水利水電工程施工期廢污水處理研究

張義

【摘要】水利水電工程主要包括引調水工程、水電站工程、供水水庫等，大多施工周期長，涉及面廣，尤其是大型水利水電工程，一般歷時數年甚至十幾年。總結了同類工程施工期廢污水處理的主要工藝及其發展過程，結合長期實際工作中的經驗剖析了水利水電工程施工期廢污水處理目前存在的主要問題，從系統規劃，加強設計、施工統籌，多措并舉、因地制宜強化施工管理，強化支撐，推進施工系統用水標準規范研究等方面有針對性地提出了建設性意見，可為同類工程廢污水處理及流域水環境保護提供參考。

【關鍵詞】水利水電工程;廢污水處理? ? ? ? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.097

水利水電工程施工期廢污水排放量大，廢污水類型多，主要包括砂石料處理系統廢水、混凝土拌和系統廢水、機械修配保養廢水、生活污水、洞室廢水、混凝土養護廢水和灌漿廢水等。因水利水電工程施工期長，污水產生量大，且均為涉水工程，廢污水排入河流后隨著水流向下游擴散，污染范圍大，同時，大中型水利水電工程多建設在水環境質量較好、水質保護要求較高的水域，施工期廢污水處理不當導致的水體污染不可忽視。以往對于施工期廢污水處理重視不夠，監管有限，施工期廢污水不經處理直接排放或處理不達標排放的情況普遍存在，一方面造成了嚴重的環境污染，另一方面，導致水資源大量浪費。隨著十八大、十九大以來對生態環境保護以及節水要求的大幅提到，近幾年對在水環境保護要求高的河段建設的水利水電工程，逐步要求施工期廢污水處理后全部回用，以實現廢污水的零排放，避免對水環境的污染，并達到節約水資源的目的。

1、水利水電廢污水處理與回用的重要性

目前，全世界都面臨著污水排放量不斷加大、水資源匱乏的問題。如何提升廢污水處理率以及增加污水再利用率，已成為各國需要面臨的重大考驗。目前，我國水利水電工程污水深度處理、超深度處理和污水再生利用等技術水平已相對成熟，但依然存在回用成本較高等問題。隨著城市環境水平的進一步提升，城市居民生活質量也在不斷提升，而城市污水處理對改善城市環境起著不可替代的作用。對此，要實現節省水資源，處理好市政污水并做好回收利用工作就是有效途徑之一，這可以進一步促進城市節能減排的生態化建設。

2、水利水電廢污水處理

2.1格柵

在處理水利水電廢污水處理時，第一步所采用的工藝就是格柵。一般情況下，格柵會直接攔截污水中存在的泡沫制品、樹枝、塑料或者紙張等懸浮物。一組平行的柵條共同組成格柵，而柵條按照60°～80°的傾斜角放置，以此增大柵條和污水的接觸面積，從而保障更高效地攔截污水中存在的懸浮物和漂浮物。值得注意的是，格柵要及時、定期清理。水利水電廢污水處理可以利用人工清理;大型的污水廠當柵渣積累量超過0.2m3/d時，就要選擇用機械方式進行清理，以減少懸浮物、漂浮物累積而產生的異味和污物。

2.2沉淀池

在廢污水處理環節中，沉淀是重要的處理工藝之一，其包括利用水體污染物自身重力完成沉淀的平流池和浮流池，以及在混凝劑的作用下完成絮凝沉淀的沉淀池。由于化學處理效率更高，因此成為目前最常使用的污水處理工藝。絮凝沉淀的原理就是通過加入無機絮凝劑和有機陰離子混合的水劑，使有機和無機分子相互作用，不斷碰撞和絮凝，使水中的懸浮物失去穩定性，越積越大，當膠體達到一定質量后沉淀至水底，再與水體進行分離，這不僅有效提高了效率，且可保證在處理后水質量的穩定性;并且凝劑在聚集下沉的過程中還可以吸收水中的部分有病微生物，為凈化水質提供輔助性消毒作用。

3、施工期廢污水主要來源及污染物

3.1砂石加工系統處理廢水

水利水電工程在進行砂石料開采、破碎、篩分的過程中，沖洗流出的廢水即為砂石料系統處理廢水。砂石加工系統處理廢水是水利水電工程的主要生產廢水，其具有水量大、排放連續、SS濃度高的特點，ρ（SS）為20000～100000mg/L。該類型廢水經過處理后回用需達到DL/T5098-2010《水電工程砂石加工系統設計規范》：ρ（SS）≤100mg/L，一般回用于砂石加工系統本身。

3.2機械修配保養廢水

水利水電工程施工期產生的機械修配保養廢水含油廢水主要來自施工機械、汽車的修配與沖洗保養。該類型廢水水量較小，排放方式為連續排放，主要污染物為SS和石油類，濃度較小。該類型廢水處理后一般回用于車輛清洗，回用的水質需滿足GBT18920-2002《城市污水再生利用城市雜用水水質》車輛用水標準：ρ（溶解性總固體）≤1000mg/L。

4、施工期廢污水主要處理工藝

4.1砂石料處理系統廢水

4.1.1自然沉淀法

砂石加工系統處理廢水傳統的處理工藝為自然沉淀法，是依靠水中微粒雜質的自身重量下沉來達到分離的目的。用于進行自然沉淀的構筑物為沉淀池或沉砂池，根據水流方向可分為平流式、豎流式、輻流式沉淀池。發展中期出現了豎流式沉淀池，其特點是利用水壓自動排泥，且該類型沉淀池進水由中心管從池底向上流動，水流中的顆粒與重力下沉的顆粒發生碰撞，產生凝聚作用，增大了顆粒的去除機會，一定程度上提高了沉淀效率，但由于構造深度的限制，所能承受的負荷壓力較小，施工也較為困難。沉淀池發展至今，使用最多的是輻流式沉淀池，該類型沉淀池池面多為圓形，水流從池中心進水管流入池中，沿半徑方向向池周緩緩流動，SS在流動中沉降至池底，沿池底坡度借重力進入污泥斗，澄清水從池周溢流出水渠，輻流式沉淀池能夠承受較大的處理負荷，并且在沉淀過程中，對水體攪動較小，能夠取得較好的沉淀效果，采用機械排泥，設備較簡單。

4.1.2混凝沉淀法

混凝沉淀法是在自然沉淀的原理基礎上發展的處理工藝。混凝沉淀的工藝流程是在沉砂池中進行預處理，去除粗砂之后流入沉淀池，向沉淀池中投加混凝劑、助凝劑，使小粒徑的砂石絮凝成團，通過重力的作用沉降，上清液回用或排放，沉砂進入污泥池。該方法處理效率高，上清液能達到規定的排放標準，處理技術成熟且穩定，操作簡單：缺點是污泥濃縮度較低，運行管理復雜，處理過程不夠穩定，需要不斷根據來水情況調整藥劑用量。

4.1.3成套設備處理法

DH高效污水凈化器是新型的污水處理成套設備，其工作原理是利用直流混凝、離心分離、壓縮沉淀的原理，將污水凈化中的混凝、離心分離、重力沉降、動態過濾和污泥濃縮等處理技術組合在一起，在同一個罐體內以較短的時間完成凈化。該工藝的處理流程是：廢水導入調節池，調節池廢水通過泵提升，在提升泵的出口處設置混合器，混合器的進口和出口處添加絮凝藥劑和助凝藥劑，在通往凈化器的管道中完成混凝反應，在凈化器中經過離心分離、重力分離和污泥濃縮度的過程后清水從凈化器頂部排出，污泥從凈化器底部排出。該處理工藝處理后產生的污泥量較小，污泥濃度高，含水度<80%，同時處理過程耗時短，處理效率高;處理系統運行穩定、操作簡單、可承受較大的負荷壓力;處理設施占地面積小，便于管理;缺點是建設和運行的成本較高。

4.2混凝土拌和系統廢水

混凝土拌和系統廢水早期采用間歇式自然沉淀的方式處理。平行布置1座沉淀池和1座清水池，沖洗廢水排入沉淀池內，靜置沉淀6h后，上清液排入清水池，泥渣沉至池底。該處理工藝構造簡單，造價低、管理方便，僅需定期清理沉淀池池底泥渣，但對于較小砂礫的處理效果難達標。目前采用串聯多級沉淀池的水電工程，先采用格柵等物理方式進行攔截，去除較大雜物，然后通入多級沉淀池進行生化等過程處理，出水回用或排放。

4.3洞室廢水

洞室廢水中地下滲水部分所含污染物質少，可經簡單處理后排放或回用。早期對開挖廢水的處理多為自然沉降后直接排放，目前的處理方向是“清污分流”。根據開挖的先后分段進行收集處理，主要采用混凝沉淀法，具體流程為“集水井-格柵-調節池-沉淀池”，向沉淀池內投加絮凝劑和助凝劑進行沉降處理。一些水利水電工程采用“集水井-格柵-沉砂池-調節池-沉淀池-過濾-活性炭吸附-回用”的處理流程進行深入處理，以提高污染物的去除率。

5、水利水電工程施工期廢污水處理思考

統一規劃，雨污分流。目前，砂石加工系統及混凝土拌和系統廢水、修配系統廢水、生活污水的收集和處理工藝相對成熟，可實現全面回用或綜合利用;混凝土溫控用水可循環使用不外排;倉面養護廢水、灌漿廢水、混凝土沖毛沖洗污水等收集較為困難，易與基坑廢水混合，做到全部零排放有一定難度。建議對施工場內排水系統進行統一規劃，形成對場內道路、主要施工場地、邊坡、洞室、大壩及廠房排水網絡的全覆蓋，盡可能實現雨污自流分離和集中處理。針對灌漿廢水，可通過優化灌漿工藝，采用智慧灌漿系統等，從源頭上減少灌漿廢水排放量。結合施工用地，因地制宜選擇污水處理工藝。在開展廢污水處理工藝選擇時，需加強與施工專業對接，預留污水處理設施布置場地，開展干濕法加工工藝、廢水處理工藝以及集中降塵工藝等技術經濟比較，進一步優化現場工藝布置。在可研和設計階段，應推行節水優先的方針，加強施工管理，優化施工工藝，實行取水計量，發放節水器具，復核施工水廠規模等，通過節水的目的達到減少廢污水排放量降低廢污水成本的目的。

結語：

隨著新時代對環境保護的提高，對水利水電工程施工期廢污水逐步傾向于達到“零排放”目標;對處理工藝、設備方面也傾向于處理工藝更優化，設備集成化，在處理效率高的前提下便于管理以及后期維護;在廢水處理運行期間的管理，其發展方向也是逐步智能化、可視化，對處理流程進行全面的監控。

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