輸水隧洞工程洞口廢水處理分析
時間:2022-09-26 09:25:43
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[摘要]隧洞施工過程中會產(chǎn)生廢水,為避免污染環(huán)境必須達(dá)標(biāo)排放。文中通過一系列室內(nèi)外試驗(yàn),對洞口廢水采用物理、藥劑與機(jī)械相結(jié)合方法進(jìn)行處理,解決了渾濁、懸浮物和化學(xué)污染等問題,給出了相關(guān)試驗(yàn)參數(shù),相關(guān)成果可供類似工程參考。
[關(guān)鍵詞]隧洞;廢水;處理;試驗(yàn)
1工程概況
某輸水工程位于桓仁縣境內(nèi),主體為輸水隧洞,樁號0+000~21+391.23為輸水隧洞主洞段,縱坡i=0.03115%,采用鉆爆法施工,斷面為馬蹄形,成洞洞徑為7.28m。主洞沿線布置有4條施工支洞,為1,2,3和3’號施工支洞。隧洞在長白山余脈及其支脈龍崗山底部通過,山體走向NE,地勢呈東北高西南低。地貌類型為侵蝕構(gòu)造地形和侵蝕堆積地形,以尖頂狀低山和中低山、鋸齒狀中低山和樹枝窄谷為主,多為侵蝕隆起與斷褶中低山丘陵地形。地面高程一般在360.00~540.00m,洞室埋深一般為100.00~350.00m。洞線區(qū)洞室開挖以微透水~弱透水為主,局部為弱透水~中等透水。洞口廢水處理主要包括地下洞室的洞內(nèi)滲水、施工廢水,以及施工營地生產(chǎn)廢水和生活污水的處理,必須達(dá)標(biāo)排放。各洞口修建的沉淀池,一般采用“平流初沉池+二級沉淀池加藥+混凝池+斜板沉淀池+機(jī)械過濾”等處理工藝。
2試驗(yàn)?zāi)康?/strong>
尋求合理經(jīng)濟(jì)的聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等藥物摻量,確保廢水達(dá)標(biāo)排放,滿足排放要求。生產(chǎn)性試驗(yàn)分為室內(nèi)試驗(yàn)和廠區(qū)試驗(yàn)兩個步驟進(jìn)行,先通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)得出初步成果,然后在廠區(qū)污水處理池試驗(yàn),通過計時計量器均勻?yàn)⑺帯C(jī)械攪拌的方式處理污水,用排放清水的檢驗(yàn)效果及各項(xiàng)指標(biāo)來驗(yàn)證藥劑添加量。
3室內(nèi)試驗(yàn)內(nèi)容及過程
試驗(yàn)材料及設(shè)備包括聚合氯化鋁(PAC)粉劑、聚丙烯酰胺(PAM)粉劑、六聯(lián)攪拌儀2套、pH計、濁度儀、燒杯、100ml容量瓶、1L容量瓶、2L容量瓶、100ml量筒、膠頭滴管、各種規(guī)格的移液管、玻璃棒、試杯等。取自來水20L,測定其pH值、濁度和溫度。
3.1聚合氯化鋁稀釋液
PAC配置根據(jù)配合比試驗(yàn)結(jié)果,在中間區(qū)間選取溶解液濃度。此次試驗(yàn)PAC溶解液濃度選2.0%。配置步驟:采用物理天平準(zhǔn)確稱取20.000gPAC試劑,將PAC粉劑投入1L自來水試杯中,高速攪拌15s,轉(zhuǎn)速1500r/min,中速攪拌30s,轉(zhuǎn)速150r/min,慢速攪拌1.0min,轉(zhuǎn)速50r/min,聚合氯化鋁稀釋液配置后,靜置至少30.0min,配制成2.0%PAC稀釋液。
3.2純PAC溶解液凈水試驗(yàn)
工程原水(污水)處理采用純PAC溶解液凈水,純PAC溶解液濃度為2.0%,此時PAC含量為0.770g/kg,試驗(yàn)成果見表1。
3.3純PAM溶解液配置
根據(jù)配合比試驗(yàn)結(jié)果,在中間區(qū)間選取溶解液濃度,此次試驗(yàn)PAM溶解液濃度選0.2%。由于聚丙烯酰胺不易溶于水,直接投加粉末易造成結(jié)塊凝結(jié),影響助凝效果,需先配制好聚丙烯酰胺溶液,必要時可用溫水(不超過40℃)加速溶解。配置步驟:取2.000g聚丙烯酰胺粉末,加入1L自來水(或清水),開啟攪拌儀,加入PAM粉末后快速攪拌20s,轉(zhuǎn)速285r/min,中速攪拌1.5min,轉(zhuǎn)速185r/min,慢速攪拌2.0min,轉(zhuǎn)速80r/min。聚丙烯酰胺溶液配置好后靜置至少60.0min,即配制成0.2%PAM稀釋液。
3.4純PAM溶解液凈水試驗(yàn)
工程原水(污水)處理采用純PAM溶解液凈水,純PAM溶解液濃度為0.2%時,此時PAM含量為0.095g/kg,試驗(yàn)結(jié)果見表2。3.52.0%PAC+0.2%PAM溶解液投放工程原水(污水)試驗(yàn)工程原水(污水)處理采用濃度2.0%PAC主溶解液,0.2%PAM助凝溶解液,投放過程中,先采用液PAM按0.2%進(jìn)行人工投放并攪拌,方可達(dá)到排放要求,此時PAC在工程原水(污水)中含量為0.300g/kg,PAM在工程原水(污水)含量為0.004g/kg。溶解液配制過程如下。1)將配制好的2.0%PAC溶解液取36份,分6組,1組每份5.000g,2組每份10.000g,3組每份15.000g,4組每份20.000g,5組每份25.000g,6組每份30.000g,分別加入36個盛有1L工程原水(污水)燒杯中。2)取1.000,2.000,3.000,4.000,5.000,6.000g的0.2%PAM聚丙烯酰胺溶解液各1份為1組,共取6組,分別加入已投有2.0%PAC溶解液的燒杯。3)分別用攪拌棍進(jìn)行人工攪拌,快速攪拌1.0min,中速攪拌1.5min,慢速攪拌2.0min,靜置至少5.0min,工程原水(污水)處理后,進(jìn)行觀察及相關(guān)氨氮及COD檢測。根據(jù)DB21/1627-2008《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,工程用水處理后需水質(zhì)清澈,無懸浮物,氨氮不大于0.50mg/L,COD不大于15.00mg/L,方可進(jìn)行排放。結(jié)合以上生產(chǎn)性處理試驗(yàn)、現(xiàn)場觀察及數(shù)據(jù)檢測,助凝試驗(yàn)最優(yōu)組數(shù)據(jù)成果見表3。
4廠區(qū)現(xiàn)場試驗(yàn)
選取2號工區(qū)為代表工區(qū),以驗(yàn)證室內(nèi)污水處理試驗(yàn)成果。2號主洞混凝加藥池尺寸為1500mm×8000mm×2000mm(長×寬×高),總?cè)萘?4.000m3(24000.000kg)。按照室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果比例進(jìn)行投放并攪拌,根據(jù)加藥池容量,計算得出處理滿池洞內(nèi)涌水需要的2.0%PAC溶解液為7.200kg,0.2%PAM溶解液為0.096kg。2號主洞排水管道平均流量180m3/h,經(jīng)計算,全天24h共處理洞內(nèi)涌水4320.000m3,24h共需溶解液1313.280kg。在混凝加藥池旁設(shè)置1座2.000m3溶液桶,在桶內(nèi)放入可調(diào)節(jié)小型流量泵,通過調(diào)節(jié)水泵流量,滿足每小時注入溶解液0.055m3,24h不間斷向池內(nèi)注入溶解液,每天按照需求量及時將配制好的溶解液放入溶液桶內(nèi),見表4。通過在2號主洞混凝加藥池進(jìn)行試驗(yàn),將水樣送至地方環(huán)境監(jiān)測站進(jìn)行監(jiān)測,即按照2.0%PAC溶解液每千克污水投放0.300g,0.2%PAM溶解液每千克污水投放0.004g可以達(dá)到排放要求,檢測結(jié)果見表5.
5結(jié)論
根據(jù)試驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)分析可知,在污水處理池處理1.000m3廢水需加入聚合氯化鋁粉劑(PAC)0.300kg、聚丙烯酰胺(PAM)0.004kg,能夠滿足廢水處理要求。由于各輸水隧洞施工內(nèi)容、污染類型相同,故該投放量也可應(yīng)用于其他工區(qū)。但由于污水濃度在各時間段、各工區(qū)可能存在差異,如達(dá)不到排放要求,現(xiàn)場可根據(jù)實(shí)際情況適量增加投放量。
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作者:齊凱 單位:遼寧省清河水庫管理局有限責(zé)任公司