摘要：龍灘水電站建設需用800多萬m3混凝土，在砂石料加工沖洗過程中會產(chǎn)生大量生產(chǎn)廢水，其凈化處理是環(huán)境保護面臨的一大難題。龍灘工程在麻村和大法坪2座砂石料加工系統(tǒng)中采用先進有效的處理技術(shù)對2300多萬t生產(chǎn)廢水進行了全面處理，做到了生產(chǎn)廢水“零”排放，取得了良好的環(huán)保效果。本文重點介紹了麻村、大法坪生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)的規(guī)劃思路，剖析了存在的問題，并對其運行情況進行了對比分析，提出了建議。
關(guān)鍵詞:龍灘水電站，生產(chǎn)廢水處理，環(huán)境保護
龍灘水電站位于珠江流域紅水河上游的廣西壯族自治區(qū)境內(nèi)，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、航運等綜合利用效益的特大型水電工程。電站規(guī)劃裝機容量6300MW（一期工程4900 MW），水庫正常蓄水位400m（一期工程375m）,年均發(fā)電量187億kW.h（一期工程157億kW.h）。工程于2001年7月1日開工建設， 2006年9月30日水庫下閘蓄水，2007年5月21日首臺機組并網(wǎng)發(fā)電，現(xiàn)已有4臺機組投產(chǎn)發(fā)電，統(tǒng)計到2008年6月底，電站已累計發(fā)電95億kW.h，開始發(fā)揮巨大的發(fā)電、防洪效益。
龍灘一期工程建設需800多萬m3混凝土。由于工程地處灰?guī)r地區(qū)，沿河天然砂石料極少，為解決龐大的砂石骨料需求，經(jīng)設計人員地質(zhì)勘察，在紅水河下游距龍灘大壩約4km的一條小山溝內(nèi)規(guī)劃建設了麻村和大法坪2座砂石料場。
麻村砂石料加工系統(tǒng)擔負著龍灘水電站左右岸岸坡處理及導流洞、地下廠房、升船機航運系統(tǒng)以及臨建工程共計約160萬m3混凝土所需骨料的生產(chǎn)任務，系統(tǒng)設計砂石料生產(chǎn)能力240t/h。麻村料場于2001年9月22日投入生產(chǎn)，目前仍在生產(chǎn)運行。
大法坪砂石料場主要擔負著龍灘大壩和圍堰工程642萬m3混凝土所需的砂石骨料生產(chǎn)任務，是龍灘工程的主料場，規(guī)劃生產(chǎn)砂石成品料1412萬t，設計砂石料生產(chǎn)能力為2250 t/h，是當時世界水電建設史上已建最大的砂石系統(tǒng)。該砂石料場2002年7月開始建設，2004年1月10日投入生產(chǎn)，隨著大壩一期工程建設完工， 2008年1月大法坪砂石系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務停止運行。
在麻村、大法坪砂石料加工沖洗過程中預計會產(chǎn)生2000多萬t生產(chǎn)廢水，廢水中的廢渣總量超過100萬m3，若不凈化處理直接排入紅水河，將造成嚴重的水土流失和江河污染，威脅下游天峨縣城區(qū)約3萬人的生活用水安全。而在建設過程中妥善處理和處置這一龐大數(shù)量的生產(chǎn)廢水和廢渣，無論是廢水的處理技術(shù)還是處理能力都是水電工程環(huán)境保護面臨的最大難題。
龍灘工程的項目業(yè)主龍灘水電開發(fā)有限公司高度重視工程環(huán)境保護工作，在工程建設初期即提出創(chuàng)建“綠色龍灘”的目標，為切實保護水環(huán)境，有效處理砂石加工系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水，在麻村、大法坪砂石加工系統(tǒng)建設過程中，遵循生產(chǎn)廢水 “零”排放（即所有生產(chǎn)廢水無直排、100%經(jīng)過處理）的先進理念，同步規(guī)劃建設了2座生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，采用先進的廢水處理技術(shù)和設備，結(jié)合在生產(chǎn)實踐中不斷改進和完善，最終實現(xiàn)了對2366萬t生產(chǎn)廢水進行全面有效處理，基本做到了生產(chǎn)廢水“零”排放，廢渣處置總量達到159萬m3，妥善解決了環(huán)境保護面臨的最大難題，保護了江河水環(huán)境，取得了良好的環(huán)保效果，實現(xiàn)了公司創(chuàng)建“綠色龍灘”的目標。
1 麻村砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)廢水解決方案
麻村砂石料加工采用機械破碎制砂工藝，為洗凈砂石骨料中的泥土及石粉，系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水量達到500t/h，廢水污染物主要是懸浮物、砂、石粉等,經(jīng)現(xiàn)場檢測生產(chǎn)高峰期其泥砂含量高達160kg/t,如果直接排入紅水河，將造成嚴重的水土流失和江河污染，威脅下游天峨縣城區(qū)約3萬人的生活用水安全。為了保護紅水河的水質(zhì)，在麻村砂石加工系統(tǒng)內(nèi)率先建設了一套基于幅流式沉淀壓濾機脫水技術(shù)的生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)（以下簡稱：“麻村處理系統(tǒng)”）。
麻村處理系統(tǒng)的設計目標為：“保護環(huán)境、回收利用廢水及細砂”，達到生產(chǎn)廢水 “零排放”。其生產(chǎn)廢水處理工藝流程為：
麻村處理系統(tǒng)的廢水沉淀池由2個直徑為20m的幅流式沉淀池組成，經(jīng)收集槽集中的生產(chǎn)廢水經(jīng)過細砂回收站、加絮凝劑后至沉淀池沉淀達到砂石加工生產(chǎn)用水標準后直接流入清水池，再由抽水泵抽至340.0m高程的生產(chǎn)調(diào)節(jié)水池循環(huán)重復利用；沉淀池沉淀的泥砂由渣漿泵打入設在270.0m高程平臺上的2臺箱式壓濾機，經(jīng)壓濾機脫水干化，干化后的廢渣由汽車運輸?shù)街付ǖ凝垶显鼒鎏幹�，分離出來的清水則流回清水池重復利用。
麻村處理系統(tǒng)無論從設計理念、建設方案到設備選型都是十分先進的。該系統(tǒng)2002年9月18日正式投入運行，一直嚴格按生產(chǎn)廢水“零排放”進行控制，統(tǒng)計到2008年6月30日，共處理生產(chǎn)廢水653.1萬t，其中回收利用水量為424.5萬t，占65.2%；回收細砂8.5萬t；共處置廢渣18.3萬m3。經(jīng)監(jiān)測，生產(chǎn)廢水中主要污染物的去除率達到99.92%，處理效果非常好。目前，該系統(tǒng)仍在運行中。
2 大法坪砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)廢水解決方案
大法坪砂石加工系統(tǒng)的設計生產(chǎn)能力很大，在建設初期其生產(chǎn)廢水處理仍規(guī)劃采用幅流式沉淀壓濾機脫水處理方式，共設計有直徑D=40m的幅流式沉淀池4座，并配備XMZ1060/2000型箱式壓濾機8臺。但由于受建設場地的限制，主要設施只能布置在采石場的山腳下，爆破滾石對廢水處理系統(tǒng)建筑物構(gòu)成極大威脅，同時發(fā)現(xiàn)已投入運行的麻村處理系統(tǒng)運行管理費用很高。為了確保系統(tǒng)的安全運行及節(jié)約運行管理成本，經(jīng)過認真調(diào)研與考察，最終決定采用生產(chǎn)廢水沉淀處理池加勁馬泵抽排處理方式（以下簡稱“勁馬泵處理系統(tǒng)”）。
勁馬泵處理系統(tǒng)是利用主料場山腳下不大的一塊空地建成一座容量約20萬m3的廢水回收處理池，所有生產(chǎn)廢水經(jīng)集水溝收集到處理池內(nèi)沉淀處理，清水流入1個4000m3的蓄水池內(nèi)，由泵站抽至高位水池供砂石料沖洗重復利用，沉淀下來的細砂、石粉由1臺意大利產(chǎn)300/60-VS型勁馬泵經(jīng)排料管抽送至2.3km外的龍灘溝1#尾礦庫存儲，泥渣中的水經(jīng)尾礦庫澄清后通過階梯式排水斜井流入紅水河。勁馬泵處理系統(tǒng)在我國水電工程砂石系統(tǒng)中用于生產(chǎn)廢水處理是首例。
勁馬泵處理系統(tǒng)于2004年1月和大法坪砂石加工系統(tǒng)同步投入運行。經(jīng)監(jiān)測，雖然其主要污染物去除率＞95%滿足環(huán)保要求，運行費用也較低，但很快就暴露出一個重大技術(shù)難題。由于龍灘大壩碾壓混凝土連續(xù)高強度施工，大法坪砂石加工系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水由生產(chǎn)初期的300ｍ3/h逐步提高到2000ｍ3/h，而一臺勁馬泵的抽排能力最大為360ｍ3/h，而且生產(chǎn)廢水中的石粉在沉淀池內(nèi)沉淀后快速板結(jié)，勁馬泵的抽排能力達不到設計要求，導致沉淀池內(nèi)的廢渣不能按設計抽送到尾礦庫，整套系統(tǒng)生產(chǎn)廢水的處理能力不能滿足生產(chǎn)需要，沉淀池內(nèi)的廢渣集滿后只能通過機械挖運處理，運行管理成本劇增，而且在汽車運輸過程中對場內(nèi)道路帶來了二次污染，因此，必須進行系統(tǒng)擴容和改建。
由于大法坪系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水達到了2000ｍ3/h，若采取擴容方式至少需再增加4臺勁馬泵，僅設備一項就需增加投資3600余萬元，關(guān)鍵問題是廢水中的石粉快速板結(jié)后勁馬泵的抽排能力大幅度降低，同時由于場地狹窄，已建成使用的廢水回收處理池容納不下3臺以上勁馬泵作業(yè)船同時作業(yè)，因此勁馬泵擴容方案既不經(jīng)濟也無法實現(xiàn)。
經(jīng)過工程技術(shù)人員對現(xiàn)場認真研究，建議大法坪砂石加工系統(tǒng)放棄生產(chǎn)廢水勁馬泵處理方式，改用尾礦庫長距離沉淀處理方式（以下簡稱“尾礦庫處理系統(tǒng)”）。該系統(tǒng)充分利用運送砂石成品料的長膠帶隧洞修建一條長2.3ｋm的混凝土排水溝,將大法坪砂石加工系統(tǒng)所有的生產(chǎn)廢水收集到龍灘溝1#、2#尾礦庫，經(jīng)過大于250 m的長距離沉淀處理，清水通過尾礦庫內(nèi)階梯形斜井排入紅水河，泥碴則沉淀在尾礦庫內(nèi)存儲。其生產(chǎn)廢水處理工藝流程為：
2005年1月開始系統(tǒng)改建，2005年4月1日投入運行，至2008年1月砂石料系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務而停止使用，尾礦庫處理系統(tǒng)共計運行34個月，共處理生產(chǎn)廢水1333.3萬t，處置廢碴105.3萬m3（其中1#尾礦庫存儲50.3萬m3，2#尾礦庫存儲55萬m3）。經(jīng)監(jiān)測，尾礦庫處理系統(tǒng)生產(chǎn)廢水中主要污染物的去除率＞95%，處理效果很好。該方案不但建設成本低，廢水處理能力強，而且處理效果好，運行管理既經(jīng)濟又方便，完全能滿足生產(chǎn)需要。
3 幾種生產(chǎn)廢水處理方式的經(jīng)濟效益對比分析
經(jīng)調(diào)查，麻村、大法坪砂石料加工生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)建設及運行管理費支出情況詳見表1.
對比分析表1可以得出如下結(jié)論：
1．在生產(chǎn)廢水處理費用方面，麻村處理系統(tǒng)生產(chǎn)廢水的處理成本為4.07元/t，大法坪勁馬泵處理系統(tǒng)為2.3元/t，大法坪尾礦庫處理系統(tǒng)為0.48元/t。另外，大法坪生產(chǎn)廢水系統(tǒng)經(jīng)優(yōu)化改建，最終采用尾礦庫長距離沉淀處理方案，不僅比勁馬泵擴容方案節(jié)約設備投資3600萬元，還節(jié)約了運行管理費2234萬元（1227.5萬t×（2.3-0.48）元/t），可見，龍灘大法坪生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)的改建方案是十分成功的，不但大幅度提高了系統(tǒng)處理能力，而且大幅度降低了生產(chǎn)運行成本。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
2．在生產(chǎn)廢水處理能力方面，大法坪尾礦庫處理系統(tǒng)的處理能力最大，幾乎不受生產(chǎn)能力的限制；其次是麻村處理系統(tǒng)，為500t/h；最低為大法坪勁馬泵處理系統(tǒng)，實際處理能力小于200t/h。
3．在生產(chǎn)廢水處理效果方面，麻村處理系統(tǒng)的處理效果最好，達到99.92%；大法坪勁馬泵處理系統(tǒng)和尾礦庫處理系統(tǒng)的處理效果相當，均高于95%。
龍灘水電站麻村和大法坪生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)投入運行以來，累計處理生產(chǎn)廢水2366.3萬t，回收利用水量458.1萬t，回收利用細砂8.5萬t，處置廢渣159.3萬m3，基本做到了生產(chǎn)廢水“零”排放，環(huán)保成效十分顯著。
4 幾點建議
1.雖然大型水利水電工程在砂石料加工過程中會產(chǎn)生大量生產(chǎn)廢水，但龍灘工程建設實踐證明，只要結(jié)合工程實際，嚴格按照國家環(huán)境保護法律的要求，采取先進有效的生產(chǎn)廢水處理措施，完全可以做到生產(chǎn)廢水“零”排放，有效保護江河水質(zhì)。
2.由于石灰?guī)r巖性偏軟，生產(chǎn)廢水中含大量石粉在沉淀池內(nèi)會快速板結(jié)，用勁馬泵抽排效率會大幅度降低。因此，該種處理方式在灰?guī)r或有類似巖性的地區(qū)不宜采用。龍灘在大法坪采用勁馬泵處理生產(chǎn)廢水失敗，并造成較大的經(jīng)濟損失，應引起工程技術(shù)人員的高度重視。
3.尾礦庫長距離沉淀處理方式在龍灘大法坪生產(chǎn)廢水處理上取得成功。該種方式不但處理能力強，處理效果好；而且投資省，運行費用低，管理方便。設計人員在規(guī)劃時若能再考慮增加清水回收系統(tǒng)，進一步提高水的重復利用率，將節(jié)約大量水資源，其系統(tǒng)優(yōu)點將更加突出。
4.雖然麻村采用的幅流式沉淀壓濾機脫水處理技術(shù)方案建設投資和運行成本相對較高，但其生產(chǎn)廢水的處理效果最好，能節(jié)約大量水資源，在環(huán)境保護要求較高、水資源匱乏地區(qū)仍具有廣泛推廣使用的價值。
注：1、文中采用的麻村、大法坪運行管理的主要數(shù)據(jù)均由工程承包商提供。（龍灘水電）
