排水沟分类分级沉淀在散货堆场中的应用

赵秀慧，王 钊，祝 超

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）

引 言

伴随着城市领域地扩张，大量的硬化地面削弱了雨水的收集下渗，雨季降雨量大时内涝严重，防洪体系也十分严峻，同时城市绿色发展已成趋势。根据目前市价，绿化用水的价格是十分可观的，而雨污水收集处理设施仅仅投入了建设费用，雨水收集至排水沟经处理后用于洒水除尘及消防用水，达到水资源化利用的目的。

1 项目背景

通用散货堆场利用排水沟收集雨水进入雨污水处理设施处理是港口排水工程的主要方式，以往排水沟多采用钢筋混凝土结构，盖板选型采用钢筋混凝土或钢格板。排水沟埋设于堆场道路边缘，另一侧用雨水口收集。这样的形式会造成雨季时沉积的杂物等沉淀物堵塞，需要人力投入，费时费力，成本也大。由于水中所含煤粉、矿粉被污水处理设施全部收纳，需要依靠污水处理设施，加大了设备规模及负担。由此，开发新的排水沟，解决堵塞问题迫在眉睫。

2 案例分析

2.1 工程概况

天津港南疆港区某散货堆场。占地面积约为21.565万m2，东西向长762 m，南北向宽283 m，可堆存煤炭500万t/a，焦炭200万t/a，铁矿石150万t/a。堆场内主干路网为环形路网布置，宽度为7 m或15 m，堆场内部西侧布置煤炭堆场，东南侧布置焦炭堆场，东北角布置铁矿石堆场，西南角布置辅建设施及流机停放场地，辅建设施主要包括污水处理间及附属设施。

2.2 排水设计方案

1）存在的问题

传统散货堆场内设有较密的钢筋混凝土盖板排水沟，极易被流机碾压后损坏，造成流机行驶困难，降低了堆场装卸效率，本工程堆场内设有 28台单斗装载机，10台流动皮带机，590台/天运煤车，若在堆场内设置排水沟依然会存在上述问题。

2）排水沟系统设计

本工程利用堆场地面横向和纵向排水坡度排水，加大排水距离，将地面雨水排至绿化带和堆场中部道路上设置的排水沟内，从而大幅降低了堆场内排水沟密度，也降低了流机碾压沟盖板的概率。排水沟采用浅沟布置，同时为确保排水沟的雨水调节能力，排水沟的纵向坡度设定为1 ‰左右，排水单沟的宽度为0.5 m或0.6 m。

3）沉淀池布置

排水沟分段设置沉淀池，沉淀池宽度同排水沟，使排水沟的清淤工作由线性清淤改为点清淤，沉淀池位置选择在防风网、地磅坑及过路暗沟等流机难以通过的地方，从而减少工程造价和降低清淤难度。沉淀池为矩形断面，池底设置了一定距离的坡度。沉淀池的排出口的高度与沉淀池池底有一定的距离，沉淀池上设有供检修的人孔。

图1 沉淀池布置示意

雨季，散货堆场雨水经过排水沟分段沉淀池，经一定时间的初级沉淀、净化，其上清液可从沉淀池排出，沉淀池出水底部标高需高于沉泥区顶部标高，与接入沉淀池的池底标高保持一致，且对沉淀池定期清掏，减轻下一级处理设施的负荷的同时，防止大雨堵塞，减轻清掏的压力。

4）排水沟分类收集雨污水

堆场中部防风网将整个堆场划分为 3个区域，西侧及中部堆场以北布置煤炭堆场，东侧堆场以北布置矿石堆场，其余布置焦炭堆场。

为了便于煤、矿石的回收利用，本工程煤炭，矿石雨污水采用分开收集的方式。含矿雨污水采用钢筋混凝土盖板排水沟收集后，排至含矿污水处理设施处理，达标后回用。为了节省造价，堆场区含煤雨污水采用钢筋混凝土盖板排水沟及排水暗管相结合方式收集后，排至含煤污水处理设施处理，达标后回用。

本工程设三条排水主沟，一条排水单沟设于堆场北侧绿化带内，由立箅式排水沟分别收集含煤雨污水；一条排水双沟设于堆场中部分别收集含矿含煤雨污水；另一条排水双沟设置于堆场南侧绿化带内，由立箅式排水检查井收集含煤雨污水。每条排水沟采用浅沟与分段沉淀池相结合的方式。

图2 过路段排水双沟沉淀池示意

此外，排水双沟每隔100 m设置闸板，含矿含煤污水收集末端（污水处理池前端）设置闸板，待大暴雨时，含煤污水与含矿污水在双沟及进入污水处理池前可以进行切换，保证堆场不被雨水浸泡。

图3 排水双沟断面

图4 污水处理池前端闸板切换示意

5）污水处理设施

由于排水沟分段沉淀的沉淀池有一定的蓄水容积，雨污水处理设施内的调节池容积及设备处理负荷相比于以往工程排水沟末端的雨污水处理设施规模大大地减少了。

为了便于煤，矿石的回收利用，本工程新建含煤污水处理设施和含矿污水处理设施各一座，每座设施处理能力分别为 50 m3/h，连续工作16 h，处理水量为1 600 m³/d，用于处理堆场区含煤、含矿雨污水、辅建区及道路区冲洗污水和雨污水，还预留了码头区雨污水的处理能力。含煤、含矿污水处理设施主要包括集水池、预沉调节池、高效净水器、全自动过滤器、加药装置、消毒设备、清水池、污泥干化池、污水处理间等设施。

3 成果分析

过路排水沟暗沟部分兼做初级沉淀设施，可有效去除含煤含矿污水中的固体悬浮物的含量，池中的上清液进入下一级雨污水处理设施，有效减小排水末端污水处理的加药量的同时，减小污水处理设施的工作负荷，节约运行资源。

传统排水沟的清掏需要首先掀开厚重的盖板，再进行清掏，在排水沟较深处清掏难度很大，一般需要动用专用机械，耗时、耗能。分级沉淀排水系统能对排除散货堆场中的雨污水，不产生堵塞问题具有重要意义，沉积在排水沟内的煤尘、矿粉物等有机地清除，节省造价的同时减少了人力投入。分类收集排水方式能有效地收集不同的散货，达到资源化利用的效果。

4 结 语

排水沟分类分级沉淀应用于多种散货的堆场，突破了以往的雨污水排水及处理方式的系统，具有较好的社会效益及经济效益，符合当今社会“海绵城市”设计理念。