趙秀慧,王 釗,祝 超
(中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司,天津 300222)
伴隨著城市領(lǐng)域地擴(kuò)張,大量的硬化地面削弱了雨水的收集下滲,雨季降雨量大時內(nèi)澇嚴(yán)重,防洪體系也十分嚴(yán)峻,同時城市綠色發(fā)展已成趨勢。根據(jù)目前市價,綠化用水的價格是十分可觀的,而雨污水收集處理設(shè)施僅僅投入了建設(shè)費用,雨水收集至排水溝經(jīng)處理后用于灑水除塵及消防用水,達(dá)到水資源化利用的目的。
通用散貨堆場利用排水溝收集雨水進(jìn)入雨污水處理設(shè)施處理是港口排水工程的主要方式,以往排水溝多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),蓋板選型采用鋼筋混凝土或鋼格板。排水溝埋設(shè)于堆場道路邊緣,另一側(cè)用雨水口收集。這樣的形式會造成雨季時沉積的雜物等沉淀物堵塞,需要人力投入,費時費力,成本也大。由于水中所含煤粉、礦粉被污水處理設(shè)施全部收納,需要依靠污水處理設(shè)施,加大了設(shè)備規(guī)模及負(fù)擔(dān)。由此,開發(fā)新的排水溝,解決堵塞問題迫在眉睫。
天津港南疆港區(qū)某散貨堆場。占地面積約為21.565萬m2,東西向長762 m,南北向?qū)?83 m,可堆存煤炭500萬t/a,焦炭200萬t/a,鐵礦石150萬t/a。堆場內(nèi)主干路網(wǎng)為環(huán)形路網(wǎng)布置,寬度為7 m或15 m,堆場內(nèi)部西側(cè)布置煤炭堆場,東南側(cè)布置焦炭堆場,東北角布置鐵礦石堆場,西南角布置輔建設(shè)施及流機(jī)停放場地,輔建設(shè)施主要包括污水處理間及附屬設(shè)施。
1)存在的問題
傳統(tǒng)散貨堆場內(nèi)設(shè)有較密的鋼筋混凝土蓋板排水溝,極易被流機(jī)碾壓后損壞,造成流機(jī)行駛困難,降低了堆場裝卸效率,本工程堆場內(nèi)設(shè)有 28臺單斗裝載機(jī),10臺流動皮帶機(jī),590臺/天運(yùn)煤車,若在堆場內(nèi)設(shè)置排水溝依然會存在上述問題。
2)排水溝系統(tǒng)設(shè)計
本工程利用堆場地面橫向和縱向排水坡度排水,加大排水距離,將地面雨水排至綠化帶和堆場中部道路上設(shè)置的排水溝內(nèi),從而大幅降低了堆場內(nèi)排水溝密度,也降低了流機(jī)碾壓溝蓋板的概率。排水溝采用淺溝布置,同時為確保排水溝的雨水調(diào)節(jié)能力,排水溝的縱向坡度設(shè)定為1 ‰左右,排水單溝的寬度為0.5 m或0.6 m。
3)沉淀池布置
排水溝分段設(shè)置沉淀池,沉淀池寬度同排水溝,使排水溝的清淤工作由線性清淤改為點清淤,沉淀池位置選擇在防風(fēng)網(wǎng)、地磅坑及過路暗溝等流機(jī)難以通過的地方,從而減少工程造價和降低清淤難度。沉淀池為矩形斷面,池底設(shè)置了一定距離的坡度。沉淀池的排出口的高度與沉淀池池底有一定的距離,沉淀池上設(shè)有供檢修的人孔。
圖1 沉淀池布置示意
雨季,散貨堆場雨水經(jīng)過排水溝分段沉淀池,經(jīng)一定時間的初級沉淀、凈化,其上清液可從沉淀池排出,沉淀池出水底部標(biāo)高需高于沉泥區(qū)頂部標(biāo)高,與接入沉淀池的池底標(biāo)高保持一致,且對沉淀池定期清掏,減輕下一級處理設(shè)施的負(fù)荷的同時,防止大雨堵塞,減輕清掏的壓力。
4)排水溝分類收集雨污水
堆場中部防風(fēng)網(wǎng)將整個堆場劃分為 3個區(qū)域,西側(cè)及中部堆場以北布置煤炭堆場,東側(cè)堆場以北布置礦石堆場,其余布置焦炭堆場。
為了便于煤、礦石的回收利用,本工程煤炭,礦石雨污水采用分開收集的方式。含礦雨污水采用鋼筋混凝土蓋板排水溝收集后,排至含礦污水處理設(shè)施處理,達(dá)標(biāo)后回用。為了節(jié)省造價,堆場區(qū)含煤雨污水采用鋼筋混凝土蓋板排水溝及排水暗管相結(jié)合方式收集后,排至含煤污水處理設(shè)施處理,達(dá)標(biāo)后回用。
本工程設(shè)三條排水主溝,一條排水單溝設(shè)于堆場北側(cè)綠化帶內(nèi),由立箅式排水溝分別收集含煤雨污水;一條排水雙溝設(shè)于堆場中部分別收集含礦含煤雨污水;另一條排水雙溝設(shè)置于堆場南側(cè)綠化帶內(nèi),由立箅式排水檢查井收集含煤雨污水。每條排水溝采用淺溝與分段沉淀池相結(jié)合的方式。
圖2 過路段排水雙溝沉淀池示意
此外,排水雙溝每隔100 m設(shè)置閘板,含礦含煤污水收集末端(污水處理池前端)設(shè)置閘板,待大暴雨時,含煤污水與含礦污水在雙溝及進(jìn)入污水處理池前可以進(jìn)行切換,保證堆場不被雨水浸泡。
圖3 排水雙溝斷面
圖4 污水處理池前端閘板切換示意
5)污水處理設(shè)施
由于排水溝分段沉淀的沉淀池有一定的蓄水容積,雨污水處理設(shè)施內(nèi)的調(diào)節(jié)池容積及設(shè)備處理負(fù)荷相比于以往工程排水溝末端的雨污水處理設(shè)施規(guī)模大大地減少了。
為了便于煤,礦石的回收利用,本工程新建含煤污水處理設(shè)施和含礦污水處理設(shè)施各一座,每座設(shè)施處理能力分別為 50 m3/h,連續(xù)工作16 h,處理水量為1 600 m3/d,用于處理堆場區(qū)含煤、含礦雨污水、輔建區(qū)及道路區(qū)沖洗污水和雨污水,還預(yù)留了碼頭區(qū)雨污水的處理能力。含煤、含礦污水處理設(shè)施主要包括集水池、預(yù)沉調(diào)節(jié)池、高效凈水器、全自動過濾器、加藥裝置、消毒設(shè)備、清水池、污泥干化池、污水處理間等設(shè)施。
過路排水溝暗溝部分兼做初級沉淀設(shè)施,可有效去除含煤含礦污水中的固體懸浮物的含量,池中的上清液進(jìn)入下一級雨污水處理設(shè)施,有效減小排水末端污水處理的加藥量的同時,減小污水處理設(shè)施的工作負(fù)荷,節(jié)約運(yùn)行資源。
傳統(tǒng)排水溝的清掏需要首先掀開厚重的蓋板,再進(jìn)行清掏,在排水溝較深處清掏難度很大,一般需要動用專用機(jī)械,耗時、耗能。分級沉淀排水系統(tǒng)能對排除散貨堆場中的雨污水,不產(chǎn)生堵塞問題具有重要意義,沉積在排水溝內(nèi)的煤塵、礦粉物等有機(jī)地清除,節(jié)省造價的同時減少了人力投入。分類收集排水方式能有效地收集不同的散貨,達(dá)到資源化利用的效果。
排水溝分類分級沉淀應(yīng)用于多種散貨的堆場,突破了以往的雨污水排水及處理方式的系統(tǒng),具有較好的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益,符合當(dāng)今社會“海綿城市”設(shè)計理念。