排水溝分類分級沉淀在散貨堆場中的應用

趙秀慧，王 釗，祝 超

（中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300222）

引 言

伴隨著城市領域地擴張，大量的硬化地面削弱了雨水的收集下滲，雨季降雨量大時內澇嚴重，防洪體系也十分嚴峻，同時城市綠色發展已成趨勢。根據目前市價，綠化用水的價格是十分可觀的，而雨污水收集處理設施僅僅投入了建設費用，雨水收集至排水溝經處理后用于灑水除塵及消防用水，達到水資源化利用的目的。

1 項目背景

通用散貨堆場利用排水溝收集雨水進入雨污水處理設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構，蓋板選型采用鋼筋混凝土或鋼格板。排水溝埋設于堆場道路邊緣，另一側用雨水口收集。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、礦粉被污水處理設施全部收納，需要依靠污水處理設施，加大了設備規模及負擔。由此，開發新的排水溝，解決堵塞問題迫在眉睫。

2 案例分析

2.1 工程概況

天津港南疆港區某散貨堆場。占地面積約為21.565萬m2，東西向長762 m，南北向寬283 m，可堆存煤炭500萬t/a，焦炭200萬t/a，鐵礦石150萬t/a。堆場內主干路網為環形路網布置，寬度為7 m或15 m，堆場內部西側布置煤炭堆場，東南側布置焦炭堆場，東北角布置鐵礦石堆場，西南角布置輔建設施及流機停放場地，輔建設施主要包括污水處理間及附屬設施。

2.2 排水設計方案

1）存在的問題

傳統散貨堆場內設有較密的鋼筋混凝土蓋板排水溝，極易被流機碾壓后損壞，造成流機行駛困難，降低了堆場裝卸效率，本工程堆場內設有 28臺單斗裝載機，10臺流動皮帶機，590臺/天運煤車，若在堆場內設置排水溝依然會存在上述問題。

2）排水溝系統設計

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置的排水溝內，從而大幅降低了堆場內排水溝密度，也降低了流機碾壓溝蓋板的概率。排水溝采用淺溝布置，同時為確保排水溝的雨水調節能力，排水溝的縱向坡度設定為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網、地磅坑及過路暗溝等流機難以通過的地方，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，散貨堆場雨水經過排水溝分段沉淀池，經一定時間的初級沉淀、凈化，其上清液可從沉淀池排出，沉淀池出水底部標高需高于沉泥區頂部標高，與接入沉淀池的池底標高保持一致，且對沉淀池定期清掏，減輕下一級處理設施的負荷的同時，防止大雨堵塞，減輕清掏的壓力。

4）排水溝分類收集雨污水

堆場中部防風網將整個堆場劃分為 3個區域，西側及中部堆場以北布置煤炭堆場，東側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施處理，達標后回用。為了節省造價，堆場區含煤雨污水采用鋼筋混凝土蓋板排水溝及排水暗管相結合方式收集后，排至含煤污水處理設施處理，達標后回用。

本工程設三條排水主溝，一條排水單溝設于堆場北側綠化帶內，由立箅式排水溝分別收集含煤雨污水；一條排水雙溝設于堆場中部分別收集含礦含煤雨污水；另一條排水雙溝設置于堆場南側綠化帶內，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設置閘板，含礦含煤污水收集末端（污水處理池前端）設置閘板，待大暴雨時，含煤污水與含礦污水在雙溝及進入污水處理池前可以進行切換，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，雨污水處理設施內的調節池容積及設備處理負荷相比于以往工程排水溝末端的雨污水處理設施規模大大地減少了。

為了便于煤，礦石的回收利用，本工程新建含煤污水處理設施和含礦污水處理設施各一座，每座設施處理能力分別為 50 m3/h，連續工作16 h，處理水量為1 600 m3/d，用于處理堆場區含煤、含礦雨污水、輔建區及道路區沖洗污水和雨污水，還預留了碼頭區雨污水的處理能力。含煤、含礦污水處理設施主要包括集水池、預沉調節池、高效凈水器、全自動過濾器、加藥裝置、消毒設備、清水池、污泥干化池、污水處理間等設施。

3 成果分析

過路排水溝暗溝部分兼做初級沉淀設施，可有效去除含煤含礦污水中的固體懸浮物的含量，池中的上清液進入下一級雨污水處理設施，有效減小排水末端污水處理的加藥量的同時，減小污水處理設施的工作負荷，節約運行資源。

傳統排水溝的清掏需要首先掀開厚重的蓋板，再進行清掏，在排水溝較深處清掏難度很大，一般需要動用專用機械，耗時、耗能。分級沉淀排水系統能對排除散貨堆場中的雨污水，不產生堵塞問題具有重要意義，沉積在排水溝內的煤塵、礦粉物等有機地清除，節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，達到資源化利用的效果。

4 結 語

排水溝分類分級沉淀應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，具有較好的社會效益及經濟效益，符合當今社會“海綿城市”設計理念。