温泉水利枢纽环保措施中砂石筛分系统废水回用探讨

曹文洁

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)

水电是一种可再生的清洁能源，无污染、运行费低，但水电工程建设过程却具有建设期长、工程量大、易对周边生态环境造成一定影响等特点，尤其是砂石料筛分系统产生的废水，若不采取有效措施进行处理和管理，容易对周边地表水水系造成污染[1]。

毛新[2]通过研究在向家坝水电工程中使用DH高效污水净化器技术处理砂石料生产废水，发现此种方法处理废水不但所用时间较少，而且排出水质能够达标。耿计计[3]以溧阳抽水蓄能电站工程为例，采用高频振动筛、高效污水净化器等新工艺设备对工程中的砂石料废水进行处理，发现比传统工艺有很大的优越性。王洁瑜[4]在总结以往水利工程砂石料系统加工废水处理工艺特点的基础上，提出可成立区域性的废水处理设施设备租用公司，使工程既节约投资，又提高处理效果。毛华[5]在里底水电站针对性地采用“多种设备、多种工艺组合”砂石加工废水处理工艺，实现废水循环利用和“零”排放的环保要求，为大型人工砂石系统废水处理树立了“亮点”[6- 10]。

就新疆南疆重要水利工程之一的温泉水利枢纽工程来说，工程建设过程中，砂石料需求量大，排放的废水量也非常可观，工程区所在河段为Ⅱ类水域，根据环保要求，此类水域禁止排污，所以，这要求工程施工废水不能排入周边水体中，更不能不经过处理就地外排，最好的废水出路就是进行综合利用[11- 15]。

1 工程概况

温泉水利枢纽工程位于新疆阿克苏地区拜城县境内，是卡普斯浪河上的控制性工程，为中型Ⅲ等工程，水库正常蓄水位1900m，总库容5082万m3，电站装机容量24MW，多年平均年发电量0.90亿kW·h。主要建筑物为沥青混凝土心墙坝、表孔溢洪洞、泄洪冲沙洞、灌溉供水发电洞及电站厂房。

2 砂石料筛分系统废水影响

根据相关资料，砂石筛分系统废水中污染物主要为SS，其浓度一般大于45000mg/L远超GB8978—1996《污水综合排放标准》中规定的采矿、选矿企业废水悬浮物最高允许排放浓度标准(一级水域为70mg/L，二级水域为300mg/L)的要求。工程所处卡普斯浪河河段地表水为Ⅱ类水体，禁止排污。

本工程共布置1处砂石筛分系统，位于坝轴线下游3.89km处，砂石筛分系统距离卡普斯浪河河道约200m，虽距离河道均较远，但废水排放量较大，就砂石加工系统所处位置和地形来看，若不进行收集处理，直接排放，废水存在顺地势排入河道的可能。这会对卡普斯浪河水体水质造成污染，破坏水生生物的生存环境；也可能会造成河道淤积，河床抬高；使河水悬浮物增加，水体变浑浊，影响下游水质；悬浮物需较长距离的沉降才可消减，对灌溉和下游引水口的取水水质造成影响。温泉水利枢纽工程下坝线平面布置如图1所示，工程砂石筛分系统废水排放情况见表1，筛分系统工程布置如图2所示。

表1 工程砂石筛分系统废水排放情况

图1 温泉水利枢纽工程下坝线平面布置

图2 温泉水利枢纽工程下坝线砂石筛分生产区平面布置

3 砂石料筛分系统废水回用措施

根据表1可知，砂石筛分系统高峰日废水排放量为2023m3/d。工程区内卡普斯浪河地表水水质目标为Ⅱ类，根据规范要求禁止向地表及河道排放废污水。故按照环境保护和节约水资源的要求，各砂石料筛分废水必须进行处理或全部回收再利用。因此，砂石加工系统废水处理按照DL/T5114—2001《水工混凝土施工规范》对混凝土拌和养护用水水质要求进行(见表2)，处理后废水回用于混凝土拌合系统。

从表2中可见，悬浮物浓度SS<2000mg/L即可满足混凝土拌和要求，结合水电工程砂石料冲洗实际用水情况，也为安全起见，确定本设计的处理目标为SS≤800mg/L。

3.1 处理工艺

对废水采用混凝沉淀法进行处理。砂石加工厂废水流入泵池，由泵将高悬浮物废水供给细砂回收处理器，将大于0.035mm的细砂80%回收，筛滤水经管道混合器与投加的混凝剂充分混合反应后流入平流式沉淀池，经絮凝沉淀后上清液流入清水池，回用于加工系统。2组沉淀池轮流使用，以利于维修清理。沉淀池泥浆用扫描式泵吸泥机吸出，进入污泥干化池经自然干化脱水后，用挖掘机挖出外运至就近弃渣场。此种方法处理效果好，处理后的水SS能满足目标要求，具有很好的环境经济综合效益。砂石料筛分系统废水处理工艺流程如图3—5所示。

图3 砂石料筛分系统废水处理工艺流程

图4 砂石料筛分系统

图5 砂石料筛分系统废水处理

3.2 处理设施尺寸及设备

根据处理工艺，在砂石料筛分系统修建1座调节池、2座絮凝沉淀池、1座回用水池，并布置行车式刮泥机、静态混合器、厢式压滤机、潜污泵等。砂石筛分系统废水处理设施构筑物尺寸见表3，建筑工程量统计见表4，主要设备见表5。

表3 砂石料筛分系统主要构筑物尺寸及结构

表4 建筑工程总量统计

表5 砂石系统废水处理主要设备

温泉水利枢纽工程中所使用的混凝土标号以C10～C50较多，对废水离子浓度、悬浮物、pH值等一些参数不能完全做到及时监测，为了确保工程正常使用年限，因此，废水回收利用重新拌合的混凝土应多用于本工程中临时建筑物中。待针对废水回收再利用于混凝土的研究更加成熟，生产的混凝土强度能满足设计要求，监测仪器可时时采集废水中离子浓度、悬浮物、pH值后，一些大型的主要建筑物就可以采用此类混凝土。

4 结论

(1)由于砂石筛分系统废水处理设施简单，在运行过程中需要定时清理沉淀池中的泥沙，将管理和维护工作纳入砂石筛分系统统一安排，不另设机构和人员。整个水利工程建设周期较长，筛分系统每日多余的废水经过沉淀处理后，还可以用于洒水降尘。

(2)水利工程建设中会使用大量的砂石骨料，势必会产生不少冲洗废水，此类废水排入水体或地表，都会对生态环境造成不可挽回的损失，砂石筛分废水治理已成首要任务，是工程行业环保工作的重点，处理后废水再利用即满足生态需求，同时，也可以节省大量的水资源，为建设环保型社会做出一份贡献。