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首頁 > 水利論文 > > 桐子林水電站人工砂石骨料生產系統環水??刂拼胧?
桐子林水電站人工砂石骨料生產系統環水??刂拼胧?/div>
>2023-09-25 09:00:00



1 工程概況

桐子林水電站位于四川省攀枝花市鹽邊縣境內,是雅礱江下游最末一個梯級電站,回水與上游二灘水電站銜接,下距攀枝花市 28 km,上距二灘壩址18 km,成昆鐵路桐子林車站位于壩址左岸上游 1.4km.電站為河床式電站,總裝機容量為 600 MW .工程等級為Ⅱ等工程大\\(2\\)型規模,永久性主要建筑物為 2 級,次要建筑物為 3 級,臨時建筑物為 5 級.水庫正常蓄水位 1 015 m,水庫總庫容 0.912 億 mm3,是以發電為主的綜合利用水利樞紐.

金龍溝人工砂石骨料生產系統主要承擔桐子林水電站全工程混凝土所需的骨料供應任務,由廣西水電工程局負責施工生產和運行.桐子林水電站工程共需約 178 萬 mm3混凝土\\(含噴混凝土和混凝土防滲墻的混凝土\\)骨料生產,共需生產成品砂石料約410 萬 t,其中特大石\\(150~80mm\\)20.423 萬 t、大石\\(80~40mm\\)102.116 萬 t,中石\\(40~20mm\\)89.862萬 t,小石\\(20~5mm\\)73.524 萬 t、噴錨砂\\(10~5 mm\\)4.085 萬 t,人工砂\\(<5mm\\)120 萬 t.料源為原二灘大壩標的料場\\(金龍山料場\\)開采剩余部分,位于二灘電站左岸壩肩上游金龍溝谷坡左側,距加工系統約500 m,分布高程 1 330~1 600m,料場區總面積約0.1 km2.金龍溝人工砂石骨料生產系統布設在金龍山 1 305.5~1 337.5m 的高程范圍內,場地呈陡緩相間的臺階狀地形,為原山脊開挖而成,場地狹窄細長;料源巖性以正長巖為主,夾有少量玄武巖捕虜體,巖石的濕抗壓強度 176 MPa,巖石經破碎后石粉含量較高;砂石加工系統全部供水從二灘庫區高程約 1 200 m 利用 14 m×5 m×1.2 m \\(長×寬×高\\) 囤船取水,通過三級泵站向高位水池供水,設計供水量為 500 m3/h.

在桐子林水電站開發建設中,四川省環境保護廳對施工區環水保要求很嚴,提出水環境質量控制目標為維護工程河段現有Ⅲ類水域功能,生產廢水執行 GB8978-1996《污水綜合排放標準》中一級排放標準,施工環保、水土保持零投訴目標.項目建設業主和參建單位以"樹環保形象"為管理目標,從綠色施工和將桐子林水電站打造雅礱江流域景觀明珠角度考慮,高度重視保護當地水資源和現有植被,最大限度地減少對當地環境的破壞,金龍溝人工砂石骨料生產系統廢水處理設施按"零排放"進行建設和管理.

2 人工砂石骨料生產系統對環境的影響因素

桐子林水電站人工砂石骨料系統在生產過程中,需要從距離粗碎加工車間 500 m 的金龍山上開采大量的山場料用于加工生產混凝土各種規格骨料.而在開采、加工過程中又容易對自然環境和人類生產、生活環境產生破壞和危害,主要包括料場開采對植被和山坡體安全穩定的破壞;因為毛料是從開采工作面直接用自卸汽車運輸到粗碎加工車間,成品料也是用自卸汽車運輸到電站大壩工作面,所以毛料和成品料運輸以及破碎篩分過程中所產生的粉塵對大氣空氣質量的影響;破碎篩分、皮帶運輸過程中噪音對人類生存環境的影響;以及沖洗篩分所產生的廢水、廢渣對河流、山谷、陸地自然環境造成的影響等.針對不同的環境影響因素,參建單位對工程從設計、施工、運行各環節充分考慮選擇有利于環境保護的技術方案,積極采取有效措施,使其達到環保要求.

3 人工砂石骨料生產系統環水??刂拼胧?/p>

桐子林水電站人工砂石骨料加工系統采用半干法生產,成品料生產能力約 540 t/h,其中人工砂生產能力約 160 t/h,毛料處理能力約 670 t/h.砂石加工系統用水量約 500 t/h,廢水產生量約 400 t/h.

3.1 廢水處理方案選定

根據桐子林水電站人工砂石骨料加工系統廢水處理設施的建設與管理要求,結合現場實際,經認真對比分析、論證,最終采用"細砂回收 + 混凝沉淀 +干化"的廢水處理工藝.即來自各個車間的生產廢水通過管道收集利用刮砂機進行細砂回收,溢出水流入廢水調節池,由設在調節池的渣漿泵將廢水抽到細砂回收器\\(水力旋流器 + 高頻振動篩\\)進行預處理,溢流水添加絮凝劑后進入輻流式沉淀池沉淀,上清液溢流至清水池,清水利用清水泵輸送至一級取水池進行回用;刮砂機和細砂回收器回收細砂、石粉于進料倉膠帶機上混合進入細砂料倉;輻流式沉淀池底泥經刮泥機進入廢渣沉淀池干化脫水,漿液回抽到輻流式沉淀池循環處理,泥渣利用挖掘機攤曬于廢渣沉淀池附近,待進一步干化后利用自卸車運到運至阿布郎當溝渣場堆放.通過每月檢測,處理后水中的懸浮物濃度在 100 mg/L 以下,滿足砂石加工系統用水要求.金龍溝人工砂石骨料加工系統廢水處理流程見圖 1.

3.1.1 平面布置

金龍溝人工砂石骨料加工系統依山而建,廢水處理系統各處理單元布置場地狹小且分散,主要分布在高程1305~1210m,落差較大,廢水采用管道連接輸送.桐子林人工砂石生產系統平面布置見圖 2.

3.1.2 廢水處理主要設施

3.1.2.1 刮砂機

對廢水中細砂進行回收,用于廢水預處理,主要技術參數見表 1.

3.1.2.2 細砂回收器

采用美國德瑞克公司生產的 2E48-120W-4A型旋流真空脫水裝置進行細砂、石粉脫水回收,用于廢水預處理.2E48-120W-4A 主要由水力旋流器和高頻振動篩組成,高頻振動篩采用了張拉式聚氨酯篩網、橫向篩縫,單層篩,篩網壽命較長,前期通過粒徑分析和細砂、石粉脫水回收效果試驗,選擇最適篩縫寬 0.2 mm.主要技術參數見表 2.為保證成品砂的石粉含量,在細砂回收器配備一料倉,根據成品砂石粉含量將細砂回收器回收多余的細砂、石粉直接存儲在料倉,濾出水通過管道進入輻流式沉淀池,料倉的細砂、石粉根據運行情況采用汽車運至渣場.監測數值表明:原水經過細砂回收器處理后,水中懸浮物濃度由 6 萬~7 萬 mg/L 降至 4 萬 mg/L 以下,有效進行了細砂、石粉的回收,提高了細砂產量,產生較好的經濟效益.

3.1.2.3 輻流式沉淀池

設置兩座輻流式沉淀池,輻流式沉淀池采用中心進水,周邊溢流出水,因地形條件限制,分別布設在高程 1 210 m 和 1 246 m 處,相距約 150 m,尺寸分別為 D=20 m,D=16 m,h=3.5 m,每座輻流式沉淀池各配備 1 臺單周邊刮泥機,泥漿通過刮泥機經管路排至廢渣沉淀池.

3.1.2.4 清水池

每座輻流式沉淀池分別設置 1 座清水池,尺寸分別為 10m×6m×4m 和 D=6 m,h=2.5 m,其中較大清水池同時作為一級泵站的蓄水池.

3.1.2.5 加藥間

每座輻流式沉淀池分別設置 1 座加藥間,加藥間布置 1 套一體化加藥裝置,加藥裝置含攪拌溶藥池 2 個,用于氯化鋁\\(PAC\\) 和陽離子聚丙烯酰胺\\(CPAM\\)的溶解投加,溶藥池分別配置攪拌機和液位計,使用選用 2 臺 3JZ-3000/3.2 型計量泵進行藥劑投加.

3.1.2.6 廢渣沉淀池

總容量約 1 550 mm3,劃分成 3 個廢渣沉淀脫水池及 1 個清水池,其中 1 號~3 號廢渣沉淀脫水池的容量分別為 V=340 mm3,V=430 mm3,V=540 mm3,清水池 V=340 mm3,每個廢渣沉淀池的池壁在不同高度設置 4 層 DN150 排水閥,用以排除不同高度的沉淀清水,清水池中設置抽水裝置將水抽至輻流式沉淀池循環進行處理.廢渣沉淀池采取以下運行程序:1號沉淀池在用→2 號沉淀池脫水→3 號沉淀池清渣→3 號沉淀池在用→1 號沉淀池脫水→2 號沉淀池清渣.經干化脫水后的泥渣,用挖掘機裝車運至指定棄渣場.

3.1.3 混凝試驗

通過選取輻流式沉淀池進水口處原水,選擇不同的混凝劑、不同的投加量進行試驗,確定廢水處理的最佳混凝劑及投加量.經試驗選擇混凝劑以氯化鋁\\(PAC\\)與陽離子聚丙烯酰胺\\(CPAM\\)40:1 比例混合,投加量 50 mg/L 為最佳投加量.

3.1.4 生活污水和營地衛生設施處理

在生活營地內按有關標準設置數量足夠的排污管道\\(溝\\),所有的生活廢水經排污管道\\(溝\\)匯入生活污水處理站,處理達標后排放.在工地現場和生活區設置足夠的垃圾池、廁所、污水及含油污水處理裝置等衛生設施,生活垃圾分類堆放,定人定時清理,并負責運至批準的地點掩埋或焚燒處理;在生活區廁所設置化糞池,經處理后,運至指定地點排放.

3.1.5 經濟效益分析

金龍溝人工砂石骨料加工系統所處地理位置特殊,廢水處理后全部回用,認真踐行綠色施工,有效實現了節水功效,保護了二灘庫區水質,獲得了較大的環境效益.據初步估算,砂石骨料系統平均每天運行 10 h,廢水回收量約 300 mm3/h,廢水回收率約75%,減少砂石加工系統取水高度約 50 m,按砂石加工系統施工用電 0.6 元 /kW·h 計算,每天節省抽水費用約 560 元,每年節省費用約 20 萬元,經濟效益明顯.

3.2 植被和邊坡的保護

雅礱江流域氣候屬川西高原氣候區,集水面積大,域內植被茂密,長勢良好.金龍山料場地質條件較好,邊坡保護采取以下措施:

\\(1\\) 石方開采采取控制爆破技術,料場開采采用松動梯段爆破技術, 并按招標文件技術條款要求進行控制, 爆破時單響藥量使二灘大壩和地下廠房等相鄰建成筑物處于正常運行狀態.邊坡預裂、靠近邊坡設緩沖孔,以減少因爆破而產生的裂隙和巖石松動.

\\(2\\) 最終邊坡上局部出現的結構軟弱面及不穩定巖體采取錨桿支護、掛網噴混凝土支護等措施進行加固.

\\(3\\) 開采期間派專人對邊坡穩定定期進行檢查,并按招標文件的技術要求安排人員使用監測儀進行監測,發現問題及時報告處理.

\\(4\\) 設置完善的截排水設施,進行專門的排水疏導.如在邊坡開口線水平距離 5 m 以外設置截水溝,截水溝采用梯形斷面,兩側面邊坡為 1:0.5,底寬及溝深均為 50 cm,截水溝采用砂漿抹面;為了防止邊坡匯水、滲水匯入開采工作面,在邊坡安全平臺和清掃平臺設置 30cm×30cm 的矩形排水溝;邊坡噴錨范圍為了減少噴混凝土的滲水壓力,噴混凝土內設置 Φ50 深 1~2m 的排水孔,邊坡地下水位線以下,視地下水情況,隨機設置較深排水孔,排水孔上傾角為 10°,以保證邊坡的穩定;排水設計注意各設施之間的聯系及進出水口的處理,充分利用場內道路排水系統及山體自然沖溝將料場邊坡匯水及開采工作面廢水、積水經沉淀處理后再排入金龍溝.通過加強和完善施工區截排水設施,有效地防止水土流失和植被破壞.

3.3 防塵和降噪措施

砂石加工設備大多是強烈的噪聲源和塵源,對周圍環境產生污染,對生產人員健康產生威脅,主要產生噪聲源的設備見表 3.桐子林人工砂石骨料生產系統工程在系統設備選型和技術設計時已預先考慮.如破碎機在滿足工藝確定的破碎比前提下,同類設備盡量選擇重心低、轉子或輻板運動幅度小、防護性能優良的設備,從源頭將破碎產生的粉塵,噪音控制在最小程度.為降低篩分過程的噪聲,振動篩分機的篩網采用聚氨酯篩網代替傳統的鋼篩網,料斗、溜槽、緩降器等設計成"石打石"的形式,減少石料與金屬的敲擊等措施,可有效地降低系統運行的噪音.同時對重點部位如高效圓錐破碎機、立軸沖擊破碎機、顎式破碎機的排料口,設計用除塵設備來收塵或采用噴灑霧化水等方法降低粉塵的污染,保障運行人員的身心健康.另外在場內運輸道路全線裝自動噴淋水系統,對施工路面每隔兩小時噴淋水霧降塵,對其他容易生產揚塵的作業場所,配置灑水車專門灑水,使粉塵公害減少到最低程度.毛料開采作業面采取濕式鉆孔,爆破后連續向碴堆灑水,以控制揚塵,保證作業時將有害氣體稀釋到安全濃度.

3.4 施工區棄渣棄土的處理及措施

桐子林人工砂石骨料生產系統工程施工區棄渣棄土處理采用汽車轉運至業主指定的阿布朗當溝棄渣場堆存,卸渣后及時用推土機進行平整,并用16 t 碾壓機進行碾壓,每層碾壓高度小于 50 cm,碾壓遍數 4~6 遍,棄渣前,對棄渣場地進行處理,用土將外圍圈住,并做好周邊的排水設施.保證不遭洪水、雨水沖刷,防止水土流失.

4 結語

桐子林水電站人工砂石骨料生產系統工程克服地理位置特殊,環水保處理設施布置場地狹窄、分散等因素,如采用"細砂回收 + 混凝沉淀 + 干化"的廢水處理工藝,利用較低的運行成本較好地解決了砂石加工系統廢水存在的環境污染和處理費用高等問題.同時因地制宜采取水土保持、除塵降噪等環境治理措施,效果明顯,在水土保持、除塵降噪、廢水回收利用等環境保護方面取得了一定經驗,實現了人工砂石骨料系統生產廢水零排放,環保和水土保持零投訴的目標,施工區自然環境得到有效保護,對水電工程砂石加工系統環水保管理和控制具有較好借鑒意義.

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