浅谈水利水电工程砂石废水处理工艺
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摘 要：在水利水电建设中，砂石骨料生产过程会产生大量的废水，其主要污染物为悬浮颗粒物SS。这些洗砂废水不经过处理直接排放到受纳水体中将会严重影响水质。砂石废水治理已成当务之急，是水利水电行业环保工作的重点。
关键词：水电工程砂石 废水处理
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
1前言
据2010年统计数据，当前我国水利水电工程每年因施工产生的砂石料约6亿t，按每生产1t成品砂石料耗水1.5m3计算，每年砂石料用水9亿m3以上，同时产生8亿m3的砂石废水，若不加以处理直接排入水体，定会对周边环境造成污染，一方面直接破坏了鱼类等水生生物的生活环境，另一方面也可能淤塞河道、抬高河床，从而导致防洪度汛标准降低。因此，如何妥善处置砂石加工冲洗废水是水利水电工程建设中不可避免且需重点解决的环境保护问题。
砂石料废水最大的特点就是SS含量高，一般为6万~8万mg/L，甚至可达10万mg/L。针对砂石料废水处理技术，国内采用的主要工艺有平流沉淀、斜板（管）沉淀和辐流沉淀等。①平流沉淀法，大朝山水电站工程在建设中已尝试过，单单设置平流沉淀池使泥沙自然沉淀，出水效果较差；②斜板（管）沉淀处理法，如龙开口水电站燕子崖砂石系统废水前期采用斜管沉淀池处理，斜管极易堵塞，要求斜管及时更换，造成运行成本高，且出水效果不理想；③辐流沉淀法，瀑布沟毛头码砂石料加工废水处理中采用了辐流沉淀，运行中泥渣淤堵问题较难解决。
上述国内现阶段处理技术在处理能力、运行稳定可靠性等问题上尚有欠缺。平流沉淀工艺占地面积大，SS处理能力较低，出水水质不理想；斜板（管）沉淀池对入口水质SS浓度要求不高于3000~5000mg/L，需进行预处理，不仅处理效率低，且斜板（管）极易堵塞，清理困难；辐流沉淀占地面积大，要求对入口废水预处理，以减轻处理负荷，设备零件数量多，投资高，运行成本高，排泥管易堵塞，机械刮泥机易出故障，运行稳定性差。
3砂石废水处理关注重点
(1)砂石废水处理系统的稳定运行
水电工程砂石料生产量受工程需求影响，导致废水产生量不稳定，直接影响废水处理后续设施的连续运行。为保证砂石废水有效连续处理，一要重视工程建设，二要加强环保意识，砂石料生产须与废水处理系统协调一致，要求同步运转，使废水得到及时有效的处理，最大限度的发挥废水处理系统的处理能力。
(2)污泥处理设备选型和匹配
砂石废水处理后产生的大量污泥是困扰水电行业砂石废水处理的关键难题。根据实测，砂石废水中悬浮物浓度最高达10万mg/L以上，废水沉淀或絮凝后排放的污泥产量大。在设计工作中，需重视污泥处理设备的选型，充分考虑设计余量，一步到位。
4废水处理工艺探讨
目前，砂石料废水处理主要有平流式自然沉淀、辐流式凝聚沉淀和成套设备处理。
(1)平流式自然沉淀
平流沉淀法利用废水中悬浮物在平流沉淀池中依靠重力自然沉降，在足够规模的沉淀池中进行有效的沉淀，处理后SS约为100~200mg/L，现场要求必需设置备用沉淀池。砂石料生产高峰期，平流沉淀池要求及时更换使用，沉降的污泥含水率较高不易结块，难以清理，此为一关键问题。
(2)辐流絮凝沉淀
该工艺是让添加絮凝剂的废水在沉淀分离装置内絮凝沉淀，让沉淀的污泥在贮泥池内沉积，再对污泥进行重力压实或机械脱水处理。此工艺占地面积较小，但贮泥池规模与污泥产量成正比。
(3)成套设备处理
国内出现的DH高效(旋流)污水净化器，早已成功应用于煤炭、火电等行业，向家坝、糯扎渡及溪洛渡等水电工程砂石废水处理也已成功应用。DH-SSQ型高效污水净化器可以处理悬浮物含量高达30000~80000mg/L的砂石废水，处理效率高达99.8%，出水水质满足了水电行业砂石废水处理需求，可优先考虑采用DH高效(旋流)污水净化器的处理工艺。
糯扎渡水电站在借鉴向家坝和溪洛渡水电站砂石废水处理工程的成功经验基础上，结合实际情况，利用细砂回收器对火烧寨沟和勘界河砂石废水进行回收，以减缓后续工艺的负荷，再通过DH高效污水净化器进行处理，废水经处理后全部达到回收利用要求。该技术在糯扎渡水电工程的应用进一步巩固了该工艺在砂石料废水处理技术上的地位。
5污泥处置技术探讨
砂石料生产废水中泥沙含量大，污泥清理和脱水工艺为整个系统运行的关键，以往废水处理设施因污泥处理不及时导致设施运行不正常，出水无法达标。在此针对不同废水处理工艺探讨几种污泥处置技术。
(1)自然干化
自然干化主要采用污泥干化池将污泥含水率降至65%左右。污泥干化池利用自然干化而投资小、操作简单，但占地面积较大、干化时间长且处理规模小，受气候和季节因素影响较大，只适用于中小规模且废水处理量不大的砂石废水。
(2)机械脱水与干化
该技术根据废水处理设施选择合理的污泥排放方式，如重力排泥和机械刮泥等。脱水设备所需处理能力因脱水设备的种类、运行方法的不同而不同。结合污泥的日产量及脱水设备每小时处理量，兼顾每次脱水时间，计算出处理能力而选定相应机械设备。
6部分污泥处置设备的选型
砂石废水处理关键在于污泥从沉淀池内的迅速排放和污泥脱水设施的正常运作，故由此污泥泵和脱水设施的选择显得尤为重要，其中脱水设施最为关键。水电行业应用较多的脱水设备主要有卧式螺旋沉降离心机、带式压滤机、橡胶真空带式过滤机和陶瓷过滤机。
(1)卧式螺旋沉降离心机
设备占地面积小，无滤布的连续处理使脱水效果好，使用寿命长；但设备造价高，能耗大，处理效率低。
(2)带式压滤机
设备占地面积小，可连续运行，脱水效果相对较好，泥饼最终含水率较低，且能耗低；但运行时滤袋易出现跑偏等故障，更换周期短。
(3)橡胶真空带式过滤机
橡胶真空带式过滤机整体结构便于安装及维护管理，是真空过滤机系列产品中过滤效率最高、生产能力最大、操作最简单的固液分离设备；但其占地面积较大，排水带会因不同物料而造成不同程度的磨损。
(4)陶瓷过滤机
由于陶瓷过滤机没有空气透过，真空损失少，滤饼含水率低，产量高，且节能显著；陶瓷过滤板的微孔较细，滤液清澈，无环境污染，水资源可循环利用；故障发生率低，处理效率和设备运转率较高；设备的自动化程度高，劳动强度低，维护方便。但对进料浓度要求较高，不适应浓度变化较大的物料过滤，需配置泥浆调节池。
7结论与建议
砂石废水是水电工程施工中主要废水来源，在目前一些水利水电工程的废水处理措施中，普遍出现了处理池淤塞，泥水难以分离、泥渣清理困难等问题。在实际前期设计过程中需根据生产废水水量、水质特点，结合地形条件进行废水处理工艺的设计。在场地条件有所限制的情况下尽量采用新工艺、新设备，设备选型要充分考虑废水特点，以满足生产需要。
参考文献
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