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隧道污水處理設備工藝流程及污泥處理設備

[ 時間:2025-09-30 ]
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隧道污水主要來源于以下幾個方面:

  • 施工期污水: 隧道掘進產生的涌水、施工機械沖洗水、混凝土養護水、以及工人生活污水等。

  • 運營期污水: 主要是隧道內路面沖洗水、消防廢水和少量的滲漏水。

隧道污水處理的核心目標是去除污水中的懸浮物(SS)、石油類污染物(油類)和酸堿度(pH),使其達到國家或地方的排放標準。


一、隧道污水的特點與處理難點

  1. 水質水量波動大: 施工階段不同(開挖、支護、襯砌),水量和水質差異很大。涌水受地質條件影響,可能突然增大。

  2. 高懸浮物(SS): 污水中含有大量泥沙、巖石粉末、混凝土碎屑等,濁度高。

  3. 含油污染物: 主要來自施工機械(如挖掘機、裝載機、卡車)的油料泄漏、潤滑油等。

  4. pH值異常: 在穿越特定巖層(如石灰巖、花崗巖)時,涌水可能呈堿性;而某些硫化礦物氧化后可能使水呈酸性。

  5. 空間限制: 隧道施工現場或洞口區域空間通常有限,要求處理設備緊湊、可移動。


二、核心處理工藝與流程

隧道污水處理通常采用“物理法 + 化學法”的組合工藝,基本流程如下:

收集 → 預處理 → 核心處理 → 深度處理(如需要) → 達標排放/回用

1. 預處理單元

  • 格柵: 去除污水中的大塊漂浮物和顆粒物,如塑料袋、樹枝、石塊等,保護后續水泵和設備。

  • 調節池/沉淀池:

    • 作用: 均衡水質水量,避免對后續處理單元造成沖擊負荷。

    • 功能: 進行初步的自然沉淀,去除大部分可沉降的粗顆粒泥沙。

2. 核心處理單元

這是隧道污水處理設備的核心部分。

  • 混凝反應系統:

    • 加藥裝置: 自動或手動投加混凝劑(如PAC聚合氯化鋁)和絮凝劑(如PAM聚丙烯酰胺)。

    • 反應池/管道混合器: 使藥劑與污水充分混合反應,形成易于沉淀的“礬花”(大顆粒絮狀物)。

  • 沉淀/澄清單元:

    • 斜板/斜管沉淀器: 最常用。利用“淺池理論”,在有限空間內大幅增加沉淀面積,高效去除絮凝后的懸浮物。優點是占地面積小、效率高,非常適合隧道工程。

    • 高效沉淀池: 結合混凝、絮凝和沉淀于一體,處理負荷更高。

  • 氣浮裝置:

    • 作用: 主要用于去除污水中的石油類和油脂

    • 原理: 通過產生大量微細氣泡,使其附著在油滴和細小懸浮物表面,形成“氣泡-顆粒”結合體,依靠浮力上浮至水面,通過刮渣機去除。

    • 適用場景: 在含油量較高的施工區域(如車輛維修區)尤其重要。

3. 深度處理與污泥處理單元

  • 過濾單元(如需要更高標準):

    • 石英砂過濾器、多介質過濾器: 進一步去除水中殘留的微小懸浮物,確保出水清澈。

  • pH調節池:

    • 作用: 如果出水pH不達標,在此投加酸(如硫酸)或堿(如氫氧化鈉)進行中和,使pH值穩定在6-9之間。

  • 污泥處理系統:

    • 污泥池: 收集沉淀池和氣浮池排出的污泥。

    • 污泥脫水設備: 如板框壓濾機、帶式壓榨機或疊螺式脫水機,將含水率極高的污泥脫水成泥餅,便于外運處置。疊螺式脫水機因其自動化程度高、連續運行、不易堵塞等特點,在隧道項目中應用廣泛。


三、常見的隧道污水處理設備形式

根據項目需求和現場條件,主要有以下兩種形式:

  1. 一體化污水處理設備(最常用)

    • 特點: 將調節池、混凝反應池、斜板沉淀池、污泥池等集成在一個或多個緊湊的集裝箱或鋼結構模塊內。

    • 優點:

      • 占地小、移動靈活: 非常適合空間有限的隧道洞口。

      • 安裝快捷: 運抵現場后,只需連接管道和電源即可運行,大大縮短工期。

      • 自動化程度高: 通常配備PLC自動控制系統,可實現加藥、排泥的自動化,降低對操作人員的要求。

    • 外觀: 通常看起來像幾個并排的藍色或灰色集裝箱。

  2. 撬裝式設備

    • 比一體化設備更小型化,將所有核心部件(加藥系統、水泵、控制系統等)集成在一個鋼制底座(撬塊)上。

    • 適用于處理水量較小或作為補充處理的場合。


四、設備選型的關鍵考慮因素

在選擇隧道污水處理設備時,需要重點關注以下幾點:

  • 處理水量(m3/h或噸/天): 根據最大涌水量和施工廢水產生量確定設備規模。

  • 進水水質: 分析SS、油類、pH的典型濃度和波動范圍。

  • 排放標準: 了解當地環保部門要求的排放限值,這直接決定了處理工藝的復雜程度。

  • 現場條件 包括可用場地面積、地形、電源供應等。

  • 自動化要求: 對于無人值守或人員較少的項目,高自動化設備是首選。

  • 投資與運行成本: 權衡設備初次投資與長期的藥劑、電耗、維護費用。

總結

隧道污水處理設備是一個針對隧道工程污水特點而設計的模塊化、高效、緊湊的物理化學處理系統。其核心工藝是通過“混凝+沉淀/氣浮”來去除懸浮物和油類,并通過pH調節確保出水達標。一體化設備因其顯著的優點,已成為當前隧道施工廢水處理的主流選擇。

如果您有具體的項目需求(如隧道類型、預計水量、排放標準),我可以為您提供更具體的設備方案建議。



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