输水隧洞施工过程中的污水处理方法

胡 凡1，韩明友1，李 飞

（1.辽宁省水利厅，辽宁沈阳110003；2.辽宁润中供水有限责任公司，辽宁沈阳110003）

输水隧洞施工过程中的污水处理方法

胡 凡1，韩明友1，李 飞2

（1.辽宁省水利厅，辽宁沈阳110003；2.辽宁润中供水有限责任公司，辽宁沈阳110003）

施工期环保工作是外围协调工作的重要内容之一，其中污水处理又是环保工作的主要内容，做好此项工作对保证工程建设顺利进行意义重大。其主要工作是对施工期产生的污水进行处理，使之排放或使用后不恶化周边水质。文章介绍了某工程的经验，以期对今后的隧洞施工有所借鉴，对工程技术的发展也是个有益的补充。

污水组成；主要污染指标；处理工艺

1 施工污水处理现状

在以往施工过程中，施工单位对生产污水的处理仅单纯依靠沉淀池把其中的悬浮物沉淀后再排放。近几年，随着社会的进步和人们环保意识逐步增强，环保部门和工程所在地周边居民对施工过程中产生的生产污水排放问题越来越关注，提出了更高的要求，有的地方由于临近城市水源地，更需要将污水处理达到国家相关标准后才可回用、灌溉或排放。仅依靠沉淀池进行简单沉淀的处理已经不能满足要求，为此就需要根据不同需求，对排出的污水采取不同方式进行处理，甚至是建设污废水处理设施，即小型污水处理厂来处理。

某输水工程以隧洞为主，隧洞施工区周边大多自然环境较好，隧洞施工过程中产生大量的污废水，污水主要来源于混凝土拌合系统冲洗污水、隧洞排水、机修含油废水等，污水中含有各种污染物，如不经处理直接排放，将污染环境。本工程建设了几处污水处理厂，现将其中利害得失加以总结，以期有所借鉴。

2 钻爆法施工隧洞产生的污水主要来源及其影响成分

隧洞施工产生的污水主要是洞内排出的污废水，洞内污水的主要成分与隧洞施工方法有关。隧洞施工主要方法为常规钻爆法和隧洞掘进机法，掘进机法施工过程中水的来源主要是地下水和掘进过程中为了降尘而喷洒的水，排出水中含有的主要物质是各种油脂、喷混凝土过程中溶解于水的速凝剂、悬浮的石粉。钻爆法施工过程中废水的来源主要是地下水和掘进过程中供给手风钻机降尘的水，废水中的主要物质是炸药残留及爆炸后产生的物质、各种油脂、喷混凝土过程中溶解于水中的速凝剂、悬浮的石粉等，P H值为碱性。

由于钻爆法排出的污水中成分更复杂，下面就以钻爆法排出的污水处理为例进行说明。

3 几种污水处理方式

污水排放的标准以不恶化周边水体水质为前提，考虑经济因素，对周边不同的水体要求，可对污水采取不同的处理方式后排放或用作他用。常用的污水处理方式有物理、化学、物理和化学联合作用。

3.1 周边水体为Ⅱ、Ⅲ类水质

Ⅱ、Ⅲ类可用于饮用水源，故此应对污水进行物理和化学联合作用的处理方式。对于周边为Ⅱ类水体的，甚至污水处理后也不能直接排放其中，需要用作他用，比如循环使用、用于农业灌溉或喷洒道路等。

3.2 周边水体为Ⅳ类水质

Ⅳ类水质可用于工业用水或农业用水，从水样分析可看出，隧洞排出的污水经初步处理后即可直接排放。处理内容主要是针对悬浮物，方式主要是沉淀。经反复试验，实际采取的具体措施为：至少要3级沉淀，3层土工布过虑。沉淀池的大小要根据排污量确定，并预留30%的冗余量，3个池子的落差不宜超过1m，第1级池可大些，依次减小。污水量小时，污水浓度较大，此时可向第1级池中撒白灰，以消毒。若遇洞内涌水的情况，由于排水量大，污水经稀释，对周边水体影响较小或无影响，此时可直接排放。

4 小型污水处理厂的处理方式

4.1 规模的确定

为了确定污水处理厂的规模，需要知道污水中含有哪些成分、每种成分含量、单位时间内排出的污水量。

根据一段时间内对4个生产区排出污水水量的监测和前方地质条件的分析，估算了未来施工期可能最大排污量为100～120 m3/h，考虑混凝土拌合系统冲洗污水、地面机修含油废水等，计划污水处理厂的规模定在150 m3/h，每天按工作20h计，间歇式排放。

4.2 处理工艺流程的确定

根据对污水取样分析，P H、SS、B O D、C O D、石油类等分析结果超标，需要处理。根据需要处理的成分，确定需要采取的工艺。

废水首先进入集水池，该池调节废水的水量、水质，缓冲因水质水量不均匀变化对处理系统造成负荷冲击。集水池设桥式吸砂机。

污水经泵提升进入反应池。为提高絮凝剂反应效果，首先通过投加盐酸调节废水pH。

加药装置计量泵将按一定比例配好的絮凝剂及助凝剂加入反应池。

反应池内设空气搅拌装置。依靠空气搅动水流以增加水流的紊动，来达到增加水中颗粒碰撞机会的效果，逐渐形成易沉降的较大絮凝体，部分易沉降颗粒在反应池沉淀区沉淀，去除部分SS及C O D等。

同时水中气泡与油珠等液体污染物微粒或密度接近于水的微粒接触，由于界面张力会产生表面吸附作用，油珠即粘附在气泡上，上升至液面，形成浮渣，浮渣通过收集装置排入集油桶。

凝聚后的水随后进入高效斜板澄清器，采用斜板沉淀装置。斜板沉淀是浅池理论的实际应用，是把与水平面成一定角度的斜板组件置于沉淀器中。水流从下向上流动，水中绝大部分的絮凝体颗粒则众多斜板底部，而后自动滑下，进入泥水分离区。斜板沉淀器的水力半径小，池中水流基本上属于层流状态，则满足了水流的稳定性的要求，减少了水的紊动，促进沉淀，提高了沉淀效率。斜板沉淀具有处理效率高，停留时间短，占地面积小等特点。污泥部分回流至反应沉淀器，增强絮凝效果，提高C O D去除率。

各个装置污泥排至污泥池，再由螺杆泵提升至带式压滤机处理，压滤后泥饼外运处理。

4.3 添加药剂

根据施工现场生产污水污染物实际排放情况及水质检测实际数据，排放的污染物浓度取值，见表1。

表1 污染物水质情况汇总表

盐类污染物不予考虑。因为首先接纳水体流量较大，流速快，对盐类有稀释作用，且直接排放对当地环境无危害；其次处理费用高昂（一套设备约3000万元）。

处理后的水质指标应达到《污水综合排放标准》（G B 8978-96）中表4第二类污染物最高允许排放浓度中的一级标准，见表2。

表2 处理后水质主要指标

根据上述分析，确定需要添加的药剂，见表3。

表3 添加药剂及其用途

4.4 建筑方式

由于保温的需要，需要建成厂房式，总占地面积约350 m2。主要建筑物初沉池占地150m2，混凝沉淀池占地40m2，气浮池占地40m2，沉淀池占地100m2，保温棚占地330 m2。为节省材料、减少厂房高度，便于维护，初沉池为地埋式，其他设备为半地下式。

4.5 建设周期及运行

调试生产设备的同时进行土建施工，工期约60天。经过试运行，做出如下纠偏和改进：

（1）污水处理厂的规模偏于保守。在实际施工过程中，排水的时间主要是打钻过程中，因为此时需要向洞内供水，每循环打钻时间约4h，按两天5个循环计，每天排水时间约10h足够，即污水处理厂每天工作10h。最多12台钻机，每台钻机每小时最大需水量2m3，12台计24m3/h，考虑洞内淋渗水量，总计按60m3/h即可。

（2）污染物浓度估计偏小。由于污染物浓度比预计的大，加药量比原设计多了，原设计的污泥过滤池中的砂很容易被泥覆盖，从而失去过滤作用，予以适当调整即可。

5 结语

通过一年多实践表明，污水处理达到预期效果，满足环保要求，经处理后的污水，可继续循环使用于打钻；污泥运到指定弃渣场集中存放，可作为将来渣场复垦用土。由此可见，用该方法处理施工污水的方式，无论在推进施工外围协调、满足环保达标，还是在完善工程技术发展方面，都是一个有益的补充，值得在今后隧洞施工中进一步推广和借鉴。

［1］姜润文.输水隧洞充水实验过程及效果分析［J］.水利技术监督，2014（06）.

［2］陈清，白龙，陈猛.污水处理工艺水质净化效果分析［J］.水利技术监督，2014（03）.

［3］陈红，戴晶晶.水利工程有序引排改善太湖流域水环境作用初步研究［J］.水利规划与技术，2011（04）.

［4］赵福成.浅谈隧洞施工污水处理技术［J］.水利建设与管理，2014（10）.

［5］G B 3838-2002.地表水环境质量标准［S］.

［6］G B 50015-2010.建筑给排水设计规范［S］.

［7］G B 8978-96.污水综合排放标准［S］.

［8］C J J 31-89.城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准［S］.

T U 992.3

B

1672-2469（2015）06-0034-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.06.011

胡 凡（1956年—），男，高级工程师。