向家坝电站砂石加工及混凝土生产废水处理技术.pdf

第 4 6卷 第 2期 2 0 1 5 年 1月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo 1 46 No 2 J a n，2 01 5 文章编号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 0 6 2 0 5 向家坝电站砂石加工及混凝土生产废水处理技术 徐 翔 ( 中国长江三峡集 团公 司 向家坝工程建设部 ， 四川 宜宾 6 4 4 6 0 0 ) 摘要 ： 砂石加工及混凝土 生产 系统所产 生的废水是 水电站施 工中废 水排 放的主要 来源。传统的废水处理工 艺 存在 着 占用场地 面积 大、 沉淀池排 泥困难 、 污泥脱水能 力不足或循环 时间长等 问题 。向 家坝 工程砂 石加 工的 废 水处理 系统设 计结合 当地条件采用水库型沉淀池 ， 解决 了传 统废 水处理工艺带来的难题。详细介绍 了该废 水 处理 系统 的生产工况、 主要参数 、 经济效益及改进方 向等 。向 家坝水 电站废水处理技术 的应 用与探 索 为水 电站 施 工废 水 处 理 实 现 “ 零 排 放 ”目标 拓 展 了新 的 思路 。 关 键 词 ： 砂 石 加 工 系统 ；混 凝 土 生 产 系统 ：废 水 处理 ：向 家坝 水 电站 中 图法 分 类 号 ：T V 4 3 文 献标 志 码 ：A DOI ： 1 0 1 6 2 3 2 i e n k i 1 0 0 l一4 1 7 9 2 0 1 5 0 2 0 1 6 向家坝 水 电站工 程 位 于 生 态 环境 敏 感 区 ， 砂 石 生 产 和混凝 土 拌 和系统 距离 水 富县 城仅 4 k m， 距 离金 沙 江 野生 鱼类 保护 区约 1 5 k m， 大坝 混凝 土 浇筑 过 程 中 ， 砂 石加 工和 混凝 土生 产 将 产 生 大 量 的 高浊 度 废 水 ， 如 果 处理 不 当将对 施工 工 区 、 水 富县城 、 野 生鱼类 保 护 区 产 生 污 染 ， 并 由 此 产 生 一 系 列 次 生 的 负 面 环 境 效 应 。根据 向 家 坝 工 程 砂 石 骨 料 生 产 系统 和 混 凝 土 生产 系统废 水 排放量 、 性 质等 特点 ， 充分 考虑 工程 所在 区域 的生态 环境 保 护 要求 ， 基 于现 有 相 关 行 业 技 术水 平 以及 施工 区综 合 条 件 ， 建 立 有效 、 经 济 、 环 保 的废 水 处 理 系统 ， 是 向家坝 工程 建设 中的重要 环节 之一 。 l废水处理系统概况 1 1 马 延 坡 废 水 处 理 系统 马延坡 砂 石 加 工 系 统 ( 以下 简称 砂 石 系 统 ) 担 负 着 向家 坝水 电站 工 程 约 1 2 1 4万 m 混凝 土 所 需 骨 料 的生 产 任 务 ， 共 需 生 产 骨 料 2 6 7 0万 t ， 其 中 粗 骨 料 1 8 1 5 万 t 、 细 骨 料 8 5 5 万 t 。 系 统 设 计 处 理 能 力 为 3 2 0 0 t h ， 相应废 水 排 放 量 约 4 3 2 0 m h 。根 据 砂 石 加 工系统 原 岩特性 及 加 工 工 艺流 程 ， 骨料 加 工 中泥 和 石粉 的 比例 约 在 8 1 0 之 间 ， 按 骨 料 总 生 产 量 2 6 7 0 万 t 计 算 ， 总量 约 2 1 5万 2 7 0万 t ； 废 渣 体 积 约 1 4 3万 1 8 0万 m 。生产 废水 主 要来 源 于砂 石 系统 筛 分车 间 、 洗 石车 间 和棒磨机 制 砂车 间 ， 根 据石 料含 泥量 和石 粉量 及各 车间 用水情 况 综 合分 析 ， 废 水 含 泥 ( 粉 ) 量约 4 0 k g m 。 砂 石 系 统 用 水 取 自金 沙 江 ， 加 工 区 布 置 在 高 程 4 7 5 0 06 0 0 0 0 m之 间 ， 与 金沙 江常水 位 ( 2 7 0 0 0 m) 高差达 2 0 53 0 2 m， 因此 ， 抽水成本很高。将废水加 以回收利 用 ， 既可 达到环 保 目的 ， 又可 降低供 水 系统规 模 ， 极 大 地减 少水 资源 消耗及 供水 成本 。 根据 砂石 系统 废 水 处理 量 较 大 的特 点 ， 结 合 马延 坡砂 石 系统周 边地 形 条 件 ， 确 定 利用 马延 坡 冲沟 上 游 的黄沙水 库作 为尾 渣库 。砂 石 系统产 生废 渣总 量共计 1 8 0万 m ， 尾 渣 库 清 水 库 容 设 计 为 2 0万 m ， 总库 容 2 0 0万 m 。坝 址选 择 在原 黄 沙 水库 坝 址 处 ， 最 大 坝 高 4 0 m， 坝顶 长 2 7 8 7 8 m 。 1 2 田坝 废 水 处理 系统 田坝 混 凝 土 生 产 系 统 ( 以 下 简 称 混 凝 土 生 产 系 统 ) 共包括 3 8 0 ， 3 1 0 m和 3 0 0 m高程 3个混凝土生产 系统 。3 8 0 m 高 程 系统 包 括 1座 4 4 5 m 和 1座 4 3 m 拌 和 楼 。设 计 生 产 能 力 为 5 0 06 0 0 m h 。 3 1 0 m高程 系 统布 置 1座 4 3 m 拌 和楼 ， 设计 生产 能 力 为 1 8 0 2 4 0 m h 。3 1 0 m 高 程 系 统 共 有 2个 子 系 收 稿 日期 ： 2 01 41 021 作者简介 ： 徐 翔 ， 男 ， 高级工程 师， 主要 从事 电站工程供水供 电系统建设 管理 工作 。E ma i l ： X H x i a n g e t g p e e o m e n 第 2期 徐 翔： 向家坝 电站砂石加工及混凝土 生产废水处理 技术 6 3 统 ， 在 3 0 0 m高程布置 2座 4 4 5 m 拌 和楼 ， 3 0 3 m 高程 布 置 2座 4 3 m 拌 和 楼 ， 设计 生 产 能力 为 1 0 0 0 1 2 00 m。 h 骨 料生 产产 生 的废 水 主要来 自于混 凝土拌 和系统 的二次筛分 冲洗废水和拌和楼搅拌罐冲洗废水 ， 主要 污染 物 为高 浓度 悬 浮 物 ， 但 不 含 有 毒有 害物 质 。根 据 试验 结 果 ， 废 水 处理 厂进 水 水 质 按 s s 1 5 0 0 0 m g L设 计 、 3 0 0 0 0 m g L校 核 。实 际 运 行 中 ， 进 水 水 质 悬 浮 物 含量 有 时达 到 5 0 0 0 08 0 0 0 0 m g L 。废 水 处 理 厂 布 置在右岸 3 0 0 m高程混凝土生产系统场 区内， 占地面 积近 1万 m ， 由砂 水分 离 、 水 处理 、 污 泥 脱水 系统 三 大 部分 组 成 ， 设 计 废水 处 理能 力 为 4 5 0 m h 。 向家坝 混凝 土 生产 系统 废水 处 理 厂采 用 D H 高效 污水 净 化器 进行 废 水 处 理 ， 通 过 高 新 集 成 技 术 和 特殊 工 艺 ， 将 混 凝反 应 、 离 心 分 离 、 重 力 沉 降 及 污 泥 浓 缩 等 过程有机融合为一体 ， 在 同一罐体内完成 ， 实现了在线 快速 连 续高 效处 理 。污泥脱 水 系统 采用 真 空 带 式 过 滤机 。该 机 以滤 布 为 介 质 ， 将 料 浆 水 平 置 于 过 滤 介 质 之上 ， 充 分利 用 料浆 重力 和 真空 吸力 实现 固液 分 离 。 试 验 工程 于 2 0 0 8年 7月 初 开 工 建 设 ， 同 年 1 0月 底 建成 并 投入 试运 行 ， 处理 能 力 为 2 0 0 m h 。试 验 工 程 取得 成 功后 ， 一 期 工程 于 2 0 0 9年 1 1月 2 3 日开工 建 设 ， 2 0 1 0年 4月 2 3 日建 成 并 投 入 运 行 ， 处 理 能 力 为 45 0 m h。 1 3 出水水 质控制 出水 水质 指 标控 制 执行 污 水综 合 排 放标 准 ( G B 8 9 7 81 9 9 6 ) 中 的一 级 排 放 标 准 ( 悬 浮 物 S S 7 O m g L) ， p H值 6 9 。 2 工艺流程 及主要参数 2 1 马延坡废水处理 系统 2 1 1 工 艺 流 程 马 延坡 废水 处 理 系统工 艺 流程 见 图 1 。 第 2筛 分 、 洗石 车 间 的废水 汇集 至 废水 收集 池 ； 第 4筛 分车 间 、 脱 石 粉 车间 、 棒磨 车 间的 废水 进 入 重 力 沉 砂 池 ， 废 水 经重 力沉 砂 池顶 部 溢 出进入 废水 收集 池 。 重 力 沉砂 池池 底 泥砂 通过 渣 浆泵 站抽 至 细砂 回收 车 间 ， 细砂 由德瑞 克 强力 高效 细粒 物 料 脱 水 回收 装 置 回收 。 回收 的细砂 经 胶 带 机 进 入 砂 仓 ， 废 水 排 人 废 水 收集 池 。 废水 收集 池废 水 通 过 渣 浆 泵 站 抽 至 尾 渣 库 ， 自然 沉淀 后 ， 清水 由 5 3 9 m 高 程 回水 泵 站抽 至 5 7 5 m 高 程 调节 水池 ， 可 直接 作 为 生产 用 水 。成 品 工 区 系统 总用 水量 为 4 3 2 0 m h ， 系统 损耗 小 于 1 0 8 0 m h ， 尾 渣 库 回收水 量约 为 3 2 4 0 m。 h ， 回收利 用率 在 7 0 以上 。 图 1 马 延 坡 废 水 处 理 系统 工 艺 流 程 2 1 2主要构 筑物和设备参数 ( 1 )尾 渣坝 。尾 渣库 总 库容 为 2 0 0万 m ， 坝高 4 0 m， 设 计洪 水标 准 5 0 8 一 遇 ， 校 核标 准 5 0 0 8一 遇 。大 坝为黏 土 斜 墙 坝 ， 坝 顶 高程 5 6 5 0 0 m， 坝顶 长 2 7 8 7 8 m， 宽 1 2 1 5 m。坝 基 防渗沿 黏 土斜墙 中部 布置 一排 防 渗帷幕； 坝体排水采用棱体排水和褥垫排水相结合 的 方式 。溢 洪道 为 开 敞式溢洪 道 ， 布置 在尾 渣坝 左侧 ， 进 口底板高程 5 6 0 5 0 m， 堰顶高程 5 6 1 0 0 m， 溢流堰宽 6 00 m。 ( 2 )沉砂 池 。沉 砂 池处 理 能 力 为 2 5 0 0 m h ， 主 要 回收 细砂 。所使 用 的德 瑞克 强力 高效 细粒 物料 脱水 回收装置 废水 排放 能 力 为 1 2 7 5 m h ， 废 水 由专 门管 路 引入废 水 收集池 ， 不再 进 入 重 力 沉 砂 池进 行循 环 处 理 ， 提高 了细砂 回收 效率 。 ( 3 )废水收集池 。废水收集池收集 的废水由渣浆 泵 站输送 至 尾渣库 。 ( 4 )渣浆泵站。号渣浆泵站主要负责将沉砂池 底 部 的浓缩 废水 抽 至 德瑞 克 细 粒 物 料 脱 水 回收装 置 ， 进 行细 砂 回收 。渣 浆 泵 型号 为 1 5 0 Z G 5 1 H I ， 共 4台 ， 3 用 l备 。其 性能 参数 为 ： Q =2 4 0 ， 3 4 0， 4 5 0 m h ， 相 应 水 位 H =5 3 ， 5 l ， 4 7 5 m， P =1 3 2 k W。号 渣 浆泵 站 主要负责将废水收集池的废水输送到尾渣库 ， 进行 自 然沉 淀 。渣浆 泵型 号为 2 5 0 Z G 7 5 I U， 共 8台 ， 4用 4备 。 其性 能参 数 为 ： Q = 7 0 0 ， 9 5 0， 1 2 0 0 i n h ， H = 7 6 ， 7 5 ， 7 4 l r l ，P =4 75 k W 。 ( 5 )细砂 回收车 间 。细砂 回收 车 间安装 3套德 瑞 克 细粒物 料脱 水 回收 装置 。该 装置 以水 力旋 流器 和直 线脱 水筛 脱水 ， 达 到 了 回收细砂 和脱 水要 求 。 根据 制砂 工艺 流 程 ， 棒 磨 车 间 排 出 的废 水 经 螺 旋 洗砂 机分 离 后 ， 除去 了部分 粗砂 ， 进 入浓 缩池 的废水 细 砂基本在 0 1 5 m m以下 ， 第 4筛分车间排 出的废水 中 人 民 长 江 细砂粒 径 大 多为 3 mm 以下 。因 此 ， 这 部 分 细 砂 只能 用 旋 流器 回收 。为 了 回 收更 多 的细砂 和石 粉 ， 旋 流器 回收 细砂 和石粉 的粒径 范 围拟定 为 5 0 O 0 0 5 m m。 德 瑞 克脱水 回收装 置采 用高效 耐磨 防堵 聚酯 筛 网 作脱水 筛 筛面 ， 可 完 全满 足 细 砂 脱 水 要求 。其 工作 原 理是 沉砂 池 中的泥 砂 由渣浆 泵供 给水 砂分 离旋 流器浓 缩后 ， 再 送至脱 水 筛 的受 料 斗 ， 经 脱水 筛脱 水后 直接 进 入成品仓 。设计参数为， 水平流速 2 3 1 mm s ， 废水停 留时间 2 0 2 mi n ， 颗 粒静水 沉 降速 度 2 4 8 m m s 。 ( 6 )5 3 9 m 高程 回水泵 站 。泵站 设计 流量 为3 2 4 0 m h ， 共安 装 6台 1 4 S A一1 0 B型 水 泵 ， 3台 同时 使 用 。 当尾渣库 水 位达 5 6 0 m 时 ， 同时使 用 4台 ， 流 量可 达 到 4 3 2 0 m h 。水泵 参数 为 Q ： 9 0 0， 1 0 8 0 ， 1 2 6 0 m h 。 2 2 田坝废水处理系统 2 2 1 工 艺 流 程 田坝废 水处 理 系统工 艺 流程如 图 2所示 。 阜 尉 污 泥 外 运 匿 璃 +生产废水= 卜 清水 一一+药剂 泥浆 干化污泥 图 2 田坝 废 水 处 理 系 统 工 艺 流 程 田坝废 水处 理 系统采 用砂 水分 离装 置 +高 效污水 净 化器 + 胶 带式 过 滤机处 理 工艺 。进 入废水 处 理厂 的 生 产废 水首 先经 砂 水 分离 装 置 将 大 颗 粒 泥 沙分 离 ， 废 水 进入 污水 调节 池 ， 然 后 由污水 提 升泵 提 升 至 净 化器 中 。提 升 泵 出 口管 道 上设 置 有 混 凝 混 合 器 ， 在 混 凝 混 合 器前 后 分别投 加 絮 凝 和助 凝 药 剂 ， 废 水 在 管 道 中完 成 混凝 反 应 。完成 混凝 反应 的水 进 入 净 化器 中 ， 完 成 离心分 离 、 重力 分离 及 污泥浓 缩等 过程 后 ， 清水 从净 化 器 顶部 排 出 ， 进 人 生 产水 池 后 回用 或 排 放 。净 化 器 底 部排 出 的浓缩 污泥 排 人 污 泥池 中 ， 用 污 泥 泵 提 升 至 胶 带式 真空 过滤 机脱 水 干 化 ， 干 化 污 泥经 皮 带 运 输 机 运 至堆 场 。 2 2 2主 要 构 筑 物 和 设 备 参 数 ( 1 )砂水 分离 器 。砂水 分离 器布 置在 废水 处理 厂 进 水处 ， 采 用上 下两 层布 置 。上层 为设 备层 ， 布 置 2台 X S F 4 2 0 T砂 水分 离 器 ， 单 台 流 量 为 2 5 0 m h ， 分 离 粒 径大于 0 2 m m的颗粒 ； 下层为贮泥问 ， 层高 4 7 0 m。 ( 2 )污水 调节 池 。污水 调节 池 为 3座 半地 下式 钢 筋混 凝 土 圆形 池 。单座 容积 2 5 0 m ， 内径 9 0 m， 池 底 中心为倒 锥形 泥 斗 。池 中心装有 叶 轮直径 为 2 9 m的 搅拌 器 ， 以防止 污泥淤 积 。 ( 3 )污 水 加 压 泵 房 。污 水 加 压 泵 房 平 面 尺 寸 为 1 7 0 m 5 5 m， 其 间布 置有 3台污水 提 升泵 ， 两 用 一 备 ， 其 中两 台单 机 流 量为 2 5 0 m h ， 另 一 台 为 2 3 3 m h。 ( 4 )净化器 。污水净化器是利用直 流混凝 、 微 絮 凝 造粒 、 离 心分 离 、 动态 把 关 过 滤 和 压缩 沉 淀 原 理 ， 将 污水净 化 的混凝 反应 、 离 心分 离 、 重 力沉 降 、 动态 过滤 、 污泥浓 缩 等处理 技 术有 机 组 合 在 一 起 ， 在 同一 罐体 内 高效 ( 2 0 3 0 mi n ) 完 成污 水 的多 级 净 化 ， 可 处 理 悬 浮 物含 量 为 4 06 0 0 0 0 m g L的各 种 废 水 ， 具 有 处 理效 率高 、 占地 面积 小 的特 点 。处 理后 出水 的悬 浮 物 含量 可达 5 7 0 m g L， C O D去 除率 可达 4 0 一 9 9 9 。 ( 5 )污 泥调节 池 。污 泥调节 池 为 3座半 地 下式 钢 筋混 凝 土 圆形 池 ， 单座容 积 7 0 m ， 内径 5 6 m。 ( 6 )污 泥 加 压 泵 站 。污 泥 加 压 泵 站 平 面 尺 寸 为 2 0 4 m 5 5 m， 泵 房 内布置 3台污 泥 提升 泵 ， 两 用 一 备 。其 中两 台水 泵 型 号 为 6 5 Z M 一2 5 ， 单 机 流 量 为 6 0 m h ， 另一 台为 3 0 m h 。 污 泥加压 泵 站 内还配 置 2台滤 布 清 洗 水泵 ( 一 用 一 备 ) ， 从 生 产水池 引水 加 压至 污 泥 脱水 车 间 ， 水 泵 型 号 为 S L S 6 5 2 5 0 B。 ( 7 )加 药 间。 加 药 间平 面 尺 寸 为 2 0 0 m 5 8 m， 其 间布设 有 4座溶 药池 ， 2座 为 有 机溶 药 池 ， 2座 为 无 机溶 药池 。单 座池体 净 尺寸 3 0 m 2 5 m1 5 m ( 长 X 宽 高 ) 。 ( 8 )污 泥脱 水车 间 。污泥脱 水 车 间为单 层钢架 结 构 ， 层高 6 0 m。污 泥 脱 水 采 用 3台胶 带 式 真 空 过 滤 机 ， 其 中两 台 型 号 为 D U 5 43 0 0 0 ， 单 台 过 滤 面 积 5 4 i n ， 功率 1 8 5 k W ， 每 台过滤 机 配 3套 2 B E 3 4 2真 空 泵 和真 空排 液罐 ； 另 一 台 型号 为 D U 1 00 1 ， 过 滤 面 积 1 0 I l l ， 功率 5 5 k W。压滤 后污 泥含 水率 为 3 0 ， 污泥 从 过滤 机料 斗落 至皮 带机 运至 堆场 。污 泥脱 水车 间设 两套 D H J 一 2 0 0一体化溶解加药装置 ， 单台加药装置 体 积为 1 1 0 1T I ， 专 供 投 放 P A M， P A M 投 加量 为 1 0 0 mg L ， 投药 点设 在 污泥脱 水车 间 污泥混 合器 进水 口。 ( 9 )胶 带机 。从 污 泥 脱 水 车 间 至干 化 污 泥 堆 场 ， 布 置 2条皮 带机 ( 1 ， 2号 ) 将污 泥输 送至 堆场 。 ( 1 0 )生产水 池 。废 水 处 理 厂 内设 有 1座 生 产 水 池 ， 接纳 净 化器处 理后 满足 国家排放 标准 的 出水 ， 然后 直 接排 放或 重复 利用 ， 也 是 污 泥 脱 水 车 问 滤 布 冲洗 用 第 2期 徐 翔 ： 向家坝 电站砂石加工及混凝土 生产 废水处理技术 6 5 水 水 源 。 ( 1 1 )混合池 。污泥脱水车 间贮存经滤布过滤后 的 出水 和污 泥堆 场 排水 ， 含 泥 量 常大 于 7 0 m g L， 不 能 直接 排 放 。 昆 合 池 为一 座直 径 为 5 6 m 的地 下 式钢 筋 混凝土圆形水池 ， 内设有 2台潜水泵 ， 一用 一备 ， 单 台 功率 为 0 8 5 k W ， 污 水 由潜 水 泵 送 至 污水 调 节 池 重 新 处 理 。 3 应 用中的问题及处 理措施 3 1 传 统废水处 理工艺的缺 陷 传 统废 水 处 理 工 艺 来 源 于 城 市 生 活 用 水 处 理 工 艺 ， 多 为沉 淀池 +压 滤机 和平 流 沉 淀 池 循 环 出渣 两 种 方 式 。水 电站施 工 废水 处 理如 采用 这 类工 艺则 存在 以 下 缺 陷 。 ( 1 )占用 场地 面积 大 ， 开 挖 场 平 费用 较 高 。 以马 延坡废水处理系统 ( 处理废水能力 4 3 2 0 m h ) 为例 ， 采 用 沉 淀 池 +压 滤 机 方 案 ， 需 要 场 地 面 积 约 3 0万 m ； 采 用平 流 沉 淀 池 循 环 出渣 方 案 ， 需 要 场 地 面 积 约 5 8万 m 。 ( 2 )沉 淀池排 泥 困难 。砂石 加工 和混 凝 土生 产 系 统 是 为大 坝混 凝 土施 工 服 务 的 ， 混凝 土生 产 强 度 波 动 性 较 大 ， 所 以产生 的废 水 量波 动性 也较 大 ， 从 而造 成来 水 冲击 负荷 大 ， 甚 至 导 致 处 理 设 施 无 法 连 续 运 行 。其 后 果是 沉 淀管 ( 板 ) 表 面严 重 板 结 ， 排 泥 泥 斗 中形 成 泥 水 夹层 ， 影 响 或 中断 沉 淀 池 正 常 工 作 。而 砂 石 加 工 和 混 凝 土生 产 系统往 往 夜 间生 产 量 较 大 ， 这 就 增 大 了 系 统 冲洗 维 护 的强度 和难 度 。排 泥 系统 不能 正常 运行 是 以往废 水 处理 设施 不 能正 常连 续使 用 的 主要原 因 。 ( 3 )污泥 脱水 能 力不 足 或循 环时 间长 。压 滤 机多 用 于城 市 生活 污水 处 理 工 艺 中 ， 污水 处 理 量 不 大 且 连 续 。但 水 电站施 工 废 水 来 水 量 大 且 不 连续 ， 实 际 使 用 中往往出现单台处理量不足且设备故障率高的情况 。 如 果 采用 沉淀 池 循 环 出渣 方 式 自然 脱 水 ， 一 般 需 要设 3个沉淀池循环使用 ， 分别进行进水沉淀、 脱水和 出渣 处 理 。单 个沉 淀池 泥砂 自然脱 水 时 间最少 需 8 d ， 考 虑雨 季 及其 他 因素 影 响 后 ， 泥 砂 脱 水 时 间应 考 虑 为 1 0 d 。一 个沉 淀 池 进 行 脱 水 时 ， 另 外 两 个 沉 淀 池 分 别 进 行沉 淀 和 出渣 处 理 ， 进 水 和 出渣 均 按 1 0 d考 虑 ， 总 循 环运 行 周期 为 3 0 d 。这也 是 沉淀 池循 环 出渣 方案 在 废 水处 理 量较 大 时 ， 需 占用 大 量土 地 的原 因 。 为克服上述缺 陷， 马延坡废水处理系统采用 了水 库型沉淀池 ， 其优点在于在来水量大的情况下 ， 可较好 地解决沉淀池排泥 困难和脱水循环时间长的问题。田 坝 废水 处 理 系统来 水量 不 大 ， 这两个 问题都 不 突 出 ， 占 用场地面积较小 ， 其 占地面积仅为传统工艺的一半。 3 2水 库 型 沉 淀 池 库 容 设 计 马 延 坡 砂 石 加 工 系 统 原 设 计 生 产 混 凝 土 骨 料 2 6 7 0 万 t ， 砂石系统产生废 渣量为 1 8 0万 m ， 清水库 容设计 为 2 0万 m ， 因 此 ， 水 库 总 库 容 确 定 为 2 0 0万 m 。在 实 际 工 程 建 设 中 ， 由于 混 凝 土 用 量 增 加 ， 加 大 了混凝 土 骨料 的需 求量 。截 至 2 0 1 4年 8月 ， 马 延 坡砂 石加工 系 统 已生产 混凝 土 骨料 3 4 9 0万 t ； 估 计 至工 程 结束时 ， 生产总量将达 3 6 7 1 万 t 。由于在工程施工结 束前 ， 水 库库 容 已用 尽 ， 加 工 系 统 用 水无 法 自我 循 环 ， 转 由供水 主 网供 水 。 因此 ， 在 设 计 水 库 型 沉 淀 池库 容 时 ， 适 当留有余地是很有必要的。 然而 ， 水 库库 容加 大 ， 相 应 投资会 增 加 。根据 向家 坝混凝 土 施工 与 系统 用 水 量 的 跟 踪分 析 ， 在 混凝 土施 工高 峰年 高 峰月 6个 月后 ， 系统 总用 水量 将快 速下 降 。 因此 ， 建议 以这个 时 间为节 点 ， 根据混 凝 土总 量 和混凝 土骨 料需 求 总量 ， 推算 废渣 量 ， 在考 虑水 库安 全 的前提 下 ， 确 定 水 库 库 容 。该 时 间 节 点 后 ， 即使 水 库 库 容 用 尽 ， 加 工 系统 用水 无法 自我 循 环 ， 供水 主系统 的 多余能 力也 可满 足加 工 系统 用水 。 另外 ， 可 根据 对水 库 当地 多年 降雨 量 的分析 ， 充分 考虑降雨对水库水量 的补充或适 当降低 清水库容 ， 从 而减 少水 库 总库 容 。 3 3 废水处理 与混凝土生产 系统规划设计 向家 坝水 电站 是 国内首个 将混凝 土生产 系统 废水 纳入 废水 处理 系统 的 电站 ， 其 规 划 和 设 计 要 后 于混 凝 土生 产系 统 。在实 际 运 行 中 ， 出现 了以 下 4个 方 面 的 问题 。 ( 1 )来 水 水 质 异 常 。来 水 水 质 有 时会 出 现 小 于 1 0 0 0 0 mg L的情 况 ， 偶 尔 会小 于 3 0 0 0 m g L 。 ( 2 )来水 水量 异 常 。废 水 处理 系统设 计处 理 能力 为 4 5 0 m h ， 但 实 际最 大来 水量 仅为 2 0 0 m h 。 ( 3 )大颗 粒杂 质 和杂 物 。来水 中含 有大 量 的大颗 粒杂 质和 杂物 ， 经 常 造 成 调节 池 提 升 泵 、 净 化 器 堵 塞 ， 以及提 升 泵 叶轮损 坏事 故 。 ( 4 )出水 p H值 异 常 。出水 p H值 超标 至 1 2 。 针对 以上 问题 ， 在 实 际工作 中 ， 从 管 理和 技术 两方 面分 析原 因并 采取 了应急措 施 处理 。 ( 1 )部分 混凝 土 生产 系统 与废水 处 理厂 间 的排水 通道借用 了路边排水明沟 ， 连续暴雨前后 ， 来水水质大 幅波 动 。实 际运行 中 ， 加 密 了暴 雨 前 后进 水 水 质 的监 测 ， 及 时 调整 加 药 量 ， 但 由 于 监 测数 据 有 一定 的 滞 后 性 ， 因而实 施难 度 较大 。 ( 2 )大颗 粒杂 质 和 杂 物 大 多来 自于 路 边 明 沟 ， 采 取在进 水 口加 装格 栅 的措施 ， 可 大大 缓解 这一 问题 ， 但 6 6 人 民 长 江 难 以根 治 。 ( 3 )由于废水处理厂地面高程为 3 0 3 m， 而调节 池 进水 口高 度 为 3 m， 因此 废 水 处 理 厂 进 水 口高 程 设 计 为 3 0 6 m。但 部分 混凝 土生 产 系统 的 出水 高 程低 于 3 0 6 m， 必须 使用 提升 泵 ， 这增加 了运 行成 本 ， 导致 部分 废 水 未能进 入废 水 处 理 厂 。实 际 工 作 中 ， 环保 职 能部 门虽加强了监督检查 ， 但受经济利益驱使 ， 执行难度较 大 。 ( 4 )出水 p H 值超标 的原 因在 于 混凝 土 系 统 排 出 废 水 的 p H值 达 1 2 ， 超 出进 水 p H值 标 准 ； 而 废 水 处理 厂无调节 p H值的工艺 ， 故而造成出水 的 p H值超标 。 经过多方协调 ， 在各混凝土系统废水 出水处增加了中 和设施 ， p H值达标后方 可排入 田坝废水处理厂 ， 使这 一 问题得 以解 决 。 在 以后 的工程 设计 中 ， 废 水处 理 系统 与 混 凝 土 生 产 系统应 实现 同步 规划 和设计 ， 具体建 议 如下 。 ( 1 )废水 处理 系 统 应 尽 量靠 近 混 凝 土 生 产 系 统 ， 且其 高程 应尽 量低 于 混 凝 土 生产 系统 ， 高 差 应 满 足 废 水 自流到处理厂的要求 ， 同时应尽量降低废水厂调节 池进 水 口的高 程 。 ( 2 )废水 处 理系 统与 混凝 土生 产系统 间的连接 管 道尽 量 与路边 明沟分 开 ； 如果受 现场 施工 条件 的 限制 ， 可考 虑 在路边 明沟借 用段 预 留排泥 管 ， 并 增设 检查 井 。 ( 3 )增 加净 化器 和真 空过 滤机 的反 冲洗 装置 。 ( 4 )在 废 水 处 理 系 统 出 水 口布 置 p H 值 中 和 设 施 。 3 4 运行信息沟通与 系统建设 水量 和水 质波 动较 大是影 响 废水处 理 系统连 续 正 常运行 的主 要 因素 。 即使 排 除 雨 水 和 废 水 合 流 的 影 响 ， 田坝废 水处 理 厂的来 水水 质也 常年 在 2 0 0 0 0 m g L 和 8 0 0 0 0 mg L间 波动 ， 给 加 药 量 的 及 时 调 整 带来 很 大 困难 ， 容易造 成 出水水 质 不达标 或药 量增 加 等问题 。 田坝废水 处理 系统 各混 凝土 生产 系统 和废 水处 理 系统 分 属不 同的 生产 运 行 单 位 ， 目前 多靠 电话 等 人 工 方式 进 行沟通 ， 信 息 沟通不 完整 ， 难 以及 时有效 地处 理 运行 中出现 的 问题 。因此 ， 特提 出 如下建议 。 ( 1 )在 各混 凝 土生产 系统 和废 水处 理系 统 的出水 口增设在线流量计和浊度计 ， 将相关信息实时传 回废 水 处理 厂处 理 ， 及 时 指导 调整加 药 量和工 艺 流程 。 ( 2 )增 加加 药泵 ， 减 小单 台加 药泵 加药 量 ， 以便灵 活调整 加 药量 。使 用 多 冲程 加 药 泵 时 ， 要 充 分 考虑 生 产 厂家 技术 的可 靠性 和成 熟性 。 3 5 运行成本分析与控 制 砂 石 加工 废水 处 理 系统 运 行 时 间 长 ， 处 理 废 水量 大 ， 在 进行 多方 案 比选 时 ， 运 行成本 的分析 也是 不可 忽 视 的一个 因 素 。 马延 坡废 水处 理 系 统采 用 了水 库 型 沉 淀 池 ， 受 砂 石加 工 系统周 围地 形地 貌 的限制 ， 不具 有普 遍适 用性 ， 但对 具备 条件 的工 程 ， 具 有 很 好 的参 考 价值 。在 运 行 成本方面 ， 相 比于传统处理方案 ， 泥砂处理和外运费用 可节 省约 5 9 0 0万 元 ； 回收清 水约 4 0 0 0万 13 1 。 ， 综 合 回 收 费用 约为 0 3 5元 m ， 比主 系统 供 水少 1 6元 m ， 可节约供水成本约 6 4 0 0万 。两项合计运行总成本可 节 省约 1 2 3 0 0万元 。 田坝 废水 处理 系 统采用 砂水 分离 装 置 + 高 效 污水 净 化器 +胶 带式 过滤 机 处 理 工艺 ， 为 国 内水 电站 施 工 中首次对 混凝 土 生产 系 统 废水 进 行 处 理 ， 处 理 水 量 不 大 ， 运行 时 间不长 ， 其 优 势在 于 占地 面积 较 小 ( 仅 为传 统 工艺 的一 半 ) ， 但 运 行 成 本 方 面 优 势 不 大 。 污 泥 处 理 费用 主要 包括 药剂 费 、 水 电 费和人 工 费 ， 相 比于传 统 处 理工 艺 ， 药剂 费增加 3 0 ， 水 电费 持 平 ， 人 工 费减 少 3 3 。 在 成本 控制 方 面 ， 可 控 成 本 主 要 为 药剂 费 。试 验 阶段 P A C( 聚合氯化铝 ) 单耗为 0 1 0 3 k g m ， P A M( 聚 丙 烯 酰胺 ) 单耗 为 0 0 0 4 2 k g r n 。田坝废 水处 理 系统 运 行初 期 ， 设备 运行 状况 良好 时 ， 药 剂单 耗 水平可 保持 与试 验 阶段 一 致或 略 为 减少 ； 运 行 后 期 ， 各设 备 ( 主 要 为砂 水分 离器 ) 发生 故 障时 ， 为保证 出水 水 质 ， P A C ( 聚 合氯 化铝 ) 单 耗 水 平 增 加 1倍 ， P A M( 聚 丙 烯 酰 胺 ) 单 耗水 平增 加 3 8倍 。 因此 ， 除加 强 管 理 外 ， 主 要 设 备 的完好 和及 时检修 ， 也 是运行 成 本控 制 的重点 。 参 考 文献 ： 1 中国水电顾 问集团中南勘测设计研究院 金沙江向家坝水 电站环 境影响报告 书 R 宜昌： 中国长江三峡集 团公司 ， 2 0 0 5 2 朱传 喜， 林 昌岱 向家坝 水电站马 延坡砂石加 工 系统废 水处理 设 计 c 中国水利水电 工程 专业 学会 第二届砂 石生 产技术 交流 会论文集 北京： 中国水利 水电出版社 ， 2 0 0 8： 1 2 31 3 2 3 丁衡 英 ， 瑚 b 元军， 马树 清， 等 向家坝水 电站混凝 土生产 系统废 水 处理试验与探索 c 中国环境科 学学会 2 0 0 9学术年会论 文集 ( 第一卷) 北京： 中国环境科学 出版社 ， 2 0 0 9 ： 7 4 0 7 4 3 4 毛新 ， 刘清海 D H 高效 ( 旋流) 污 水净化器技 术在向 家坝 水电站 马砂石料生产废水处理 中的应 用 c 中国水力发 电工程 学会 环境保护专业委员会 2 0 0 8年 学术论文集 北京 ： 中国环境 科学 出 版 社 2 0 0 8： 9 61 0 2 5 刘清海 ， 王利华 ， 毛新 D H高效污水净 化器技 术在火 电厂 高浓度 灰渣水 处理 中的应 用 J 电力设备 ， 2 0 0 7 ( 1 ) ： 5 65 8 ( 编辑： 常汉生) ( 下转第 8 4页 ) 8 4 人 民 长 江 2 0 1 5生 参考 文献 ： 1 冯树荣 ， 程浩 ， 张永涛 ， 等 金 沙江向江坝 水电站 可行性研 究报 告 R 长沙 ： 中国水电顾问集团中南勘测设计研 究院， 2 0 0 3 2 戴 小兵 ， 李延农 ， 王立杰 ， 等 金 沙江向江 坝水 电站 冲沙孔 消力池 优化水工模型试验研 究报告 R 长沙： 中 国水电顾 问集 团中南 勘 测 设 计 研 究 院 2 0 1 3 3 许唯 临， 张建 民， 彭勇 ， 等 金 沙江向 江坝水 电站 冲沙孔有 压 出口 段及 消力池减压模型试验研究报 告 R 成都 ： 四川大学， 2 0 1 4 ( 编辑 ： 胡 旭 东 ) Op t i mi z a t i o n d e s i g n o f s a n d s l u i c i n g o u t l e t s h a p e o f Xi a n g j i a b a Hy d r o p o we r S t a t i o n L I U Ya o l a i ，Z HOU Ho n g b o，Z HANG Yo n g t a o ，P AN J i a n g y a n g ( Po w e r c h i n a Zh o n g n a n E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n L i mi t e d，C h a n g s h a 4 3 0 0 1 4，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：T h e d i v e r s i o n b o t t o m o u t l e t o f X i a n g j i a b a Hy d r o p o we r S t a t i o n wa s r e c o n s t r u c t e d i n t o s a n d s l u i c i n g o u t l e t ，s o i t s s t r u c t ur e a n d s h a pe we r e