阿尔塔什水利枢纽砂石筛分系统废水回用于混凝土拌合系统的措施探讨

曹文洁

（新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐 830000）

0 前言

水电是一种可再生的清洁能源，它无污染、运行费低，但在水电工程建设过程中却也具有建设期长、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，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砂石料生产废水使用DH 高效污水净化器技术，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的工艺特点上，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]在里底水电站上针对性的采用“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”。

对有“新疆三峡”之称的阿尔塔什水利枢纽工程来说，工程建设过程中，砂石料需求量大，带来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，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，最好的办法就是进行综合利用。

1 工程概况

阿尔塔什水利枢纽工程是叶尔羌河干流山区下游河段的控制性工程，承担灌溉、防洪、发电综合任务。水库总库容为22.40 亿m3，正常蓄水位1820 m，坝高164.8 m，装机总量为690 MW，控制灌溉土地面积为412.7 万亩，工程规模为大（1）型Ⅰ等工程。该枢纽挡水建筑为面板堆石坝、泄水建筑为左岸1#、2#表孔溢洪洞、中孔泄洪洞、右岸1#、2#发电引水洞、深孔泄洪洞、下游的发电站厂房、坝后的生态基流引水洞和生态电站厂房等建筑物组成。

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悬浮物SS浓度一般大于45 000 mg/L，远超《污水综合排放标准（GB8978-1996）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70 mg/L，二级水域为300 mg/L）的要求。砂石筛分系统所排废水若不作任何处理就直接排放将会破坏施工区生态环境，破坏水生生物的生存环境；造成河道淤积，河床抬高；对下游农业饮水造成不同程度的影响。

本工程共布置2 处砂石筛分系统，1#砂石筛分系统距离叶尔羌河河道直线距离约60 m；2#砂石筛分系统距离叶尔羌河河道直线距离约30 m，两处筛分系统均距离河道较近，且废水排放量较大，加上废水存在顺地势排入河道的可能；工程所处叶尔羌河河段地表水为Ⅱ类水体，禁止排污。就2 处砂石加工系统所处位置和地形来看，若不进行收集处理，将对叶尔羌河水体水质造成污染，使河水悬浮物增加，水体变浑浊，需较长距离的沉降才可消减，还可能影响施工营地生活用水取水水质和下游引水口的取水水质。在砂石筛分过程中废水量约占用水量的70%。工程砂石筛分系统废水排放情况见表1，筛分系统如图1所示。

表1 工程砂石筛分系统废水排放情况表

图1 阿尔塔什水利枢纽工程混凝土拌和系统布置图

3 砂石料筛分系统废水回用措施

本工程共设2座砂石筛分系统，根据表1可知，1#、2#筛分系统高峰日废水排放量分别为182 m3/h、119 m3/h。工程区内叶尔羌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进行排放废污水。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标准按照《水工混凝土施工规范》（DL/T5114-2015）对混凝土拌和养护用水水质要求执行，钢筋混凝土拌和养护用水水质要求不溶物SS 浓度小于2000 mg/L，素混凝土拌和养护用水水质要求不溶物SS 浓度小于5000 mg/L，处理后废水回用于混凝土拌合系统。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≤800 mg/L。

3.1 处理工艺及设计参数

采用混凝沉淀法对废水进行处理，工艺流程见图2。砂石加工厂废水流入泵池，用泵将高悬浮物废水供给细砂回收处理器，将粒径大于0.035 mm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。两组沉淀池轮流使用，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。工艺设计参数见表2,砂石料筛分系统废水处理设施见图3。

图2 砂石料筛分系统废水处理工艺流程图

表2 混凝沉淀法工艺设计参数

图3 阿尔塔什水利枢纽工程混凝土拌和系统废水回收设施

3.2 处理设施尺寸及设备

根据处理工艺，在各砂石料筛分系统修建调节预沉池、平流沉淀池、浓缩贮泥池、清水池各一座，以及刮泥机、静态混合器、厢式压滤机、潜水泵等。各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

表4 建筑工程总量统计表

表5 单组处理系统主要设备表

4 结语

（1）由于砂石筛分系统废水处理设施简单，在运行过程中主要注意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进过沉淀处理后，还可以用于洒水降尘。

（2）阿尔塔什水利枢纽工程中所使用的混凝土标号从C10～C50 较多，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，废水回收利用重新拌合的混凝土一般应用于本工程临时建筑物中。待专门研究废水回收再利用于混凝土的研究更加成熟，监测仪器可随时采集废水中离子浓度、悬浮物、pH值后，生产的混凝土强度能满足设计要求，一些大型的主要建筑物就可以采用此类混凝土。

（3）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。