湘江流域重金屬污染治理實施方案項目設(shè)計

湘江流域重金屬污染治理實施方案項目設(shè)計

0工業(yè)廢水和污水直排這條運河來自湖南省省會西北部的干燥湖泊。這是湘江的一級支流，流域面積約為11.8公里。該區(qū)域各工廠企業(yè)的工業(yè)廢水和部分生活污水通過該渠排入湘江,此渠一直是該區(qū)域工業(yè)廢水的主要承納水體,是該市最大的污染水源地。2011年,根據(jù)前期對底泥全面的本底值調(diào)查和實驗室小試結(jié)果,確定環(huán)保清淤、重力脫水和土工管袋脫水減容以及穩(wěn)定化固化處理底泥的技術(shù)路線,對該渠重金屬污染進行治理。1污染現(xiàn)狀1.1污水超標(biāo)率排污渠水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明(見表1),水中氨氮、懸浮物、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氟化物、揮發(fā)酚及總磷等7項超GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,超標(biāo)率分別為100%、75.0%、50.0%、50.0%、50.0%、25%和25%,氨氮超標(biāo)嚴(yán)重,最大超標(biāo)倍數(shù)為6.07倍。1.2重金屬濃度檢測該排污渠底泥監(jiān)測結(jié)果表明(見表2),排污渠沿程底泥均受到不同程度的重金屬污染,污染因子主要為Pb、Cd、Hg、As,污染深度在40~80cm。4060-1920段及1580-0段排污渠底泥浸出毒性檢測中重金屬濃度均未超過GB5085.3—2007《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》,為一般固廢;1920-1580段排污渠底泥浸出毒性檢測中重金屬濃度超過了GB5085.3—2007標(biāo)準(zhǔn),為危險廢物。2項目設(shè)計2.1環(huán)保清潔工程2.1.1分類治理河段及分段為了便于污染治理處理,排污渠底泥將根據(jù)現(xiàn)場踏勘場地的特點分為不同的河段進行治理。根據(jù)不同的河段水流條件、物理特性及污染情況,對該渠進行分段,如表3所示。本工程將該渠初步劃分為8個河段。2.1.2沙袋圍堰橫截面設(shè)置沙袋圍堰本工程分段隔離是指在每段河段的上游和下游兩端(分道和回流圍堰)橫穿整條河流的橫截面設(shè)置沙袋圍堰。為防止導(dǎo)流至下游的排污渠水體對河床的沖刷,在下游圍堰設(shè)置防沖刷設(shè)施。2.1.3底泥輸送與處置根據(jù)排污渠現(xiàn)場特點,渠內(nèi)底泥的清理將結(jié)合各段底泥性質(zhì)及渠區(qū)物理、土建結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同,在各個分段采取不同的清淤措施:一是將底泥挖掘后直接運往脫水場地進行處理;二是采用高壓水槍沖洗方式,將沖洗底泥管道直接輸送至脫水場地進行處理。圍堰后2880-2260段河段以及2020-1900段渠段采用人工清淤為主的方式,在極不利情況下采取高壓水槍沖洗為輔助手段。其他河段采用渠內(nèi)挖掘機進行清除底泥。本工程總挖掘底泥量為38360m3,施工工期按4個月計算,則挖掘機挖掘量為200m3/d。挖掘出的底泥由帶內(nèi)襯的車輛運送至脫水場地及底泥處理場地。人工挖掘輔助以高壓水槍沖洗泥量為4168m3,施工工期按1個月計算,則總需水量為2500m3。2.2土壤處理與處理工程2.2.1般固廢料底泥總量根據(jù)現(xiàn)場勘查取樣資料分析,確認含水率≥50%的底泥需經(jīng)脫水之后再進行穩(wěn)定化固化處理,而含水率<50%的底泥則可直接運往穩(wěn)定化固化處理場地。含水率≥50%的底泥脫水分為重力脫水及土工管袋脫水兩種方式,由不同的挖掘方式?jīng)Q定。具體處理量如下:需脫水底泥總量:25350.11m3,分為重力脫水和土工管袋脫水底泥兩部分,其中:重力脫水底泥量為20849.53m3,其中一般固廢中重度污染的底泥總量為3836.57m3,中度污染的底泥總量為16112.96m3;危險廢物底泥總量為900m3;土工管袋脫水底泥量為4500.58m3,其中重度污染的底泥總量為1918.29m3,中度污染的底泥總量為9837.33m3。1排水系統(tǒng)及駁岸設(shè)計為便于重力脫水的排水,場地構(gòu)建底部需有一定的排水坡度,坡度不小于2%,并在場地四周修建排水溝和集水井,排水溝寬0.4m,深0.6m,以收集場地內(nèi)污水。脫水平臺構(gòu)建如圖1所示。防滲系統(tǒng)設(shè)計:為避免場地內(nèi)的污水對周邊土壤以及地下水影響,對場地需采取防滲設(shè)計。防滲系統(tǒng)自上而下為:濾布—300mm碎石排水層—600g/m2聚丙烯長絲無紡布—2mm光面HDPE土工膜—600g/m2聚丙烯長絲無紡布—地基(圖2)。2管袋充填底泥充填系統(tǒng)脫水平臺構(gòu)建方式(圖3)和防滲系統(tǒng)設(shè)計見“重力脫水場地構(gòu)建”一節(jié),其中防滲系統(tǒng)設(shè)計時,需將濾布更換為土工管袋(圖4)。底泥通過管袋充填后,為加快污泥脫水速度,根據(jù)現(xiàn)場污泥特性,需加入脫水加速劑。底泥土工管袋+絮凝劑脫水處理規(guī)模為150m3/d。2.2.2固化/穩(wěn)定化處理底泥疏浚底泥若處理不當(dāng),可能會造成嚴(yán)重二次污染,固化/穩(wěn)定化技術(shù)已被證明屬于最佳實用技術(shù)之一,對環(huán)境保護和資源再利用具有重要意義,其中,水泥固化法經(jīng)濟、可行,作為一種比較成熟的危廢處置方法,已被世界多個國家采用。因此,本工程采用固化/穩(wěn)定化技術(shù)處理底泥,底泥總處理量為16080m3,處理規(guī)模為200m3/d。將挖掘出的底泥脫水后采用機械操作將底泥、穩(wěn)定劑和固化劑(水泥為主)混合均勻,使底泥中的重金屬污染物穩(wěn)定固化。1)粉煤灰+水泥處理底泥。根據(jù)蘇良湖等人的研究,利用粉煤灰-水泥體系固化/穩(wěn)定重金屬污染底泥,膠凝材料和底泥的質(zhì)量比為1.5∶1時,粉煤灰摻用量為33%。2)水泥+粉煤灰+DTCR穩(wěn)定劑。DTCR穩(wěn)定化藥劑處理底泥處理量為135m3,利用處理污染程度較輕的底泥設(shè)備對污染程度高的底泥進行處理。水泥與干泥的比重為0.6,粉煤灰替代水泥比為10%,穩(wěn)定劑DTCR投加量為1.6%。2.2.3污染廢水預(yù)處理本工程底泥穩(wěn)定固化后填埋是按照該市某工業(yè)區(qū)重金屬污染廢渣處理總體工程統(tǒng)一安排,一般固廢底泥在穩(wěn)定固化之后先進行暫存,等該地填埋場建成后再填埋;危廢底泥在穩(wěn)定固化后送危險廢物處置中心填埋場處置。2.2.4處理土壤底泥固化后將養(yǎng)護5d后再運送至填埋場進行填埋。處理后底泥膨脹率約為80%,填埋底泥量約為28944m3。2.3調(diào)節(jié)池+提升泵+蒸發(fā)池重力脫水、土工管袋脫水之后產(chǎn)生的廢水經(jīng)過排水溝、集水井收集之后進入調(diào)節(jié)池,再通過污水提升泵,將預(yù)沉的廢水提升至該市某冶煉廠污水處理廠,經(jīng)過處理達到GB88978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級標(biāo)準(zhǔn)后排入該區(qū)域工業(yè)廢水處理廠。2.3.1脫水產(chǎn)生污水量計算需脫水底泥總量為25350.11m3,含水率為88%,經(jīng)過重力脫水及土工管袋脫水之后,含水率按50%計,計算出脫水產(chǎn)生的污水量約22919m3。2.3.2潛污泵2臺1)調(diào)節(jié)池:L×B×H=12m×12m×2.5m,超高0.5m,有效容積392m3,每個場地建設(shè)一個。該市某冶煉廠上游脫水場地調(diào)節(jié)池中設(shè)置潛污泵2臺,型號50WQ15-8-0.75,流量為10m3/h,揚程為10m,功率為0.75kW。該市某冶煉廠污水廠下游脫水場地調(diào)節(jié)池中設(shè)置潛污泵兩臺,型號為50QW15-22-2.2,流量為50m3/h,揚程為22m,功率為2.2kW。2)移動式水處理設(shè)備:為保證污廢水進入該市某冶煉廠污水廠達到進水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),采用先進調(diào)節(jié)池再進移動式處理設(shè)備處理的方式,按最大日處理量,250m3污水的移動式水處理設(shè)備3