卡普斯浪河溫泉水利樞紐工程環(huán)保措施中拌和站廢水回用于混凝土拌和系統(tǒng)的探討

曹文潔

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，水利工程建設(shè)水平不斷提高。近年來，混凝土在水利工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，在提高水利工程質(zhì)量的同時(shí)，也為工程周邊環(huán)境帶來一些新問題[1]：在生產(chǎn)混凝土?xí)r必定會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，若此類廢水不加利用肆意排放到周邊場(chǎng)地或者河流，將造成土壤、地表水系和沿途地下水的污染，帶來環(huán)境污染問題[2]。然而大部分水利工程一般都在山區(qū)或河流源頭區(qū)，這些區(qū)域的地表水水質(zhì)多為Ⅰ、Ⅱ類，根據(jù)環(huán)保要求[3]，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類水域中劃定的保護(hù)區(qū)，禁止新建排污口排污[4]。因此，要求工程施工廢水不能排入周邊水體中，更不能不經(jīng)過處理就外排，最好的廢水出路就是進(jìn)行綜合利用。而在實(shí)際工作中，大多數(shù)混凝土拌和站廢水處理設(shè)施僅為較為簡(jiǎn)單的沉淀池，出水水質(zhì)很難讓人滿意[2]。

為了解決廢水綜合利用的問題，對(duì)建筑商品混凝土已經(jīng)開始進(jìn)行研究。梅曉東等[5]通過利用分離機(jī)裝置，將廢棄的混凝土拌和物進(jìn)行分離，重新作為原料用于混凝土生產(chǎn)中。馬先偉等[6]介紹了現(xiàn)階段廢水的性質(zhì)以及處理工藝，探討了廢水摻量和濃度與混凝土性能的關(guān)系。候旭林等[7]研究了廢水泥漿對(duì)C30和混凝土強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)一定范圍內(nèi)隨著廢水泥漿摻量的增加會(huì)加速混凝土裂縫的發(fā)展。周漢章[8]通過試驗(yàn)分析廢水濃度控制在10%以內(nèi)，試驗(yàn)混凝土試件強(qiáng)度有所增加。周戈等[9]分析了廢水中固體含量對(duì)水泥凈漿及混凝土的影響，制定了攪拌站廢水全回收利用方案。張良超[10]將廢水漿液與添加劑一并加入混凝土再生產(chǎn)中，得出滿足強(qiáng)度要求的混凝土。陳顯秋[11]通過試驗(yàn)得出適量摻廢水對(duì)混凝土特性影響不大。李峰[12]介紹了廢水回收的新方法，并詳細(xì)描述了廢水如何重利用于生成混凝土。可見，廢水回收利用已經(jīng)在商混拌和系統(tǒng)中逐漸趨于成熟化。

對(duì)在新疆水利工作中起到積極推進(jìn)作用的溫泉水利樞紐工程來說，水庫在建設(shè)過程中為了踐行 “綠水青山就是金山銀山”，提出將混凝土拌和站廢水妥善處理后再利用于混凝土拌和及路面降塵，實(shí)現(xiàn)廢水再利用，以緩解施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染問題。

1 工程概況

溫泉水利樞紐工程位于新疆阿克蘇地區(qū)拜城縣境內(nèi)，是卡普斯浪河上的控制性工程，為中型Ⅲ等工程，水庫正常蓄水位1 900 m，總庫容5 082×104m3，電站裝機(jī)容量24 MW，多年平均年發(fā)電量0.90×108kW·h。主要建筑物為瀝青混凝土心墻壩、表孔溢洪洞、泄洪沖沙洞、灌溉供水發(fā)電洞及電站廠房。

2 混凝土拌和系統(tǒng)廢水影響

溫泉水利樞紐工程施工現(xiàn)場(chǎng)共布置2座混凝土拌和系統(tǒng)，在混凝土拌和過程中會(huì)產(chǎn)生部分廢水，同時(shí)在每班末對(duì)混凝土轉(zhuǎn)筒和料罐的沖洗也會(huì)產(chǎn)生大量廢水，混凝土拌和廢水排放率約為40%。工程混凝土拌和系統(tǒng)廢水排放情況及廢水監(jiān)測(cè)結(jié)果表見表1，拌和站見圖1。

表1 工程混凝土拌和系統(tǒng)廢水排放情況及廢水監(jiān)測(cè)結(jié)果表

圖1 溫泉水利樞紐工程混凝土拌和系統(tǒng)示意圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土拌和系統(tǒng)所處位置和地形表明，1#，2#混凝土拌和系統(tǒng)距離河道較遠(yuǎn)，拌和廢水直接進(jìn)入卡普斯浪河河道的可能性較小；若混凝土拌和廢水就地排放滲流，對(duì)地表植被的影響最直接，堿性水長(zhǎng)期淹灌植被將會(huì)直接影響其正常生長(zhǎng)，造成植被衰敗甚至死亡；若拌合廢水隨意散排漫流，會(huì)使土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、肥力下降，物理性質(zhì)也會(huì)從松散狀態(tài)變得硬化板結(jié)，土壤逐漸堿化，不適宜植被生長(zhǎng)，同時(shí)在施工結(jié)束跡地恢復(fù)過程中，也很難恢復(fù)到原有地貌。而且，此堿性水經(jīng)過土壤會(huì)緩慢滲入地下，可能會(huì)對(duì)地下水水質(zhì)造成一定的影響。因此，此類廢水的回收再利用對(duì)保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)不被污染破壞至關(guān)重要。

3 混凝土拌和系統(tǒng)廢水回收措施

本工程共設(shè)2座混凝土拌和系統(tǒng)，根據(jù)表1可知，1#，2#拌和系統(tǒng)高峰日廢水排放量分別為0.3和1.3 m3/d。工程區(qū)內(nèi)卡普斯浪河地表水水質(zhì)目標(biāo)為Ⅱ類，根據(jù)規(guī)范要求禁止向地表及河道進(jìn)行排放污水及廢水。故按照環(huán)境保護(hù)和節(jié)約水資源的要求，各拌和站混凝土拌和廢水必須進(jìn)行處理或全部回收再利用。考慮廢水回收利用已經(jīng)在商混拌和系統(tǒng)中逐漸趨于成熟化，因此將1#，2#拌和站廢水進(jìn)行回收利用，重新用于混凝土拌和中。各混凝土拌和站的廢水處理標(biāo)準(zhǔn)按照《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5114-2001)對(duì)混凝土拌和養(yǎng)護(hù)用水水質(zhì)要求執(zhí)行，廢水處理標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 混凝土拌和養(yǎng)護(hù)用水水質(zhì)要求

從表2中可見，不溶物SS濃度<2 000 mg/L即可滿足混凝土拌和要求，考慮廢水回用與新鮮水混合后使用，也為安全起見，確定混凝土拌和廢水處理目標(biāo)為SS≤800 mg/L。

3.1 處理工藝及設(shè)計(jì)參數(shù)

混凝土拌和廢水具有瞬時(shí)排放量大、懸浮物濃度高的特點(diǎn)，因此選用在調(diào)節(jié)池通過沉淀+砂濾工藝進(jìn)行初步處理，去除大部分懸浮物后，進(jìn)入絮凝沉淀池進(jìn)一步處理，最后出水進(jìn)入蓄水池。砂濾濾料采用砂石料加工系統(tǒng)的骨料，濾料須及時(shí)更換，以免堵塞。絮凝沉淀池底泥與廢濾料一起運(yùn)至棄渣場(chǎng)填埋處理。混凝土拌和廢水處理工藝見圖2。工藝設(shè)計(jì)參數(shù)詳見表3。

圖2 混凝土拌和系統(tǒng)廢水及泥砂處理工藝流程

表3 混凝土拌和廢水處理系統(tǒng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

3.2 處理設(shè)施尺寸及設(shè)備

根據(jù)處理工藝，在各混凝土拌和站修建調(diào)節(jié)池、絮凝沉淀池、蓄水池各一座，內(nèi)壁混凝土襯砌25 cm，每套處理系統(tǒng)配50QW10-10-0.7型潛污泵，1用1備。各拌和站混凝土拌和廢水處理措施工程量見表4。

表4 混凝土拌和系統(tǒng)廢水處理措施工程量表

注：水池超高均為0.3 m。

4 結(jié) 論

1) 溫泉水利樞紐工程中所使用的混凝土標(biāo)號(hào)從C10-C50較多，廢水離子濃度、懸浮物、pH值等一些參數(shù)不能完全做到及時(shí)監(jiān)測(cè)。因此，為了確保工程正常使用年限，廢水回收利用重新拌和的混凝土應(yīng)多用于本工程的臨時(shí)建筑物中。待專門研究商混廢水回收再利用的試驗(yàn)成果更加成熟，監(jiān)測(cè)儀器可時(shí)時(shí)采集廢水中離子濃度、懸浮物、pH值，同時(shí)生產(chǎn)的混凝土強(qiáng)度能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，一些大型、主要建筑物便可以采用此類混凝土。

2) 由于混凝土拌和廢水處理設(shè)施簡(jiǎn)單，在運(yùn)行過程中注意定時(shí)清理調(diào)節(jié)池和絮凝沉淀池中的泥沙，將廢水處理系統(tǒng)的管理、維護(hù)工作納入混凝土拌和系統(tǒng)的日常管理中，不另設(shè)機(jī)構(gòu)和人員。水利工程建設(shè)全程周期較長(zhǎng)，攪拌站廢水經(jīng)沉淀處理后的多余出水，還可以用于灑水降塵。

3) 水利工程建設(shè)中會(huì)使用大量的混凝土，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生不少廢水，此類廢水排入水體或地表，都會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不可挽回的損失。拌和站廢水回收再利用既滿足生態(tài)需求，又也可以節(jié)省大量的水資源，為后續(xù)的水利工程提供借鑒。