵。在污水處理系統(tǒng)中，首先，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際水處理量選擇合適型號(hào)的污水處理設(shè)備，保證處理效果和經(jīng)濟(jì)費(fèi)用在理想狀態(tài)下。其次，在設(shè)備的使用過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照運(yùn)行要求操作，并定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查、維修和保養(yǎng)，保證設(shè)備在最佳參數(shù)下運(yùn)行。

4 結(jié) 語

在水利水電工程中，砂石料加工系統(tǒng)是非常重要的一個(gè)施工環(huán)節(jié)，其產(chǎn)生的污水量不容小覷。隨著環(huán)保、節(jié)能要求的日益提高，砂石料加工系統(tǒng)污水處理也逐步走上正軌。所以，企業(yè)在尋求更遠(yuǎn)、更高的發(fā)展過程中，必須考慮環(huán)保、節(jié)能的要求，通過對(duì)砂石料加工系統(tǒng)的污水進(jìn)行回收利用，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。污水回收、細(xì)沙回用以及廢渣的有效處理，將是砂石料加工系統(tǒng)污水處理過程中核心的研究方向。