混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理工藝應(yīng)用

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摘要:目前對(duì)于混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水的處理尚無(wú)成熟有效的工藝。以金沙江白鶴灘水電站為例，從混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水水質(zhì)特性出發(fā)，根據(jù)廢水污染因素的類(lèi)型，通過(guò)調(diào)研混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水常用的預(yù)處理設(shè)備，參考類(lèi)似生產(chǎn)廢水處理方案，提出了一種新型的混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理工藝，即砂石分離機(jī)+DH高效污水凈化器+板框壓濾機(jī)的處理工藝;并結(jié)合該工藝在白鶴灘水電站的實(shí)際應(yīng)用情況，從系統(tǒng)運(yùn)行管理、創(chuàng)新混凝土攪拌車(chē)監(jiān)管手段、工藝優(yōu)化等方面進(jìn)行了總結(jié)。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供類(lèi)似工程借鑒。

關(guān)鍵詞:沖洗廢水處理;混凝土攪拌車(chē);工藝研究;白鶴灘水電站

1研究背景

金沙江是長(zhǎng)江的上游河段，上起青海省玉樹(shù)縣直門(mén)達(dá)，下至四川省宜賓市［1］，特殊的地理位置決定了金沙江流域的水環(huán)境質(zhì)量是長(zhǎng)江中下游地區(qū)一道重要的生態(tài)屏障。根據(jù)相關(guān)流域規(guī)劃，金沙江共規(guī)劃25個(gè)梯級(jí)電站，在金沙江水利水電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，水污染治理對(duì)于水環(huán)境保護(hù)、水環(huán)境質(zhì)量的改善起到非常重要的作用。水利水電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，水污染物主要來(lái)源于生活污水、砂石混凝土生產(chǎn)廢水、機(jī)修廢水、混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水等。目前生活污水、砂石混凝土生產(chǎn)廢水、機(jī)修廢水等處理工藝已經(jīng)較為成熟，應(yīng)用也較為廣泛，廢水經(jīng)處理后均能滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。而混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水的處理在水利水電行業(yè)目前還屬于被忽視的部分，混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水未經(jīng)處理或超標(biāo)排放現(xiàn)象普遍，且對(duì)混凝土攪拌車(chē)沖洗產(chǎn)生廢水處理工藝的研究基本沒(méi)有，更多的是針對(duì)混凝土攪拌車(chē)沖洗裝置的研究，例如葛玨遜［2］、陳棉生［3］、楊昌賢［4］等人均提出了一種混凝土攪拌車(chē)清洗裝置，沙峰［5］提出了一種混凝土攪拌車(chē)沖洗裝置，閔夢(mèng)蝶［6］提出了一種混凝土攪拌車(chē)清洗平臺(tái)，王亮［7］等提出了一種高效的混凝土攪拌車(chē)自動(dòng)清洗裝置，韓小華［8］等提出了用于清洗混凝土攪拌車(chē)的清洗裝置?；炷翑嚢柢?chē)沖洗廢水處理的問(wèn)題亟需解決，筆者團(tuán)隊(duì)根據(jù)白鶴灘水電站根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)實(shí)際情況，對(duì)混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理工藝進(jìn)行了研究，并對(duì)工藝應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié)，以期推動(dòng)混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理工藝研究與應(yīng)用的發(fā)展。

2混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水特性

混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水主要污染物為pH、SS，污染因素比較單一，但鑒于高濃度懸浮物、偏堿性的廢水特性，如不處理直接排放，會(huì)對(duì)水環(huán)境造成污染。以金沙江白鶴灘水電站為例，根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，攪拌車(chē)沖洗廢水SS濃度約為10000～40000mg/L，pH值約為11。白鶴灘工程建設(shè)高峰期，混凝土攪拌車(chē)約100臺(tái)，單臺(tái)攪拌車(chē)容量一般為9～12m3，按每天每臺(tái)車(chē)沖洗一次，每次沖洗水量為容量的1/2，按最大廢水量估測(cè)，白鶴灘水電站混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水量約為600m3/d。

3混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理目標(biāo)

以金沙江白鶴灘水電站為例，混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水水量較大、偏堿性且SS濃度較高，考慮清潔生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、提高水資源利用率等因素，擬將混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理后回用，不外排;同時(shí)，由于混凝土攪拌車(chē)沖洗用水本身除SS濃度不宜過(guò)高外無(wú)其他特殊要求，因此，設(shè)計(jì)混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水系統(tǒng)時(shí)暫時(shí)只考慮SS一項(xiàng)指標(biāo)，確定廢水經(jīng)處理后達(dá)到GBT18920－2002《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》洗車(chē)標(biāo)準(zhǔn)后回用于攪拌車(chē)沖洗，并參考其他工程經(jīng)驗(yàn)，確定出水SS濃度小于100mg/L，后期根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，再確定是否增加pH調(diào)節(jié)裝置，對(duì)廢水中酸堿性進(jìn)行調(diào)控。

4混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理工藝研究

通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水常用預(yù)處理設(shè)備，發(fā)現(xiàn)混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水與砂石加工生產(chǎn)廢水具有相似性，參考砂石加工生產(chǎn)廢水處理工藝、處理效果等，經(jīng)研究，初定砂石分離機(jī)+自然沉淀法、砂石分離機(jī)+輻流沉淀池法、砂石分離機(jī)+DH高效污水凈化器處理法等3種工藝進(jìn)行混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理。

4．1自然沉淀法

自然沉淀法采用砂石分離機(jī)+一級(jí)沉砂+二級(jí)沉淀+清水池的處理工藝?；炷翑嚢柢?chē)沖洗廢水經(jīng)砂石分離機(jī)預(yù)處理后，采用一、二級(jí)平流沉淀進(jìn)一步處理，二級(jí)沉淀池上清液進(jìn)入清水池后回用，沉淀污泥采取自然干化處理后運(yùn)至棄渣場(chǎng)進(jìn)行堆存。具體工藝流程如圖1所示。

4．2輻流沉淀池法

輻流沉淀池法采用砂石分離機(jī)+輻流沉淀+清水池的處理工藝，沖洗廢水經(jīng)砂石分離機(jī)預(yù)處理后，采用輻流沉淀池進(jìn)一步處理，輻流沉淀池上清液進(jìn)入清水池回用，沉淀池底部污泥經(jīng)渣漿泵，加壓至脫水設(shè)備，脫水干化處理后形成泥餅，泥餅運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)堆存。

4．3DH高效污水凈化器處理法

DH高效污水凈化器處理法采用砂石分離機(jī)+DH高效污水凈化器+清水池的處理工藝，沖洗廢水經(jīng)砂石分離機(jī)預(yù)處理后，與混凝劑充分混合進(jìn)入DH高效污水凈化器進(jìn)行處理，凈化器頂部上清液進(jìn)入清水池后回用于攪拌車(chē)沖洗;底部濃縮污泥進(jìn)入污泥池經(jīng)渣漿泵加壓至脫水設(shè)備，脫水干化處理后形成泥餅，泥餅運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)堆存。具體工藝流程示于圖3。

4．4綜合比選分析

根據(jù)金沙江白鶴灘水電站混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水的特性及處理目標(biāo)，綜合考慮處理效果、占地面積、污泥處置、現(xiàn)場(chǎng)文明施工要求等因素，3種處理方案比選情況列于表1。根據(jù)白鶴灘水電站實(shí)際情況及當(dāng)前環(huán)保形勢(shì)，經(jīng)比選分析，占地面積、污泥含水率、現(xiàn)場(chǎng)文明施工等方面是白鶴灘水電站混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理工藝比選的關(guān)鍵性因素，由于白鶴灘水電站位于河谷河段，兩岸可用施工場(chǎng)地受限，且現(xiàn)場(chǎng)文明施工形象要求嚴(yán)格，白鶴灘水電站混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理設(shè)計(jì)最終采用砂石分離機(jī)+DH高效污水凈化器+板框壓濾機(jī)的處理工藝。

5混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理工藝應(yīng)用

根據(jù)白鶴灘水電站建設(shè)布置規(guī)劃，在壩下荒田工區(qū)設(shè)置1套混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理及循環(huán)利用系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為30m3/h，具體構(gòu)筑物、設(shè)備參數(shù)及應(yīng)用情況如下。

5．1主要設(shè)備參數(shù)

(1)砂石分離機(jī)。系統(tǒng)設(shè)置砂石分離機(jī)1臺(tái)，處理能力為30m3/h，基礎(chǔ)尺寸為5．5m×2．2m，主要將沖洗廢水混合物中的砂、石和水進(jìn)行分離，分別送至儲(chǔ)砂、儲(chǔ)石槽及廢水調(diào)節(jié)池，實(shí)現(xiàn)廢水預(yù)處理的功能。(2)DH高效污水凈化器。系統(tǒng)設(shè)置DH高效污水凈化器1臺(tái)，型號(hào)DH－SSQ－30，處理能力為30m3/h，水力停留時(shí)間為20～30min，進(jìn)水水質(zhì)SS濃度要求低于10000mg/L;廢水經(jīng)離心分離、重力分離、污泥濃縮等處理過(guò)程后，從凈化器頂部排出經(jīng)處理后的清水，從底部排出濃縮污泥。(3)板框壓濾機(jī)。系統(tǒng)設(shè)置板框壓濾機(jī)1套，型號(hào)XMYZB50/800－UB，過(guò)濾面積50m2，慮室數(shù)量49個(gè)，慮室容積640L，尺寸為8．5m×5．7m;基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)備平臺(tái)為鋼結(jié)構(gòu)，平臺(tái)上方設(shè)置彩鋼瓦雨棚，主要將污泥池的污泥進(jìn)行壓縮干化，壓出的泥餅直接排出，運(yùn)至棄渣場(chǎng)堆棄。

5．2處理工藝應(yīng)用效果

受混凝土攪拌車(chē)傾倒是否徹底、沖洗車(chē)數(shù)不均衡等因素影響，混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水中顆粒物(粒徑10mm以下)濃度不穩(wěn)定，水質(zhì)波動(dòng)范圍較大。為準(zhǔn)確分析工藝應(yīng)用效果，分別選取5個(gè)不同時(shí)間，在系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行，即3臺(tái)混凝土攪拌車(chē)同時(shí)沖洗的情況下采樣，進(jìn)行工藝應(yīng)用效果對(duì)比分析，具體情況如下。

5．2．1砂石分離機(jī)預(yù)處理效果分離前進(jìn)水水樣為混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水原水水樣，分離后出水水樣為經(jīng)砂石分離機(jī)處理后匯入調(diào)節(jié)池混合前水樣，通過(guò)多組廢水樣品分析，廢水經(jīng)過(guò)砂石分離機(jī)處理以后，廢水中顆粒物去除情況列于表2。從表2看出:混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水中顆粒物的濃度不穩(wěn)定，波動(dòng)性較大，遠(yuǎn)超出所選用的DH高效污水凈化器進(jìn)水水質(zhì)濃度限值，需設(shè)置預(yù)處理裝置以降低廢水濃度負(fù)荷;砂石分離機(jī)對(duì)廢水中顆粒物去除率在50%～70%之間，廢水經(jīng)砂石分離機(jī)預(yù)處理后，顆粒物濃度基本能穩(wěn)定在DH高效污水凈化器進(jìn)水水質(zhì)濃度限值左右。通過(guò)多組廢水樣品分析，廢水經(jīng)過(guò)砂石分離機(jī)處理以后，廢水中不同粒徑顆粒物去除情況列于表3。從表3看出:砂石分離機(jī)對(duì)于粒徑2．5mm以上的顆粒物去除率達(dá)到了100%，對(duì)于粒徑0．315～2．500mm之間的顆粒物去除率達(dá)到了99%以上，對(duì)于粒徑0．160～0．315mm之間的顆粒物去除率達(dá)到了95%以上，對(duì)于粒徑在0．160mm以下的顆粒物，去除率為70%左右。在砂石分離后的廢水中，粒徑在0．160mm以下的顆粒物質(zhì)量占廢水總顆粒物質(zhì)量的90%左右，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行分析，砂石分離機(jī)對(duì)于粒徑0．160mm以上的顆粒物去除效果較好，而對(duì)于粒徑0．160mm以下的微小顆粒物，去除效果相對(duì)較差。

5．2．2DH高效污水凈化處理效果進(jìn)水水樣為調(diào)節(jié)池混合后水樣，出水水樣為DH高效污水凈化處理后水樣，通過(guò)多組廢水樣品分析，廢水中顆粒物去除情況見(jiàn)表4。從表4可看出:DH高效污水凈化器對(duì)于廢水中細(xì)顆粒的去除率能達(dá)到99%以上，出水水質(zhì)中SS濃度低于100mg/L，達(dá)到GBT18920－2002《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，滿足回用要求。

5．3建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用

白鶴灘水電站荒田混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理及循環(huán)利用系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用約為178．59萬(wàn)元，其中，主要構(gòu)筑物及配套設(shè)施建設(shè)費(fèi)用約98．32萬(wàn)元，主要設(shè)備采購(gòu)費(fèi)用約72．20萬(wàn)元，設(shè)備安裝費(fèi)用約8．07萬(wàn)元，考慮聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、棄渣轉(zhuǎn)運(yùn)等，混凝土攪拌車(chē)沖洗費(fèi)用約為27元/臺(tái)。

5．4運(yùn)行管理創(chuàng)新

白鶴灘水電站為加強(qiáng)混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理及循環(huán)利用系統(tǒng)的運(yùn)行管理，將混凝土攪拌車(chē)沖洗列入施工區(qū)環(huán)境保護(hù)巡點(diǎn)項(xiàng)目，納入到環(huán)境保護(hù)考核、獎(jiǎng)懲工作范圍內(nèi)，并借助施工區(qū)現(xiàn)有車(chē)輛定位及軌跡跟蹤系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了混凝土攪拌車(chē)沖洗記錄功能，實(shí)現(xiàn)了混凝土攪拌車(chē)沖洗自動(dòng)記錄、公開(kāi)可查和違規(guī)沖洗可軌跡追溯等功能，保障了混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理及循環(huán)利用系統(tǒng)有效運(yùn)行。

5．5優(yōu)化建議

混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水中的顆粒物具有水泥凝結(jié)的特性，需定期對(duì)調(diào)節(jié)池、DH高效污水凈化器進(jìn)行檢修，清除調(diào)節(jié)池底部、DH高效污水凈化器側(cè)壁板結(jié)的泥塊。為保證混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理及循環(huán)利用系統(tǒng)連續(xù)有效運(yùn)行，調(diào)節(jié)池和DH高效污水凈化器檢修工作應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行;同時(shí)，在砂石分離機(jī)與DH高效污水凈化器之間、調(diào)節(jié)池與污泥池及清水池之間分別增加備用管路。在調(diào)節(jié)池清淤檢修時(shí)，關(guān)閉調(diào)節(jié)池進(jìn)水閥門(mén)，開(kāi)啟砂石分離機(jī)與DH高效污水凈化器之間的備用管路，砂石分離后的出水直接進(jìn)入DH高效污水凈化器進(jìn)一步處理。在DH高效污水凈化器清淤檢修時(shí)，開(kāi)啟調(diào)節(jié)池與污泥池之間的備用管路，調(diào)節(jié)池底部污泥通過(guò)污泥泵抽至污泥池，再經(jīng)渣漿泵抽至板框壓濾機(jī)做進(jìn)一步處理，調(diào)節(jié)池上部清水通過(guò)清水泵抽至清水池，以此保證混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理及循環(huán)利用系統(tǒng)有效運(yùn)行。

6結(jié)語(yǔ)

混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水污染因素比較單一，具有高濃度懸浮物、偏堿性的廢水特性。綜合考慮處理效果、占地面積、運(yùn)行管理等，白鶴灘水電站攪拌車(chē)沖洗廢水處理采用了砂石分離機(jī)+DH高效污水凈化器+板框壓濾機(jī)的處理工藝。應(yīng)用實(shí)踐表明:該工藝可有效處理混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水，并可實(shí)現(xiàn)廢水處理后循環(huán)利用，節(jié)水、減排效益顯著，對(duì)混凝土攪拌車(chē)沖洗廢水處理具有重要的借鑒意義。

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作者：陳洋 王瑋 朱亞鵬 歐陽(yáng)秋平 羅龍海 單位：中國(guó)三峽建設(shè)管理有限公司