阿爾塔什水利樞紐砂石篩分系統廢水回用于混凝土拌合系統的措施探討

曹文潔

（新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000）

0 前言

水電是一種可再生的清潔能源，它無污染、運行費低，但在水電工程建設過程中卻也具有建設期長、工程量大、易對周邊生態環境造成一定影響等特點，尤其是砂石料篩分系統，若不采取有效措施進行處理和管理，容易對周邊地表水水系造成污染[1]。

毛新[2]通過研究在向家壩水電工程中砂石料生產廢水使用DH 高效污水凈化器技術，發現此種方法處理廢水不但所用時間較少，而且排出水質能夠達標。耿計計[3]以溧陽抽水蓄能電站工程為例，采用高頻振動篩、高效污水凈化器等新工藝設備對工程中的砂石料廢水進行處理，發現比傳統工藝有很大的優越性。王潔瑜[4]在總結以往水利工程砂石料系統加工廢水處理的工藝特點上，提出可成立區域性的廢水處理設施設備租用公司，使工程既節約投資，又提高處理效果。毛華[5]在里底水電站上針對性的采用“多種設備、多種工藝組合”砂石加工廢水處理工藝，實現廢水循環利用和“零”排放的環保要求，為大型人工砂石系統廢水處理樹立了“亮點”。

對有“新疆三峽”之稱的阿爾塔什水利樞紐工程來說，工程建設過程中，砂石料需求量大，帶來排放的廢水量也非常可觀，工程區所在河段為Ⅱ類水域，根據環保要求，此類水域禁止排污，所以，要求工程施工廢水不能排入周邊水體中，更不能不經過處理就地外排，最好的辦法就是進行綜合利用。

1 工程概況

阿爾塔什水利樞紐工程是葉爾羌河干流山區下游河段的控制性工程，承擔灌溉、防洪、發電綜合任務。水庫總庫容為22.40 億m3，正常蓄水位1820 m，壩高164.8 m，裝機總量為690 MW，控制灌溉土地面積為412.7 萬畝，工程規模為大（1）型Ⅰ等工程。該樞紐擋水建筑為面板堆石壩、泄水建筑為左岸1#、2#表孔溢洪洞、中孔泄洪洞、右岸1#、2#發電引水洞、深孔泄洪洞、下游的發電站廠房、壩后的生態基流引水洞和生態電站廠房等建筑物組成。

2 砂石料篩分系統廢水影響

根據相關資料，砂石篩分系統廢水中懸浮物SS濃度一般大于45 000 mg/L，遠超《污水綜合排放標準（GB8978-1996）中規定的采礦、選礦企業廢水懸浮物最高允許排放濃度標準（一級水域為70 mg/L，二級水域為300 mg/L）的要求。砂石篩分系統所排廢水若不作任何處理就直接排放將會破壞施工區生態環境，破壞水生生物的生存環境；造成河道淤積，河床抬高；對下游農業飲水造成不同程度的影響。

本工程共布置2 處砂石篩分系統，1#砂石篩分系統距離葉爾羌河河道直線距離約60 m；2#砂石篩分系統距離葉爾羌河河道直線距離約30 m，兩處篩分系統均距離河道較近，且廢水排放量較大，加上廢水存在順地勢排入河道的可能；工程所處葉爾羌河河段地表水為Ⅱ類水體，禁止排污。就2 處砂石加工系統所處位置和地形來看，若不進行收集處理，將對葉爾羌河水體水質造成污染，使河水懸浮物增加，水體變渾濁，需較長距離的沉降才可消減，還可能影響施工營地生活用水取水水質和下游引水口的取水水質。在砂石篩分過程中廢水量約占用水量的70%。工程砂石篩分系統廢水排放情況見表1，篩分系統如圖1所示。

表1 工程砂石篩分系統廢水排放情況表

圖1 阿爾塔什水利樞紐工程混凝土拌和系統布置圖

3 砂石料篩分系統廢水回用措施

本工程共設2座砂石篩分系統，根據表1可知，1#、2#篩分系統高峰日廢水排放量分別為182 m3/h、119 m3/h。工程區內葉爾羌河地表水水質目標為Ⅱ類，根據規范要求禁止向地表及河道進行排放廢污水。故按照環境保護和節約水資源的要求，各砂石料篩分廢水必須進行處理或全部回收再利用。因此，砂石加工系統廢水處理標準按照《水工混凝土施工規范》（DL/T5114-2015）對混凝土拌和養護用水水質要求執行，鋼筋混凝土拌和養護用水水質要求不溶物SS 濃度小于2000 mg/L，素混凝土拌和養護用水水質要求不溶物SS 濃度小于5000 mg/L，處理后廢水回用于混凝土拌合系統。結合水電工程砂石料沖洗實際用水情況，也為安全起見，確定本設計的處理目標為SS≤800 mg/L。

3.1 處理工藝及設計參數

采用混凝沉淀法對廢水進行處理，工藝流程見圖2。砂石加工廠廢水流入泵池，用泵將高懸浮物廢水供給細砂回收處理器，將粒徑大于0.035 mm的細砂80%回收，篩濾水經管道混合器與投加的混凝劑充分混合反應后流入平流式沉淀池，經絮凝沉淀后上清液流入清水池，回用于加工系統。兩組沉淀池輪流使用，以利于維修清理。沉淀池泥漿用掃描式泵吸泥機吸出，進入污泥干化池經自然干化脫水后，用挖掘機挖出外運至就近棄渣場。此種方法處理效果好，處理后的水SS 能滿足目標要求，具有很好的環境經濟綜合效益。工藝設計參數見表2,砂石料篩分系統廢水處理設施見圖3。

圖2 砂石料篩分系統廢水處理工藝流程圖

表2 混凝沉淀法工藝設計參數

圖3 阿爾塔什水利樞紐工程混凝土拌和系統廢水回收設施

3.2 處理設施尺寸及設備

根據處理工藝，在各砂石料篩分系統修建調節預沉池、平流沉淀池、濃縮貯泥池、清水池各一座，以及刮泥機、靜態混合器、廂式壓濾機、潛水泵等。各砂石篩分系統廢水處理設施構筑物尺寸見表3，建筑工程量統計見表4，主要設備見表5。

表3 砂石料篩分系統主要構筑物尺寸及結構表

表4 建筑工程總量統計表

表5 單組處理系統主要設備表

4 結語

（1）由于砂石篩分系統廢水處理設施簡單，在運行過程中主要注意定時清理沉淀池中的泥沙，將管理和維護工作納入砂石篩分系統統一安排，不另設機構和人員。整個水利工程建設周期較長，篩分系統每日多余的廢水進過沉淀處理后，還可以用于灑水降塵。

（2）阿爾塔什水利樞紐工程中所使用的混凝土標號從C10～C50 較多，廢水離子濃度、懸浮物、pH值等一些參數不能完全做到及時監測，為了確保工程正常使用年限，廢水回收利用重新拌合的混凝土一般應用于本工程臨時建筑物中。待專門研究廢水回收再利用于混凝土的研究更加成熟，監測儀器可隨時采集廢水中離子濃度、懸浮物、pH值后，生產的混凝土強度能滿足設計要求，一些大型的主要建筑物就可以采用此類混凝土。

（3）水利工程建設中會使用大量的砂石骨料，勢必會產生不少沖洗廢水，此類廢水排入水體或地表，都會對生態環境造成不可挽回的損失，砂石篩分廢水治理已成首要任務，是工程行業環保工作的重點，處理后廢水再利用即滿足生態需求，同時，也可以節省大量的水資源，為建設環保型社會做出一份貢獻。