摘要：龍灘水電站建設需用800多萬m3混凝土，在砂石料加工沖洗過程中會產生大量生產廢水，其凈化處理是環境保護面臨的一大難題。龍灘工程在麻村和大法坪2座砂石料加工系統中采用先進有效的處理技術對2300多萬t生產廢水進行了全面處理，做到了生產廢水“零”排放，取得了良好的環保效果。本文重點介紹了麻村、大法坪生產廢水處理系統的規劃思路，剖析了存在的問題，并對其運行情況進行了對比分析，提出了建議。
關鍵詞:龍灘水電站，生產廢水處理，環境保護
龍灘水電站位于珠江流域紅水河上游的廣西壯族自治區境內，是一座以發電為主，兼有防洪、航運等綜合利用效益的特大型水電工程。電站規劃裝機容量6300MW（一期工程4900 MW），水庫正常蓄水位400m（一期工程375m）,年均發電量187億kW.h（一期工程157億kW.h）。工程于2001年7月1日開工建設， 2006年9月30日水庫下閘蓄水，2007年5月21日首臺機組并網發電，現已有4臺機組投產發電，統計到2008年6月底，電站已累計發電95億kW.h，開始發揮巨大的發電、防洪效益。
龍灘一期工程建設需800多萬m3混凝土。由于工程地處灰巖地區，沿河天然砂石料極少，為解決龐大的砂石骨料需求，經設計人員地質勘察，在紅水河下游距龍灘大壩約4km的一條小山溝內規劃建設了麻村和大法坪2座砂石料場。
麻村砂石料加工系統擔負著龍灘水電站左右岸岸坡處理及導流洞、地下廠房、升船機航運系統以及臨建工程共計約160萬m3混凝土所需骨料的生產任務，系統設計砂石料生產能力240t/h。麻村料場于2001年9月22日投入生產，目前仍在生產運行。
大法坪砂石料場主要擔負著龍灘大壩和圍堰工程642萬m3混凝土所需的砂石骨料生產任務，是龍灘工程的主料場，規劃生產砂石成品料1412萬t，設計砂石料生產能力為2250 t/h，是當時世界水電建設史上已建最大的砂石系統。該砂石料場2002年7月開始建設，2004年1月10日投入生產，隨著大壩一期工程建設完工， 2008年1月大法坪砂石系統完成生產任務停止運行。
在麻村、大法坪砂石料加工沖洗過程中預計會產生2000多萬t生產廢水，廢水中的廢渣總量超過100萬m3，若不凈化處理直接排入紅水河，將造成嚴重的水土流失和江河污染，威脅下游天峨縣城區約3萬人的生活用水安全。而在建設過程中妥善處理和處置這一龐大數量的生產廢水和廢渣，無論是廢水的處理技術還是處理能力都是水電工程環境保護面臨的最大難題。
龍灘工程的項目業主龍灘水電開發有限公司高度重視工程環境保護工作，在工程建設初期即提出創建“綠色龍灘”的目標，為切實保護水環境，有效處理砂石加工系統的生產廢水，在麻村、大法坪砂石加工系統建設過程中，遵循生產廢水 “零”排放（即所有生產廢水無直排、100%經過處理）的先進理念，同步規劃建設了2座生產廢水處理系統，采用先進的廢水處理技術和設備，結合在生產實踐中不斷改進和完善，最終實現了對2366萬t生產廢水進行全面有效處理，基本做到了生產廢水“零”排放，廢渣處置總量達到159萬m3，妥善解決了環境保護面臨的最大難題，保護了江河水環境，取得了良好的環保效果，實現了公司創建“綠色龍灘”的目標。
1 麻村砂石加工系統生產廢水解決方案
麻村砂石料加工采用機械破碎制砂工藝，為洗凈砂石骨料中的泥土及石粉，系統的生產廢水量達到500t/h，廢水污染物主要是懸浮物、砂、石粉等,經現場檢測生產高峰期其泥砂含量高達160kg/t,如果直接排入紅水河，將造成嚴重的水土流失和江河污染，威脅下游天峨縣城區約3萬人的生活用水安全。為了保護紅水河的水質，在麻村砂石加工系統內率先建設了一套基于幅流式沉淀壓濾機脫水技術的生產廢水處理系統（以下簡稱：“麻村處理系統”）。
麻村處理系統的設計目標為：“保護環境、回收利用廢水及細砂”，達到生產廢水 “零排放”。其生產廢水處理工藝流程為：
麻村處理系統的廢水沉淀池由2個直徑為20m的幅流式沉淀池組成，經收集槽集中的生產廢水經過細砂回收站、加絮凝劑后至沉淀池沉淀達到砂石加工生產用水標準后直接流入清水池，再由抽水泵抽至340.0m高程的生產調節水池循環重復利用；沉淀池沉淀的泥砂由渣漿泵打入設在270.0m高程平臺上的2臺箱式壓濾機，經壓濾機脫水干化，干化后的廢渣由汽車運輸到指定的龍灘溝渣場處置，分離出來的清水則流回清水池重復利用。
麻村處理系統無論從設計理念、建設方案到設備選型都是十分先進的。該系統2002年9月18日正式投入運行，一直嚴格按生產廢水“零排放”進行控制，統計到2008年6月30日，共處理生產廢水653.1萬t，其中回收利用水量為424.5萬t，占65.2%；回收細砂8.5萬t；共處置廢渣18.3萬m3。經監測，生產廢水中主要污染物的去除率達到99.92%，處理效果非常好。目前，該系統仍在運行中。
2 大法坪砂石加工系統生產廢水解決方案
大法坪砂石加工系統的設計生產能力很大，在建設初期其生產廢水處理仍規劃采用幅流式沉淀壓濾機脫水處理方式，共設計有直徑D=40m的幅流式沉淀池4座，并配備XMZ1060/2000型箱式壓濾機8臺。但由于受建設場地的限制，主要設施只能布置在采石場的山腳下，爆破滾石對廢水處理系統建筑物構成極大威脅，同時發現已投入運行的麻村處理系統運行管理費用很高。為了確保系統的安全運行及節約運行管理成本，經過認真調研與考察，最終決定采用生產廢水沉淀處理池加勁馬泵抽排處理方式（以下簡稱“勁馬泵處理系統”）。
勁馬泵處理系統是利用主料場山腳下不大的一塊空地建成一座容量約20萬m3的廢水回收處理池，所有生產廢水經集水溝收集到處理池內沉淀處理，清水流入1個4000m3的蓄水池內，由泵站抽至高位水池供砂石料沖洗重復利用，沉淀下來的細砂、石粉由1臺意大利產300/60-VS型勁馬泵經排料管抽送至2.3km外的龍灘溝1#尾礦庫存儲，泥渣中的水經尾礦庫澄清后通過階梯式排水斜井流入紅水河。勁馬泵處理系統在我國水電工程砂石系統中用于生產廢水處理是首例。
勁馬泵處理系統于2004年1月和大法坪砂石加工系統同步投入運行。經監測，雖然其主要污染物去除率＞95%滿足環保要求，運行費用也較低，但很快就暴露出一個重大技術難題。由于龍灘大壩碾壓混凝土連續高強度施工，大法坪砂石加工系統的生產廢水由生產初期的300ｍ3/h逐步提高到2000ｍ3/h，而一臺勁馬泵的抽排能力最大為360ｍ3/h，而且生產廢水中的石粉在沉淀池內沉淀后快速板結，勁馬泵的抽排能力達不到設計要求，導致沉淀池內的廢渣不能按設計抽送到尾礦庫，整套系統生產廢水的處理能力不能滿足生產需要，沉淀池內的廢渣集滿后只能通過機械挖運處理，運行管理成本劇增，而且在汽車運輸過程中對場內道路帶來了二次污染，因此，必須進行系統擴容和改建。
由于大法坪系統的生產廢水達到了2000ｍ3/h，若采取擴容方式至少需再增加4臺勁馬泵，僅設備一項就需增加投資3600余萬元，關鍵問題是廢水中的石粉快速板結后勁馬泵的抽排能力大幅度降低，同時由于場地狹窄，已建成使用的廢水回收處理池容納不下3臺以上勁馬泵作業船同時作業，因此勁馬泵擴容方案既不經濟也無法實現。
經過工程技術人員對現場認真研究，建議大法坪砂石加工系統放棄生產廢水勁馬泵處理方式，改用尾礦庫長距離沉淀處理方式（以下簡稱“尾礦庫處理系統”）。該系統充分利用運送砂石成品料的長膠帶隧洞修建一條長2.3ｋm的混凝土排水溝,將大法坪砂石加工系統所有的生產廢水收集到龍灘溝1#、2#尾礦庫，經過大于250 m的長距離沉淀處理，清水通過尾礦庫內階梯形斜井排入紅水河，泥碴則沉淀在尾礦庫內存儲。其生產廢水處理工藝流程為：
2005年1月開始系統改建，2005年4月1日投入運行，至2008年1月砂石料系統完成生產任務而停止使用，尾礦庫處理系統共計運行34個月，共處理生產廢水1333.3萬t，處置廢碴105.3萬m3（其中1#尾礦庫存儲50.3萬m3，2#尾礦庫存儲55萬m3）。經監測，尾礦庫處理系統生產廢水中主要污染物的去除率＞95%，處理效果很好。該方案不但建設成本低，廢水處理能力強，而且處理效果好，運行管理既經濟又方便，完全能滿足生產需要。
3 幾種生產廢水處理方式的經濟效益對比分析
經調查，麻村、大法坪砂石料加工生產廢水處理系統建設及運行管理費支出情況詳見表1.
對比分析表1可以得出如下結論：
1．在生產廢水處理費用方面，麻村處理系統生產廢水的處理成本為4.07元/t，大法坪勁馬泵處理系統為2.3元/t，大法坪尾礦庫處理系統為0.48元/t。另外，大法坪生產廢水系統經優化改建，最終采用尾礦庫長距離沉淀處理方案，不僅比勁馬泵擴容方案節約設備投資3600萬元，還節約了運行管理費2234萬元（1227.5萬t×（2.3-0.48）元/t），可見，龍灘大法坪生產廢水處理系統的改建方案是十分成功的，不但大幅度提高了系統處理能力，而且大幅度降低了生產運行成本。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關技術文檔。
2．在生產廢水處理能力方面，大法坪尾礦庫處理系統的處理能力最大，幾乎不受生產能力的限制；其次是麻村處理系統，為500t/h；最低為大法坪勁馬泵處理系統，實際處理能力小于200t/h。
3．在生產廢水處理效果方面，麻村處理系統的處理效果最好，達到99.92%；大法坪勁馬泵處理系統和尾礦庫處理系統的處理效果相當，均高于95%。
龍灘水電站麻村和大法坪生產廢水處理系統投入運行以來，累計處理生產廢水2366.3萬t，回收利用水量458.1萬t，回收利用細砂8.5萬t，處置廢渣159.3萬m3，基本做到了生產廢水“零”排放，環保成效十分顯著。
4 幾點建議
1.雖然大型水利水電工程在砂石料加工過程中會產生大量生產廢水，但龍灘工程建設實踐證明，只要結合工程實際，嚴格按照國家環境保護法律的要求，采取先進有效的生產廢水處理措施，完全可以做到生產廢水“零”排放，有效保護江河水質。
2.由于石灰巖巖性偏軟，生產廢水中含大量石粉在沉淀池內會快速板結，用勁馬泵抽排效率會大幅度降低。因此，該種處理方式在灰巖或有類似巖性的地區不宜采用。龍灘在大法坪采用勁馬泵處理生產廢水失敗，并造成較大的經濟損失，應引起工程技術人員的高度重視。
3.尾礦庫長距離沉淀處理方式在龍灘大法坪生產廢水處理上取得成功。該種方式不但處理能力強，處理效果好；而且投資省，運行費用低，管理方便。設計人員在規劃時若能再考慮增加清水回收系統，進一步提高水的重復利用率，將節約大量水資源，其系統優點將更加突出。
4.雖然麻村采用的幅流式沉淀壓濾機脫水處理技術方案建設投資和運行成本相對較高，但其生產廢水的處理效果最好，能節約大量水資源，在環境保護要求較高、水資源匱乏地區仍具有廣泛推廣使用的價值。
注：1、文中采用的麻村、大法坪運行管理的主要數據均由工程承包商提供。（龍灘水電）
