重慶山區(qū)隧道施工廢水混凝處理研究.pdf

1、我國公路建設的快速發(fā)展，尤其是公路不斷向山區(qū)延伸，使得公路隧道建設工程急劇增多。隧道工程大都位于山區(qū)丘陵地帶，有些甚至處于飲用水源地或飲用水水源涵養(yǎng)地帶，且多屬我國水土流失的重災區(qū)，生態(tài)環(huán)境非常脆弱，同時，在隧道工程施工過程中，會產(chǎn)生大量的施工廢水，倘若不對施工廢水進行處理，任由廢水排放，勢必會對山區(qū)環(huán)境特別是水環(huán)境產(chǎn)生污染，因此必須予以高度重視。
　　 目前國內外對公路隧道施工產(chǎn)生廢水的研究，常集中于對施工人員生活污水的處理，

2、很少研究隧道施工生產(chǎn)廢水對環(huán)境的影響。我國隧道施工期的生產(chǎn)廢水和營運期的沖洗污水有一半都未作任何處理，就直接滲入地下或隨排水溝排到洞外。這些未經(jīng)處理的施工廢水使受納水體理化性質發(fā)生改變，嚴重時不僅會造成水源受污染，地表植被枯萎，而且還會腐蝕隧道襯砌混凝土，危及隧道的穩(wěn)定性。本文對山區(qū)隧道施工廢水的來源，廢水性質，排放規(guī)律，集中處理工藝等做了相關調查與研究。
　　 通過對兩個典型山區(qū)施工隧道廢水的調查發(fā)現(xiàn)：隧道施工廢水首要的污染因

3、子為懸浮物(SS)，水中化學需氧量(COD)、總磷(TP)、pH亦會有超標。廢水中溶解性營養(yǎng)鹽濃度均符合排放標準，施工廢水是一類無機廢水，造成水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象的機率較低。隧道施工情況不同時，廢水中SS濃度變化差異大，廢水中的TP、COD濃度與SS濃度之間存在一定的相關性。
　　 通過對平陽隧道廢水空間變化特征的分析，在排除外界因素影響的條件下，廢水中的SS濃度呈現(xiàn)遞減趨勢，其他污染因子濃度沿途也有降低。
　　 平陽隧道施

4、工廢水與壁城隧道施工廢水沉降性能相差大，同時結合顆粒物粒徑分析，認為平陽隧道施工廢水是一類粗分散體系廢水，璧城隧道施工廢水是一類膠體態(tài)或弱膠體態(tài)分散體系廢水。通過試驗認為粗分散系廢水的最佳停留時間為120min，但在取值時，仍需考慮廢水流量以及初沉池的體積等因素，在條件不允許時，可適當減少廢水停留時間。
　　 在不考慮其他影響因素的條件下，對于粗分散體系隧道施工廢水最佳投加范圍，氯化鋁(AC)為10～25mg/L；明礬(KS)為

5、45～60mg/L；硫酸鐵(FS)為15～30mg/L；三氯化鐵(FC)為10～30mg/L；聚合氯化鋁(PAC)為20mg/L；聚合硫酸鐵(PFS)為40～60mg/L；復合型聚合硫酸鐵(PFMS)為50～70mg/L；高聚鐵復合無機混凝劑(CFPS)為100～140mg/L。
　　 在不考慮其他影響因素的條件下，對于膠體態(tài)或弱膠體態(tài)分散體系隧道施工廢水最佳投加范圍，AC為25～45mg/L；KS為120～160mg/L；FS

6、為70～90mg/L；FC為55～65mg/L；PAC為180～220mg/L；PFS為140～200mg/L；PFMS為120～140mg/L；CFPS為180～240mg/L。
　　 在考慮其他影響因素的條件下，通過正交設計尋找最優(yōu)的無機低分子混凝劑組合。對于粗分散系廢水，在高濃度以及15℃條件下，投加40mg/L的明礬，攪拌2min，自然沉降40min為最優(yōu)組合；對于膠體態(tài)或弱膠體態(tài)廢水，在高濃度以及常溫條件下，投加100

7、mg/L的明礬，攪拌2min，自然沉降30min為最優(yōu)組合。其中沉降時間、投藥量是主要的影響因子。PFS混凝劑正交最佳組合為：粗分散系廢水在20℃下，投加80mg/L，攪拌1min，自然沉降20min；膠體態(tài)或弱膠體態(tài)分散系廢水在20℃下，投加200mg/L，攪拌2min，自然沉降20min。
　　 單獨使用聚丙烯酰胺(PAM)作為混凝劑效果很差，但其助凝效果佳，可減少混凝劑PAC和PFS的用量。水泥水解后，具有混凝凝聚的作用，

8、但水泥處理后廢水pH可達11以上，需用碳酸調節(jié)出水酸堿度，而且生成的污泥量很大，因此，水泥只可作為一種備用的混凝劑。
　　 在動態(tài)情況下，設定廢水流量2.4m3/h，PAC投加量160mg/L的時候，出水SS濃度能夠達到廢水一級排放標準，驗證了小試結論的可靠性。在此投加量條件下，廢水中殘余鋁含量能夠符合飲用水中的限定濃度標準。
　　 論文最后認為當前對隧道工程施下廢水的處理還沒有引起足夠重視。隨著“十二五”交通規(guī)劃的開展

9、及西部大開發(fā)戰(zhàn)略的繼續(xù)深入，未來的十幾年間我國公路特別是西部山區(qū)公路建設還將迅猛發(fā)展，所涉及到隧道工程也會越來越多，因此，對隧道施工廢水進行處理，可最大程度地保護山區(qū)的水環(huán)境，杜絕水污染事件，特別是污染飲用水源事件的發(fā)生。
　　 本文只選用了部分混凝劑，希望在以后的研究中，能夠篩選出更方便，更經(jīng)濟，更環(huán)保的混凝劑，特別是對水泥等潛在混凝劑進行更進一步的研究，同時在對選用的混凝劑處理效果進行評價時，有些只進行了單因子或表觀方法評價