隧道工程污水排放达标技术措施.pdf

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1、污水排放达标技术措施 污水排放达标技术措施 编制：审核：批准：2022?年?12?月 2022?年?12?月 1 目目 录录 一、工程概况一、工程概况.1 1 线路概况.1 2 工程地质.1 3 水文情况.3 二、总结背景二、总结背景.4 1 工程特点.4 2 工程难点.4 3 现场情况.4 三、过程详述三、过程详述.错误错误!未定义书签。未定义书签。1 污水指标超限原因分析.5 2 技术措施.6 四、处理效果四、处理效果.14 五、存在问题及改进措施五、存在问题及改进措施.15 1 一、工程概况一、工程概况 1 线路概况 1 线路概况 春风隧道位于罗湖区和福田区，工程西起滨河大道上步立交东侧

2、与滨河大道相接，自西向东布线，自滨河大道上步立交与红岭立交之间进入地下，线路位于北斗路东侧归入沿河南路，新秀立交以南穿出地面，在新秀立交西侧与东部过境高速公路市政连接线配套工程相接，春风隧道与滨海大道、滨河大道、上步路高架、春风路高架、沿河南路构成“南环”快速路系统。工程线路先后穿越红岭立交、地铁九号线 A 出入口通道、宝安南路立交、布吉河、船步桥、春风路高架；绕行深港共管区域、港逸豪庭、渔景大厦，穿越深圳海关宿舍区及大滩大厦、广珅大酒店、广深铁路股道及深圳站、地铁一号线罗湖站；下穿边检宿舍区、文锦渡口岸。春风隧道线路全长 5078m，其中隧道盾构段全长 3603m，采用单洞双层构造，选用 1

3、 台开挖直径 15.8m 超大直径泥水平衡盾构施工。春风隧道工程地理位置图见图 1。图 1 春风隧道工程地理位置图 2 工程地质 2 工程地质 2 （1）地层岩性 本项目主要地层为人工填土层（Qml）、第四系新近冲积层（Qal）、第四系全新统海陆交互沉积层（Q4mc）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）、第四系中更新统残积层（Q2el）及场内下伏基岩。盾构段隧道掌子面地层多为粗粒花岗岩、构造碎裂岩、凝灰质砂岩、片岩、变质砂岩构造角砾岩、糜棱岩，隧道存在部分上软下硬地层、断层破碎带，全断面岩层占全线 80%以上，勘查区内下伏基岩自西向东分布有不同形状

4、、大小断裂带共 9 条，编号为 F4F6、F8、F9、FSb、Fyhn、F201、F203 等。地质由新至老分述如下：1）第四系（Q）主要是人工填土(石）层（Q4ml）、海陆相交互沉积层（Q4m）、全新统冲-洪积沉积层（Q4al+pl）、上更新统冲洪积层和残积土层（Qel）等共 5 大层。2）花岗岩(53(1）为燕山晚期侵入岩，为粗粒黑云母花岗岩。该层岩受构造影响，强度变得较低，颜色没有常见粗粒花岗岩新鲜，节理裂隙面见绿泥石化。3）侏罗系塘下组的凝灰质砂岩（J1-2t）主要成分为石英、长石，凝灰质结构，块状构造。4）石炭系测水组（C1c）变质砂岩 主要成分为长石、石英等，细粒或局部碎裂结构，层

5、状构造，泥质或钙质胶结。受早期构造影响，岩面有挤压痕迹。5）石炭系测水组（C1c）片岩 主要成分为长石、石英等，变晶结构，片状构造。6）早期构造形成并胶结较好的碎裂岩（F）成分主要为长石、石英、云母等，钙质、硅质胶结，胶结较好，强度较大，具有：硅化、碳酸盐化、黄铁矿化三大特点。（2）特殊性岩土 特殊性岩土主要有人工填土层、淤泥质粘性软土、风化岩、地质断层等。人工填土层：成分复杂，软硬不均，主要呈稍密状，局部为松散，基坑开挖时为坑壁软弱土，易造成坍塌及不均匀沉降。3 淤泥质粘性软土：线路大部分地段有分布，呈软流塑状态，有高压缩性、抗剪强度底等特点，为基坑开挖软弱土体，施工中易产生侧滑和地面沉降。

6、风化岩：中等、微风化岩，沿线普遍分布，埋深起伏较大，该两层还具有软硬不均的特点，局部地段甚至夹有强风化夹层，对盾构施工有不利影响。地质断层：主要有构造角砾岩和糜棱岩两种岩层，这两层岩体一般将中风化、微风化岩体切断，造成岩体破碎，软硬不均，给盾构施工带来不利影响。3 水文情况 3 水文情况（1）地层岩性河流水文情况 区域水系发育，隶属珠江三角洲水系。主要河流为深圳河、布吉河，布吉河属于深圳河流域支流。两条河流经过长期的侵蚀、沉积及河道变迁，塑造了现有海陆相冲洪积平原地貌格局。两河流为线路穿越区地表水的主要汇聚地及排泄通道。深圳河正源为沙湾河，发源于龙岗区南湾街道牛尾岭，由东北向西南流入深圳湾，全

7、长 37 公里，河道平均比降 1.1%，水系分布呈扇形，主要支流有深圳一侧的布吉河、福田河、皇岗河、新洲河及香港一侧的梧桐河和平原河。流域面积为 312.5 平方公里，其中深圳一侧为 187.5 平方公里。春风路隧道沿线在深圳河北侧与其并行，地貌以冲洪积平原为主。布吉河发源于布吉水径以北，经布吉关流入深圳特区内，在特区内经洪湖，往南排入深圳河。布吉河有三条主要支流，清水河为其中一条支流，其发源于白芒岭北侧，于布吉关汇入布吉河。另外两条支流分别发源于笔架山水库及八卦岭。布吉河长约16 Km，流域面积约 24Km2。深圳市春风路隧道于滨河宝安立交地段穿该河流域的下游，地貌为冲洪积平原。（2）地下水

8、 沿线影响工程的地下水主要有两种类型，第四系砂、卵石层中孔隙水，水量丰富具微承压性；需要说明的是：场地砂卵石层除火车站东侧的低台地未有分布，其余区域基本都有分布，且部分区段砂卵石层直接位于强风化岩上，甚至局部砂卵石层位于中风化岩层上，对隧道施工十分不利。基岩裂隙（构造裂隙）水，主要赋存于强、中等风化带及断裂构造裂隙中，具承压性，水量一般较少，局部断裂构造中可能水量较大。4 （3）地表水 勘察区地表水系较发达，隶属深圳河流域。地表水主要为布吉河和深圳河。线路下穿布吉河，勘察期间其水深随潮汐在 0.23.0m 间变化，洪峰期水位高程在 2.5m以上。另外线路 K2+600K2+800 段紧挨深圳河

9、，距离 3560m，其夏季水量极为丰沛。二、总结背景二、总结背景 1 工程特点 1 工程特点 春风隧道工程采用开挖直径 15.8m 泥水平衡盾构机施工，沿线穿越多座桥梁、河流、建构筑物；是目前国内技术难度最大、直径最大的盾构隧道之一，总体上具有大、难、险、新等特点。2 工程难点 2 工程难点 隧道穿越地层主要为粗粒花岗岩、构造碎裂岩、凝灰质砂岩、片岩、变质砂岩构造角砾岩、糜棱岩。糜棱岩为灰绿、灰色、褐黄色，软岩，局部夹中等风化岩块，黏土矿物含量 67.5%，岩体基本质量等级为级，遇水易软化呈泥状，粘性极高，盾构掘进时涨浆量快，泥浆弃运处理量大。3 现场情况 3 现场情况 泥浆处理过程中出现泥水

10、分离处理量大，分离污水有害物质指标超出国家标准排放限值情况，主要情况如下：1）泥水分离处理量大 由于本工程盾构掘进断面大，地质较复杂，地层黏土含量高，且地下水源丰富等原因，掘进时出现泥浆粘度上涨快，浆量增多等情况，导致泥水分离处理量大，最高时每环泥水分离处理约 20003。2）污水排放指标超限 泥水分离出污水进行分级沉淀，沉淀后对排放污水进行水质检测，检测合格申请排放。经检测其中氨氮、石油类有害物质指标严重超出了污水排放国家标准指标限值 5 （污水检测指标超限值统计表见表 1），不满足污水排放标准要求。表 1 污水检测指标超限值统计表 序号 项目 单位 标准限值 检测值 备注 1 氨氮（以 N

11、 计）mg/L 1.0 3.51 2 石油类 mg/L 0.05 1.15 三、过程详述三、过程详述 1 污水指标超限原因分析 1 污水指标超限原因分析（1）氨氮指标超限 泥水分离时，主要添加聚丙烯酰胺、聚合氯化铝等化学药剂进行分离处理，其中聚丙烯酰胺是一种聚合而成的水溶性线性高分子聚合物，本身就具有氮元素，当盾构掘进泥浆出现粘度增高等情况时，泥水分离需添加的聚丙烯酰胺掺量就会随之增加，以到达最佳分离效果。因此，随着聚丙烯酰胺掺量的增加，污水中氨氮含量就随之增高，严重时超出国家标准污水排放氨氮指标限值要求。（2）石油类指标超限 由于盾构掘进施工使用的各种型号设备较多，过程中不可避免的存在设备密

12、封损坏油脂泄漏等情况，导致石油类物质进入泥浆中，严重时超出污水排放国家标准指标限值，不满足污水排放要求。泥浆内石油类物质见图 2。图 2 泥浆内石油类物质 6 2 技术措施 2 技术措施（1）技术标准（1）技术标准 1）标准要求 排入GB3838中类水域(划定的保护区和游泳区除外)和排入GB3097中二类海域的污水，执行一级标准。排入 GB 3838 中、类水域和排入 GB3097 中三类海域的污水，执行二级标准。排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。排入 GB3838 中类水域(划定的保护区和游泳区除外)执行一级标准(类水域:主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区

13、、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区)。排入 GB3838 中、类水域执行二级标准(类水域主要适用于一般工业用水及人体非直接接触的娱乐用水区，类水域主要适用于农业用水区及一般景观要求水域)。排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。2）标准限值 地表水环境质量标准基本项目标准限值见表 2。表 2 地表水环境质量标准基本项目标准限值 单位：mg/L 序号 标准值 分类 项目 类 类 类 类 类 1 水温（）人为造成的环境水温变化应限制在：周平均最大温升1，周平均最大温降2。2 PH 值（无量纲）69 3 溶解氧 饱和率 90%（或 7.5）6 5 3 2 4 高

14、锰酸盐指数 2 4 6 10 15 5 化学需氧量（COD）15 15 20 30 40 7 6 五日生化需氧量（BODS）3 3 4 6 10 7 氨氮（NH3-N）0.15 0.5 1.0 1.5 2.0 8 总磷（以 P 计）0.02（湖、库 0.01）0.1（湖、库 0.025）0.2（湖、库 0.05）0.3（湖、库 0.1）0.4（湖、库 0.2）9 总氮（湖、库，以 N 计）0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 10 铜 0.01 1.0 1.0 1.0 1.0 11 锌 0.05 1.0 1.0 2.0 2.0 12 氟化物 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 13 硒

15、0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 14 砷 0.05 0.05 0.05 0.1 0.1 15 汞 0.00005 0.00005 0.0001 0.001 0.001 16 镉 0.001 0.005 0.005 0.005 0.01 17 铬（六价）0.01 0.05 0.05 0.05 0.1 18 铅 0.01 0.01 0.05 0.05 0.1 19 氰化物 0.005 0.05 0.2 0.2 0.2 20 挥发物 0.002 0.002 0.005 0.01 0.1 21 石油类 0.05 0.05 0.05 0.5 1.0 22 阴离子表面活性剂 0.2 0.

16、2 0.2 0.3 0.3 23 硫化物 0.05 0.1 0.2 0.5 1.0 24 粪大肠菌群（个/L）200 2000 10000 20000 40000（2）采取的措施（2）采取的措施 针对污水排放部分指标超标问题，项目部经过多次试验研究，采用物理处理和化学处理结合方法进行处理，并不断的优化调整掺量，降低污水中有害物质含量，最终达到了污水排放国家标准限值要求。主要措施步骤如下：第一步：泥水分离处理 1）分离设备更换 根据现场泥质情况将前期使用的泥水分离设备离心机改用一种新型脱水设备HSDY 带式压滤机进行分离，到达连续处理、处理量大、运输方便、储存、噪音小、操作维修方便等要求，且压滤

17、后泥饼含水率较低。HSDY 带式压滤机见图 3。8 图 3 HSDY 带式压滤机图 2）分离药剂配制 分离药剂主要采用 PAM。PAM 分为阴离子，阳离子和非离子，根据分子量大小、纯度以及水解度不同，其絮凝效果也不同。因此，根据现场泥浆情况进行了大量的药剂配制，试配结果为 PAM 阳离子型效果较好。药剂配制情况见表 3、图 4。表 3 药剂配制情况表 序号 PAM 浓度（%）掺量（%）备注 1 阳离子 0.1 20 较好 2 阳离子 0.1 23 一般 3 阴离子 0.1 20 较差 4 阴离子 0.1 23 较差 5 非离子 0.1 23 一般 9 图 4 药剂配制情况图 2）压滤脱水控制

18、针对压滤脱水处理水质浑浊、泥饼含水率高情况，对混合管路进行了延长，合理的控制泥水进量与添加剂掺量比例，使泥水进量和压滤处理能力充分匹配，达到处理最佳效果，并根据泥水浓度情况不断的进行 PAM 掺量优化调整，必要时结合 PAC 一起使用。压滤脱水效果见图 5。10 图 5 压滤脱水效果图 第二步：污水有害物质处理（1）污水处理系统改造 1）根据现场情况对现有的工艺处理设备进行改造，在二、三级沉淀池内增加加药、搅拌的相应设备，以满足加药处理条件。2）将原三级沉淀池提供压滤机清洗用水改为蓄水池提供，确保压滤清洗用水更加清洁，达到更好的压滤效果。泥水处理系统改造见图 6、图 7。11 图 6 泥水处理

19、系统图（改造前）12 图 7 泥水处理系统图（改造后）（2）污水有害物质处理 1）首先在一级沉淀池内采用物理方法对污水进行分离处理，有效的防止污染部分与清洁部分相互干扰影响下一步处理效果。2）针对污水中有害物质指标石油的含量，在二级沉淀池内添加破乳剂（破乳剂见图 8），并均匀搅拌，降低污水中的油类有害物质含量，达到标准限值要求。13 图 8 破乳剂 3）依据三级沉淀池中污水有害物质氨氮指标的含量情况，选用去除氨氮效果较好的 SN-1 氨氮去除剂进行去除（氨氮去除剂见图 9），并进行掺量优化试验，以达到污水排放国家标准指标限值要求的最佳氨氮去除剂掺量。因氨氮含量的不同所需的氨氮去除剂不同，掺量过

20、高反而会导致氨氮指标增高。氨氮去除剂掺量优化试验见表 4。图 9 氨氮去除剂 14 表 4 氨氮去除剂掺量优化试验 名称 未掺前 氨氮含量（mg/L）掺量（%）去除后 氨氮含量（mg/L）标准限值（以N 计）备注 氨氮 去除剂 3.51 1.0 2.80 1.0 超标准限值 0.5 1.97 超标准限值 0.3 1.45 超标准限值 0.1 1.13 超标准限值 0.05 0.831 满足标准限值 四、四、处理效果处理效果 通过采用 HSDY 带式压滤机设备，添加 PAM、PAC 等药剂进行泥水分离处理，分离效果较好。选用添加破乳剂、氨氮去除剂等化学药剂对污水中的有害物质进行分级处理去除，并不

21、断的进行掺量优化，将超出标准的各项有害物质指标控制在国家标准污水排放指标限值范围内，到达了排入 GB3838类水域（类水域:主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区）国家标准污水排放要求，效果明显。水质合格检测报告见图 10。15 图 10 水质合格检测报告 五、存在问题及改进措施五、存在问题及改进措施 1、设备方面 存在问题：现有配套处理设备使用功能达不到全自动操作功能，设备操作繁琐，使用效率低，且对操作人员技能水平要求较高。16 改进措施：对配套处理设备功能进行全面改进，增加所需的配套处理设备的使用功能，达到使用功能自动化，操作简单化，以提高设备使用效率，提升泥浆分离处理能力，满足掘进施工泥浆处理的需求，减少泥浆外运，降低施工成本。2、人员方面 存在问题：设备操作人员技能水平不足及责任心不强，导致设备易损坏，使用效率低，人员投入多。改进措施：加强设备操作人员技能水平培训，通过“师带徒”等形式传授工作经验，帮助操作人员提高技能水平和责任心，从而保证人力资源的最佳配制，实现效率的最大化。3、污水排放方面 根据深圳市工程污水排放管理要求，严禁直接进行排放，需排入市政污水管网经污水处理厂专业处理后排放。经与深圳市水务集团沟通，不同意泥水处理厂污水排入市政污水管网内，因此，泥水厂污水无法进行排放。