盾构机施工生产废水处理工艺方案

一、工程概况

盾构法作为一种先进的隧道施工工法，以其在施工安全、质量、进度等各方面的无可比拟的优势，已得到了越来越普及的应用，成为城市地铁隧道建设的首选工法。但盾构法也是一种用水量非常大的的工法，据对以往盾构施工项目的不完全统计，对施工废水基本都是采用简单的多级(大多为三级)沉淀后即直接外排,净化效果差。

根据业主提供的资料，该隧道工程位于城市市区,高浊度的施工废水的大量排放，未经有效处理排放而造成环境污染和遭受高额索赔，容易导致市政排水管道堵塞,要投人大量的人力、财力进行疏通和清理,不少施工单位还因此受到市政、环保等部门的处罚，同时引起市民的投诉或索赔,产生了不良的社会影响。

本工程的目标有两个：解决施工污水的有效净化，使其达到施工废水排放标准，减少污染。

盾构机施工污水处理设备

三、主要技术指标

1、管理规模

根据施工污水产生量预测值,设计污水处理规模为每小时最大处理能力为30m3/h。

2、进水水质要求

根据有关资料及参照污水处理行业数据,施工污水处理系统的进水水质如表1。

表1进水水质

进水水质

3、出水水质

根据国家标准(GB/T18920-2002城市污水再生利用城市杂用水水质)要求。本项目施工污水经净化处理后国满足以下水质指标要求：

出水水质

三、污水处理试验及处理工艺选择

3.1污水来源及净化水用途

施工污水主要来自地面施工废水及盾构基道施工污水。在盾构掘进施工.隧道管片清洗，注浆管路、砂浆斗清洗以及井下冲洗等环节中会产生大量污水,尤其在富水地层遇到喷涌时，还会产生大量高旅度泥水。污水中含有大量的高岭土泥浆、沙粒、水泥等；地面施工废水主要是砂浆搅拌、冲洗、车辆、道路冲洗、冲厕所、食堂等产生的污水。

经过处理后的净化水可回用于盾构施工、砂浆搅拌、冲厕、井下冲洗、车辆冲洗等，剩余的污水外排到雨水管网。

3.2污水处理试验

根据对污水来源的分析，盾构施工所产生的污水主要是含有大量泥砂无机颗粒及胶体的高独度污水，有机污染比较少。根据该类水质的基本情况，参考传统的自来水处理工艺，选择聚合氯化铝(PAC)作絮凝剂和聚丙婦酰胺(PAM)作为助凝剂，对取自井下的施工污水进行室内加药剂试验，通过对经过预处理的施工污水，分别向水祥内加人架凝剂PAC和助凝制PAM，经搅拌沉淀后完全能够将污水处理干净，并可达到回用的标准。

3.3污水处理工艺选择

根据试验结果显示，盾构施工所产生的污水经过加药后生成大颗粒的矾花，比重比水要大，沉淀連度比较快。因此盾构机施工生产废水处理工艺方案是有效、省钱的工艺，而且符合降低投资成本、保证污水处理效果的设计原则。

(1)混凝工艺选择

混凝处理过程包括凝聚和絮凝两个过程。凝聚阶段形成细小的微粒，再通过絮凝形成较大的絮粒”。在絮粒形成过程中,不但能吸附悬浮物颗粒。还能吸附一部分细菌和溶解物质。絮粒可在一定的沉淀条件下从水中分离沉降出来。

盾构施工污水处理实验

(2)沉淀工艺选择

沉淀工艺分平流沉淀、辐流沉淀和斜管沉淀。前两种沉淀常用于大型水处理工程中，斜管沉淀即可用于大型水厂也可以用于小型水处理工艺中。因此本项目选择斜管沉淀工艺，加大水池过水断面的湿周,同时减小水力半径,使颗粒沉淀距离缩短,减少沉淀时间，沉淀效率大大提高。

3.4本处理工艺优点

本处理工艺设计借鉴了技术成熟的专业污水处理厂处理工艺，根据现有条件及试验结果资料，将该三种工艺组合成一个整体，使其成为缩微化、集成化和一体化的大型专业污水处理工艺，优点是便于运输、可随工地转移重复使用,在保证运行效率和效果的前提下有效节约投资成本。

四、施工污水处理流程

施工污水首先进人预沉池,除去大部分泥砂，然后经水泵提升进人盾构施工污水净化一体化处理装置，进行混凝反应、斜管沉淀等一系列净化处理环节，达到净化水标准，可排入雨水管网。

污水处理系统功能主要由盾构施工污水净化一体化处理装置完成，该装置由进水泵、加药系统、混凝反应、斜管沉淀、溶药池组成。

盾构机施工污水处理设备

外形尺寸：L(m)xB(m)xH(m)=8.0x3.0x3.0。

主要组成部分如下：

1、溶药及加药系统

分别采用聚合氧化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)作为凝聚剂和助凝剂，加药桶用于溶解PAC.PAM药剂。主要设备包括：搅拌机、加药系统等。

2、混凝反应系统

PAC、PAM与污水混合反应，使悬浮物及胶体物质形成大颗粒矾花,易于沉淀。主要设备：提升泵、搅拌机、液位控制系统等。

3、斜管沉淀池

采用斜管沉淀池进一步沉淀，将污水中的大部分悬浮物去除。主要设备：高强度斜管、斜管支架、穿孔出水管等。

4、废水预处理系统

对隧道内产生的高浊度施工废水在抽至地面净化处理前进行三级预沉淀，必要时采用旋流除砂器，使进入废水处理设备的废水满足工艺需求。

五、总结

本工程将混凝工艺、斜管沉淀工艺，组合成一个整体，盾构施工废水净化一体化处理设备，可应用于地下工程盾构施工乃至整个建筑工程的施工废水净化处理。

该设备具有占地面积小、适应性强、可重复利用、操作简单、运行可靠、处理效果好以及运行成本合理等优点，避免施工企业对周边环境而造成的城管、环保部门的罚款或市民的索赔。