一套隧洞施工废水处理系统在工程上的应用

李晓晗，许爱萍

(1.辽宁省水利厅，沈阳 110003；2.中国水利水电第六工程局有限公司，沈阳 110179)

一套隧洞施工废水处理系统在工程上的应用

李晓晗1，许爱萍2

(1.辽宁省水利厅，沈阳 110003；2.中国水利水电第六工程局有限公司，沈阳 110179)

隧洞施工地多集中于山区，往往是河流的上游、水源源头区和水源保护区，对排放水的标准要求较高，甚至有些地方不允许排污，如何解决隧洞施工废水的有效处理，是具有普遍性的工程实际问题。文章介绍了辽宁重点输水工程隧洞施工过程废水及生活污水处理系统在工程实际的应用。

隧洞；施工废水；生活污水；处理系统；工艺流程

1 隧洞施工废水种类

隧洞施工一般会产生5种废水：①隧洞开挖、支护、养护过程产生的施工废水；②隧洞涌水和围岩渗水等施工涌渗水；③砂石骨料生产系统废水；④混凝土拌合系统产生的废水；⑤施工人员产生的生活污水。前4者统称为施工过程废水；后者称之为生活污水[1]。

2 施工废水处理工艺过程

在辽宁重点输水工程的一个TBM施工标段，因该地区属于水源保护区，按环保部门要求施工期需做到废水零排放。根据工程特点，结合施工区的特殊要求，设计了本套施工废水处理系统。

2.1 施工过程废水处理

2.1.1 钻爆施工阶段隧洞施工废水及砂石骨料加工系统废水处理

本工程施工支洞及TBM设备组装间、TBM通过段先期采用钻爆法施工。在此施工期间隧洞排水主要是由施工排水、裂隙水和支护养护水组成，主要含有无机污染物，悬浮物含量高，并含有一定量的氨氮、石油类等污染物质，可生化性相对较差。此类废水中SS含量相对较高，且SS与悬浮性COD、氮类污染物有一定的关联度。

对此段施工期间产生的施工过程废水的处理措施是将隧洞施工废水送入砂石骨料调节池中，调节pH值后与砂石骨料冲洗废水一起进入水处理设备进行集中处理。

水处理设备采用涡旋流体净化系统，该系统依据离心分离原理，用于分离液体中可沉淀固体物。内部加速运动产生高速旋转的涡流，进而高效率的分理出液体中的固体杂质。涡旋流体净化技术原名内循环旋流分离技术，由旋流室底部开始沿筒壁螺旋上升的水流(其杂质含量很高)，在越过旋流室上沿失去筒壁束缚后溢入外筒，其中较重的杂质下沉较快，并最终沉积在沉砂口。而脱去大部杂质后的水又从旋流室底部中心的回流管回到旋流室。这个循环被称作内循环，其作用是携带杂质进入外筒积累，其动力来源是高速旋流在旋流室内底部中心产生的负压，不必担心外筒下部来不及下沉的杂质被内循环流重新带回旋流室内，因为它并不是被直接排出，而是重新要参与旋流分离。本装置的有效性是使含杂污水中的杂质被完全可靠的“锁”在装置内等待定时排出。涡旋流体净化器工作原理图见图1。

涡旋流体净化法处理工艺流程见图2。

砂石骨料冲洗废水、隧洞施工过程废水进入调节池，经中和pH后用泵抽至涡旋流体净化器，同时利用负压原理将药剂与废水一并吸入管道中初步混合后进入涡旋流体净化器，从净化器顶端将净化后的清水排出、送入全自动自清洗过滤器，经全自动自清洗过滤器处理后排入中水回用池，准备进行回用。

浓缩后的沉渣(泥浆)从底部排出至泥浆池，泥浆由泥浆泵抽至箱式压滤机脱水，脱水后的泥饼外运至渣场堆放。

图1 涡旋流体净化器工作原理图

图2 涡旋流体净化法处理工艺流程图

2.1.2 混凝土拌合系统废水处理

混凝土拌合废水主要产生于混凝土拌合罐、混凝土罐车和自卸汽车的清洗，一般日清洗2次，即1次/班。废水中主要含悬浮物，pH也较高，悬浮物浓度约为3 000～5 000mg/L，pH在11左右。

根据水电工程施工组织设计规范规定，SS≤200mg/L即可满足混凝土拌合要求，处理系统出水可回用于混凝土拌合系统。

设计采用平流矩形处理池法，即每台班末的冲洗废水排入处理池内，调节PH值后，静止沉淀到下一班末放出。

2.1.3 施工修理系统含油废水、TBM施工过程废水处理

本施工区设置机械修配和汽车修理厂1处，废水中主要污染物为石油类及悬浮物，一般石油类浓度为10mg/l～30mg/l，悬浮物浓度为500mg/l～4 000mg/l。在TBM掘进开挖期间，隧洞施工过程废水也主要为石油类及悬浮物。

对于含油废水的处理主要采用涡旋浮油收集器进行处理，处理工艺流程见图3。

图3 含油废水处理工艺流程图

涡旋浮油收集器适用于排量较小的含油废水处理，它能够吸收漂浮在水面上多种成份的废油，包括机油、煤油、柴油、润滑油、植物油及其它比重小于水的液体，使其聚集和回收至油箱。

2.2 施工区生活污水处理

本工程施工高峰期间共有施工人员约800人。生活营地平均生活用水量按照每人每天平均0.08m3，排放量按照用水量的80%计算，高峰期日产生活污水总量为48m3/d。本工程生活污水经深度处理后用于绿化、施工道路洒水抑尘、农灌等。

施工区生活污水采用成套设备进行处理，处理工艺流程图见图4。

图4 施工区生活污水处理工艺流程图

该生活污水处理成套设备采用日本NET株式会社开发的污水处理系统，该系统除了具有传统生物膜法运行稳定、负荷高、耐负荷冲击、剩余污泥量少、不需污泥回流、没有污泥膨胀等优点外，而且具有系统启动周期短、可以高负荷运转、处理效率高、抗冲击能力强、污泥发生量少等优点。

3 结 语

该工程使用上述综合污水处理系统，实现了对施工过程废水、生活污水的分系统处理，实现了对SS、氨氮、石油类物质、悬浮物的分离与去除，并实现了施工过程废水、生活污水的零排放，是目前隧洞施工中较实用的一套综合废水处理系统，较好的保护了施工区水环境及生态环境，对类似工程施工废水集中处理具有较大的借鉴意义。

[1]杨斌，莫苹.一种新型施工废水处理设备在隧洞工程中的应用[J].公路交通技术，2013(06)：6-9.

1007-7596(2015)01-0053-02

2014-10-13

李晓晗(1969-)，男，辽宁沈阳人，高级工程师，研究方向为水利水电施工技术，特别是TBM隧洞施工技术；许爱萍(1975-)，女，甘肃武威人，工程师，研究方向为水利水电施工技术。

TV

B