周志强
（中国水利水电第九工程局有限公司贵州贵阳550008）
【摘要】简述了贵州沙沱水电站人工砂石加工系统的工艺流程和环保工程设计，总结了废水处理、粉尘和噪音污染防治的设计和实施情况，分析了环保工程的实施效果，探索了人工砂石加工系统环保工程的优化工艺。
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关键词 砂石系统；环保工程；设计；实施
Artificial aggregate processing system design and implementation of environmental engineering effect Shatuo Hydropower Station
Zhou Zhi-qiang
（China 9 water resources and hydropower engineering co.， LTDGuiyangGuizhou550008）
【Abstract】Outlines the process and environmental engineering， Guizhou Shatuo hydropower artificial aggregate processing system， summarizes the design and implementation of wastewater treatment， dust and noise pollution control， and analyzes the effect of the implementation of environmental projects， exploring the artificial sand and gravel processing optimization of process systems engineering and environmental protection.
【Key words】Aggregate system；Environmental engineering；Design；Implementation
1. 概述
（1）沙沱水电站是乌江干流梯级开发方案中的第９级，是乌江干流在贵州省境内的最后一级梯级水电站，总装机容量为1120（4×280０）MW。沙沱水电站大坝属碾压混凝土重力坝，工程混凝土总计270.8万m3，其中常态混凝土119.73万m3，碾压混凝土151.07万m3。
（2）人工砂石加工系统布置在坝址左岸上游500m处，主要承担电站主体工程和主要临建工程混凝土所需砂石料的生产任务，共需制备砂石骨料约635万ｔ，其中碎石413万ｔ，砂222万ｔ。砂石加工系统粗碎车间设计生产能力为1500t/h，成品骨料生产能力为1150t/h，其中成品碎石生产能力为748 t/h（不含特大石），成品砂为402 t/h，能满足沙沱水电站高峰混凝土月浇注强度１５万m3的骨料需求量。该系统于2007年4月投产运行，2013年12月完工拆除。
2. 系统生产工艺流程及布置
系统生产工艺流程。
系统工艺流程简述。
（1）沙沱水电站人工砂石加工系统采用半干式制砂工艺进行流程设计。根据半干式制砂“以破代磨” 的工艺技术特点，采用了“两端开路、中间闭路”的人工制砂破碎流程，即粗碎车间和超细碎车间（高速立轴式破碎机）采用开路生产，中碎车间和细碎车间采用闭路生产，各生产车间之间用运输胶带相连接。
（2）加工砂石骨料的原材料来自电站坝址左岸上游直线1.6Km水淹坝渣场回采料和电站坝址左岸上游2.47Km处的蚂蟥湾料场开采料。根据料源的岩性特点和骨料生产的强度及质量要求，采用绿色环保半干式制砂工艺进行系统流程设计。
3. 环保工程设计及实施情况
3.1设计理念和实施目标。
针对人工砂石加工系统生产运行期的主要污染源情况，承包人秉持着“绿色·环保·节省”的理念进行系统环保工程设计，环保工程的实施目标如下：
（1） 生产废水回收利用率80%，排放水质指标达到《污水综合排放标准》（GB8978－1996）中的二级标准。
（2）空气中有害物质的最高允许浓度为：含有10％以上游离二氧化硅的粉尘（石英岩等）最高允许浓度为20mg/m3，游离二氧化硅含量在10％以下的粉尘最高允许浓度为10mg/m3。
（3）系统生产噪音满足《工业企业噪音卫生标准》（试行草案，1979）的规定，生产车间和作业场所的噪音标准为85DB（A）。
3.2环保工程的设计及实施情况。
3.2.1水处理系统情况。
3.2.1.1水处理系统工艺流程设计。
（1）生产废水是人工砂石加工系统的主要污染源，也是人工砂石加工系统环保工程的重点。砂石加工系统产生的废水主要来自生产过程中产生的冲洗水，其主要成分为细砂及泥浆等悬浮物，有机污染物含量为零，因此，人工砂石加工系统废水处理回收工艺和效果受废水含泥量和废水颗粒级配的影响很大。人工砂石加工系统的毛料经破碎筛分冲洗后为成品料，开挖、运输、破碎过程产生的废料经水冲洗后落入水中，废水中的主要杂质为泥渣和石粉。因此，人工砂石加工系统废水处理系统主要构筑物的设计、设备选型的主要技术参数是依据废水量和水中含泥量来确定的。沙沱水电站砂石加工系统水处理系统根据砂石系统生产废水的特性，采用的是“一级回收、两级沉淀、污泥干化”的水处理方案。
（2）沙沱水电站砂石加工系统生产废水处理系统设计规模为1100m3／ｈ，系统主要由一级浓缩池、二级竖流沉淀池和斜管沉淀池、清水池、污泥干化车间等组成，主要水处理设备有螺旋分级机、链板式刮砂机、泥浆净化装置、加药装置、循环水泵、圆盘真空过滤机及卧螺式离心脱泥机等。水处理系统工艺流程见图1。
（3）砂石加工系统生产废水处理的核心是固体沉淀与固液分离，其中固体沉淀又是固液分离的前提，因此，废水处理工艺主要考虑固体沉淀。
（4）废水处理系统的一级回收（细砂回收车间）设置有FG-15型螺旋分级机2台、QC-3型链板式刮砂机1台和ZX250型泥浆净化装置1台；FG-15型螺旋分级机用于回收一筛车间骨料冲洗废水中的细砂，QC-3型链板式刮砂机和ZX250型泥浆净化装置用于回收三筛车间冲洗废水中的细砂。
（5）经一级回收后，仅含少量细砂、石粉，主要含量是泥浆的废水采用两级沉淀池（竖流沉淀池和斜管沉淀池）进行沉淀浓缩，经两级沉淀池进行沉淀浓缩后的高浓度泥浆通过沉淀池排浆底阀排放至污泥干化车间进行固液分离。
（6）二级沉淀（二级浓缩）车间由3座10m×10m×3 m（长×宽×高）的竖流式沉淀池组成，沉淀池的设计处理能力为1000m3/h。经一级回收处理后的废水自流进二级沉淀池，二级沉淀池为竖流式沉淀池，设计沉淀粒径≥0.05mm的污泥。
（7）三级沉淀池为斜管沉淀池，尺寸规格为22m×5.5m（长×宽），设计处理能力为800m3/h。经二级沉淀池处理后的水体自流进三级沉淀池的进水间，处理后的清洁水自设置在沉淀池上的集水槽收集流入清水池，进行回收利用。斜管沉淀池下部废水进入污泥干化车间。
（8）清水池设计容量1200m3，并同时设置清水池加压泵站；清水池加压泵房采用1用1备的设备配置方式，配置流量约400m3的加压泵2台。进入清水池的水，通过加压泵抽到一筛车间进行回收再利用。
（9）污泥干化车间设置1台GP96-8型圆盘真空过滤机及1台KWL-800型的卧螺式离心脱泥机，用于经过两级沉淀浓缩的、富含石粉及泥浆的废水脱泥。脱水后含水率≤30%的石粉及泥浆经螺旋输送机或自落入污泥堆存平台，污泥堆存平台设置在高程EL374m，污泥采用挖掘机或装载机装车、自卸汽车运至弃渣场堆存。污水则运用管道自流到斜管池浓缩进行循环处理（水处理系统主要设备清单见表1）。
3.2.1.2水处理系统实施情况。
（1）沙沱水电站人工砂石加工系统工程于2007年4月投产，通过两个月的试运行，发现废水处理回收系统运行效果较差，主要的问题是废水回收率达不到设计要求，分别表现一级回收率低、两级浓缩池沉淀效果差、进入三级沉淀池中的污泥量大，使三级沉淀池在运行中常出现堵管，淤积在沉淀池底部的污泥无法抽排到污泥干化车间进行干化。
（2）2008年，项目部多次利用砂石骨料生产间隙对水处理系统进行整改，先后增加了盘式真空过滤机、泥浆净化装置、卧式离心脱泥机等设备，整改后效果显著，达到了设计整改方案要求。整改后，废水处理系统实际运行的几个技术指标如下：
A.生产用水循环回收利用率：达到85%以上，实际水处理能力达到1100m3/h；可以连续循环处理达12小时，间隔2小时后可继续回收处理。
B.实现零污染排放目标：处理后的排放水悬浮物浓度低于200mg/L。沉淀的泥和细砂（石粉）配合圆盘式真空过滤机、卧式离心脱泥机进行固液分离处理后，能实现零污染排放。
C.细砂回收效果好：回收砂的细度模数在2.2~2.3之间，提高了成品砂的产量和质量，同时对细度模数和石粉含量都有较大的改善。
D.取得良好的经济和社会效益：经统计，系统投产至2012年3月，共计生产成品砂石骨料554.42万吨，同期共计补充用水193.27万m3， 生产单位砂石骨料平均耗水量为0.35 m3/t，远低于国内制砂行业平均耗用水量，不但节约了生产运行成本，也创造了较好的环保和社会效益。
3.2.2砂石加工系统防尘情况。
3.2.2.1砂石加工系统防尘设计。
根据石料开采场和系统车间布置情况，砂石加工系统在建设时，对防尘做了如下设计：
3.2.2.1.1料场防尘：主要控制毛料开采钻爆及运输车辆的扬尘，钻机穿孔时不允许干法作业，配备洒水车对石料运输道路洒水降尘。
3.2.2.1.2粗碎车间防尘。
粗碎车间加工设备为三台NP1313反击式破碎机，生产过程中会出现大量粉尘，特别是在开机时粉尘最大，主要采取以下几种措施降低粉尘：（1）从料源上控制石料，禁止将含泥量较重的石料进破碎机下料口；（2）自卸车卸料前，对毛料喷水，以减少卸料时的扬尘；（3）在三个破碎机下料口处安装喷淋水装置，以减少在生产过程中的扬尘；（4）在运输胶带机下安装喷淋水管进行冲洗，减少胶带机运输过程中的扬尘；（5）为减少粉尘对周围环境的影响，在车间周围大量植树种草，以改善周围环境。
3.2.2.1.3成品加工及堆存车间防尘。
成品加工及堆存车间是指半成品料仓以下所有加工车间及成品料堆仓，包括一筛车间、中碎车间 、二筛车间、三筛车间、制砂车间、成品料仓等，车间布置集中，生产加工设备众多，主要扬尘点为中碎车间和制砂车间。根据车间布置情况，为降低粉尘，主要采取以下措施：（1）采用先进的半干式制砂工艺技术，灵活控制源料含水量，使料流在整个输送过程中处于最佳含水状态，可有效减少骨料在加工和运输过程中的扬尘；（2）安装气箱脉冲袋式除尘器、远射程风送式喷雾机等除尘、降尘设备；（3）在主要破碎设备上和各条胶带机上安装喷淋水装置以减少扬尘；（4）采用聚氨酯筛网替代钢丝筛网，能大幅减少扬尘；（5）将系统道路和车间地坪硬化，对其他裸露地块进行绿化，并及时洒水清扫，减少地面扬尘；（6）在车间内和周边大量植树种草，减少和降低空气中的尘埃，并定期对树木喷水洗尘。
3.2.2.2砂石加工系统防尘效果情况。
砂石加工系统投产后，系统生产时的扬尘得到有效控制，周边村民就粉尘问题未向承包人、业主和地方环保部门提出任何投诉。
3.2.3砂石加工系统噪音污染防治情况。
根据施工承包合同的要求，砂石加工系统生产车间和作业场所的噪音标准为85DB（A）。经现场多次施测，毛料场开采作业时的噪音瞬间最大值为72 DB（A），满足合同和标准要求，而系统加工时的噪音较大，经施测，中碎车间的噪音瞬间最大值达到了93 DB（A）。经分析，系统生产时的最大噪音主要筛分设备加工时和料流冲击铁件时产生的，针对此情况，承包人通过技术革新，发明了节能降噪砂石骨料输送梭槽，用聚氨脂筛网替代了钢丝筛网等手段，大幅度降低了系统生产时的噪音，后来经过现场施测，砂石系统厂界环境噪声排放均达到《工业企业厂界环境噪声标准（GB12348-2008）》的规定的标准。其中，节能降噪砂石骨料输送梭槽发明取得了国家实用新型发明专利证书（证书号1681528）。
4. 结束语
贵州沙沱水电站工程人工砂石生产系统，针对生产运行期的主要污染源情况，承包人秉持着“绿色·环保·节省”的理念，设计和实施了环保工程，并在实施过程中不断创新完善，实现了合同约定的各项环保技术指标，在创造良好经济效益的同时，也创造了良好的环保和社会效益，这一人工砂石加工系统的环保经验值得进一步总结和推广。
［文章编号］1006-7619（2014）11-28-841