湘江流域重金属污染治理实施方案项目设计

湘江流域重金属污染治理实施方案项目设计

0工业废水和污水直排这条运河来自湖南省省会西北部的干燥湖泊。这是湘江的一级支流，流域面积约为11.8公里。该区域各工厂企业的工业废水和部分生活污水通过该渠排入湘江,此渠一直是该区域工业废水的主要承纳水体,是该市最大的污染水源地。2011年,根据前期对底泥全面的本底值调查和实验室小试结果,确定环保清淤、重力脱水和土工管袋脱水减容以及稳定化固化处理底泥的技术路线,对该渠重金属污染进行治理。1污染现状1.1污水超标率排污渠水质监测结果表明(见表1),水中氨氮、悬浮物、化学需氧量、生化需氧量、氟化物、挥发酚及总磷等7项超GB8978—1996《污水综合排放标准》,超标率分别为100%、75.0%、50.0%、50.0%、50.0%、25%和25%,氨氮超标严重,最大超标倍数为6.07倍。1.2重金属浓度检测该排污渠底泥监测结果表明(见表2),排污渠沿程底泥均受到不同程度的重金属污染,污染因子主要为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检测中重金属浓度均未超过GB5085.3—2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》,为一般固废;1920-1580段排污渠底泥浸出毒性检测中重金属浓度超过了GB5085.3—2007标准,为危险废物。2项目设计2.1环保清洁工程2.1.1分类治理河段及分段为了便于污染治理处理,排污渠底泥将根据现场踏勘场地的特点分为不同的河段进行治理。根据不同的河段水流条件、物理特性及污染情况,对该渠进行分段,如表3所示。本工程将该渠初步划分为8个河段。2.1.2沙袋围堰横截面设置沙袋围堰本工程分段隔离是指在每段河段的上游和下游两端(分道和回流围堰)横穿整条河流的横截面设置沙袋围堰。为防止导流至下游的排污渠水体对河床的冲刷,在下游围堰设置防冲刷设施。2.1.3底泥输送与处置根据排污渠现场特点,渠内底泥的清理将结合各段底泥性质及渠区物理、土建结构性质不同,在各个分段采取不同的清淤措施:一是将底泥挖掘后直接运往脱水场地进行处理;二是采用高压水枪冲洗方式,将冲洗底泥管道直接输送至脱水场地进行处理。围堰后2880-2260段河段以及2020-1900段渠段采用人工清淤为主的方式,在极不利情况下采取高压水枪冲洗为辅助手段。其他河段采用渠内挖掘机进行清除底泥。本工程总挖掘底泥量为38360m3,施工工期按4个月计算,则挖掘机挖掘量为200m3/d。挖掘出的底泥由带内衬的车辆运送至脱水场地及底泥处理场地。人工挖掘辅助以高压水枪冲洗泥量为4168m3,施工工期按1个月计算,则总需水量为2500m3。2.2土壤处理与处理工程2.2.1般固废料底泥总量根据现场勘查取样资料分析,确认含水率≥50%的底泥需经脱水之后再进行稳定化固化处理,而含水率<50%的底泥则可直接运往稳定化固化处理场地。含水率≥50%的底泥脱水分为重力脱水及土工管袋脱水两种方式,由不同的挖掘方式决定。具体处理量如下:需脱水底泥总量:25350.11m3,分为重力脱水和土工管袋脱水底泥两部分,其中:重力脱水底泥量为20849.53m3,其中一般固废中重度污染的底泥总量为3836.57m3,中度污染的底泥总量为16112.96m3;危险废物底泥总量为900m3;土工管袋脱水底泥量为4500.58m3,其中重度污染的底泥总量为1918.29m3,中度污染的底泥总量为9837.33m3。1排水系统及驳岸设计为便于重力脱水的排水,场地构建底部需有一定的排水坡度,坡度不小于2%,并在场地四周修建排水沟和集水井,排水沟宽0.4m,深0.6m,以收集场地内污水。脱水平台构建如图1所示。防渗系统设计:为避免场地内的污水对周边土壤以及地下水影响,对场地需采取防渗设计。防渗系统自上而下为:滤布—300mm碎石排水层—600g/m2聚丙烯长丝无纺布—2mm光面HDPE土工膜—600g/m2聚丙烯长丝无纺布—地基(图2)。2管袋充填底泥充填系统脱水平台构建方式(图3)和防渗系统设计见“重力脱水场地构建”一节,其中防渗系统设计时,需将滤布更换为土工管袋(图4)。底泥通过管袋充填后,为加快污泥脱水速度,根据现场污泥特性,需加入脱水加速剂。底泥土工管袋+絮凝剂脱水处理规模为150m3/d。2.2.2固化/稳定化处理底泥疏浚底泥若处理不当,可能会造成严重二次污染,固化/稳定化技术已被证明属于最佳实用技术之一,对环境保护和资源再利用具有重要意义,其中,水泥固化法经济、可行,作为一种比较成熟的危废处置方法,已被世界多个国家采用。因此,本工程采用固化/稳定化技术处理底泥,底泥总处理量为16080m3,处理规模为200m3/d。将挖掘出的底泥脱水后采用机械操作将底泥、稳定剂和固化剂(水泥为主)混合均匀,使底泥中的重金属污染物稳定固化。1)粉煤灰+水泥处理底泥。根据苏良湖等人的研究,利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥,胶凝材料和底泥的质量比为1.5∶1时,粉煤灰掺用量为33%。2)水泥+粉煤灰+DTCR稳定剂。DTCR稳定化药剂处理底泥处理量为135m3,利用处理污染程度较轻的底泥设备对污染程度高的底泥进行处理。水泥与干泥的比重为0.6,粉煤灰替代水泥比为10%,稳定剂DTCR投加量为1.6%。2.2.3污染废水预处理本工程底泥稳定固化后填埋是按照该市某工业区重金属污染废渣处理总体工程统一安排,一般固废底泥在稳定固化之后先进行暂存,等该地填埋场建成后再填埋;危废底泥在稳定固化后送危险废物处置中心填埋场处置。2.2.4处理土壤底泥固化后将养护5d后再运送至填埋场进行填埋。处理后底泥膨胀率约为80%,填埋底泥量约为28944m3。2.3调节池+提升泵+蒸发池重力脱水、土工管袋脱水之后产生的废水经过排水沟、集水井收集之后进入调节池,再通过污水提升泵,将预沉的废水提升至该市某冶炼厂污水处理厂,经过处理达到GB88978—1996《污水综合排放标准》中一级标准后排入该区域工业废水处理厂。2.3.1脱水产生污水量计算需脱水底泥总量为25350.11m3,含水率为88%,经过重力脱水及土工管袋脱水之后,含水率按50%计,计算出脱水产生的污水量约22919m3。2.3.2潜污泵2台1)调节池:L×B×H=12m×12m×2.5m,超高0.5m,有效容积392m3,每个场地建设一个。该市某冶炼厂上游脱水场地调节池中设置潜污泵2台,型号50WQ15-8-0.75,流量为10m3/h,扬程为10m,功率为0.75kW。该市某冶炼厂污水厂下游脱水场地调节池中设置潜污泵两台,型号为50QW15-22-2.2,流量为50m3/h,扬程为22m,功率为2.2kW。2)移动式水处理设备:为保证污废水进入该市某冶炼厂污水厂达到进水水质标准,采用先进调节池再进移动式处理设备处理的方式,按最大日处理量,250m3污水的移动式水处理设备3