摘要：龙滩水电站建设需用800多万m3混凝土，在砂石料加工冲洗过程中会产生大量生产废水，其净化处理是环境保护面临的一大难题。龙滩工程在麻村和大法坪2座砂石料加工系统中采用先进有效的处理技术对2300多万t生产废水进行了全面处理，做到了生产废水“零”排放，取得了良好的环保效果。本文重点介绍了麻村、大法坪生产废水处理系统的规划思路，剖析了存在的问题，并对其运行情况进行了对比分析，提出了建议。
关键词:龙滩水电站，生产废水处理，环境保护
龙滩水电站位于珠江流域红水河上游的广西壮族自治区境内，是一座以发电为主，兼有防洪、航运等综合利用效益的特大型水电工程。电站规划装机容量6300MW（一期工程4900 MW），水库正常蓄水位400m（一期工程375m）,年均发电量187亿kW.h（一期工程157亿kW.h）。工程于2001年7月1日开工建设， 2006年9月30日水库下闸蓄水，2007年5月21日首台机组并网发电，现已有4台机组投产发电，统计到2008年6月底，电站已累计发电95亿kW.h，开始发挥巨大的发电、防洪效益。
龙滩一期工程建设需800多万m3混凝土。由于工程地处灰岩地区，沿河天然砂石料极少，为解决庞大的砂石骨料需求，经设计人员地质勘察，在红水河下游距龙滩大坝约4km的一条小山沟内规划建设了麻村和大法坪2座砂石料场。
麻村砂石料加工系统担负着龙滩水电站左右岸岸坡处理及导流洞、地下厂房、升船机航运系统以及临建工程共计约160万m3混凝土所需骨料的生产任务，系统设计砂石料生产能力240t/h。麻村料场于2001年9月22日投入生产，目前仍在生产运行。
大法坪砂石料场主要担负着龙滩大坝和围堰工程642万m3混凝土所需的砂石骨料生产任务，是龙滩工程的主料场，规划生产砂石成品料1412万t，设计砂石料生产能力为2250 t/h，是当时世界水电建设史上已建最大的砂石系统。该砂石料场2002年7月开始建设，2004年1月10日投入生产，随着大坝一期工程建设完工， 2008年1月大法坪砂石系统完成生产任务停止运行。
在麻村、大法坪砂石料加工冲洗过程中预计会产生2000多万t生产废水，废水中的废渣总量超过100万m3，若不净化处理直接排入红水河，将造成严重的水土流失和江河污染，威胁下游天峨县城区约3万人的生活用水安全。而在建设过程中妥善处理和处置这一庞大数量的生产废水和废渣，无论是废水的处理技术还是处理能力都是水电工程环境保护面临的最大难题。
龙滩工程的项目业主龙滩水电开发有限公司高度重视工程环境保护工作，在工程建设初期即提出创建“绿色龙滩”的目标，为切实保护水环境，有效处理砂石加工系统的生产废水，在麻村、大法坪砂石加工系统建设过程中，遵循生产废水 “零”排放（即所有生产废水无直排、100%经过处理）的先进理念，同步规划建设了2座生产废水处理系统，采用先进的废水处理技术和设备，结合在生产实践中不断改进和完善，最终实现了对2366万t生产废水进行全面有效处理，基本做到了生产废水“零”排放，废渣处置总量达到159万m3，妥善解决了环境保护面临的最大难题，保护了江河水环境，取得了良好的环保效果，实现了公司创建“绿色龙滩”的目标。
1 麻村砂石加工系统生产废水解决方案
麻村砂石料加工采用机械破碎制砂工艺，为洗净砂石骨料中的泥土及石粉，系统的生产废水量达到500t/h，废水污染物主要是悬浮物、砂、石粉等,经现场检测生产高峰期其泥砂含量高达160kg/t,如果直接排入红水河，将造成严重的水土流失和江河污染，威胁下游天峨县城区约3万人的生活用水安全。为了保护红水河的水质，在麻村砂石加工系统内率先建设了一套基于幅流式沉淀压滤机脱水技术的生产废水处理系统（以下简称：“麻村处理系统”）。
麻村处理系统的设计目标为：“保护环境、回收利用废水及细砂”，达到生产废水 “零排放”。其生产废水处理工艺流程为：
麻村处理系统的废水沉淀池由2个直径为20m的幅流式沉淀池组成，经收集槽集中的生产废水经过细砂回收站、加絮凝剂后至沉淀池沉淀达到砂石加工生产用水标准后直接流入清水池，再由抽水泵抽至340.0m高程的生产调节水池循环重复利用；沉淀池沉淀的泥砂由渣浆泵打入设在270.0m高程平台上的2台箱式压滤机，经压滤机脱水干化，干化后的废渣由汽车运输到指定的龙滩沟渣场处置，分离出来的清水则流回清水池重复利用。
麻村处理系统无论从设计理念、建设方案到设备选型都是十分先进的。该系统2002年9月18日正式投入运行，一直严格按生产废水“零排放”进行控制，统计到2008年6月30日，共处理生产废水653.1万t，其中回收利用水量为424.5万t，占65.2%；回收细砂8.5万t；共处置废渣18.3万m3。经监测，生产废水中主要污染物的去除率达到99.92%，处理效果非常好。目前，该系统仍在运行中。
2 大法坪砂石加工系统生产废水解决方案
大法坪砂石加工系统的设计生产能力很大，在建设初期其生产废水处理仍规划采用幅流式沉淀压滤机脱水处理方式，共设计有直径D=40m的幅流式沉淀池4座，并配备XMZ1060/2000型箱式压滤机8台。但由于受建设场地的限制，主要设施只能布置在采石场的山脚下，爆破滚石对废水处理系统建筑物构成极大威胁，同时发现已投入运行的麻村处理系统运行管理费用很高。为了确保系统的安全运行及节约运行管理成本，经过认真调研与考察，最终决定采用生产废水沉淀处理池加劲马泵抽排处理方式（以下简称“劲马泵处理系统”）。
劲马泵处理系统是利用主料场山脚下不大的一块空地建成一座容量约20万m3的废水回收处理池，所有生产废水经集水沟收集到处理池内沉淀处理，清水流入1个4000m3的蓄水池内，由泵站抽至高位水池供砂石料冲洗重复利用，沉淀下来的细砂、石粉由1台意大利产300/60-VS型劲马泵经排料管抽送至2.3km外的龙滩沟1#尾矿库存储，泥渣中的水经尾矿库澄清后通过阶梯式排水斜井流入红水河。劲马泵处理系统在我国水电工程砂石系统中用于生产废水处理是首例。
劲马泵处理系统于2004年1月和大法坪砂石加工系统同步投入运行。经监测，虽然其主要污染物去除率＞95%满足环保要求，运行费用也较低，但很快就暴露出一个重大技术难题。由于龙滩大坝碾压混凝土连续高强度施工，大法坪砂石加工系统的生产废水由生产初期的300ｍ3/h逐步提高到2000ｍ3/h，而一台劲马泵的抽排能力最大为360ｍ3/h，而且生产废水中的石粉在沉淀池内沉淀后快速板结，劲马泵的抽排能力达不到设计要求，导致沉淀池内的废渣不能按设计抽送到尾矿库，整套系统生产废水的处理能力不能满足生产需要，沉淀池内的废渣集满后只能通过机械挖运处理，运行管理成本剧增，而且在汽车运输过程中对场内道路带来了二次污染，因此，必须进行系统扩容和改建。
由于大法坪系统的生产废水达到了2000ｍ3/h，若采取扩容方式至少需再增加4台劲马泵，仅设备一项就需增加投资3600余万元，关键问题是废水中的石粉快速板结后劲马泵的抽排能力大幅度降低，同时由于场地狭窄，已建成使用的废水回收处理池容纳不下3台以上劲马泵作业船同时作业，因此劲马泵扩容方案既不经济也无法实现。
经过工程技术人员对现场认真研究，建议大法坪砂石加工系统放弃生产废水劲马泵处理方式，改用尾矿库长距离沉淀处理方式（以下简称“尾矿库处理系统”）。该系统充分利用运送砂石成品料的长胶带隧洞修建一条长2.3ｋm的混凝土排水沟,将大法坪砂石加工系统所有的生产废水收集到龙滩沟1#、2#尾矿库，经过大于250 m的长距离沉淀处理，清水通过尾矿库内阶梯形斜井排入红水河，泥碴则沉淀在尾矿库内存储。其生产废水处理工艺流程为：
2005年1月开始系统改建，2005年4月1日投入运行，至2008年1月砂石料系统完成生产任务而停止使用，尾矿库处理系统共计运行34个月，共处理生产废水1333.3万t，处置废碴105.3万m3（其中1#尾矿库存储50.3万m3，2#尾矿库存储55万m3）。经监测，尾矿库处理系统生产废水中主要污染物的去除率＞95%，处理效果很好。该方案不但建设成本低，废水处理能力强，而且处理效果好，运行管理既经济又方便，完全能满足生产需要。
3 几种生产废水处理方式的经济效益对比分析
经调查，麻村、大法坪砂石料加工生产废水处理系统建设及运行管理费支出情况详见表1.
对比分析表1可以得出如下结论：
1．在生产废水处理费用方面，麻村处理系统生产废水的处理成本为4.07元/t，大法坪劲马泵处理系统为2.3元/t，大法坪尾矿库处理系统为0.48元/t。另外，大法坪生产废水系统经优化改建，最终采用尾矿库长距离沉淀处理方案，不仅比劲马泵扩容方案节约设备投资3600万元，还节约了运行管理费2234万元（1227.5万t×（2.3-0.48）元/t），可见，龙滩大法坪生产废水处理系统的改建方案是十分成功的，不但大幅度提高了系统处理能力，而且大幅度降低了生产运行成本。。
2．在生产废水处理能力方面，大法坪尾矿库处理系统的处理能力最大，几乎不受生产能力的限制；其次是麻村处理系统，为500t/h；最低为大法坪劲马泵处理系统，实际处理能力小于200t/h。
3．在生产废水处理效果方面，麻村处理系统的处理效果最好，达到99.92%；大法坪劲马泵处理系统和尾矿库处理系统的处理效果相当，均高于95%。
龙滩水电站麻村和大法坪生产废水处理系统投入运行以来，累计处理生产废水2366.3万t，回收利用水量458.1万t，回收利用细砂8.5万t，处置废渣159.3万m3，基本做到了生产废水“零”排放，环保成效十分显著。
4 几点建议
1.虽然大型水利水电工程在砂石料加工过程中会产生大量生产废水，但龙滩工程建设实践证明，只要结合工程实际，严格按照国家环境保护法律的要求，采取先进有效的生产废水处理措施，完全可以做到生产废水“零”排放，有效保护江河水质。
2.由于石灰岩岩性偏软，生产废水中含大量石粉在沉淀池内会快速板结，用劲马泵抽排效率会大幅度降低。因此，该种处理方式在灰岩或有类似岩性的地区不宜采用。龙滩在大法坪采用劲马泵处理生产废水失败，并造成较大的经济损失，应引起工程技术人员的高度重视。
3.尾矿库长距离沉淀处理方式在龙滩大法坪生产废水处理上取得成功。该种方式不但处理能力强，处理效果好；而且投资省，运行费用低，管理方便。设计人员在规划时若能再考虑增加清水回收系统，进一步提高水的重复利用率，将节约大量水资源，其系统优点将更加突出。
4.虽然麻村采用的幅流式沉淀压滤机脱水处理技术方案建设投资和运行成本相对较高，但其生产废水的处理效果最好，能节约大量水资源，在环境保护要求较高、水资源匮乏地区仍具有广泛推广使用的价值。
注：1、文中采用的麻村、大法坪运行管理的主要数据均由工程承包商提供。（龙滩水电）
