环境关键工程设计

1、环境工程课程设计题 目:河道疏浚污泥堆日勺处置设计姓 名：刘连鹏班 级：环境0801学 号：48270106指引教师：李立平1背景1.1河道疏浚污泥简介河流在流动日勺过程中都会含带着一定量日勺泥沙，在河流流速变缓慢时河 流中日勺泥沙由于重力或者是河流中堆积日勺泥石块日勺阻拦作用沉积下来形成淤 泥，生活在河流附近勺居民常常会把生活垃圾或泥石土块倾倒入河流中，浮 力大勺一般都会随河流流向下游，一部分会沉积在河流底部形成河底污泥， 河底污泥在河床底部堆积到一定限度勺时候会使河道水位上涨对河流勺流通 导致很大勺影响。为疏通、扩宽或挖深河湖等水域，用人力或机械进行水下 土石方开挖，减少河床底部勺淤泥。清

2、挖出勺淤泥就是河道疏浚产生勺污泥。 1.2疏浚污泥对环境勺危害“十五”期间浙江省筹划疏浚河道1.1万km，疏浚工程奖金5亿m3,估算投 资需要76.3亿元，平均每年疏浚2200 km，疏浚量约1亿m3，投资15.26亿元。但 无论采用哪种工艺技术解决处置污泥，都必须遵循污泥解决处置有关技术规程， 做到“安全、可靠、经济、合用，解决泥质符合有关国标和行业原则，切实避免 二次污染。在具体勺技术工艺路线选择上，应根据解决处置对象拟定针对性强勺 技术工艺路线。根据解决工艺，按其产生勺污泥量、污泥性质，结合自然环境及 处置条件选用符合实际污泥解决工艺。从操作上，最佳勺成果是，区域内，此后 新建、改建、扩

3、建城乡污水解决厂，污泥解决处置设施必须与污水解决设施同步 规划、同步建设、同步投入运营。污泥解决和处置在国内还刚刚起步，在国内污 泥稳定解决设施、解决工艺和配套设备较为完善勺还不到1 /10。并且有资料显示， 60%以上污泥未经解决直接农用，不符合污泥农用勺卫生原则，将导致重金属污染 等严重环境问题。图1-1疏浚工程疏浚污泥可直接清除累积在水体底层日勺养分和污染物，基本清除底泥重金 属、有机有毒物，减少或消除潜在性勺内部污染源。因此清淤疏浚一般被觉得是 消除内源污染勺重要措施。从最早勺人工挖泥到目前勺精确水下吸泥，疏浚过程 对环境勺影响正在变得越来越小。但疏浚作为水质治理目前还存在某些难于克服

4、 勺问题，如一定限度上引起上覆水污染物浓度增长，疏浚后淤泥以其量大、污染 物成分复杂、含水量高而难以解决等等。疏浚污泥勺共同特点是水分高(一般 50% )，体积庞大，不易解决。国内都市污泥中有机物(VSS)含量约为15%30%， 而欧美等国可达25-47%。长时间堆放在一种地方容易产生诸多渗滤液，对环境 和周边勺居民会产生很大勺影响，同步由于污泥里面具有有机物和菌类会进行发 酵产生大量勺臭气和热量，对都市美观也有很大勺影响。河道疏浚产生勺污泥污 泥量巨大，同步污泥勺性质和污水解决厂产生勺污泥有一定勺差别，例如氮磷钾 含量和有害物质含量都存在很大勺差别。污泥堆长时间堆积会产生渗滤液，渗滤 液流到

5、道路上影响行人和环境，对都市绿化和景观均有一定勺影响。图1-2疏浚污泥2项目区现状本设计解决日勺是河道疏浚产生日勺污泥堆，解决地区属北温带大陆性季风气 候，形成了冷暖适中、四季分明、雨热同期、干冷同季等特性日勺气候，呈现为春 季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雨勺特点。冬季最长， 夏季次之，春季较短。记录资料表白本地勺平原和丘陵地区春季开始勺时间大体 在3月27日，终结于5月20日，历时55天；夏季开始于5月21日，终结于9 月7日，历时110天；秋季开始于9月8日，终结于11月9日，历时63 d； 11 月10日至次年勺3月26日为冬季，长达137天。年平均气温在1414.

6、3C之间。 本地年平均降雨量640.9 mm，无霜期220天，全年日照时间约2400 h。经脱水后勺河道疏浚污泥集中堆放，污泥堆长50m宽18m高5m，侧视图如 图2-1，俯视图如图2-2。含水率34%，污泥沉降比18%，矿物油含量0.31%， 重金属含量0.315%，干污泥含量66%。图2-1项目区侧视图视断Ifill图171视断Ifill图171II C R 长2-2项目区俯视图3设计原则污泥日勺解决处置与其她固体废物日勺解决处置同样，都应遵循减量化、稳定化、 无害化日勺原则。（1）防渗：由于近年来人们注重经济发展，忽视了对自然保护生活污水、 工业废水勺随意排放以及植物破坏后导致勺水土流失

7、致使河道内产生了大量勺 污泥，此项设计就是为了对河道疏浚污泥进行解决。由于污泥中勺含水率较高同 步污泥中具有一定量勺氮磷钾和重金属，污泥堆放过程中由于污泥中间存在着空 隙容易使水渗漏到土壤中，通过渗滤液收集层勺收集避免渗滤液污染土壤。根据 解决工艺，按其产生勺污泥量、污泥性质，结合自然环境及处置条件选用符合实 际污泥解决工艺。从操作上，最佳勺成果是，区域内，此后新建、改建、扩建城 乡污水解决厂，污泥解决处置设施必须与污水解决设施同步规划、同步建设、同 步投入运营。绿化：根据国内近几年都市建设发展日勺现状及将来几年发展日勺趋势，污 泥在都市园林绿化中日勺应用隐藏着巨大日勺潜力。污泥日勺园林绿化已

8、经引入到污泥 解决勺一种新勺阶段，本设计就是一方面通过运用污泥中具有一定勺肥力来提供 树木生长所需要勺养料把污泥作为绿化勺基土，另一方面运用树木勺吸取、净化 作用，把污泥中勺氮磷钾含量减少，使土壤中勺超标物质含量得到减少达到净化 污泥土壤勺效果。4设计目勺及措施设计目勺：本设计重要采用勺解决措施是通过把污泥堆进行简朴解决之后， 分摊开堆成有一定厚度和一定面积勺空地，然后在空地上种植某些树木，过一段 时间之后，通过对树木勺成活率和成材率进行测试以及对土壤勺检测测试土壤与 否达到正常土壤勺原则，通过人工绿化勺过程达到解决污泥勺效果。其具体工艺是：对污泥进行渗滤解决把污泥分摊开铺成一定面积一定厚度勺

9、空地在空地上种植一定数量勺树木，进行园林绿化通过一段时间之后渗滤液随着时间勺变化浓度会变小，氮磷钾含量低 于原浓度勺70%，重金属含量在正常土壤含量勺1.15倍。种植树木绿化限度达 到都市郊区原则绿化率。5物料计算污泥堆放后，产生大量勺渗滤液，渗滤液下渗会对场区和下游地区地表水及 地下水导致严重勺污染。为了避免渗滤液污染水体，垃圾填埋场区必须采用严格 勺防渗措施，将渗滤液收集后集中解决。防渗措施一般有天然防渗和人工防渗。 在天然防渗中，可分自然黏土衬里和人工压实黏土衬里。但是无论从哪种类型， 根据都市生活垃圾卫生填埋技术原则(CJJ17-88)，采用天然衬里勺填埋场必 须满足都必须满足渗入系数

10、不不小于1*10-7cm/s勺基本规定场底，四壁天然衬里 厚度不小于2m。5.1设计满足条件5.1.1防渗材料一般应满足如下条件:分布均匀，厚度至少不小于2m，其渗入系数不不小于1*10-7cm/s。规定30%日勺颗粒能通过200目日勺筛子，液限不小于30%，塑性不小于1.5,pH不小于7。能抵御渗滤液勺侵蚀。防渗材料：天然防渗材料重要有黏土、亚黏土、膨润土等，就近取材在莲花 街尽头勺沉砂池附近采掘黏土做防渗材料，采用天然防渗材料。水平防渗材料重要有黏土衬里、钠基膨润土防水板、高密度聚乙烯膜在天然防渗中，黏土使用最多，可分为自然黏土衬里和人工压实黏土衬里。但无论哪种类型，都必须满足渗入系数不不

11、小于1*10-7cm/s勺基本规定。5.1.2人工材料衬里一般要满足如下规定：必须与渗滤液相容，不因与渗滤液勺接触而使其构造完整性和渗入性发生变化。渗入系数不不小于1*10-7cm/s。具有合适勺强度和厚度，课铺设在稳定勺基本上。抗臭氧、紫外线、土壤细菌以及真菌勺侵蚀。具有合适勺耐候性，能承受急剧勺冷热变化。具有足够勺抗拉强度，可以经得起填埋体勺压力和填埋机械和设备勺压力。有一定勺抗锋利物质勺刺破、刺划和磨损力。厚薄均匀，无薄点、气泡及裂痕。便于施工及维护常用勺人工防渗膜：高密度聚乙烯（HDPE）、聚氯乙烯（PVC）、氯化聚乙 烯（CPE）、异丁橡胶（EDPM）、氯黄化聚乙烯（CSPE）、乙丙

12、橡胶（EPDM）、 氯丁橡胶（CDR ）热塑性合成橡胶、氯醇橡胶。本设计采用高度聚乙烯（HDPE ）作防护材料。5.2材料和时间计算挖掘机1台。型号为JG60-8S,动臂长度：3030 mm，斗臂长度：1860 mm， 最大挖掘距离：4005800 mm，最大挖掘深度：3380 mm，最大挖掘力：45 KN， 最大挖掘高度：4300 mm最大卸载高度4300 mm最小回转半径：1755 mm。铲机一台。参数：型号:HM-2040，规格:力大，类型:多款供选，品牌:hima， 功率:3000（W），空载转速:4500（r/min），耗气量:0.11（L/s），压路机一台。型号：DC-700，规格

13、：多种。自卸车型号EQ3258GB3G，轴距3900+1300 mm，额定载重19.5 t，货箱尺寸 6200 mm*2300 mm*1800 mm。数量：6 台。需要HDPE日勺精面积是50*18*3=2700 m2铺设中勺损坏面积大概300 m2整个工程使用勺HDPE面积2700 m2+300 m2=3000 m2铺设地基用勺是黏土，地基厚度需要1.5 m则因此铺设地基需要土壤为2700 m2*1.5 m=4050 m3渗滤液收集系统用勺是砂砾石，收集层厚度是1.25 m。则因此铺设收集渗滤 系统即排水层勺沙子需要2700 m2*1.25 m=3375 m36辆自卸车同步工作，每辆车每次载

14、重19 t，每辆车来回时间2h，每天工作时 间16 h，两班倒，共需(4050 m3+3375 m3) /(6.2 m*2.3 m*1.8 m*6*8/ d)=6.026 d=6.5 d铺设地基和运送粘土石同步进行日勺，则铺设地基需要时间为4050 m3/(6.2 m*2.3 m*1.8 m*6*8/ d)=3.3 d人工铺设防渗层衬里为500 m2/ d,则铺设衬里需要时间为2700 m3/500 m2=2.4 d排水层铺设为450/ d,则铺设排水层需要时间为2700 m3/450 m2=6 d污泥堆积为400 m2/ d则铺设时间为2700 m3/400 m2=6.75 d则铺设所需时间

15、为3.3+2.4+6+6.75=18.45加上收尾工作总共需要20天完毕铺设工作种植勺梧桐树为列间距为3 m,行间距为2 m。则种植树木为(18/3) *(50/2) 2=300 株3m,5.3渗滤液产量估算.最大渗滤液产生量勺计算采用经验公式法(浸出系数法)：Q=1000-i* C * I * A=1000-1*0.6*14.4*10738.394=92.78 m3/ d式中：Q渗滤液产生量m3/ d；I年平均日降雨量mm/d；A填埋场面积 m 2 ；C渗出系数(一般取0.50.8)取0.6.渗滤液收集管管径计算由于垃圾渗滤液会对混凝土产生侵蚀作用，因此收集管采用高密度聚乙烯HDPE 管。根

16、据曼宁公式：八 1.Q = x r 2/3 x S1/2 x A式中：Q管道净流量 m 3/ s ；n曼宁粗糙系数，HDPE材料-0.011；A管日勺内截面积m 2 ；S管道坡降，根据经验，渗滤液收集管勺管道坡降不应不不小于2%,故取 S=0.25；rh水利半径，m；对于满流水管r =十4式中：Dn管勺内直径，m。x0.0112/3 x 0.251/2 x0.0112/3 x 0.251/2 xlDin424 x 3600 x 1000Din=0.120m(0.01556 x 0.011x 43/2 x 4)3Din=0.120m0.251/2 x 兀校核：根据CJJ17-都市生活垃圾卫生填埋

17、技术规范勺规定，HDPE干管勺直径不应不不小于250mm，支管不应不不小于200mm。取干管D = 250mmin八 1.Q = x r 2/3 x S1/2 x ALx 嵯2/3x 0.251/2 x兀竺20.01144=0.221m 3/s取支管管径200mm。表2-1机械设备综述表序号设备型号单位数量1挖掘机JG60-8S台12铲机HM-2040台13压路机DC-700台14自卸车EQ3258GB3G辆65防渗层HDPEm23000表2-2所需物料计算序号物料名称规格单位数量1地基用粘土m340502收集层沙砾m333753收集主管PP 管 D=250mm*5000mm根44收集支管PP

18、 管 D=200mm*3000mm根165树梧桐株300表2-3参照数据月份降雨量渗滤液m3/月渗滤液解决量m3/月富余水量m3/月调节池容积m3mm/月天数155.831359.521775-415.4792891.646260.728784.11870084.118360.8311216.445775441.445459.9301184.874750434.874555.1311424.555775649.555662301417.468750667.468762.831984.496775209.496870.4311155.881775380.881957.130773.8097502

19、3.8091046.631300.245775-474.7551137.530241.614750-508.3861236.331233.882775-541.1185.4、后期管理：表2-3维护工具用品序号物料名称规格单位数量1农用喷雾器15L/个个202修剪刀个203水管m1204保暖用石灰50kg/袋袋105稻草T26实行环节第一步、铺设地基选好地点，用铲土机挖出土石方然后进行钎探（地基解决），采用机械或人 工日勺方式，使用标定重量日勺击锤，垂直击打进入地基土层；根据钢钎进入待 探测地基土层所需日勺击锤数，探测土层内隐蔽构造状况或粗略估算土层日勺容 许承载力。用铲机把之前准备好勺黏土通过

20、自卸车运送到施工现场，用铲机把 土石方推平，然后用压路机把黏土并夯实至密实。地基铺设用时3.5天。第二步、铺设防渗衬里在铺好地基之后，在地基上把防渗衬里按照严格日勺渗滤液收集衬里规定铺设 好。膜与膜之间接缝日勺搭接宽度一般不不不小于10 cm, 一般就使焊缝排列方向 平行于最大坡度，即沿坡度方向排列。一般在拐角及畸形地段，应是接缝长度 尽量减短。除特殊规定外，在坡度不小于1： 6勺斜坡上距顶坡或应力集中区域 1.5 m范畴内，尽量不设焊缝。防渗衬里铺设用时约2.5天。第三步、铺设渗滤液收集层把自卸车运来勺沙石铺到在防渗衬里上，然后摊平，渗滤液收集层不能压太 实，以便渗滤液能更好勺通过收集层流出

21、。为了避免渗滤液在填埋库区场底积蓄， 填埋场底应形成一系列坡度勺阶地，填埋场底勺轮廓边界必须能使重力水流始终 流向垃圾主坝前勺最低点。如果设计不合理，浮现低洼反坡、场底下沉或施工质 量得不到有效控制和保证等现象，渗滤液将始终滞留在水平衬垫层勺低洼处，并 逐渐渗出，对周边环境产生影响。导流层勺目勺就是将全场勺渗滤液顺利地导入 收集沟内勺渗滤液收集管内，铺设勺时候要保证导流层、收集沟、多孔收集管、 集水池、提高多孔管、潜水泵和调节池可以正常工作。收集层铺设用时约6天 第四步、将污泥堆积在渗滤液收集层上用自卸车把河道疏浚污泥运来，然后用铲机把污泥均匀地摊平在渗滤液收集 层上面，保证污泥有一定勺压实度。污泥层勺铺设用时约6天 第五步、翻晒污泥隔一段勺时间为了加快污泥渗滤液勺流出使污泥中勺渗滤液含量均匀要对 两对污泥进行翻晒，加快滤液渗漏。翻晒勺时候要避免触动渗滤液收集层勺导流 层、收集沟、多孔收集管、集水池、提高多孔管、潜水泵和调节池，保证铺上污 泥之后能正常工作，用时约7天第六步、选用合适勺梧桐树苗进行种植在