佛山市顺德区北滘镇国土城建和水利局 528300
摘要：近年来，伴随着我国经济的快速增长，水利水电工程也发展的十分迅速。砂石料加工废水是水利水电工程施工期废水主要来源之一，具有废水产生量大、悬浮物浓度高的特点。目前砂石料加工废水处理工艺大体可分为3种，自然沉淀法、混凝沉淀法和成套设备处理法，结合具体实例，在对上述3种废水处理工艺进行分析的基础上，提出了砂石料加工废水处理工艺选取原则：在砂石料加工系统附近天然地形条件适宜修建大型沉淀池的施工区，可优先考虑采用自然沉淀法；在施工场地和地形条件受限的情况下，可采用混凝沉淀法或成套设备处理法；成套设备处理法具有占地面积小、处理效果好、运行稳定可靠、设备可重复使用等特点，是砂石料加工废水处理的发展趋势。
关键词：水利水电工程；砂石料加工系统；污水处理
引言
目前我国水利水电工程施工年需砂石料约6亿t，按每生产1t成品砂石料耗水1.5m3计，每年生产砂石料耗水9亿m3以上，同时产生8亿m3的泥沙水，如不加以处理直接排入水体，势必造成环境污染，破坏鱼类等水生生物的生活环境，影响下游水质，还可能造成河道淤塞、河床抬高，降低防洪标准。因此，砂石加工冲洗废水的处置是经济建设中不可回避的问题。
1砂石料加工系统废水特性分析
大型水电站建设过程中砂石骨料用量大，砂石料生产过程中，筛分、棒磨制砂等环节均会产生大量的生产废水，废水主要污染物为悬浮物SS，虽然污染因素单一，但是废水量大、悬浮物浓度高，以白鹤滩水电站为例，砂石料加工系统产生的废水总量约为3，044万m3，废水中悬浮物SS浓度高达80，000-90，000mg/L，受料源岩性影响，旱谷地砂石料加工系统废水SS浓度在100，000mg/L左右。根据流域水环境功能区划，金沙江下游河段为III类水域，水体中悬浮物SS浓度在100-400mg/L之间。
2砂石料加工废水处理工艺技术比对
根据水利水电工程砂石料废水中细砂粒度级配实验结果，粒径小于0.15mm的细砂约占85.9%，冲洗废水在出砂石料加工系统前经螺旋洗砂机进行脱水，使大于0.15mm的砂粒沉入槽底由螺旋输送到卸料口排出回收。根据金沙江某水电站砂石料冲洗废水监测结果，砂石料加工废水中细砂最小粒径为0.41μm，最大粒径为120μm，平均粒径为8.2μm，砂石料加工废水处理主要考虑对此部分粒径细砂及漂浮物去除。根据对长江三峡水利枢纽、金沙江向家坝水电站、金沙江溪洛渡水电站、乌江构皮滩水电站、红水河龙滩水电站等大型水利水电工程砂石料加工废水处理措施的调查，目前水利水电工程砂石料加工废水处理工艺大体可分为3种：自然沉淀法（以平流式沉淀池为代表）、混凝沉淀法（以辐流式混凝沉淀池为代表）和集混凝、分离、过滤为一体的成套设备处理法（以DH高效污水净化器为代表）。
2.1自然沉淀法
自然沉淀法是指将砂石料加工系统产生的污水引入平流式沉淀池，通过重力作用，使得污水中的泥沙得以沉降。泥沙沉降后，将沉淀池中的上清液经监测达标后，回收利用或者排放。自然沉淀法污水处理工艺流程见图1。自然沉淀法对基建技术的要求较低，工艺流程简单，在不使用絮凝剂或者助凝剂的作用下，通过重力作用让污水中的泥沙得以沉淀，在运行时产生的费用相比于其他的处理方法较低，但缺点是无法达到较理想的处理效果，而且自然沉降的时间较长，处理效率低，回收效率相对较低，污泥含水率高，在倡导节能增效的时代，此工艺难以达到理想效果。
图1自然沉淀法污水处理工艺流程
2.2混凝沉淀法
混凝沉淀法是指将砂石料加工系统产生的污水首先引入调节池中进行初步处理，通过调节池后再进入混凝沉淀池，并加入助凝剂和絮凝剂，将水体中的悬浮物、胶体以及其他可絮凝的物质凝聚成絮团后，沉入沉淀池底部成为泥浆，并将沉淀池上清液的水经监测达标后，循环使用或者进行排放。混凝沉淀法污水处理工艺见图2。混凝沉淀法效率高、处理方法成熟且稳定，处理效果较好，操作简单。但缺点是污泥浓缩度较低，并且影响混凝效果的因素多，如水温、pH值、混凝剂的用量以及水体中的杂质种类与形态等。这些都要经过实验反复确定，增加了运行维护的费用，若不慎投入过多药剂还可能造成COD含量增大，引起水体污染。
图2混凝沉淀法污水处理工艺流程
2.3成套设备处理法
DH系列高效（旋流）污水净化器是一种新型污水处理成套设备，其工作原理是利用直流混凝、离心分离、压缩沉淀的原理，将污水净化中的混凝反应、离心分离、重力沉降、动态过滤、污泥浓缩等处理技术组合集成在一起，在同一罐体内短时间（20-30min）完成污水的多级净化。DH系列高效（旋流）污水净化器已成功应用于煤炭、火力发电悬浮物废水处理中。砂石料冲洗废水的水量、悬浮物浓度接近于煤炭行业的含煤废水，沉降性能优于含煤废水。DH系列高效（旋流）污水净化器处理工艺的流程是：生产废水汇入调节池，调节池废水经废水提升泵提升至净化器中，在废水提升泵出口管道上设置混凝混合器，在混凝混合器前后分别投加絮凝药剂和助凝药剂，在管道中完成直流混凝反应，然后进入净化器，经离心分离、重力分离及污泥浓缩等过程从净化器顶部排出经处理后的清水进入清水池后回用。从净化器底部排出的浓缩污泥排入污泥池中，用污泥泵提升至真空带式过滤机将污泥脱水干化。该方案的优点是便于过滤机出泥及污泥运输，同时实现了定时、定量排泥，不仅实现了运行的自动化，而且有效降低了管理、运行成本。以上3种砂石料加工系统废水处理工艺各有其优缺点，其主要特性对比分析见表1。
表1砂石料加工废水处理工艺特性对比分析表
3砂石料加工污水处理系统节能控制
3.1化学药剂添加量控制
化学药剂的添加，对水处理的效果有着明显的影响。但是若添加过少，则有可能达不到处理效果；若添加过多，不仅造成药品的浪费，并且可能导致水体COD无法达标。因此，在水处理过程中，必须对助凝剂、絮凝剂的添加量进行严格的控制。要确定水处理过程中助凝剂、絮凝剂的添加量，必须明确助凝剂和絮凝剂作用效果的影响因素。由于污水的温度、pH值、悬浮物的种类（即水质情况）是影响药品使用效果的重要因素，因此，在砂石料加工系统运行阶段，我们应了解料源，反复试验，选择合适的药品，确定药品使用的最佳温度、pH值以及投配比。
3.2设备的控制
设备是污水处理的核心关键。在污水处理系统中，首先，应根据工程实际水处理量选择合适型号的污水处理设备，保证处理效果和经济费用在理想状态下。其次，在设备的使用过程中，应严格按照运行要求操作，并定期对设备进行检查、维修和保养，保证设备在最佳参数下运行。
结束语
砂石料加工废水泥沙含量高，水处理有两大任务：一是水清，相对来说，只要絮凝剂投加得当，水质达标是容易的；二是清泥，由于废水经处理后留下大量含水率高的泥渣，因此泥渣处理工作量十分巨大。目前，我国砂石料废水处理要么因泥渣含水率高而不易清运，要么因运行费高而不愿处理，因此砂石料加工废水处理的难点在于泥渣处理。
参考文献：
[1]巴亚东，柳雅纯．水利水电工程砂石料加工废水处理措施探析[J]．环境科学与技术，2018，38（S2）：331－334．
[2]李志竑，陈静，陈雄波．砂石料加工废水处理工艺与实践[J]．人民黄河，2018，32（2）：102－104．
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为起算点。将各测站点所有观测方向的水平角观测值中数和改算过的平距生成平面平差文件，使用武汉大学开发的《科傻系统COSA-CODAPS》测量平差软件进行二维约束平差。
经平差，平面监测网主网由2个已知点，5个待定点组成，方向观测值数34个，方向多余观测数总和34，边长观测值数总和17个，多余观测总数34个；共观测11个三角形，角度闭合差小于1.8秒的有10个三角形，闭合差大于1.8秒的只有1个三角形：TNI-04，TNI-01，TNI-02闭合差为2.0秒；测角中误差最大值0.44，测角中误差大于0.35的只有2个方向，是TNI-04-TNI-02为0.36，TNI-07-TNI-06为0.44；测距中误差最大为0.08mm，边长相对中误差最大值为1：695000，是TNI-07-TNI-06边长，此外，其他边长相对中误差均小于1：95万，平均边长相对中误差为1：144.2万，单位权中误差：0.80。平差结果满足工程要求。
最弱点及其精度
4.2水准高程数据处理及精度分析
一等水准测量中各测段往返测高差不符值、环闭合差应不超过下表的规定，对不满足限差要求的测段，必须进行补测或重测。
最终计算各测段往返测高差中数，以水准路线长度定权，利用武汉大学科儍平差软件进行平差计算，以左岸下游距坝址2km处水准基准点LB01为起算点对整个水准网进行平差计算。
经平差，整个水准网总点数6，高差观测值总数6，多余观测数1，有1个高差闭合环，闭合环由水准点LB01、LS01、LS02、LS03和LS04共5个点组成，高差闭合差为0.00mm，水准路线总长度为4.5760km。由闭合差计算的观测值精度为每公里高程测量的高差中误差：0.00mm/km。观测质量优。
5、本次复测成果与以前复测成果的比较情况
5.1 平面位移监测网的比较情况
1.TNI-01点远离起算点（TNI-04），且跨越坝前大面积水域，对点位精度影响大，该位置精度为控制网较弱。与上次观测成果比较，点位位移为7.0mm。
2.TNI-03点远离起算点（TNI-04），由于大坝中孔泄洪产生的水蒸气，对点位精度影响大。与上次观测成果比较，点位位移为9.8mm。
3.TNI-05点位于右岸坝肩堆积体下游，地质结构较差，且观测墩修建不符合设计及规范要求（①观测墩选址太靠近临空面；②观测墩修筑时未按设计要求打插筋；③观测墩底座未按设计要求修建）结合前几次复测成果表明，该点稳定性较差，一直处于蠕变状态，与以往前3次复测成果对比存在明显位移，且沉降也比较明显，和2015年4月成果比较点位位移达到29.1mm，与上次观测成果比较，点位位移为9.8mm。
4.TNI-07点在电信塔后面，电磁干扰大，对点位精度影响大，与上次观测成果比较，点位位移为8.2mm。
5.2 垂直位移监测网的比较情况
将本次垂直位移监测网复测成果与2015年9月和2016年5月的复测结果相比较后，结论如下：
与2015年9月的一等水准测量成果比较，经过历时2年的时间，垂直位移监测网在2017年7月的复测结果中反映出基准点稳定，工作基点稳点。
综上所述，本次复测与前几次测量的结果相比较来看，平面控制点最大位移为TNI-05，变形在29.1mm，其次TNI-03位移为14.3mm、TNI-01位移为13.4mm、TNI-07位移为13.2mm，其余点位位移不大。
6、结束语
果多水电站所处高原地区，气象条件复杂等客观因素给控制网的复测增加了难度。作为水电站的外部变形监测控制网，点位精度要求高，需要按照高等级控制网技术要求施测才能满足变形监测工作的要求。
整个控制网复测过程，使用的先进的高精度自动化观测仪器，既消除了人工观测误差，又方便高效地提高观测质量。外业采集数据操作规范，内业数据处理科学严密，平差计算成果可靠，各项精度指标达到规范要求，可以满足果多水电站外部变形监测的需要。
论文作者:陈铭华
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第2期
论文发表时间:2019/9/6
标签：砂石论文; 废水论文; 加工论文; 废水处理论文; 位移论文; 复测论文; 悬浮物论文; 《建筑细部》2019年第2期论文;