某大型水电站骨料加工系统废水处理控制措施浅析

某大型水电站骨料加工系统废水处理控制措施浅析

赵喜平

(中国水利水电建设工程咨询西北有限公司陕西西安710061)

摘要：生态环境保护是工程建设领域的一项重要工作，其废水处理设施的投运是工程环境保护“三同时”的一项重要举措，本文通过阐述砂石骨料加工系统建设和投运过程中不断优化设计工艺、改进和提升控制措施、更新设备等举措，把废水消灭于生产过程之中，达到了节约资源和保护生态环境的目的，提升了重点水电工程的环境管理保护能力与治理水平。

关键词：水电站；废水处理；控制措施

1施工概况

某大型水电站位于四川省雅江县境内，水电站枢纽由砾石土心墙堆石坝（最大坝高295m）、右岸引水发电系统和左岸泄水建筑物等组成。

该砂石骨料系统主要生产水电站主体工程所需混凝土骨料985.05万t(其中人工砂305.58万t)，需砂石毛料约450万m3(自然方)。骨料系统生产规模为1400t/h；系统总用水量为650m3/h，主要用水点为：洗砂车间、第三筛分车间、棒磨制砂车间、直线振动筛、系统各尘源点喷雾降尘。

该骨料加工系统废水排放系数考虑90%，以此确定废水处理系统处理规模为1200m3/h。经废水处理系统处理过的水全部回收利用，脱水后产生的泥渣运至指定的弃渣场堆存。

2废水处理方案

2.1废水特性

骨料岩性为变质粉砂岩与粉砂质板岩，岩石物理力学实验成果平均饱和抗压强度为80MPa，岩石粒形相对较差。骨料加工系统所用的灰质板岩，在生产过程中产生废水的粉状物含量较高、粘度较大、且具有一定的油性，导致废水处理系统过程中设备的磨损加大，对于脱泥设备的要求更高。

根据骨料加工系统总用水量计算，并结合现场实际情况，污水处理设施设计处理能力1200m3/h，废水处理系统规模为1200m3/h，废水泥沙浓度为120g/L。系统生产废水中的悬浮物主要为石粉、泥渣，因此，废水处理工艺以清除石粉、泥渣为主，采用目前水电工程较为成熟的废水处理工艺。

2.2废水处理标准

废水处理系统进水中悬浮物含量为125934.7mg/L，为典型的高悬浮泥沙浓度废水，要求处理后废水的悬浮物含量要求≤100mg/L，方达到处理标准；经处理后的出水回用于骨料系统冲洗。

经废水处理系统处理后的废水循环利用于砂石生产，其循环利用水的水质满足《水电工程砂石加工系统设计规范》中关于砂石加工用水水质标准（即悬浮物浓度（SS）小于100mg/L）的要求[1]，实现废水零排放。

2.3废水处理系统工艺流程

该砂石骨料加工系统污水处理设施采用“预处理、混凝沉淀、机械脱水”工艺，主要由集水池、细砂回收车间、调节水池、加药间、配水池、辐流式沉淀池、污泥提升泵房、污泥脱水车间（压滤机车间）及清水池等组成。

该骨料加工系统的棒磨制砂车间、细砂车间、第三筛分车间废水分别通过排水沟自流进入集水池，经预处理车间后的废水自流进入调节池，再由调节池泵送至配水池，废水经管道混合器加药混合再进入配水池，然后均匀配送至辐流式沉淀池，沉淀池底部积泥区的污泥通过渣浆泵送入板框压滤机进行脱水，脱水后的泥渣清运。辐流式沉淀池上层产生的清水循环利用[3]。

2.4辐流沉淀

辐流式沉淀池池体设计为平面圆形，其作用使悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠.辐流沉淀池设计为4个，设计规模Q=16800m3/d，变化系数Kd=1.2，单座规模300m3/h，沉淀池内混合液悬浮固体浓度X=100kgMLSS/m3。

为进一步充分考虑辐流式沉淀池底部较高比重泥沙的压缩沉积对旋转刮泥机运行的影响，对刮泥机结构设计、以及驱动装置功率型号的匹配性进一步进行了匹配；调整为依靠重力排泥设计，选择渣浆泵抽排或其他间歇式排泥方式。

2.5混凝沉淀

为进一步加快废水沉淀效率，系统设计的处理污水流量为1200m3/h，污泥浓度为100kg/m3，混凝沉淀处理类型根据废水悬浮物、处理水量、出水水质等要求，采用的PAC（絮凝剂）和PAM（助凝剂）溶液通过计量泵输送到进配水池之后、辐流式沉淀池之前的废水管道里进行混合。

2.6机械脱水

机械压滤处理方法采用压滤机压滤废水，进而达到对沉渣脱水目的，污泥脱水车间设为两层，底层净高为4.6m，以便运泥车辆进出。

按废水量1200m3/h、废水泥砂含量120kg/m3和废水中可回收利用细砂占10%~20%计算，需压滤机进行脱水的泥砂量为115.2～129.6(t/h)，选择12台XMYFZ500/1500－UB型全自动压滤机，单台过滤面积为500m2的压滤机，滤室容积为7.5m3。

3运行过程中主要控制和改进措施

为确保废水处理系统稳定高效运行，进一步提升废水处理能力，通过工程实践，对该骨料加工系统废水处理系统采取了以下提升优化措施：

a.由于骨料系统所用的岩石为灰质板岩，产生的废水中的泥浆具有较大粘性和油性，加之前期板框压滤机采用的普通滤布不能自动脱泥，需要人工进行辅助。通过对6台板框压滤机的滤布更换为更高标准的、表面粗糙度更高的滤布，解决了自动脱泥的问题，确保了板框压滤机运行能满足废水处理要求。

b.在原系统设计工艺不变的基础上在幅流式沉淀前部增加三级沉淀池，在调节水池和配水池之间加设一个三级沉淀池，以保障废水处理系统在高峰期运行时段，具有富余、稳定的废水处理能力，达到更高标准的废水处理效果。

c.由于产生的废水中含大量的骨料颗粒，严重磨损了，污水泵的叶轮，导致1#、2#、调节水池污水泵存在严重损耗，在使用1个月后报废，故采用渣浆泵替代污水泵，经系统实际生产验证，满足生产需求。

e.在第一筛分车间出水增加或利用现有细砂回收装置去除粗颗粒，以避免后续工艺管道、阀门阻塞等问题。细砂回收装置投入运行为规避设备采购环节可能存在的运行后无法满足法规和合同要求的风险，采用3套国产XS-12-500型细砂回收装置用于回收废水中大于0.075mm颗粒，规避了设备因技术更新中可能给承包商经营成本带来的损失。

4投运后运行状况与水质监测结果

4.1运行状况统计

经抽查统计，该废水处理系统在2017年6月21至10月24日长期有效运行共1308h，处理废水391900m3，回用清水322482m3，废水回用率达82%，除去废水中泥浆损耗，废水均未外排，处理能力达到生产需求。

4.2水质监测结果

该骨料系统废水处理设施投入使用后，对其水质进行了检测，检测结果显示该砂石骨料加工系统废水处理进水口悬浮物浓度47mg/L,出水口悬浮物浓度1mg/L。废水处理系统大幅度降低了废水中悬浮物浓度，且废水处理后的出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准[3]，满足废水排放许可指标，表明该工艺可连续稳定运行，废水处理达到了设计预期。

5结语

水力发电工程作为一种可再生能源，在其建设期间产生的污染物势必对区域性环境带来一定的影响，作为在藏区在建水电工程中落实环保“三同时”措施的典范工程，其骨料生产系统废水处理施工工艺在目前国内砂石系统中广泛应用，也是水电工程中相对常用、技术成熟的系统，该砂石系统作为一个典型的使用案例，通过改革生产工艺，实现了清洁生产、消灭或减少废水的危害，在使用和改造过程总积累的一些经验和采取的改进措施对类似工程的选型具有借鉴意义。

参考文献：

[1]DL/T5098-2010,水电工程砂石加工系统设计规范[S].北京:中国电力出版社.

[2]阮光华，混凝土骨料制备工程[M].中国电力出版社.

[3]GB8978-1996，污水综合排放标准[S].北京:中国环境科学出版社.