铁路隧道施工污水净化综合处理技术

摘要：铁路隧道施工会产生一些污水，这些污水如果处理不当就会对环境带来不良的影响。本文分析了隧道施工废水的来源与处理技术，并以实际工程为例探讨了施工污水净化综合处理技术。

关键词：铁路隧道；施工污水；污水处理

一、隧道施工废水来源

隧道施工过程中的废水来源主要有以下几种：隧道穿越不良地质单元时，产生的涌水；施工设备如钻机等产生的废水；隧道爆破后用于降尘的水；喷射混凝土和注浆产生的废水以及基岩裂隙水等。根

据过去的施工经验，隧道外排的废水流量变化较大，从每小时几立方到每小时几百立方不等，主要是不良地质、隧道施工进度等诸多因素的影响所致。

隧道施工地段一般为山区，有时为环境保护区，施工过程中污染物排放允许浓度值一般执行国家（GB8978―1996污水综合排放标准》中的一级标准。公路隧道施工废水中主要污染物为油类、TN和SS，铁路隧道施工废水中主要污染物为SS，两者在油类上的差异主要是因为铁路隧道废水量较大而造成的稀释效应。pH呈碱-畦，主要是由于注浆主体材料水解产生的硅酸三钙、硅酸二钙、氢氧化钙等均呈碱性，这些物质溶解在水中造成pH升高，但大部分都在允许排放指标之内。而氨氮的含量满足污水综合排放一级标准。隧道施工过程中产生的油类污染物主要来自液压施工机械油管密封不严、油管爆裂造成的液压油外泄；SS（悬浮物）主要来自打钻过程中产生的岩粉、裂隙中夹杂的泥沙等；COD主要来自油类的氧化等。所以隧道施工最主要的化学污染物即为油类，其排放浓度及排放量与施工管理及机械养护关系密切。

二、铁路隧道施工污水净化处理技术

（一）砂石料加工系统的废水处理

隧道工程砂石料加工的废水处理后可以达到明显的效果，SS去除率将达到80%，并且能够实现循环利用。具体处理方法如下：

1、自然沉淀法

将废水在砂石料系统中进行冲洗流出，之后放入沉淀池在不需要凝聚剂的情况下使高悬浮物在沉淀池中自然沉淀，经过一定时间后将上层的清液取出，悬浮将得到一定得除去。

2、絮凝沉淀法

经过砂石料冲洗系统后的废水又经过了自然沉淀基本上去除了大颗粒的粗砂，之后需要再次将废水排进沉淀池，运用絮凝剂来去除以及较小的悬浮物，一般来说直径小于0.035mm的悬浮物都能够在此环节大量快速的去除。

总的来看，自然沉淀法和絮凝沉淀法相比，对技术条件的要求较低，运用流程更为简单，并且需要的费用很少，但是若想得到明显的沉淀效果就需要修建大规模的沉淀池进行沉淀，对场地的要求高。絮凝沉淀法却相反，对场地的要求小，处理的工艺效果也很明显，但是由于需要运用絮凝剂而增加了沉淀费用。

（二）混凝土拌合系统废水处理

混凝土冲洗废水有着很明显的特点，例如水量少、并且排放成间接形式、悬浮物和pH值都相对较高决定了其处理方法比较适合自然沉淀法，同时根据废水的排放时间和水量采取间接式沉淀，针对pH高的的问题可以加入适量的酸来中和，调节为中性后排进沉淀池处理。

（三）含油废水处理

工程施工含油废水的来源主要是冲洗和保养施工所用机械，这些废水不易收集，并且比较分散，因此只能把机械集合起来到汽车修配保养场内进行维护冲洗，废水需进行水油分离或者溶解油后达标排放。

（四）生活污水处理

工程施工一般需要很长的时间才能完工，并且大量的施工人员生活中制造的污水处理也是一项很大的废水处理工作，需要处理达标后才能排放。在生活污水的处理上一般有一套专门的生活污水处理系统，首先在化粪池中做简单的处理之后排放到生活污水处理站。

三、铁路隧道施工污水净化综合处理技术应用

（一）工程概况

（二）污水水质的确定

隧道内的涌水主要为地下水，成分较纯净，主要污染物为沿途混入的固体悬浮物，污水处理站进水应保证为隧道内施工出水，并应在隧道内及时清渣，做好隧道内水仓及排水沟的隔离措施，尽量避免排水沿途混入更多的污染物，以免增加处理站处理负荷。

1、固体悬浮颗粒物SS

如意隧道采用钻爆法开挖，隧道污水水质中主要为固体悬浮颗粒物SS含量过大。洞身段主要为褐红色、棕红色泥岩及呈青色灰色、红褐色砂岩、页岩和砾岩组成，在采用机具钻眼及爆破过程中产生微小颗粒物及粉尘，与隧道出水混合，且经过施工机械的碾压，形成高浓度 悬浮物污水，设计过程中污水悬浮物浓度按2600mg/L，实际施工中实测悬浮物浓度在2200～2800 mg/L，设计中主要考虑采用混凝沉淀的方法来去除这部分污染物。

2、油污

另一项污水中含量较高的为油污，主要来源于施工机械以及突发的设备漏油等情况，实际油类污染物的浓度在5～10mg/L，设计中采用一体化气浮过滤设备去除少量的含油污水。

3、Ph

由于隧道开挖采用钻爆法施工，乳化炸药的主要成分为硝酸铵，溶于水后会影响水质的酸碱性，另外混凝土施工也导致水质酸碱性的变化，通过水质检测报告检测到污水水质Ph值一般为9～10。因此在设计处理中还应考虑对污水水质的Ph值进行调节。

（三）隧道施工污水处理工艺

隧道施工污水中主要污染物为泥沙沉积物、悬浮物SS和石油类，施工中采用沉淀+隔油+气浮处理工艺+砂滤及活性炭处理工艺。对隧道施工废水进行处理，并采取加药混凝的措施提高处理效果。各工艺的主要功能如下： 图1 主要处理构筑物及设备

1、沉淀工艺：主要用于去除隧道施工污水中的泥沙沉积物、较大颗粒的机械钻 爆产物等。

设计采用平流式沉砂池，按两格设计

2、隔油工艺：设在沉淀工艺之后，主要用于去除污水中的浮油类污染物及比重 较轻的飘浮类混合污染物。

有效水深：H=2m

水力停留时间：t=2h

3、气浮工艺：主要用于去除污水中的小颗粒油污及悬浮物。结合污水中污染物质的主要性能指标，对隔油工艺和气浮工艺配以混凝剂投加，混凝剂选用聚合氯化铝（PAC）。

处理能力：Q=20m?/h

4、砂滤及活性炭处理工艺：污水深度处理及净化，为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。处理能力：Q=300m?/h

（四）污水处理站平面布置及构筑物标高优化

1、处理站平面布置及构筑物标高优化

图2 如意隧道1号斜井污水处理站平面地形图

1号斜井污水处理厂打破污水处理厂布局中对于厂区长宽比的要求，采用一字型布置，确定工艺流程。利用天然地形，对各构筑物标高进行合理设计，尽量减少污水中间的动力提升（如下图3），使各构筑物在重力流的水力条件下运行。

图3 如意隧道1号斜井污水处理站各构筑物高程布置图

污水经过各工艺流程处理后，在排放口取样检测，水质分析数据显示：悬浮物SS≤60mg/L，油类污染物≤4mg/L，Ph的范围在6-8。污水处理站处理效果良好，达到了《污水综合排放标准》中要求的一级排放标准。

结束语

隧道施工废水水量波动较大，其中主要的污染物为油类和SS。

隧道施工废水中营养物质和好氧物质含量低，对地表水生态影响较小。由于施工废水中SS浓度高，直接排入水体后会引起水体景观质量下降。施工废水对水体的影响主要在于物理性质方面，建议在隧道进出口处设置沉淀池，必要时采取隔油沉淀气浮处理，以进一步去除石油类污染物。