齊凱

（遼寧省清河水庫管理局有限責(zé)任公司，遼寧鐵嶺 112003）

1 工程概況

某輸水工程位于桓仁縣境內(nèi)，主體為輸水隧洞，樁號(hào)0+000～21+391.23為輸水隧洞主洞段，縱坡i=0.031 15%，采用鉆爆法施工，斷面為馬蹄形，成洞洞徑為7.28 m。主洞沿線布置有4條施工支洞，為1，2，3和3’號(hào)施工支洞。隧洞在長白山余脈及其支脈龍崗山底部通過，山體走向NE，地勢(shì)呈東北高西南低。地貌類型為侵蝕構(gòu)造地形和侵蝕堆積地形，以尖頂狀低山和中低山、鋸齒狀中低山和樹枝窄谷為主，多為侵蝕隆起與斷褶中低山丘陵地形。地面高程一般在360.00～540.00 m，洞室埋深一般為100.00～350.00 m。洞線區(qū)洞室開挖以微透水～弱透水為主，局部為弱透水～中等透水。

洞口廢水處理主要包括地下洞室的洞內(nèi)滲水、施工廢水，以及施工營地生產(chǎn)廢水和生活污水的處理，必須達(dá)標(biāo)排放。各洞口修建的沉淀池，一般采用“平流初沉池+二級(jí)沉淀池加藥+混凝池+斜板沉淀池+機(jī)械過濾”等處理工藝。

2 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

尋求合理經(jīng)濟(jì)的聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）等藥物摻量，確保廢水達(dá)標(biāo)排放，滿足排放要求。生產(chǎn)性試驗(yàn)分為室內(nèi)試驗(yàn)和廠區(qū)試驗(yàn)兩個(gè)步驟進(jìn)行，先通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)得出初步成果，然后在廠區(qū)污水處理池試驗(yàn)，通過計(jì)時(shí)計(jì)量器均勻?yàn)⑺?、機(jī)械攪拌的方式處理污水，用排放清水的檢驗(yàn)效果及各項(xiàng)指標(biāo)來驗(yàn)證藥劑添加量。

3 室內(nèi)試驗(yàn)內(nèi)容及過程

試驗(yàn)材料及設(shè)備包括聚合氯化鋁（PAC）粉劑、聚丙烯酰胺（PAM）粉劑、六聯(lián)攪拌儀2套、pH計(jì)、濁度儀、燒杯、100 ml容量瓶、1 L容量瓶、2 L容量瓶、100 ml量筒、膠頭滴管、各種規(guī)格的移液管、玻璃棒、試杯等。取自來水20 L，測(cè)定其pH值、濁度和溫度。

3.1 聚合氯化鋁稀釋液PAC配置

根據(jù)配合比試驗(yàn)結(jié)果，在中間區(qū)間選取溶解液濃度。此次試驗(yàn)PAC溶解液濃度選2.0%。配置步驟：采用物理天平準(zhǔn)確稱取20.000 gPAC試劑，將PAC粉劑投入1 L自來水試杯中，高速攪拌15 s，轉(zhuǎn)速1 500 r/min，中速攪拌30 s，轉(zhuǎn)速150 r/min，慢速攪拌1.0 min，轉(zhuǎn)速50 r/min，聚合氯化鋁稀釋液配置后，靜置至少30.0 min，配制成2.0%PAC稀釋液。

3.2 純PAC溶解液凈水試驗(yàn)

工程原水（污水）處理采用純PAC溶解液凈水,純PAC溶解液濃度為2.0%，此時(shí)PAC含量為0.770 g/kg，試驗(yàn)成果見表1。

表1 2.0%PAC溶解液投放試驗(yàn)

3.3 純PAM溶解液配置

根據(jù)配合比試驗(yàn)結(jié)果，在中間區(qū)間選取溶解液濃度，此次試驗(yàn)PAM溶解液濃度選0.2%。由于聚丙烯酰胺不易溶于水，直接投加粉末易造成結(jié)塊凝結(jié)，影響助凝效果，需先配制好聚丙烯酰胺溶液，必要時(shí)可用溫水（不超過40℃）加速溶解。配置步驟：取2.000 g聚丙烯酰胺粉末，加入1 L自來水（或清水），開啟攪拌儀，加入PAM粉末后快速攪拌20 s，轉(zhuǎn)速285 r/min，中速攪拌1.5 min，轉(zhuǎn)速185 r/min，慢速攪拌2.0 min，轉(zhuǎn)速80 r/min。聚丙烯酰胺溶液配置好后靜置至少60.0 min，即配制成0.2%PAM稀釋液。

3.4 純PAM溶解液凈水試驗(yàn)

工程原水（污水）處理采用純PAM溶解液凈水，純PAM溶解液濃度為0.2%時(shí)，此時(shí)PAM含量為0.095 g/kg，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 0.2%PAM溶解液投放試驗(yàn)

3.5 2.0%PAC+0.2%PAM溶解液投放工程原水（污水）試驗(yàn)

工程原水（污水）處理采用濃度2.0%PAC主溶解液，0.2%PAM助凝溶解液，投放過程中，先采用攪拌儀配制2.0%PAC主溶解液和0.2%PAM助凝溶解液，再將PAC主溶解液按2.0%，助凝溶解液PAM按0.2%進(jìn)行人工投放并攪拌，方可達(dá)到排放要求，此時(shí)PAC在工程原水（污水）中含量為0.300 g/kg，PAM在工程原水（污水）含量為0.004 g/kg。溶解液配制過程如下。

1）將配制好的2.0%PAC溶解液取36份，分6組，1組每份5.000 g，2組每份10.000 g，3組每份15.000 g，4組每份20.000 g，5組每份25.000 g，6組每份30.000 g，分別加入36個(gè)盛有1 L工程原水（污水）燒杯中。

2）取1.000，2.000，3.000，4.000，5.000，6.000 g的0.2%PAM聚丙烯酰胺溶解液各1份為1組，共取6組，分別加入已投有2.0%PAC溶解液的燒杯。

3）分別用攪拌棍進(jìn)行人工攪拌，快速攪拌1.0 min，中速攪拌1.5 min，慢速攪拌2.0 min，靜置至少5.0 min，工程原水（污水）處理后，進(jìn)行觀察及相關(guān)氨氮及COD檢測(cè)。

根據(jù)DB 21/1627-2008《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，工程用水處理后需水質(zhì)清澈，無懸浮物，氨氮不大于0.50 mg/L，COD不大于15.00 mg/L，方可進(jìn)行排放。結(jié)合以上生產(chǎn)性處理試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)觀察及數(shù)據(jù)檢測(cè)，助凝試驗(yàn)最優(yōu)組數(shù)據(jù)成果見表3。

表3 2.0%PAC+0.2%PAM溶解液投放

4 廠區(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

選取2號(hào)工區(qū)為代表工區(qū)，以驗(yàn)證室內(nèi)污水處理試驗(yàn)成果。2號(hào)主洞混凝加藥池尺寸為1 500 mm×8 000 mm×2 000 mm（長×寬×高），總?cè)萘?4.000 m3（24 000.000 kg）。

按照室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果比例進(jìn)行投放并攪拌，根據(jù)加藥池容量，計(jì)算得出處理滿池洞內(nèi)涌水需要的2.0%PAC溶解液為7.200 kg，0.2%PAM溶解液為0.096 kg。2號(hào)主洞排水管道平均流量180 m3/h，經(jīng)計(jì)算，全天24 h共處理洞內(nèi)涌水4 320.000 m3，24 h共需溶解液1 313.280 kg。

在混凝加藥池旁設(shè)置1座2.000 m3溶液桶，在桶內(nèi)放入可調(diào)節(jié)小型流量泵，通過調(diào)節(jié)水泵流量，滿足每小時(shí)注入溶解液0.055 m3，24 h不間斷向池內(nèi)注入溶解液，每天按照需求量及時(shí)將配制好的溶解液放入溶液桶內(nèi)，見表4。

表4 2.0%PAC+0.2%PAM溶解液投放

通過在2號(hào)主洞混凝加藥池進(jìn)行試驗(yàn)，將水樣送至地方環(huán)境監(jiān)測(cè)站進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即按照2.0%PAC溶解液每千克污水投放0.300 g，0.2%PAM溶解液每千克污水投放0.004 g可以達(dá)到排放要求，檢測(cè)結(jié)果見表5。

表5 水質(zhì)檢測(cè)成果報(bào)告mg/L

5 結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)分析可知，在污水處理池處理1.000 m3廢水需加入聚合氯化鋁粉劑（PAC）0.300 kg、聚丙烯酰胺（PAM）0.004 kg，能夠滿足廢水處理要求。由于各輸水隧洞施工內(nèi)容、污染類型相同，故該投放量也可應(yīng)用于其他工區(qū)。但由于污水濃度在各時(shí)間段、各工區(qū)可能存在差異，如達(dá)不到排放要求，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際情況適量增加投放量。