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河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

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河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

目录

第1章 总论 .............................................................................................. 1

1.1 项目名称 ........................................................................................................ 1 1.2 项目建设地点................................................................................................. 1 1.3 建设单位......................................................................................................... 1 1.4 报告编制单位................................................................................................. 1 1.5 建设范围......................................................................................................... 1 1.6 主要经济指标................................................................................................. 2 1.7 总体工艺路线................................................................................................. 3 1.8 实施工期......................................................................................................... 4 1.9 编制依据及主要设计规范和标准................................................................. 4

1.9.1 编制原则.............................................................................................. 4 1.9.2 法律法规.............................................................................................. 4 1.9.3 采用的规范和标准.............................................................................. 4 1.9.4 相关规划、政策文件及基础资料等其他资料.................................. 5 1.10 研究结论与建议........................................................................................... 5

1.10.1 研究结论............................................................................................ 5 1.10.2 建议.................................................................................................... 6

第2章 项目背景 ...................................................................................... 7

2.1 项目区域位置................................................................................................. 7 2.2 环境污染背景................................................................................................. 8

2.2.1 区域性环境污染背景.......................................................................... 8 2.2.2 洋溪沟、龙须沟环境污染概况.......................................................... 9 2.3 项目所在地社会经济条件........................................................................... 10

2.3.1 某某市社会、经济发展现状............................................................ 10 2.3.2 某某区社会、经济发展现状............................................................ 10 2.3.3 龙须塘老工业区社会、经济发展现状............................................ 11 2.3.4 龙须塘工业区发展规划.................................................................... 12

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2.4 项目所在地自然条件................................................................................... 13

2.4.1 地形地貌............................................................................................ 13 2.4.2 气候.................................................................................................... 13 2.4.3 水文地质............................................................................................ 13 2.4.4 工程地质............................................................................................ 14 2.4.5 土壤类型............................................................................................ 14 2.4.6 植被情况............................................................................................ 14 2.4.7 自然灾害............................................................................................ 15 2.4.8 交通条件............................................................................................ 15 2.5 主要环境问题及项目建设必要性............................................................... 15

第3章 污染负荷、环境容量估算及污染现状调查 ............................ 18

3.1 污染负荷....................................................................................................... 18

3.1.1 工业污染源排放现状........................................................................ 18 3.1.2 生活污水排放.................................................................................... 19 3.1.3 农业污染排放.................................................................................... 21 3.2 环境容量核算............................................................................................... 22 3.3 洋溪沟、龙须沟污染调查........................................................................... 23

3.3.1 前期调查结果.................................................................................... 23 3.3.2 污染调查布点.................................................................................... 25 3.3.3 污染调查结果.................................................................................... 27 3.4 调查结论....................................................................................................... 37

第4章 综合治理项目思路、目标及工程量 ........................................ 38

4.1 污染综合治理总原则................................................................................... 38 4.2 区域整体治理思路与目标........................................................................... 38

4.2.1 区域整体治理思路............................................................................ 39 4.2.2 项目治理目标.................................................................................... 40 4.3 治理工程量................................................................................................... 41 4.4 环境污染治理进展....................................................................................... 44

II

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第5章 河道疏浚、河堤护砌及生态恢复方案设计 ............................ 52

5.1 河道疏浚方案设计....................................................................................... 52

5.1.1 清淤方案设计.................................................................................... 52 5.1.2 施工组织设计.................................................................................... 59 5.2 河堤护砌及绿化方案设计........................................................................... 63

5.2.1 河堤护砌方案.................................................................................... 63 5.2.2 绿化及生态工程................................................................................ 69 5.3 人工湿地示范工程方案设计....................................................................... 70

5.3.1 技术筛选............................................................................................ 71 5.3.2 处理参数............................................................................................ 76 5.3.3 选配方案............................................................................................ 76 5.3.4 后期管理............................................................................................ 79

第6章 底泥治理与污水处理方案设计 ................................................ 81

6.1 底泥脱水方案设计....................................................................................... 81

6.1.1 设计数据............................................................................................ 81 6.1.2 底泥脱水工艺比选............................................................................ 81 6.1.3 底泥干化场设计................................................................................ 83 6.1.4 主要设备及原料消耗........................................................................ 85 6.2 底泥安全处置方案....................................................................................... 85

6.2.1 受污染的淤泥来源及数量................................................................ 85 6.2.2 设计原则............................................................................................ 85 6.2.3 工艺方案比较.................................................................................... 86 6.3 底泥无害化处理方案................................................................................... 89

6.3.1 底泥重金属污染无害化处理方案.................................................... 89 6.3.2 底泥有机污染无害化处理方案........................................................ 93 6.3.3 底泥重金属、有机污染物无害化处理工艺.................................. 100 6.4 废水处理方案设计..................................................................................... 102

6.4.1 废水来源.......................................................................................... 102

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6.4.2 废水处理总体方案.......................................................................... 103 6.4.3 处理工艺的选择原则...................................................................... 104 6.4.4 处理工艺的选择.............................................................................. 104 6.4.5 处理工艺及其说明.......................................................................... 108 6.5 底泥处理施工组织设计............................................................................. 109

6.5.1 基本原则.......................................................................................... 109 6.5.2 治理总体技术路线.......................................................................... 109 6.5.3 物料平衡.......................................................................................... 110 6.5.4 治理场地布置图.............................................................................. 111 6.5.5 底泥运输、填埋.............................................................................. 113 6.5.6 治理过程监测.................................................................................. 114

第7章 环境保护及劳动保护 .............................................................. 115

7.1 项目实施过程中的环境影响及对策......................................................... 115

7.1.1 施工期大气环境影响分析和防治对策.......................................... 115 7.1.2 噪声环境影响分析及防治对策...................................................... 116 7.1.3 施工期水环境影响分析及防治对策.............................................. 117 7.1.4 施工期固体废弃物环境影响分析及防治对策.............................. 118 7.2 项目建成后的环境影响............................................................................. 118 7.3 劳动保护..................................................................................................... 119 7.4 卫生防护..................................................................................................... 119

7.4.1 个人安全防护.................................................................................. 119 7.4.2 安全卫生防护管理.......................................................................... 121

第8章 节能评估 .................................................................................. 123

8.1 项目能源消费种类、来源及消费量评估................................................. 123

8.1.1 项目使用能源种类的选用原则...................................................... 123 8.1.2 项目使用能源种类及数量.............................................................. 123 8.2 项目用能核算............................................................................................. 123 8.3 能效水平评估............................................................................................. 125

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8.4 节能措施评估............................................................................................. 125

8.4.1 项目节能措施概述.......................................................................... 125 8.4.2 单项节能工程.................................................................................. 125 8.4.3 节能措施效果评估.......................................................................... 127 8.4.4 节能措施经济性评估...................................................................... 128

第9章 项目组织管理 .......................................................................... 129

9.1 组织机构..................................................................................................... 129 9.2 项目资金管理............................................................................................. 129 9.3 项目实施进度计划..................................................................................... 129

第10章 招标计划 ................................................................................ 131

10.1 招标基本情况........................................................................................... 131 10.2 招标初步方案........................................................................................... 131

第11章 投资估算 ................................................................................. 133

11.1 估算范围 ................................................................................................... 133 11.2 编制依据 ................................................................................................... 133 11.3 投资估算 ................................................................................................... 134

第12章 效益分析 ................................................................................ 141

12.1 经济、社会效益分析............................................................................... 141 12.2 生态环境效益分析................................................................................... 141 12.3 社会评价结论........................................................................................... 141

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第1章 总论

1.1 项目名称

某某河道清淤疏浚综合治理项目

1.2 项目建设地点

某某市某某区龙须塘区域

1.3 建设单位

某某地产发展有限公司

1.4 报告编制单位

受某某地产发展有限公司的委托,由某某大学设计研究院有限公司进行本项目可行性研究报告的编制。

1.5 建设范围

对某某市某某区龙须塘区域龙须沟及洋溪沟约11.22km河段进行环境整治,其内容包括疏浚工程、河岸整治、人工湿地建设以及底泥治理工程。其中疏浚工程包括清淤、导流、围堰、脱水工程,生态景观恢复工程包括河岸进行整治、绿化,建设人工湿地。底泥治理工程包括底泥进行干化、稳定化(有机、重金属污染底泥),无害化处理后运送至某某市生活垃圾填埋场填埋处置。项目建设内容主要包括:

1、洋溪沟、龙须沟治理后实现雨污分流,龙须沟周边区域雨水汇入雨水管网,封堵周边企业沿沟排污口,企业污水处理达标后沿河道临时修建的污水管道排入整治河道的下游。(后期排入改扩建的龙须塘路、古塘路的排污管网,集中收集后送市政污水处理厂采用专业工艺进行处理达标排放(见区域规划));清理后的洋溪沟满足雨水排放、农业灌溉、排洪功能,并暂时作为周边企业达标排放废水的纳污水体,后期规划实现雨污分流,不断改善河道水质。

2、洋溪沟、龙须沟及支沟(起于兴隆路,止于战备路)的河道11.79万m3底泥进行清挖,建设河道堤防工程约13.6千米,正常水位以下护岸修建格宾挡墙,构建生态护坡;龙须沟区域结合道路建设条件和周边环境条件,修建涵洞约

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2.2千米;洋溪沟修建挡水河坝3座。洋溪沟入河口附近修建人工湿地面积2.74hm2。结合区域建设规划,后期考虑城市防洪要求,进行河道堤防加固和修建跨沟行人桥3座等。

4、建设5个临时底泥干化场地和1个底泥稳定化处理中心,建设规模满足11.79万m3淤泥干化、稳定化及渗滤液处理需求。使用稳定化技术对有机、重金属污染底泥进行处理,满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表1规定的限值后送至生活垃圾填埋场填埋,共需处理3.14万吨干化底泥。处理底泥干化、稳定化过程产生的污水3.72万吨,满足《污水综合排放标准》(GB8979-1996)一级标准限值后排放。

1.6 主要经济指标

对龙须沟及洋溪沟约共11.22km河段进行清淤;对洋溪沟、龙须沟沿岸河岸进行整治、修建护堤和绿化,修建人工湿地,面积2.74hm2;建设底泥干化及处理场地,对11.79万m3淤泥进行无害化处理;对污泥干化、无害化过程产生的渗滤液进行处理,需处理总量约为3.72万m3。

本项目估算总投资:29878.43万元,主要经济技术指标详见表1.1。

表 1.1主要经济技术指标表

序号 一 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 二 项目 项目主要工程量 河道清淤长度 底泥清淤量 河道堤防工程 涵洞工程 河道河坝 跨沟桥 底泥渗滤液处理 底泥填埋量 人工湿地 污水导流兼临时排污管 工程总投资 2

单位 km 万m3 km km 座 座 万m3 万m3 hm2 km 数量 11.22 11.79 13.6 2.20 3 3 3.72 2.86 2.74 5.225 河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

2.1 2.2 2.3 工程费用 工程建设其他费用 基本预备费 总投资 万元 万元 万元 万元 21189.82 5972.39 2716.22 29878.43 1.7 总体工艺路线

洋溪沟、龙须沟环境污染综合治理工程是一项综合性工程,涉及底泥清淤、淤泥安全处理及处置、渗滤液处理、河道生态景观整治、修建人工湿地等多方面的工程内容。其治理思路:完成河道河岸整理,河道全线清淤,河道淤泥集中安全处置;完善河堤岸的生态功能,提升河道防洪泄洪功能,打造良好的河道景观。

技术路线如图1.1所示:

图 1.1 洋溪沟、龙须沟清淤污染治理技术路线图

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1.8 实施工期

本工程施工总周期为7个月,日历日210天。

1.9 编制依据及主要设计规范和标准

1.9.1 编制原则

1)符合国家关于环境保护、水利工程的政策、法律、法规、规范和标准要求;

2)以实现河道底泥无害化,改善河道生态环境为总原则; 3)确保治理过程中产生的废水实现达标排放和底泥安全填埋;

4)合理设计,力求达到投资省、处理成本低、操作简单,做到社会效益、环境效益的统一。

1.9.2 法律法规

1)《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月26日中华人民共和国主席令第二十二号公布施行);

2)《中华人民共和国水污染防治法》(2008年2月28日修订);

3)《中华人民共和国水污染防治法实施细则》(2000年3月20日中华人民共和国国务院令第284号);

4)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(2004年12月29日修订); 5)《国家危险废物名录》(环发〔2008〕1号);

6)《某某省环境保护条例》(2002年3月29日某某省第九届人民代表大会常务委员会第二十八次会议第二次修正);

1.9.3 采用的规范和标准

1)《疏浚工程技术规范》 JTJ319-99; 2)《地表水环境质量标准》 GB3838-2002; 3)《污水综合排放标准》 GB8979-1996; 4)《恶臭污染物排放标准》 GB14554-2001; 5)《工业企业噪声控制设计规范》 GBJ87-85;

6)《建筑施工场界环境噪声排放标准》 GB12523-2011; 7)《土壤环境质量标准》 GB 15618-1995;

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8)《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008); 9)《危险废物鉴别标准》 GB5085.1~7-2007; 10)《危险废物贮存污染控制标准》 GB18597-2001; 11)《危险废物填埋污染控制标准》 GB18598-2001;

12)《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》 GB18599-2001; 13)《室外排水设计规范》 GB 50014-2006 ;

14)《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》 CECS 138-2002; 15)《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2010; 16)《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2010; 17)《砌体结构设计规范》 GB 50007-2011; 18)《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001;

19)《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918—2002 20)《人工湿地污水处理工程技术规范》 HJ 2005-2010

1.9.4 相关规划、政策文件及基础资料等其他资料

1)《某某省主要水系地表水环境功能区域》DB43/023-2005;

2)某某市洋溪沟、龙须沟段污染源普查资料(某某市环境保护监测站); 3)洋溪沟、龙须沟水质、底泥监测资料(某某市环境保护监测站); 4)《某某市城市总体规划(2012-2030)》;

5)《某某市龙须塘(洋溪沟、龙须沟)老工业区环境污染综合整治方案》(某某省环境科学研究院编制,2013年11月);

6)《某某资江生态科技城(龙须塘、洋溪桥片)产业发展规划与空间概念规划》(中山大学与某某省建筑设计院联合编制,2014年12月);

7)《某某市龙须塘洋溪沟、龙须沟清淤疏浚污染综合治理项目河道地形勘测测量报告》(某某省勘测设计院编制,2014年11月)。

1.10 研究结论与建议

1.10.1 研究结论

本项目的实施将清除洋溪沟及龙须沟重金属、有机污染物污染底泥量11.79万m3,改善河水水质,减轻排入资江的污染物污染负荷,改善资江水环境质量,

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确保下游城市饮用水源安全,对保护人民群众健康具有重要的现实意义;治理数十年的污染历史欠帐,使该地区回归自然生态具有深远的历史意义。本项目的建设是构建和谐社会,促进某某龙须塘区域、两沟流域及资江流域社会经济可持续发展的迫切需要。因此,本项目的建设是十分必要的。

本项目方案合理、工艺技术成熟,具有显著的环境效益和社会效益,项目可行,项目主要内容如下:

1)本项目采用导流的方式,局部地区考虑明渠导流和围堰截流的措施,实行分段清淤,方案合理,技术可行。

2)构建生态护坡,修建跨沟桥,修建涵洞及挡水坝,修建人工湿地。 3)本项目建设中清除的含砷、铅、镉等重金属物质及有机污染物的底泥采用固化/稳定化处理后满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表1标准送生活垃圾填埋场填埋处理。

4)本项目对施工过程中产生的废水进行处理,达到《污水综合排放标准》(GB8979-1996)一级标准后排放。

5)本项目总投资:29878.43万元。

1.10.2 建议

1)抓紧实施项目的前期工作,以利项目早日动工,尽早发挥项目的环境效益。

2)该项目工程量大,工期紧,建议有关部门通力合作,为项目完工而努力。 3)区域内暂时保留企业必须实现三废达标排放。

4)尽快依据城市规划,实施雨污分流管网建设及工业污水管建设,确保治理后的河道不再次受到污染,恢复两岸的生态环境。

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第2章 项目背景

2.1 项目区域位置

某某市龙须塘区域(洋溪沟、龙须沟)环境污染综合治理工程位于某某市某某区龙须塘工业区。龙须塘工业片区始建于上世纪60年代,位于双坡路以东、东大路以北、资江以南、洋溪沟至十井铺以西,涉及某某区龙须塘、兴隆两个街道办事处及城东、火车站两个乡,面积约15平方公里,辖区有大小企业近100家,以化工(医药)、机械、皮革、纺织为主,在某某市经济发展中占有重要地位。

图 2.1 龙须塘工业区规划区域位置示意图

洋溪沟、龙须沟位于某某市某某区龙须塘工业区域。洋溪沟发源于某某区火车站乡莲荷村,自东南向西北流经火车站乡的春风、白云等村和城东乡的洋溪村,沿途汇集几条小溪,全长约7公里,流域面积约11平方公里。龙须沟发源于某某区龙须塘办事处龙须塘社区,沿老207国道(龙须塘路)自西向东于战备路口再向北,经龙须塘办事处的珠溪、白云、洋溪等社区,穿过某某市主要医药、化

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工产业区,全长5公里,流域面积约6平方公里,于某某区城东乡洋溪桥与洋溪沟汇合,向东北流入资江。

图 2.2 洋溪沟、龙须沟整治河段分布图

2.2 环境污染背景

2.2.1 区域性环境污染背景

1、某某市及某某区环境污染概况

近年来,某某市政府紧扣生态文明建设主线,狠抓日常监管、环境整治、污染减排、生态创建和能力建设等重点工作,取得了较好成效,全市环境质量总体在改善。全市区域内空气中可吸入颗粒、二氧化氮和二氧化硫日均值和年平均浓度值均符合《环境空气质量标准》二级标准。2013年全年工业废水废水排放总量为9135.06万吨,其中化学需氧量排放量为11030.20吨。全市生活污水排放总量为14684.75万吨,生活污水中化学需氧量排放量40228.56吨。全市建成11个污水处理厂并投入运行,年内新增削减化学需氧量351.36吨。

某某区以机械制造业、农副产品加工业、化学工业、造纸业四大为支柱产业,很多企业生产历史悠久,工艺落后,管理不善,存在超标排放的情况,给该片区

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环境造成较大污染。而该片区紧靠资江,两岸景观秀美,还有资江市区段面积最大的洲地——谷洲,生态基础较好;由于该片老工业区的存在,加之部分企业发展陷入低谷,甚至处于长期停产状态,厂容厂貌破败不堪,污染治理设施严重不足且落后,无法实施清洁生产,导致部分企业长期超标排放。目前,该片区城市建设明显滞后,显得满目疮痍,与周边地区相比,日显衰落,甚至每况愈下,与市政府近年着力打造山水园林城市的要求相距甚远。

2、龙须塘工业区环境污染概况

1965年,某某被国家划定为“三线”建设重点地区,龙须塘片区凭借其优越的水路交通优势而成为了全市重要的工业基地和产业集中区。龙须塘是以化工(农药、医药)、造纸、建材、纺织为主的工业区,在某某市经济发展中占有重要地位。但由于受认识水平、技术条件、资金不足等诸多历史和现实因素的限制,投入环境治理的经费极其有限,基础设施匮乏,工艺落后,环境保护欠账较多。工业企业长期粗放式生产对当地的环境造成污染,致使该区域成了某某典型的“三废俱全”、“三废俱兴”的区域,给某某的可持续发展留下了严重隐患。同时上世纪90年代以来受“有水快流”思想的影响,加之环境监管跟不上,区域内为数众多的小化工、涉重金属企业如雨后春笋般发展迅速,这些企业基本沿袭粗放式发展模式,部分企业排放含各种污染物的工业废水、废渣、废气,造成了区域较严重的环境污染。严重的环境污染是制约龙须塘老工业区搬迁、升级改造的主要因素。

由于某某市某某区大多数污染物排放企业集中在龙须塘工业区,虽然随着市场的变化和产业结构的调整,部分企业已破产、改制或转产;但尚存的企业中大部分污染治理设施不完善,废水未能实现达标排放,污染严重,再加上多年的污染积累,环境安全隐患大。

2.2.2 洋溪沟、龙须沟环境污染概况

洋溪沟、龙须沟原为当地农灌、雨水和溪水沟,由于沿途无市政排污管网,两条沟渠成了龙须塘区域众多工业企业(曾有60多家企业)的排污沟,沿岸居民产生的生活污水、畜禽养殖废水也直接排入两条沟中,甚至生活垃圾也被随意倾倒入沟中。大量的工业、生活废水、固废排放到两条沟,造成目前洋溪沟、龙须沟水体、底泥污染严重,水体为劣V类水,水体和底泥均出现NH3-N、COD

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以及As、Cr、Cd、Cu、Zn等重金属污染物以及酚类、多环芳烃、挥发性有机物等有机污染物。河流两岸破败不堪,加之河流坡降较缓,河道淤积,不仅破坏了区内生态环境,响沿途居民生产、生活用水,对沿线居民身体健康产生恶劣影响。而且洋溪沟、龙须沟的水直接汇入资江,对资江存在较大的环境风险。

2.3 项目所在地社会经济条件

2.3.1 某某市社会、经济发展现状

某某位于某某省西南部,南接广西壮族自治区桂林市。总面积20829平方公里,全市辖3个市辖区、7个县、1个自治县,代管1个县级市,2010年全市常住人口约为700万人。截止2011年10月某某市已发现矿产资源六类,占全省已发现矿种的61.67%,滑石保有资源储量居全省第一,硫铁矿、石膏居全省第二,锰、锌居全省第三位,保有矿产资源储量潜在经济价值达3128.24亿元。截止2011年10月某某土地总面积3121.95万亩,其中山地、丘陵、岗地面积2719.25万亩,有耕地594.7万亩,已初步建成粮油、果蔬茶、中药材、烤烟、牲猪、奶牛、林竹等七大农业骨干产业。某某是某某省四大重点林区市之一,林地面积1950万亩,森林覆盖率达到57.55%,森林蓄积量达6063万立方米。2013年全市完成地区生产总值1130.04亿元。其中第一产业完成增加值254.89亿元,第二产业完成增加值439.5亿元,第三产业完成增加值435.65亿元。三个产业结构为22.5:38.9:38.6。按常住人口计算,全市人均GDP 15727元。

2.3.2 某某区社会、经济发展现状

某某区位于某某市区东部,东邻邵东县、东北部连接新邵县,西南与大祥区一衣带水,以邵水为界;西北与北塔区隔江相望,以资江为界。某某区总面积139.6平方公里,辖6个乡(镇)、6个街道办事处,居住着汉、回等19个民族,总人口30万。

某某区是某某市的东大门,基础设施完善,配套功能齐全;区内交通发达,某某火车北站(货运)、汽车东站坐落境内。320与207国道穿境而过,沪昆、衡邵高速公路和洛湛铁路开通后进一步巩固了某某区的交通枢纽地位。某某区距省会长沙黄花国际机场250余公里,离洛湛铁路某某南站(客运)仅2公里,有至长沙、上海、广州、武汉、南宁、郑州等地的直达旅客列车。

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某某区是某某市区现代工业的发源地,一直是全市重点发展的区域,基础设施相对较好,是全市重要的工商业发展基地。近年来工业规模经济发展迅速,主导行业不断调整、壮大,高新技术产品增加值稳步增长。2011年GDP为81.75亿元,城镇居民可支配收入13002元,农民人均收入10812元。

某某区市场繁荣、商贾云集,是市区的商贸中心和邵东——市区——新邵金三角“民营经济走廊”的重要组成部分。全区有个体工商户1.2万余户,电器、汽配、布匹、服装、副食、农资、建材等行业的20家专业批零市场,形成了联结城乡的网络型市场结构。其中湘运市场、日恒电器城、湘桂黔建材城、某某布市、三眼井综合市场、大汉步行街等正在向全省乃至全国文明市场迈进。主要工业产品有:混凝土搅拌车、粘胶短丝、硝酸铵、高锰酸钾、硫酸、液压泵、水轮发电机、猪皮革、牛皮革、绝缘纸板、煤炭机械、汽车配件、纸张、兽药、化肥、复合肥、烤中猪、冰鲜肉、植物油、豆制品、锂离子电池设备、铅酸电池设备、安全帽、五金工具、棉布、纺织品、水泵、竹菜板、甾体激素、假发、饲料等,已形成了机械制造业、农副产品加工业、医药化工业、造纸业等支柱产业。农业正从单一型的小农生产逐步向综合开发的现代高效农业发展。

2.3.3 龙须塘老工业区社会、经济发展现状

龙须塘(洋溪沟、龙须沟)老工业区坐落于某某市某某区东北部。龙须塘区域涉及某某区两乡两办,原207、320国道及战备路交汇于此,紧邻某某火车北站,市区铁路专用线几乎全部坐落该区域,经济基础较好,特别是区域西部地区,自上世纪六十年代末起步,经过几十年的发展,逐步成为全市重要的工业区。国民经济发展情况是:①火车站乡年GDP为46510万元(工业22807万元,农业8168万元);②城东乡年GDP为5亿元(工业18112万元,农业5237万元),③龙须塘办事处年GDP为8.4亿元(工业50213万元);④兴隆办事处年GDP为14亿元(工业123903万元)。

龙须塘工业区自上世纪60年代建设,几经调整,逐步形成了以化工(医药)、机械、皮革、纺织为主的工业区,一直在某某市经济发展中占有重要地位。

造纸行业:主要有某某市宝东纸业有限公司,年产书写纸、砂管纸1万吨;某某区利航造纸厂,年产卫生纸1万吨。

化工医药行业:主要有某某宝兴科肥有限公司,年产12万吨硝酸铵系列产

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品;某某市海纳兴业化工有限公司,年产硫酸10万吨;某某玉新制药有限公司,年产非那雄胺2吨、色谱龙2吨、醋酸诺孕酮等;某某中南制药有限公司,年产五氟利多0.5吨、奥拉米特1吨等;某某市富华化工厂,年产高锰酸钾4000吨;某某市中星颜料年产铬黄3000吨;某某市彩练颜料有限公司,年产铁红、铁绿700吨;某某市天堂化工助剂有限公司,年产皮革脱脂剂2万吨;某某群星电源有限公司,年产矿灯25000只、机车电池30000只;某某区海天化工厂,年产四氢呋喃、乙腈500吨;某某市某某区化工原料厂,年产DDQ20吨。

皮革行业:某某立得皮革有限公司于2003年整体收购某某市制革厂,主要产品为牛皮革和猪皮革。立得皮革每天废水产生量约400t,其中含铬废水外排量约100t/d,其它废水外排量300t/d。

化纤行业:某某合力化纤年产化纤7000吨,现正与某某金鹰集团合资成立某某纯木纺公司,拟建设4.5万吨/年粘胶短纤维生产线。

热电行业:某某合力热电有限责任公司,3台110吨锅炉、电力装机3万千瓦。

洗涤行业:主要有某某市小白豚、玉兔、宇龙等洗涤公司。另外还有某某市福利精洗煤厂等企业。

食品行业:主要有某某浩天米业、某某市宝庆食品研究所、某某市鸿龙长食品厂、某某市康欣食品厂、某某区长江食品厂、某某区久久食品厂、某某区永旺食品厂、罗小成豆腐厂、胡顺发豆腐厂等生产豆腐卤制品企业。

污水处理行业:某某市(洋溪桥)污水处理厂,一期工程处理城市生活污水10万吨/日已投产,二期工程规划增加处理污水能力10万吨/日。

2.3.4 龙须塘工业区发展规划

根据《某某市龙须塘老工业区整体搬迁改造实施方案》(2013-2022年),该片区范围为:北面从资江南岸某某公园北侧的某某路始,沿资江绕半岛至古塘及战备路十井铺,南面沿东大路至双坡岭沿双坡北路至龙须塘沿塔北路至某某路,总占地面积4.9平方公里,人口6万,是某某市传统的旧城老工业区。

龙须塘工业区重点实施“工业强区、三产富区”战略。充分发挥龙须塘工业区作为某某市老工业基地的优势,以装备制造业、化学产业、农副产品加工业三大支柱产业为重点,以项目建设为载体,以工业园区为平台,以科技创新为支撑,

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促进产业集群发展,拉长拓宽产业链条,走出一条技术含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化、可持续发展的路子。龙须塘工业区环境污染综合整治工程作为某某市重点环保工程,将作为现阶段工业园区头等大事来抓。

2.4 项目所在地自然条件

某某市某某区地处某某省西南,某某市东北部,北望新邵,东邻邵东,西北与北塔区隔江相望,以资江为界,因宝庆名景“双江秋月”点缀其间而得名。地理坐标:介于东经111°27′31″~111°37′25″,北纬27°11′41″~27°18′26″之间。

2.4.1 地形地貌

某某境内系江南丘陵向云贵高原过度地带,南岭山脉绵亘南境,雪峰山脉耸峙西、北,衡邵丘陵盆地展布中、东部。整个地势西南高而东北低,顺势向中、东部倾斜,呈东北向敞口的筲箕形。最高峰为城步苗族自治县东部二宝顶,海拔2021米;最低处是邵东县崇山铺乡珍龙村测水岸边,海拔仅125米,地势比降为10.25‰。某某区属衡邵丘陵盆地,丘岗起伏,地势平缓,最高海拔322.4米(渡头桥镇鸡笼村小东山),最低海拔204米(小江湖办事处小江湖居委会江河中沙洲)。

2.4.2 气候

某某市地处亚热带,属典型中亚热带湿润季风气候。受季风环流影响,气候季节差异较大,四季分明,春季湿润多雨,冷暖变化无常;夏季晴热多雨,蒸发量较大;秋高气爽,晴朗少雨,昼夜温差大;冬季寒冷干燥,有霜、雪和冰冻。全市年平均气温16.1~17.1℃,市境内全年日照时数为1350~1670小时。年均降雨量1326毫米,年无霜期239-314天。自2011-01-01到2014-11-01统计某某历史天气,某某共出现天气情况:雨503天,多云466天,晴300天,阴43天,雪31天。风向情况:北风620天,南风361天,无持续风向210天,西北风32天,南风~北风26天,北风~南风25天,东风15天。

2.4.3 水文地质

区内地表水情况:某某地区陆地面积占90.84%,水域占9.16%。某某区位于资江、邵水交汇处,水源丰富,大小河流纵横其间,有水库15座,存水量450

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万立方米,其中小(一)水库3座,小(二)型水库12座。龙须塘工业区西邻资江。资水流域多年平均降水量为1483.3毫米。区域内最大月降水量一般出现在5月或6月,最小月降水量一般出现在12月或1月,汛期(4~9月)降水量占全年的67.3%。多年平均水面蒸发量约700毫米。资水流域汛期暴雨频繁,暴雨次数以5~6月最多,但极值多发生在7~8月间。资水流域多年平均径流量252亿立方米,年内分配与降雨季节变化相应。

区内地下水情况:区内地下水分以碳酸盐岩类裂隙溶洞水分布最广。某某市共有雨溪桥-火车站富水块段、工业街食品厂富水块段、渔溪桥-酿溪镇富水块段、某某市(孔隙水)富水地段、高崇山-洪桥富水地段、泉塘井富水地段等6个富水块段。其中雨溪桥-火车站(某某区)富水块段,面积42.80km2,为覆盖型岩溶水,是区内最重要的富水块段,现已开发利用地下水资源为12938.0m3/d,潜力大。

2.4.4 工程地质

某某区地震动峰值加速度均为0.05g,抗震设防烈度为六度。某某市城区的地层出露不全,从上古生界泥盆系上统佘田桥组到新生界第四系全新统地层中,缺失了三叠系中上统、侏罗系及第三系。其中以泥盆系、石炭系地层分布最广。岩性以碳酸盐岩为主,碎屑岩次之。碎屑岩中又以红色碎屑岩为主,灰砾岩次之。第四系零星分布于资水及其支流两岸。区内构造总体走向为北东、北北东向。

2.4.5 土壤类型

区域内成土母质以砂岩、石灰岩为主,另有少量第四纪红色粘土、紫色砂岩、近代河流冲积物等。海拔300米以下为红壤,海拔300米以上为黄壤,沿河岸边有少量潮土,土层厚度一般在60-100厘米之间。在河溪两岸的冲积谷地、山冲、盆地、阳光充足,灌溉便利,透水性好,经过人工长期耕种,形成了肥力较高的水稻土。

2.4.6 植被情况

某某是某某四大林区之一,用材林树种以杉木、马尾松和阔叶用材林为大宗,楠竹、油茶、油桐、漆树、板栗、乌桕、白蜡树、山苍子树等成片分布。1990年,全市林地面积为1588. 89万亩,活立木总蓄积量达2843万立方米,森林覆

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盖率为42. 7%。草山草场有114. 04万亩,连片分布10万亩以上的有城步南山、十万古田和新宁黄金3 处,1~10万亩的有56处。城步苗族自治县西南境是江南有名的山地草原区,其中八十里大南山,总面积23万亩,已建设成为中国南方最大的现代化山地牧场,是全省的种畜牧草良种繁育基地和奶肉牛商品基地。

2.4.7 自然灾害

某某区是某某省自然灾害易发区域之一,灾害种类较多,发生频率较高,且随着全球气候变暖、人类活动范围和强度的加大,面临的灾害威胁也将增大。主要灾害有三种。一是洪灾和旱灾:由于地处衡邵干旱走廊,我市历来是“十年九旱”,2012年全市大范围、长时间遭受旱魔侵袭。而某某区又临近资江,易发生洪涝灾害。由强降雨引发的泥石流、山体滑坡等灾害也频繁发生。灾害发生的时段在4月至8月。二是火灾:过密的人为活动使某某区成为森林火灾高发区,据统计2007~2009年,共发生森林火灾103次,过火面积325.6公顷,受灾森林面积254.8公顷。三是虫灾:随着经济发展,物流频繁,林业外来有害生物对森林资源的威胁也日益加大,根据监测调查统计,“十一·五”期间森林成灾面积53.4公顷。

2.4.8 交通条件

某某区基本设施完善,交通便利,城区干道纵横交错,境内有沪昆、邵衡高速公路、洛湛铁路,又有320、207国道穿境而过,是湘西南地区的交通枢纽地带。

2.5 主要环境问题及项目建设必要性

龙须塘工业区从60年代兴起,是以化工(农药、医药)、造纸、建材、纺织为主的工业区,受认识水平、技术条件、资金不足等诸多历史和现实因素的限制,投入环境治理的经费极其有限,基础设施匮乏,工艺落后,环境保护欠账较多。同时一些企业环保意识淡薄,内部环境保护措施不到位,偷排、超标排放等违法行为时有发生。洋溪沟、龙须沟原为当地农灌、雨水沟,由于沿途无市政排污管网,两条沟渠成了龙须塘区域众多工业企业的排污沟,沿岸居民产生的生活污水、畜禽养殖废水也直接排入两条沟中,甚至生活垃圾也被随意倾倒入沟中。目前,洋溪沟、龙须沟存在如下几个环境问题亟待解决。

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1、水体及底泥受污染,威胁当地居民身体健康,破坏当地生态环境 洋溪沟、龙须沟自然流量小,水体多为生产、生活污水直接排入,多段水体为劣V类水,水体中氨氮、COD及重金属元素超标,并有有机污染物检出,威胁当地居民的身体健康。洋溪沟、龙须沟汇流后直接进入资江,对资水生态环境造成威胁,严重影响和干扰了资江下游公众健康和社会安定,给人民群众造成严重的心理影响与健康威胁。

由于不断的累积富集,受污染底泥中耗氧性有机物、氮磷物质、重金属、难降解性有机物等污染物的浓度较高,洋溪沟、龙须沟底泥中砷、镉、锌等指标的浓度超过了《土壤环境质量标准》GB15618-1995中三级标准值,部分区域存在有机污染物超标情况。底泥中的各种污染物质也与水保持着一种吸收与释放的动态平衡,一旦环境条件发生改变污染物质就会通过解吸、扩散、扰动等方式重新释放污染上覆水体,从污染物的“汇”变成污染物的“源”,从而造成洋溪沟、龙须沟水体持续污染。

2、点源污染排放严重,超过水环境容量

洋溪沟、龙须沟两岸居民生活污水多为直接排放,两岸存在大量工业排水口,生产企业偷排现象严重,排入污染物质总量严重超过两条沟水环境容量。据调查,2010年,龙须塘区域内有涉污工业企业70家,废水排放总量为817万吨/年,其中:化学需氧量(COD)排放量6077吨/年、氨氮198吨/年、氰化物4.6千克/年、砷42千克/年、六价铬6.71千克/年、铅402千克/年。两条河仅在汇流处有一家污水处理厂,规划将新建洋溪桥污水处理厂,现阶段处理能力有限,并且市政污水管网尚未配套建设完成,这将造成洋溪沟、龙须沟水体、底泥将持续的超标。洋溪沟、龙须沟部分渠道段已淤积堵塞、水位抬高,暴雨季节,经常造成周边洪水泛滥,而且在降水时污染物会溶出扩散,污染地表水、地下水及周围土壤,对周边居民健康产生危害,环境突发事故随时可能爆发。

3、河道不能满足排洪需要,水质不能满足农业灌溉

洋溪沟、龙须沟周边居民居住约2.6万人,涉及保护耕地面积约1.8万亩。目前,洋溪沟、龙须沟作为周边农田、菜地的灌溉水源地,由于两沟的水体污染较严重,给农业生产带来了较大的影响。同时,底泥淤积较深,严重影响两沟的雨水排放,雨季两沟周边的田地及周边住房经常受到洪水的影响。

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4、项目位于某某市工业发展核心区域,区域经济发展压力日益增加 该片区紧靠资江,两岸景观秀美,生态基础较好;但是由于该片老工业区部分企业发展陷入低谷,甚至处于长期停产状态,厂容厂貌破败不堪,污染治理设施严重不足且落后,无法实施清洁生产,导致部分企业长期超标排放。洋溪沟、龙须沟沿岸生活、生产垃圾随意倾倒,河流两岸破败不堪,河道淤积。目前,该片区城市建设明显滞后,显得满目疮痍,与周边地区相比,日显衰落,甚至每况愈下,严重制约区域经济发展。

5、河道生态破坏严重,湿地系统退化

洋溪沟、龙须沟河道除因兴建洋溪桥污水处理厂河流改线致河断面砼硬化外,其余河岸均未护岸,目前两沟河岸多段发生垮塌,两岸农田被冲毁。河流坡降较缓,加之区域内生产区和生活区混杂交错、工厂与农村混杂,垃圾随意倾倒河中,导致两条河道淤积严重。河岸带湿地系统是阻滞点源、非点源污染的重要手段,河岸的破败,同时土地的开发会造成水土流失,化肥、农药的使用也会影响水体的水环境质量状况,导致区域内湿地系统退化。

6、两沟的治理加快某某市龙须塘区域经济转型

根据规划,该区域将建设成为现代城市经济综合示范体、产城融合、宜居宜业的生态科技新城、全国老工业基地改造转型的样板区。按照区域产业结构优化与有序退出、严格控制工业污染源、加快历史遗留污染治理与市政改造同步跟进的原则,分步、分类进行区域环境污染综合整治。

龙须塘区域要走出一条技术含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化、可持续发展的路子,就必须把龙须塘工业区环境综合整治工程作为重点来抓,改善工业园环境,进行产业升级。洋溪沟、龙须沟环境污染综合治理项目也是《龙须塘工业片区环境综合整治规划》的重要组成部分。洋溪沟、龙须沟环境污染综合治理的实施能清除洋溪沟、龙须沟区域的重金属及有机污染,改善资江水质,减轻资江的污染负荷,改善资江下游段水环境质量,保护下游饮用水源安全,对保护人民群众健康具有重要的现实意义,同时可以促进龙须塘老工业区工业企业搬迁与工业区升级改造。

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第3章 污染负荷、环境容量估算及污染现状调查

根据前期调查结果,洋溪沟、龙须沟底泥中重金属及有机污染物含量严重超过了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中三级标准值,部分区域沟水为劣V类水,影响沿途居民生产、生活用水。河流两岸破败不堪,加之河流坡降较缓,河道淤积,出现河流两岸崩塌、垮塌现象严重,不仅破坏了区内生态环境,更对沿线居民身体健康产生恶劣影响。对两条河道进行综合整治前,亟需对两条河道污染现状进行调查,并进行环境污染负荷、环境容量估算。

3.1 污染负荷

3.1.1 工业污染源排放现状

据调查,2010年,龙须塘区域内有涉污工业企业70家,废水排放总量为817万吨/年,其中:化学需氧量(COD)排放量6077吨/年、氨氮198吨/年、氰化物4.6千克/年、砷42千克/年、六价铬6.71千克/年、铅402千克/年。

2013年,龙须塘区域内有涉污工业企业62家,废水排放总量为689万吨/年,其中:化学需氧量(COD)排放量3761吨/年、氨氮197.47吨/年、氰化物4.6千克/年、砷42千克/年、六价铬5.5千克/年、铅396.7千克/年。详见表3-1。

龙须塘区域的环境问题一直受到有关部门重视,并积极采取措施处理,取得一定成效,但仍任重道远。通过三年的综合整治,龙须塘工业区减少污染性工业企业8家,减少废水排放量128万吨,其它污染污染物减排:化学需氧量(COD)排放量2316吨/年、六价铬1.21千克/年、铅5.3千克/年。

多家化工、制药等企业存在排放有机污染污水情况,暂缺失相关有机污染物排放量的数据统计。

原市化工总厂废水排放情况

原化工总厂内企业废水直接排入资江,该企业现在均已关闭停产。根据某某市环境监测站2013年6月30日对区域内原化工总厂进行了废水指令性监测,本次原化工总厂内废水排放监测采用《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准限值。监测结果表明:化学需氧量、总铅、总砷、总锰、六价铬、总铬等指标超标。详见表3.1。

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河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告 表 3.1 原化工总厂内企业废水指令性监测表

样品编号 1 某某市富华化工有限公司雨排渠(第1次) 某某市富华化工有限公司雨排渠(第2次) 某某市富华化工有限公司生活废水渠 某某市富华化工有限公司厂内总排口 后山雨水沟1排水沟 后山雨水沟2排水沟 某某市烨青化工厂、海7 丰化工厂混合渠道 某某市科宏有限公司厂外废水沟 某某市科宏有限公司厂内废水沟 某某市富华化工厂门口左侧渠道 污水综合排放标准GB8978-1996一级标准限值 50 100 15 1.0 0.1 0.5 2.0 0.5 1.5 10 560 1.20 0.13 0.069 0.28 755 0.008 0.05L 20 128 0.79 0.08 0.001L 1.21 9.05 1.077 1.147 采样点位 色度(倍) 氨氮 监 测 项 目(mg/L) 总铅 总砷 总锰 COD 总镉 六价铬 总铬 2 50 96.0 3.32 0.09 0.001L 5.94 20.3 5.967 6.415 3 10 260 2.28 0.10 0.001L 3.99 3.88 0.052 0.059 4 5 6 10 40 10 18.0 1220 1580 0.49 0.07 0.001L 0.33 3.26 4.08 2.52 4.88 0.09 0.093 0.063 68.4 12.3 5.33 5.19 0.216 0.465 0.035 0.242 0.521 0.101 8 20 166 0.97 0.14 0.001L 428 0.40 0.006 0.05L 9 / 90.0 0.80 / / / / / / 10 5 78.0 1.32 0.07 0.038 61.4 380 0.004L 0.058 3.1.2 生活污水排放 3.1.2.1 城镇生活污水排放现状

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以2013年规划区城镇人口数为基准,采用产污系数计算规划区城镇居民生活污水的产生量。城镇居民的生活污水产污系数取自《第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册》中三区3类城市的对应值,见表3.2。参照2013年某某市统计年鉴数据,结合实际调研,统计了洋溪沟和龙须沟流域沿岸的城镇人口及污染物产生量(表3.3)

表 3.2 城镇生活污水产污系数

城市类别 污染物指标 生活污水量 化学需氧量 三区3类 氨氮 总氮 总磷 表 3.3 2013年城镇生活污染物产生量

沟渠单元 龙须沟&洋溪沟沿岸 小计 2.5 2.5 146.00 146.00 49.28 49.28 6.75 6.75 8.49 8.49 0.60 0.60 单位 升/(人·天) 产生系数 160 54 克/(人·天) 7.4 9.3 0.66 城镇人口(万人) 污水排放量(万吨) COD(吨) 氨氮(吨) 总氮(吨) 总磷(吨) 3.1.2.2 农村生活污水排放现状 农村居民生活污水污染排放量计算采取排污系数法,其中农村生活污水污染物排放系数参考国家保护部确定的污染源调查源强数据,见表3.4。根据当地公安局提供的人口资料,结合实际调研,统计了洋溪沟和龙须沟流域沿岸的农村人口及污染物产生量(表3.5)

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表 3.4 农村生活污水产污系数

污染物指标 生活污水量 化学需氧量 氨氮 总氮 总磷 表 3.5 2013年农村生活污染物产生量

沟渠单元 龙须沟&洋溪沟沿岸 小计 农村人口(万人) 3.5 3.5 污水排放量(万吨) 102.20 102.20 COD(吨) 氨氮(吨) 5.11 5.11 总氮(吨) 6.39 6.39 总磷(吨) 0.56 0.56 克/(人·天) 单位 升/(人·天) 产生系数 80 16.4 4.0 5.0 0.44 20.95 20.95 3.1.3 农业污染排放 根据农业部门提供的数据,龙须沟沿河两岸分布农田0.8万亩,洋溪沟沿河两岸分布农田2.1万亩。根据环保部公布的农业径流污染物流失源强系数,农业源COD排放系数为10kg/(亩·年),氨氮2kg/(亩·年)。总氮、总磷根据《第一次全国污染源普查-农业污染元肥料流失系数手册》计算,即总氮9.06 kg/(亩·年),总磷2.41kg/(亩·年)。洋溪沟和龙须沟沿河区域农田污染物排放量见表3.6。

表 3.6 沿河区域农田污染物排放量

沟渠单元 龙须沟沿河两岸 洋溪沟沿河两岸 小计 农田面积(万亩) 0.8 吨) 80 COD((吨) 16 氨氮(吨) 72.48 总氮(吨) 19.26 总磷2.1 2.9 210 290 21

42 58 190.26 262.47 50.55 69.81

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3.2 环境容量核算

龙须沟是现有周边的化工、制药、皮革、食品等企业废水排放的纳污水体。龙须沟污染治理实施过程中,周边企业废水达标后排入临时污水管网,进行后续处理。整治完成以后,尽快根据城市规划建设污水管网,实现雨水、污水分流。

洋溪沟现有主要功能包括:农业灌溉、区域内雨水排放及作为周边中南制药、宝兴科肥等企业的纳污水体。由于目前市政污水管网暂时未配套到位,并且洋溪沟沿线工业企业较少,拟考虑洋溪沟污染治理后,洋溪沟暂时作为周边企业废水的纳污水体,但企业须对污水进行处理,达标排放,并进行总量控制。

为了确保洋溪沟水体的农业灌溉功能,必须保证洋溪沟水质必须满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ类水质的要求,要求排污企业污水实现达标排放。根据河海大学开发的水环境容量零维模型软件计算不同污染物的排放环境容量,水环境容量计算参数:洋溪沟流域枯水期流量约为0.2m3/s,主要为周边山涧水,中南制药污水排放量为0.01m3/s,执行《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008),宝兴科肥污水排放量为0.2m3/s,执行《合成氨工业水污染物排放标准》(GB13458-2013),总排放污水量为82.5m3/s,河流宽度为3.0-10米。

表 3.7 环境容量核算表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 污染物 化学需氧量 氨氮 挥发酚 硫化物 石油类 镉 砷 铬 铅 企业污水控制标准(mg/L) 200 40 0.5 0.5 5 0.1 0.5 0.5 1.0 22

水质控制标准(mg/L) 40 2.0 0.1 1.0 1.0 0.01 0.1 0.1 0.1 环境容量(t/a) 171.97 33.83 8.46 16.91 84.57 0.169 1.69 1.69 0.85 河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

3.3 洋溪沟、龙须沟污染调查

3.3.1 前期调查结果

3.3.1.1 洋溪沟、龙须沟水质状况

某某市环境监测站2013年8月28日进行了7个断面的水质监测,龙须沟3个断面,洋溪沟3个断面,洋溪沟与龙须沟在龙须沟汇合点1个断面,监测断面分布图详见图3.1,监测结果详见表3.8。水质调查监测的项目共有pH、SS、COD、氨氮、BOD5、总砷、总铅、总镉、六价铬、总铬、氰化物等11项。

根据《地表水环境质量》(GB3838-2002)Ⅴ类标准。监测结果表明:洋溪沟、龙须沟水质均为劣Ⅴ类,主要污染因子有:水质中NH3-N、BOD5、COD超过GB3838-2002Ⅴ类标准。

图 3.1龙须塘(洋溪沟、龙须沟)重点污染源及监测断面分布图

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表 3.8 2013年8月28日洋溪沟、龙须沟水质监测统计情况表

分析结果(mg/L) 取样部位 pH Y1洋溪沟上游 Y2洋溪沟中游 Y3洋溪沟下游 L1龙须沟上游 L2龙须沟中游 L3龙须沟下游 L4洋溪沟与龙须沟龙须沟汇合点 《地表水环境质量》(GB3838-2002)Ⅴ类标准 3.3.1.2 洋溪沟、龙须沟底泥污染状况 2013年8月28日某某市环境监测站对洋溪沟、龙须沟的底泥情况进行监测,详见3.9。根据两沟流域企业分布情况和两沟的污染特征,本次底泥监测的项目为:pH、砷、铅、镉、铬等有机污染物。

参照《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)。监测结果表明:龙须沟底泥中砷、铅、镉、铬的浓度均超过了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中三级标准值,洋溪河底泥中铅、镉的浓度超过了《土壤环境质量标准》(GB15618 -1995)中三级标准值。

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6~9 40 2.0 10 0.1 0.1 0.2 0.1 0.01 COD NH3-N BOD5 33.5 14.1 18.7 20.7 41.8 10.1 Cr6+ As CN- Pb Cd 7.81 185 7.73 64.3 7.57 104 6.27 120 7.78 1370 7.07 124 58.1 0.004L 0.0005L 0.001L 0.001L 0.0012 27.2 0.004L 0.1320 0.001L 0.001L 0.0028 39.5 0.004L 0.2087 0.001L 0.001L 0.0010 46.7 0.004L 0.0184 0.001L 0.234 0.0014 425 47.9 0.094 0.007 26.44 0.001L 0.039 0.0015 0.6625 0.001L 0.001L 0.0018 6.83 90.4 14.8 40.7 0.004L 0.2770 0.001L 0.001L 0.0013 河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告 表 3.9 洋溪河、龙须沟底泥监测结果

分析结果(mg/kg) 取样部位 洋溪沟干流上游 洋溪沟干流中游 洋溪沟干流下游 龙须沟支流上游 龙须沟支流中游 龙须沟干流下游 洋溪沟干流与龙须沟龙须沟支流汇合点 土壤环境质量标准(GB15618-1995)三级 pH 7.16 8.34 7.44 7.87 7.83 7.67 7.78 砷 35.13 28.78 83.65 41.56 28.25 438.5 157.6 铅 185 98 172 1880 90 958 268 镉 10.3 4.42 6.79 11.9 5.32 17.0 9.62 铬 388 106 503 455 179 2190 608 30 500 1 400 3.3.2 污染调查布点 为进一步了解龙须塘区域洋溪沟和龙须沟的水质现状、河道淤积情况、底泥污染情况,同时增加水体和底泥中有机污染物的调查,于2014年10月委托某某省勘测设计院、某某华环检测技术有限公司进行了一次详细的现场踏勘、取样、检测以获得洋溪沟、龙须沟准确的资料。并依据此次调查结果,结合前期的监测数据,设计合理的河道清淤和底泥处理方案。调查分为沿岸企业排污情况复查和洋溪沟、龙须沟水质和底泥调查。

洋溪沟、龙须沟沿线企业排污状况调查

2014年对洋溪沟和龙须沟沿线企业排污情况监测,主要包括龙须沟沿线企业:中星颜料、利航造纸、天堂助剂、群星电源、中南制药、合力甬江线业、立得皮革、湘中制药等排入工业废水状况进行调查。

洋溪沟、龙须沟水质及底泥状况调查

2014年10月31日进行了21个断面的水质及底泥监测,其中龙须沟11个断面,洋溪沟9个断面,龙须沟与洋溪沟汇入资江口1个断面,调查布点图如下图3.2、图3.3所示。水质检测的项目包括pH、COD、NH3-N、As、Pb、Cd、

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Cr6+、As、Cu、Zn等9项。底泥监测项目包括Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn共6个项目及有机污染物。

图 3.2 龙须塘(洋溪沟、龙须沟)水质监测断面分布图

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图 3.3 龙须塘(洋溪沟、龙须沟)底泥监测断面分布图

3.3.3 污染调查结果

3.3.3.1 洋溪沟、龙须沟河道及护岸情况

洋溪沟主要水源为自然降水和工业废水,龙须沟主要水源为自然降水、生活

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污水和工业废水。目前,洋溪沟的水仍作为灌溉用水,该水灌溉的农田种植的稻米呈“黑色”。

经过现场调查,洋溪沟、龙须沟河道目前存在隐患较多。洋溪沟、龙须沟河道普遍存在生活垃圾及底泥淤塞严重、河道萎缩、河流两岸垮塌、水质浑浊、鱼虾稀少等现状。较多的排污口(包括工厂排污口及生活排污口)零散的分布在河道沿岸,其中龙须沟排污口数量明显比洋溪沟多。两条沟渠都存在底泥严重淤积的现象,现场多段河道出现明显泥沙淤积和生活垃圾淤积,在部分河面明显漂流着生活垃圾。洋溪沟河道除0+251~0+573段因兴建洋溪桥污水处理厂河流改线致河断面砼硬化外,其余河岸均未护岸,致使河岸发生垮塌,部分农田受损。龙须沟流经人口密集区域和道路区域的河段,护岸多为浆砌石护岸,较为完整,而其他大部河段未护岸或者存在护岸垮塌的现象。两条沟渠流速缓慢,水质浑浊,部分区域底泥呈黑色、发臭,沟渠内鱼虾稀少。可见乡镇企业、畜禽养殖业等生产以及生活污水的排放,是洋溪沟、龙须沟河道底泥预计,水质较差,河岸垮塌,造成生态退化、水环境变差,使农村人居环境质量下降,直接影响人民群众身心健康。洋溪沟、龙须沟现状调查照片如下所示。

洋溪沟终点处 洋溪沟铁路桥段

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洋溪沟支流 洋溪沟局部

龙须沟一排污口 龙须沟局部

龙须沟终点处 龙须沟底泥(热电厂旁)

图 3.4洋溪沟、龙须沟污染现状照片

3.3.3.2 龙须沟沿线企业排污情况调查结果

2013年的监测的企业有郊东养殖场、永旺塑料、海丰化工、化工原料、东

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方环保、晶品颜料、玉新药业、海天化工等企业,主要污染物为SS和COD,部分企业排放酸性或碱性废水。洋溪沟、龙须沟沿线企业污水排放情况如下表3.10所示。

工业废水排入龙须沟的企业有永旺塑料、化工原料、玉新药业、海天化工等17家企业,龙须沟沿线企业所排污水主要污染物为COD和氨氮,其中晶品颜料有限公司总排口、群星电源铅粉制造沉淀水池铅分别超出《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准(以下简称GB8978)3.0和7.3倍;永旺塑料粒子厂总排口污水中的SS达到682mg/L,超出标准8.7倍;东方环保、玉新药业、中南制药等12家企业的排污口出现COD超标现象,其中湘中制药外排口COD浓度达到12100mg/L,超过GB8978标准值120倍;立得皮革总排口污水中的氨氮均超过GB8978标准值。

工业废水排入洋溪沟的企业主要有郊东养殖场、彩炼颜料、宝东纸业、中南制药、宝兴科肥5家企业,其中彩炼颜料、宝东纸业总排口出水满足GB8978;郊东养殖场排污口污水中SS、COD和氨氮超过GB8978二级标准,最大超标倍数分别为45倍、195倍和441倍,中南制药、宝兴科肥总排口污水中COD和氨氮分别超出GB8978二级标准0.98倍和185倍。

某某市玉新药业、某某中南制药有限公司、某某天堂助剂化工有限公司等排污口检测出硝基苯、苯胺、挥发性有机污染物(VOCs)等有机污染物。 3.3.3.3 洋溪沟、龙须沟水质调查结果

根据《地表水环境质量》(GB3838-2002)Ⅴ类标准。本次监测结果表明:洋溪沟、龙须沟水质均为劣Ⅴ类,主要污染因子有:水质中pH、NH3-N、COD、As、Cr超过GB3838-2002Ⅴ类标准。详见表3.11。11个监测断面水质中COD除热电厂旁断面外均超过GB3838-2002Ⅴ类标准,最大超标倍数出现在金台村排污口下游断面,超标倍数为12.7倍;氨氮全部超过GB3838-2002Ⅴ类标准,化纤厂边界断面氨氮浓度为298 mg/L,超出GB3838-2002Ⅴ类标准148倍;立得皮革厂下游水质中Cr为0.206mg/L,超出GB3838-2002Ⅴ类标准1.06倍,湘中制药排污口及龙须沟终点断面水质中As的浓度分别为13.71 mg/L和0.286 mg/L,超出GB3838-2002Ⅴ类标准。

在热电厂大门旁、立得皮革厂下游(战备路支流)两个采水点的水样中有挥

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发性有机污染物检出。

3.3.3.4 洋溪沟、龙须沟底泥调查结果

根据《土壤环境质量》(GB15618-1995)三级标准。本次监测结果表明:龙须沟底泥重金属超过GB15618-1995三级标准,主要污染因子有:Pb、Cd、Cr、Cu、Zn,详见表3.12。6个底泥样品中有2个样品出现Pb超标,其中化纤厂边界底泥中Pb为3399.4mg/Kg,超出GB15618-1995三级标准5.8倍,支流汇合处及海纳兴业化工下游底泥分别出现Cr和Cu超标,除龙须沟源头处底泥,其他底泥中均出现Zn和Cd超标,且最大超标倍数都出现在龙须沟终点处,最大超标倍数分别为2.3倍和8.5倍。

立得皮革厂边界、龙须沟两支流汇合处、海纳兴业化工下游检测点中,中南制药底泥中检测出有机氯农药(如DDT、六六六)多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)和挥发性有机污染物,其中中南制药边界底泥中的多环芳烃类有机污染物,如苯并[a]蒽含量为1.12mg/kg,苯并[a]芘含量为2.18mg/kg,茚并[1,2,3-c,d]芘含量为1.40mg/kg,均超过《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》表1的A级限值。

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表 3.10洋溪沟、龙须沟沿线企业污水排放情况(单位:mg/L)

排入水系 洋溪沟 某某市郊东养殖场 东南面排口 某某区永旺塑料粒子厂 某某市海丰化工有限公司 某某区化工原料厂 龙须沟 某某东方环保投资有限公司 某某市晶品颜料有限公司 某某市玉新药业 某某海天化工科技有限公司 某某市彩炼颜料有限公司 某某市宝东纸业有限公司 洋溪沟 某某中南制药有限公司 某某宝兴科肥有限公司 总排口 总排口 32

总排口 总排口 总排口 生产场地 总排口 总排口 总排口 总排口 总排口 2014 2013 东北面排口 监测年份 企业名称 排放位置 pH 2.3 3 12.6 2.9 7.8 7.4 6.4 7.4 6.6 8.8 SS COD NH3-N 292 295 0.179 186 Pb 3.1 有机污染物 2180 15700 1840 682 6.3 15.2 209 19.4 21.6 38.4 53 29.8 4180 179 80 122 410 41 49.4 25.8 198 130 河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

排入水系 企业名称 某某市中星颜料厂 宝庆餐饮废弃油脂加工厂 某某市某某区利航造纸厂 某某天堂助剂化工有限公司 排放位置 总排口 总排口 总排口 总排口 铅粉制造沉淀水池 监测年份 pH 8.2 11.5 SS 19 63.4 42.4 COD 154 130 195 2350 NH3-N 0.824 Pb 0.01L 0.01L 7.4 有机污染物 VOC 某某群星电源有限公司 铅粉制造沉淀水龙须沟 合力甬江线业有限公司 池旁边雨水沟 总排口 6.0~7.0 9.0~10.0 33

235 104 102 104 / 1210 8.78 8.64 8.69 / 0.12 总排口 某某立得皮革有限公司 车间排放口 菜市场桥下沟 河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

排入水系 企业名称 排放位置 战备路桥 监测年份 pH 8 7.8 6.7 SS COD 3470 256 44.4 NH3-N Pb 有机污染物 某某立得皮革有限公司(新厂) 总排口 沙发革车间排放口 某某省湘中制药有限公司合成药分厂 总排口 铁路旁排污口 2014 6 4.9 10.5 8.1 34

6-9 70 7210 4020 2020 7180 12100 2460 100 1 1 龙须沟 湘中新厂 铁道旁排污 铁道旁排污沟 湘中制药外排口 湘中制药集水井 污水综合排放标准GB8978-1996一级标准

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表 3.11 2014年10月31日洋溪沟、龙须沟水质监测统计情况表

样品编号 LX 1# LX 2# LX 3# LX 4# LX 5# LX 6# LX 7# LX 8# LX 9# LX 10# LX 11# 采样地点 pH COD NH3-N 龙须沟源头 热电厂大门旁 化纤厂边界 铁路桥下 立得皮革厂下游(战备路支流) 龙须沟两支流汇合处 金台村排污口上游 金台村排污口下游 洗煤厂排污口下游 湘中制药排污口 龙须沟终点 6.52 519 6.83 40.0 6.86 190 6.97 194 7.00 45.0 6.97 137 6.99 136 9.38 547 7.84 285 8.59 538 8.03 299 40 30.3 121 298 292 58.6 158 109 109 93.3 57.6 64.2 2.0 Pb ND ND ND ND ND ND ND 0.002 ND ND ND 0.1 Cd ND ND ND ND 0.0002 ND 0.0005 ND ND 0.0002 ND 0.01 Cr ND ND ND ND 0.206 0.007 0.006 0.015 0.005 0.008 0.005 0.1 As 0.011 0.012 0.031 0.022 0.009 0.020 0.017 0.100 ND 13.71 0.286 0.1 Cu 0.007 ND 0.005 ND 0.003 0.002 0.002 0.010 0.037 ND ND 1.0 Zn 0.036 0.036 0.168 0.194 0.046 0.085 0.095 0.084 0.057 0.018 0.461 2.0 有机物 VOC 分析结果(mg/L) 《地表水环境质量》(GB3838-2002)Ⅴ类标准 6~9 注:“ND”表示该元素含量低于了仪器检出限,属于未检出。

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表 3.12 2014年10月31日洋溪沟、龙须沟底泥(全量)监测统计情况表

样品编号 LXN 1# LXN 2# LXN 3# LXN 4# LXN 5# LXN 6# YXN 1# YXN 2# YXN 5# 采样地点 Pb 龙须沟源头 化纤厂边界 立得皮革厂边界 龙须沟两支流汇合处 海纳兴业化工下游 龙须沟终点 中南制药边界 洋溪沟中游白云村段 洋溪沟终点 94.0 3399.4 638.7 115.8 340.2 382.2 171 211 321 500 5.8 Cr 71.7 154.3 89.0 803.3 138.9 275.9 171 93 179 400 1.0 36

Cu 41.5 84.9 116.6 84.9 分析结果(mg/Kg) Zn 203.9 794.4 539.1 682.2 Cd 0.6 3.9 9.1 6.7 1.5 9.5 3.43 7.9 2.2 1.0 8.5 As 0.2 0.2 0.2 1.9 0.0 0.5 14.5 28 51 30 未超标 有机污染物 挥发性有机物 0.6 PAHs 0.2 DDT 0.3 氯苯 0.3 PCB 0.1 氯苯 0.2 PAHs 4.7 DDT 1.0 六六六 1.0 1472.2 1049.4 113.7 151 196 320 400 2.7 1637.1 253 390 110 500 2.3 《土壤环境质量》(GB15618-1995)三级标准 最大超标倍数 河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

3.4 调查结论

1、城市污水配套管网不完善,部分生产、生活污水直排入河

洋溪沟、龙须沟沿途市政排污管网未完善,绝大部分污水收集系统没有实现雨污分流,部分河段污水收集干管存在破损的情况,大部分生活污水没有经过处理直接排入河。残存较多的企业排污口,存在偷排现象。

2、两条沟沿岸破损,河道淤积

洋溪沟、龙须沟部分渠道段已淤积堵塞、水位抬高,暴雨季节,经常造成洪水泛滥,沿岸河岸存在严重垮塌现象。而且在降水时污染物会溶出扩散,污染地表水、地下水及周围土壤。

3、两条沟水质超标,工业点源输入对污染贡献最大

洋溪沟、龙须沟水质已为劣Ⅴ类,COD最高超标12.7倍,氨氮全部超过GB3838-2002Ⅴ类标准,化纤厂边界断面氨氮浓度为298 mg/L,最高超标148倍,湘中制药排污口水质中As的浓度为13.71 mg/L,最高超标136.1倍,立得皮革厂下游断面铬浓度为0.206 mg/L,最高超标1.06倍。污染物质大部分来自工业排放。

4、底泥重金属污染物、有机污染物超标

洋溪沟、龙须沟底泥中砷、铅、镉、铬的浓度均超过了《土壤环境质量标准》GB15618-1995中三级标准值,其中:砷最高超标13.6倍、铅最高超标4.4倍、镉最高超标27.3倍、铬最高超标5.3倍。洋溪沟、龙须沟底泥中检出PCB、DDT、PAHs、挥发性有机物。洋溪沟、龙须沟水体及底泥受到有机污染物和重金属污染。

5、生态环境破坏严重,污染物排放超过了环境容量

经过本次污染调查及计算,污染负荷已经超过两条沟的环境容量,两条沟变为排污沟。

结果表明,洋溪沟、龙须沟水体、底泥污染严重,河道生态环境遭严重破坏,威胁当地居民身体健康,破坏当地生态环境,亟需进行环境治理。

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第4章 综合治理项目思路、目标及工程量

4.1 污染综合治理总原则

1)坚持统筹兼顾的原则,统筹考虑上下游、左右岸之间的关系,协调好防洪与灌溉、生态环境保护的关系。

2)河流治理坚持分段治理、分区防治、防洪工程措施与非工程措施相结合的原则。河流治理项目以河道整治、河道清淤疏浚、堤防建设等为主,兼顾河流生态环境改善。

3)从源头抓起,彻底切断各企业的污染源。洋溪沟、龙须沟流域污染治理的关键在于严格控制和截除各企业的污染源。沿河排污口进行封堵,生产、生活污水纳入污水管网,引入污水处理厂,最终实现污水零入河。

4)彻底清理洋溪沟、龙须沟中的生活垃圾以及长期沉积的含重金属、有机污染物的淤泥。

5)挖掘清理和压滤沉积物过程中产生的渗滤液,予以认真仔细的收集,并净化处理达标之后,分离固相和液相,脱泥水经处理后达标排放。

6)由于淤泥的清理和挖掘是风险性很大的操作,应制订科学合理的实施方案,并提出应对不同风险的预案措施,准备完善后才可实施。

7)河道清理和挖掘的时季,一般建议在秋冬之季,但晚秋至冬的干旱时期虽便于施工,却是枯水季节,流量最小,处于风险最大的时期。为防止工程期间超标废水外排造成资江污染事故,应成立应急领导小组,明确应急范围、原则、程序和工作任务及发生污染事故后的处置办法、应对措施。

8)施工前,应编制工程初步设计报告和环境污染事故应急预案,并报经政府有关部门批准后实施。在实施过程中,施工单位应严格执行施工方案和应急预案规定的各项措施,设置事故池,严禁在暴雨期间施工。

9)底泥与底泥渗滤液同步治理,废水处理达标后排放。 10)环保等政府有关部门应对项目实施的全过程实行有效监管。 11)坚持因地制宜,注重实效,坚持自愿节约,环境友好的原则。

4.2 区域整体治理思路与目标

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4.2.1 区域整体治理思路

为了切实维护龙须塘工业区人民群众利益,推进区域环境综合污染治理,实现产业结构调整和优化升级,某某市委市政府与某某永清投资集团有限责任公司签订《某某市“龙须塘、洋溪桥”老工业区环境综合污染治理、老城区改造项目投资建设战略合作协议》,按照“整体授权、统一规划、治理先行、合作开发、按块核算、分步配套、有序推进”的原则进行龙须塘(洋溪沟、龙须沟)老工业区环境综合污染治理、老城区改造。

某某永清投资集团有限公司下属子公司某某地产发展有限公司于2014年委托中山大学与某某省建筑设计院编制《某某资江生态科技城(龙须塘、洋溪桥片)产业发展规划与空间概念规划》,定位将区域建设成为现代城市经济综合示范体、产城融合、宜居宜业的生态科技新城、全国老工业基地改造转型的样板区。按照区域产业结构优化与有序退出、严格控制工业污染源、加快历史遗留污染治理与市政改造同步跟进的原则,分步、分类进行区域环境污染综合整治。

(1)产业结构优化与有序退出。按照区域产业发展规划,并结合《某某市城市总体规划(2012-2030年)》纲要成果,通过“关、停、并、转、迁”的手段调整龙须塘老工业区产业结构,实现近期保留企业污染有效控制,远期排污企业整体搬迁出园的目标。结合规划区内产业存量分析,近期保留的重点发展产业和控制优化产业企业主要包括:某某中南制药有限责任公司、某某华诚制药有限公司、某某省湘中制药有限公司、某某玉新药业有限公司、某某省某某宝兴科肥有限公司、某某天堂助剂化工有限公司、某某立得皮革有限公司等。

(2)严格控制工业污染源。按照“治老控新、减排增效”的要求,对淘汰类企业及近期限制异地搬迁企业,依法关闭;对近期保留但不达标排放企业限期治理,实现达标排放。

(3)加快治理历史遗留环境问题。按照污染类型和程度、环境隐患大小、治理技术成熟可靠程度,因地制宜,分类治理,有序推进。对关停企业遗留固体废物、废水进行合理处理处置;加快洋溪沟、龙须沟底泥清淤、疏浚治理。

(4)市政改造同步建设。按照清污分流、雨污分流的原则,市政管网及配套设施与污染治理工程同步建设。近期保留企业整治达标,废水排入污水管网,统一收集送城市污水处理厂采用专有工艺进行深度处理。

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河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

技术路线如下图所示:

图 4.1 洋溪沟、龙须沟环境污染综合治理技术路线图

4.2.2 项目治理目标

洋溪沟、龙须沟环境污染问题属于历史遗留污染问题,项目综合治理以流域水污染控制、水环境质量改善、河道疏浚、底泥污染治理、城市河道景观,初步恢复河道的农业灌溉、排洪为重点,实现污染态势的初步遏制、污染排放得到有效控制。使洋溪沟、龙须沟逐步成为区域经济社会发展的基本依托,为某某市城市建设提供支持。通过本项目实施和其他配套项目,实现以下主要目标:

污染控制。实现河道全面截污、重点污染企业实施污水提标改造工程建设,封堵两条河沿岸排污口,使点源污染排放态势得到遏制,污染初步得到有效控制。

水质改善。通过综合治理和管理,进行全面截污控制污水进入,进行清淤疏浚清除内源污染,进行雨污分流,后期配套建设城市污水管网、污水处理厂建设,在配套设施建设前,龙须沟清淤治理实施过程中,企业达标排放污水使用河道清淤疏浚工程中的管道导流进入河道下游区域,并进行治理。实现水质持续改善,年水环境质量主要指标(COD、氨氮、总磷)达到Ⅴ类标准,满足农业用水功能,改善河道水质。

污染清除。对于清淤出来的底泥,进行无害化处置,降低底泥中重金属、有机物污染物的环境风险,进行清运。

河道生态、景观质量改善。实施河岸护堤建设,初步形成河岸缓冲带系统,

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初步形成有效的湿地净化系统,河道景观质量得到明显改善,恢复并提高两条沟农业灌溉、排洪泄洪能力。

具体的来讲,主要治理目标体现为:封堵沿岸生产、生活排污口,要求排污企业污水实现达标排放,生产、生活废水纳入污水管网。实施河岸护堤建设,进行绿化,建立人工湿地生态系统,逐步提高洋溪沟、龙须沟水质,必须保证洋溪沟水质必须满足《地表水环境质量标准》V类标准,以保证洋溪沟、龙须沟水体满足农业灌溉功能。完成洋溪沟、龙须沟河道清淤疏浚,清淤后河道底部及护岸土壤达到《土壤环境质量》三级标准的要求。对底泥中有机污染物和重金属污染物进行无害化处理,符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》的要求,并送已建好的生活垃圾填埋场进行填埋处置;对底泥干化、无害化过程产生的渗滤液进行处理,满足《污水综合排放标准》(GB8979-1996)一级标准限值后排放。

4.3 治理工程量

本次河道治理范围为洋溪河及其支流先家桥、龙须沟以及龙须沟支流河段,河段防护堤工程仍沿原河岸线进行布置,以不占河道行洪断面为基本原则,不改变河道走势,部分地段根据水流方向对沙洲及边滩进行清除,使河道更平顺流畅,利于泄洪;沿河有多处河坝已运行数十年,年久失修,坝体老化,病险严重,属病险坝,本次对其进行拆除重建;对洋溪沟、龙须沟沿岸河岸进行整治、修建护堤和绿化,修建人工湿地。对全河段底泥进行清淤,对有机、重金属污染底泥进行干化并进行安全处置。整个综合治理工程各项工程量如下。

1、河道生态治理工程量

沿龙须沟及洋溪沟建设河道堤岸约13.6千米,修建人工湿地2.74公顷,修建涵洞约2.2千米,洋溪沟修建挡水河坝3座,修建跨沟桥3座。

2、河道清淤工程量

对龙须沟及洋溪沟约共11.22km河段进行清淤,根据某某省勘测设计院对洋溪沟、龙须沟的测量成果,洋溪沟、龙须沟内普遍淤积厚约0.5~5m的淤泥,需全部清除出河道,根据测量统计待清淤底泥总量共11.79万m3。某某龙须塘老工业区洋溪沟和龙须沟河道底泥清理工程量如下表4.1所示。

表 4.1 洋溪沟、龙须沟清淤数量表

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河床淤泥 部位 区段 项目 数量(m) 3平均平均宽度深度(m) (m) 2 1.2 0.5 0.5 污染类型 0+000~龙须沟主河道 龙须沟 龙须沟支流 1+500 1+500~2+000 2+000~4+056 0+000~0+135 0+670~1+030 1+030~1+169 小计 0+000~0+350 0+350~洋溪洋溪河主0+600 0+600~0+800 0+800~2+100 2+100~3+327 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 17160 38500 241.37 21148.14 3646.65 15656.33 14.1 6.5 3.5 805.00 3 有机、重金属复合污染 有机、重金属复合污染 3.02 0.5 有机、重金属复合污染 173.65 3.01 0.5 有机、重金属复合污染 625.14 3.02 0.5 有机、重金属复合污染 3.05 22 0.5 5 有机、重金属复合污染 有机、重金属复合污染 467.5 8.5 0.2 有机、重金属复合污染 22000 22 5 有机、重金属复合污染 沟 河道 15 0.8 有机、重金属复合污染 10797.6 10 0.8 重金属 42

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0+000~1+173 先家冲溪 1+173~2+302 2+302~2+648 小计 淤泥开挖 淤泥开挖 淤泥开挖 5112.8 5 0.8 重金属 2483.8 5 0.4 有机、重金属复合污染 228.36 96750.06 16138.76 101759.44 117898.20 3 0.2 重金属 重金属污染底泥 复合污染底泥 总计 3、底泥安全处置工程量 底泥初始含水率通常为85%~95%,按平均值90%考虑,根据同类工程经验经强化自然干化处理后含水率一般可达60~70%,本项目按60%考虑,由下列底泥相对密度计算公式,计算得到含水率90%底泥的相对密度为:S90%=1.064 t/m3,含水率60%底泥的相对密度为:S60%=1.316 t/m3。

S?S:污泥相对密度 t/m3

S1S2PS1?(1?P)S2

S1:固体相对密度,城市污泥S1≈2.5 t/m3 S2:水的相对密度 S2=1 t/m3 P:污泥含水率

根据底泥统计量及相对密度计算值,有下列底泥等式计算得:含水率90%底泥质量为:125443吨,体积为117898 m3;含水率60%底泥质量为:31361吨,体积为23831 m3。干化过程损失水量94082吨,根据其他项目经验,若采用自然干化法,干化除去的水分有60%挥发掉,40%变为渗滤液,则渗滤液量为37232吨。

V90% ×S90% ×(1-P90%)= V60%× S60% ×(1-P60%)

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图 4.2底泥干化过程物料平衡图

4.4 环境污染治理进展

1、点源污染控制进展

为综合治理洋溪沟、龙须沟环境,对沿线的工业企业实行“关、停、并、转、迁”,关停了一大批涉重金属和有机污染物的中小冶金化工企业。区域内主要污染物排放,尤其是镉、铬、铅、砷等重金属及有机氯农药、挥发性有机物等污染物排放量大幅下降。区域内企业废水持续达标,废渣已得到安全处置,洋溪沟、龙须沟沿线企业整治情况如表4.2所示。

2、雨污分流及污水处理进展

某某市洋溪桥污水处理厂一期工程于2007年年底建成投入运行,建设规模为10万m3/d。目前纳污范围内已有合流制管涵约202.5km,雨水管涵5.3km,污水管道5.2km,已建截污干管约15km,某某市政府计划于2015年底前,在大祥区、某某区新建、改建污水管道53.7km。某某市洋溪桥污水处理厂一期工程南面即将扩建二期工程,同时对一期工程进行提质改造,将尾水排放标准提高到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,项目建成后,某某市洋溪桥污水处理厂日处理规模将达到20万m3/d,能够满足城市污水处理需求。

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洋溪沟、龙须沟沿岸企业的整治取得一些进展,污水处理厂扩建及提质改造工程即将实施,配套的城市雨污分流管网正在建设,目前已具备治理区域主要纳污水体——洋溪沟、龙须沟进行环境治理的条件。

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表 4.2 洋溪沟、龙须沟沿线企业整治情况

序号 单位名称 某某市宏利 原化工总厂内1 企业的取缔关闭 某某市肯祺 化工有限公司 某某市烨青 化工有限公司 某某市海丰 化工有限公司 某某市晶品 颜料有限公司 某某市东方 化工厂 化工有限公司 存在的主要环境问题 1.未环保审批,2、无危险废物经营许可证。3、无废水处理设施。 1.未环保审批,2、无废水处理设施,超标排放。 1、已关闭但又自行生产。2.未环保审批,3、不符合国家产业政策。 1.未环保审批,2、无废水处理设施,超标排放,3、遗留危险废物待处置。 1、未环保验收。2、无规范的废渣堆放、处置场。 1、未环保验收。2、无规范的废渣堆放、处置场。 关闭 2013.12.31 取缔关闭 2013.12.31 取缔关闭 2013.12.31 取缔关闭 2013.12.31 取缔关闭 2013.12.31 整治措施 项目实施年限 关闭 2013.12.31 46

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1.无规范的危废处置设施2 某某市中星颜料厂 2、危废没有执行转移联单制度3、熔铅工序关闭后死灰复燃。 3 4 某某市民政四化工厂 熔铅工序关闭后,死灰复燃 某某市宏帆铝业材料 有限公司 某某市某某金属提炼厂 某某市裕丰石油环保 化工有限责任公司 某某区泽鑫塑料原料厂 某某市某某区永旺塑料加工厂 某某区三友洗锰厂 市政(152)文件关闭后死灰复燃 污染处理设施不完善,不符合产业政策 1、无规范的废渣处置场所2、废水处理设施不完善3、无危险废物经营许可证 废水经简易沉淀,未办理环保审批手续 废水处理设施不完善 未批先建。 取缔关闭 2013.12.31 取缔关闭 2013.12.31 取缔熔铅工序 取缔关闭 2013.12.31 2013.12.31 取缔熔铅工序 2013.12.31 5 取缔关闭 2013.12.31 6 7 8 9 取缔关闭 取缔关闭 2013.12.31 2013.12.31 47

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10 某某市某某区宏志 化工厂 雪峰化工厂(原林化厂内华诚制药厂) 某某市某某区化工 原料厂 某某群星电源有限公司 无污染防治措施,未执行危险废物管理制度,厂区管理混乱 未审批,无生产废水处理设施。危险物品乱堆放。 未审批,无废水处理设施。 关闭 2013.12.31 关闭 2013.12.31 11 12 并入湘中制药 2013.12.31 13 熔铅达不到卫生防护距离 停产、搬迁 2013.12.31 14 某某市唐人发发制品 无环保审批手续,废水处理有限公司 某某市科宏化工 有限责任公司 设施不完善。 1、无危险废物经营许可证。2、废水处理设施不完善,长期超标排放。 停产、搬迁至宝庆工业园 2014.4.30 15 取缔关闭到位 2013.12.31 16 某某市富华化工 有限公司 1、原市化工总厂改制。2、废水废气处理设施不规范。3、废渣处置不规范。 已拆除部分生产设备,拟退出化工生产 2013.12.31 48

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17 某某市方华化工有限 1、未验收;2、危废处理设公司化学试剂厂 某某市新美化工 有限公司 施不完善。 1、未办环保审批手续,2、无废气处理设施。 取缔关闭到位 2013.12.31 18 取缔关闭到位 限期治理,逾期未完成验收实施关闭。12月前完成锅炉废气治理设施建设,年底前完成申办危废经营许可证。 限期治理,停止生产,未取得生产批复不得生产。3台3台110吨锅炉、装机3万千瓦的锅炉完成废气脱硫脱硝治理。 已完善了环保设施,获得试生产许可 2013.12.31 19 某某市海天化工科技 锅炉废气治理不稳定,无危有限公司 某某合力热电有限公司 某某立得皮革有限公司 (新厂区) 某某宝兴科肥有限责任公司 废经营许可证。 处理设施不符合要求,长期排放超标。 未获试生产批复,环保设施未竣工。 废水处理设施不完善,废水长期期超标排放 2013.12.31 20 2013.12.31 21 2013.12.31 22 已完善了环保设施 停产治理。1、精练废水和软化站废水水质较好,经处理后2013.12.31 23 某某合力化纤(纯木纺科技)有限公司 处理设施不符合要求,长期排放超标。 回用于冲洗地面用水等,设计处理量为3600m3/d,处理工艺以物化处理为主。2、浆粕废水、原液废水、纺丝废水、酸站废水、间接冷却水等经物化加生化处理达标后直接排放,设计处理量为8640m3/d。 2013.12.31 49

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24 某某市海纳兴业化工 有限公司 未验收,废水处理设施不完限期治理,停止生产,未取得生产批复不得生产。硫酸生2013.12.31 整,雨污未分流,废渣堆存、产深度除砷:1生产硫酸使用酸洗-共沉淀法除砷工艺,2处理不规范。 含砷污水经深度处理后,循环利用。年底完成验收。 已建设了废水处理设施 25 某某市合力甬江线业 染色车间无废水处理设施,有限公司 某某湘中制药有限公司 (制剂分厂) 某某市某某区华惠化工有限公司 某某市某某区宇龙服装扣眼、洗衣加工店 某某市天堂助剂化工 有限公司 某某市郊东养猪场 生产废水直排,未验收。 废水处理设施不完善,生产废水直排,未验收。 1、未验收,2、危废没有执行联单制度 废水直接向水沟排放 2013.12.31 26 废水处理设施已验收 停产治理,未通过验收不得生产。建危险废物堆存仓库,完善危废管理制度,完成清洁生产审核,年底完成验收。 停产治理。建废水处理设施,达标排放。年底完成验收。 2013.12.31 27 2013.12.31 28 2013.12.31 29 粉尘收集效果不明显 1、沼液直排,2、干粪转移未登记 停产治理。建粉尘收集处理系统,确保达标排放。 限期治理。建沼液收集处理系统,完善干粪收集转运系统。年底完成验收。 停产治理。改扩建废水处理系统,要求达标排放。年底完成验收。 2013.12.31 30 2013.12.31 31 某某市湘中福利煤炭 废水处理效果不好,超标排(矿品厂一车间) 放。 2013.12.31 50

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1、肯祺化工原外购回来的砷碱渣。包括原堆存仓库被污染的表层土,总计约40吨,危险废物清理干净后,对原砷碱渣堆场进行水泥硬化处理;厂内含砷强碱性高浓度有机废原化工总厂危险废物 处置 含高浓度的重金属、有机物,存在环境隐患大 水约4吨;肯祺化工厂用作废水处理的活性炭。2、某某市宏利化工有限责任公司原粗苯提炼车间遗弃的9桶溶剂(约5吨);宏利原粗苯车间外排污沟存有的焦油渣、宏利公司里面山沟中堆存的废渣及方华化工前污水池中的废活性炭,估计总量约65吨。必须安全合理利用或交由衡阳危废处置中心处置。 2013.12.31 32 51

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第5章 河道疏浚、河堤护砌及生态恢复方案设计

5.1 河道疏浚方案设计

5.1.1 清淤方案设计

5.1.1.1 清淤方案选择原则

洋溪沟、龙须沟清淤方案将遵循以下原则进行选择:

1)清淤方案既要考虑工程实施中技术上的可行性及经济上的合理性,又要满足环境保护的要求,在实施过程中不造成二次污染。

2)清淤方案要考虑洋溪沟、龙须沟的实际情况:河道底泥厚度差别大,而且部分河段底泥厚度较薄,宜采用机械、人工结合清淤的方式。

3)清淤方案选择应进行多方案筛选和比较,既要考虑洋溪沟、龙须沟清淤工程的施工条件,又要考虑污染底泥清淤与处置的化学、生态等环境保护方面要求,比选出技术上先进可行,施工成本低,清淤效果好的清淤方案。

4)尽量采用现代化施工手段,实现科学施工,改善劳动条件,提高管理水平,降低工程造价。

5)工程的目标值应符合国家有关标准,工程设计执行国家规范和标准。 5.1.1.2 河道清淤方案的比选

河道清淤的目的是去除河道中的底泥,洋溪沟、龙须沟的底泥受到重金属污染,清除了底泥即清除了污染水体的内源,减少了底泥中的污染物向水体中释放。

目前河道清淤的方式总的来说分为两大类:干河清理与水下清淤。 (1)干河清理:是指用围堰等形式把河道分批截成几段,每段将水排干或者抽干,然后采用人工或机械挖掘底泥,由压力管道输送或由汽车输出。这种方式的优点是清淤彻底,但需要造坝(堰)排水,且需要采取可靠的施工导流方式。

(2)水下清淤:是指在河道水面上采用专用机械或船舶进行挖泥吸泥,不需将河水导排干净。常用的一种水下清淤方式是采用清淤抓斗船,将河底的淤泥抓到驳船或拖船上,再运送到指定地点。这种清淤方式能清除水底垃圾和基底原状土,而污染最严重的淤泥难以清除,工效低,存在掏空现象。另一种水下清淤方式是采用绞吸式挖泥船,这是一种常用的河道或湖泊疏浚船舶,用于城市河道的清淤,有如下不足:吸口与泵经常会被堵塞;有衬砌边坡的地方不能清理;由

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于高度受有些桥涵的限制,清淤效率不高。

洋溪沟与龙须沟汇合后流入资江,若采用机械进行水下清淤,则可能导致重金属含量较高的淤泥层扰动、混入水体流向下游,造成资江流域水污染,且这两道溪流较窄,水流量小,水深较浅,无法顺利通行清淤船只,故本项目清淤拟采用干河清理方式。

5.1.1.3 洋溪沟、龙须沟清淤工程设计

此次河道治理全线采取底泥清除处理,处理长度11.22km,清淤总方量为11.79万m3。

由于工程区河流河床坡降总体较缓,水流平顺,洪水期冲刷、侧蚀河岸多当冲,因此河岸常出现坍岸现象。堆积物为第四系坡残积层,成淤泥状,受工业废水排放影响污染严重,局部地段堆积严重,周边群众的生产生活垃圾没有按要求处理,甚至有些垃圾直接倾倒在河内直接造成阻水障碍物,造成河道阻水堵塞严重,影响行洪,需对河道进行清淤疏浚,对河道底泥进行清除。

由于河道淤积主要是因为人类的生活生产活动以及河道所处的自然地理环境所造成的,只要按《河道管理条列》及有关法律法规对人民群众非法的生活生产行为进行控制,严禁生活生产垃圾进入河道,合理开采利用和保护资源;搞好水土保持工作,切断泥沙的主要来源,通过对河道疏浚平整,河道的行洪能力将会加大,水流变顺畅,回积的可能性较小。

清於主要采用人工清理、机械运卸配合使用挖掘机清淤的施工方法,施工顺序从上游至下游依次施工

作业工序如下:

导流围堰→抽水→人工清理配合机械挖掘清淤→汽车运送至干化场→河底清於验收合格→进入下一阶段施工

(1)导流围堰

由于河道沿线距离长,设计拟分段进行疏掏,每一分段施工长度拟按500~800m考虑,导流管采用DN500mmHDPE管,塑料软管连接。在水域内修建水利工程的过程中,为创造干地施工条件,用围堰围护基坑,将河道水流通过预定方式导向下游的工程措施,称为施工导流。导流是水利工程施工所特有的一项十分重要的工程措施。导流方案的选定,关系到整个工程施工的工期、质量、造价

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和安全渡汛,事先要做出周密的设计。龙须沟清淤施工后,导流管保留暂时用于龙须沟周边企业的达标污水排放,管道总长约为5225m,后期污水管网建设完成后拆除。

(2)抽水

使用污水泵抽排沟中残余水体,以方便清淤施工,采用120mm口径的污水泵昼夜抽水。

(3)清淤

清淤作业主要采用人工清理及配合挖掘机的方法,石子、生活垃圾等采用人工清理,然后吊运上岸,运至临时处置点,待自然晒干后,由渣土车运至生活垃圾填埋场填埋处理。

由于清淤作业导致河岸不稳定性可以通过以下方式进行规避和消除。首先,在对洋溪沟、龙须沟边缘区域的淤泥进行清除作业之前,应该采用探杆确定相关位置淤泥的相对强度。如果相关区域的淤泥层较为坚固,则应该采用开槽开挖的方式进行清淤作业。在采用这种清淤方式进行挖掘时,只需要在淤泥层上挖出宽度较宽的槽,再对其它区域进行挖掘之前,将之前开挖的区域进行回填处理。上述开挖槽的长度不得超过5.0 米,在平行于河岸的方向上进行测量。在确定淤泥层是否已经被完全清除时必须谨慎,因此一般会存在很多层强度不同的淤泥沉积。在有的情况下,顶部的淤泥强度较低,可以直接进行开挖,而下层的淤泥强度较高,需要采用间隔开挖的方式进行清理。

每段河底清理完成,须经验收合格后方可进入下一分段的施工。 (4)临时处置点

为了配合将挖运的淤泥顺利清运,施工时在洋溪沟及龙须沟分别设置多个临时处置点,临时处置点用于底泥脱水干化处理。

淤泥经罐车运输后卸入临时处置点淤泥收集池,进行下一步预处理,临时处置点周边设置必要的水土保持措施和排水设施。

临时处置点及沿途运输道路应及时清扫保洁,避免对环境形成污染。 5.1.1.4 导流方案选择

施工导流措施受多方面因素的制约,一个完整的方案,需要通过技术经济比较,反复论证,然后定案。

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施工导流方法分:全段围堰法和分段围堰法 1、全段围堰法

方法:又称一次拦断法或河床外导流,主河道被全段围堰一次拦断,水流被导向旁侧的泄水建筑物。

适用:多用于河床狭窄,基坑工作面不大,水深流急、覆盖层较厚难于修建纵向围堰,难于实现分期导流的工程。

泄水道类型:①隧洞导流:适用于两岸陡峻、山岩坚硬、风化层薄、河谷狭窄的山区河流或有永久性隧洞可供利用; ②明渠导流:适用于岸坡平缓或有宽阔滩地的平原河道。在山区河道上如河槽形状明显不对称;③涵管导流:多用于中小型土石坝工程,导流流量不超过1000m3/s;④渡槽导流:一般适用于小型工程的枯水期导流,导流流量不超过20~30 m3/s。

2、分段围堰法

方法:又称分期围堰法或河床内导流,分期就是将河床围成若干个干地施工基坑,分段进行施工。分期就是从时间上将导流过程划分成阶段。

适用:河床较宽,流量大,工程工期较长的情况,易满足通航、过木、排冰等要求。

泄水道类型:①束窄河床导流;②底孔导流;③缺口导流;④梳齿导流;⑤厂房导流等。

施工导流设计中,要选定导流时段,即在挡水围堰工作延续时间内,是枯水期挡水还是全年挡水。应根据河流水文特性、主体工程施工特点及进度,合理划分与选择导流时段。导流设计应采用导流时段内设计频率的最大流量和洪量。小型工程应争取在一个枯水期建成,以简化导流设施;大中型工程一般难以在一个枯水期建成,可考虑全年导流,导流设计流量则以全年一定频率的洪水流量为准。当地材料坝坝体一般不允许过水,当坝体施工难以在汛期达到拦洪高程时,要按全年导流标准考虑围堰高程和导流建筑物规模。混凝土坝通常允许过水,可按全年导流标准考虑,也可按枯水期导流考虑。当采用分月设计频率的流量安排施工进度时,对河流水文特性需有充分论证,慎重对待。

由于本工程所涉及的河道宽度普遍较小,除局部特殊地段考虑分段围堰束窄河床导流外,绝大多数地段均采用全段围堰法。针对河道宽度较小的全段围堰法,

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导流方式通常有:①方案一:钢管导流;②方案二:简易渡槽;③方案三:开挖明渠导流,或利用现有泄水构建筑物导流;④方案四:机排导流。

钢管导流即根据河流断面流量选择合适直径钢管沟通河道某段上下游围堰,使围堰上游水能顺利泄到围堰下游,从而保证这两段围堰间干地施工。钢管围堰的关健是处理好钢管段口与围堰的结合。该方案因钢管可重复使用比较适合于该工程(河道长,需导流点多)。

简易渡槽方案是指采用施工脚手架支撑简易渡槽,通过简易渡槽围堰上游水能顺利泄到围堰下游。简易渡槽通常采用木工板做成,呈“U”形,尺寸一般为1.2m×(0.8~1.0m),内衬塑料彩条布,置于河道中央以兼顾河道两侧施工。该方案有较大的局限性,因为尺寸限制一般只适用于较小河道,而且施工期遇雨容易垮塌。

明渠方案因造价高,用地紧张等因素基本不会采用。若河道外侧正好有可利用的泄水通道则可以考虑作工程导流之用。

综合考虑,钢管导流、简易渡槽均为该工程可行的导流方案,待工程实施时施工承包商再根据具体情况选用。而明渠方案在有条件的地方也可采纳。

无论采用哪种导流形式,接口处都需做好防渗措施。 5.1.1.5 围堰方案选择

围堰是围护水工建筑物施工场地,使其免受河水影响的临时挡水建筑物。所以要求其施工简单,维护容易,拆除方便,并能满足稳定、防渗、抗冲及一定强度的要求。

按修建所用材料划分,常用的有土石围堰与混凝土围堰,还有草土围堰、板桩围堰、橡胶坝围堰,以及木笼、竹笼或铅丝笼装石围堰等。土石围堰就地取材、结构简单、施工方便,对地基要求较低,故被广泛采用,又分土围堰、土石混合围堰和堆石围堰。混凝土围堰需在岩基上采用,其断面小,占地少,抗冲防渗性能好,堰顶可以过水。

①土石围堰

就地取材,可节约水泥,结构简单,施工方便,对地质条件的要求比其他围堰低,在施工中被广泛采用。根据所用材料,又可分为三种。

A.土围堰:用各种土料填筑或水力冲填而成,其结构形式,有均质围堰、土

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质斜墙围堰、土质心墙围堰和刚性心墙围堰等。堰顶宽一般不小于3m,边坡坡度根据堰高、土料性质、地基条件及堰型等因素确定。如为透水地基,要采用铺盖、截水槽、混凝土防渗墙等防渗措施。

B.土石混合围堰和堆石围堰:前者用土和石渣填筑,后者用石料填筑。它们均可用粘土斜墙或心墙作为防渗体。防渗体与岸坡或地基连接要可靠,防止渗漏,与透水料接触带需设置反滤层。围堰边坡应具有足够的抗滑稳定性,根据堰高、填筑材料性质和地基条件确定其坡度。

C.刚性心墙围堰:可用混凝土、钢板桩或木板等材料做心墙。在缺乏土料或因粘土施工受雨季影响时,上述各类围堰均可采用刚性心墙。心墙底部应与岩基或不透水层相接,心墙两侧需填筑细料,逐步过渡到粗粒料。

②混凝土围堰宜在岩基上采用。它的断面小,抗冲防渗性能好,堰顶可过水,易于和混凝土建筑物连接,因此也得到广泛采用,常用的有两种形式。

A.重力式混凝土围堰:在采用分期导流方式施工时,常作为纵向围堰,两侧均能挡水,第一期和第二期工程可兼用,并可与永久建筑物如隔墙、导墙等结合。为加快修建速度及节约水泥,可采用碾压混凝土施工。

B.拱形混凝土围堰:适用于河谷两岸陡峻且岸坡稳定,岩石坚硬,河床覆盖层较薄的条件。它的拱座一般要建在岩基上,通常于枯水季在水面以上施工。有时拱形混凝土围堰也可修筑在堆石体上,施工程序是由岸边向水中抛填石料进占,而后振实、加固、灌浆,灌浆帷幕直达基岩,然后在堆石体上浇筑混凝土围堰。围堰的拱肩一般支承在两岸基岩上,也有一端支在岸坡,另一端支承在重力墩或其他永久建筑物上的。

③板桩围堰

有钢板桩、木板桩和钢筋混凝土板桩等形式,可布置成单排、双排或格形体。单排板桩适用于水深1.5~2m(木板桩)或 4m(钢板桩)。板桩伸入软基的深度约为总长度的1/3,最好打入不透水层。双排板桩在两排间设横杆或拉杆,中间填土料。双排木板桩高度可达6~7m,钢板桩可达10~12m。钢板桩格形围堰由许多钢板桩互相连接围成圆筒形或弧形格体,格体内填砂、砂卵石或石渣等,适用于挡水高度15~18m,可建在岩基或非岩基上。钢板桩围堰,特别是格形围堰采用较多。它适用范围广,抗冲能力强,安全可靠,但需用专门的钢板桩,耗费

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钢材较多,施工要求的机械化程度较高。木板桩适用范围小,且耗费大量木材,一般较少使用。

④木笼装石围堰

采用方木或两侧削边的圆木纵横叠搭而成的框格结构,框格内填块石或卵石,迎水面设置防渗面板或填土,围堰高度可达10~12m,能抵挡4~6m/s流速,堰顶浇筑混凝土板后可以溢流。木笼可在岸上预制,在水上沉放,施工速度快,但因其耗费木材多,拆除不便,已很少采用。

⑤草土围堰

这是中国一种传统的围堰结构,可在流速2~3.5m/s的流水中修筑,挡水高度一般不超过6m。草土围堰多采用捆草法施工,用麦草、稻草及其他柔软山草扎成草捆,草捆直径0.5~0.7m,长1.5~1.8m,重约10kg。在清理岸坡、铺填土料后,先将第一层草捆垂直岸边并排沉放,草捆的 1/2~1/3长度浸入水中,再压放第二层草捆,两层搭接长度为1/2~1/3,草捆间铺一层30cm软草,然后洒水、下沉压实,散草上填30~40cm 一层土,再踩实或夯实。如此一层草一层土逐层沉放,形成挡水建筑物。它构造简单,施工方便,容易拆除,在黄河流域用得较多。但这种围堰沉陷量较大,堰高受到限制,并且草料易于腐烂,使用期一般不超过两年。

⑥竹笼装石围堰

用竹篾编成近于圆形,直径0.5~0.6m,长3~10m的竹笼,内装卵石、石块堆成围堰。它具有柔性,可承受8~10m/s的流速。防渗体可采用木面板、钢筋混凝土面板、粘土心墙或斜墙等形式。

⑦橡胶坝围堰

橡胶坝可随时冲水、冲气,升降橡胶坝体,从而达到挡水目的。在水利工程中应用比较普遍。橡胶坝一般要求做牢基础,坝体与两岸的衔接比较困难。

⑧围堰拆除

围堰常需在短时间内清除,并有一部分需在水下作业,难以彻底清除,有时将会影响永久建筑物的进水条件、泄水能力等。因此,对围堰拆除应予重视,尽量拆除干净。土石围堰可先在背水坡分层挖除,余下部分利用基坑过水时冲刷清除;混凝土围堰常采用爆破法拆除;钢板桩围堰首先用抓斗或吸石器将填料清除,

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然后用拔桩机起拔钢板桩;木笼装石围堰先用抓斗掏出填石,然后拔出防渗板桩墙,使木笼漂浮拆走,有时也用爆破法拆除;草土围堰水下部分可在堰体挖一缺口,让水流冲毁或用爆破法拆除。用爆破法拆除围堰时,要控制爆破的振动作用,避免对主体工程或地基产生不良影响。

就本工程而言,因河道普遍较小根据以上围堰方法的介绍与论证,结合本工程的实际情况,可采用粘土及粘土编织袋围堰。土料可就地取材。既便于快速施工,又便于拆除,一般应用于小型水利工程。本工程的性质符合其施工条件。可将现场清表或当墙基坑开挖的土石方装入编织袋,再将编织袋对河道进行分段围堰。围堰需高出洪水位50cm。施工用编织袋必须完整牢固,不得有脱线、开缝等现象。填入编织袋土方必须是符合要求的土料,不得使用渠内清挖的淤泥。

5.1.2 施工组织设计

5.1.2.1 设计内容

设计内容主要包括:①掌握并分析河流的水文特性和工程地点的气象、地形、地质等基本资料;②选定导流时段、设计标准、导流流量、导流方式及导流建筑物类型;③拟定导流建筑物的修建顺序、拆除围堰及封堵导流建筑物的施工方法;④制定拦洪渡汛和基坑排水措施; 5.1.2.2 施工时段

根据某某地区的气候情况,清淤作业应尽可能避开雨季、汛期对工程的影响;本工程围堰全部采用粘土编织袋,根据施工进度的安排,围堰工程均在枯水期施工,根据工程规模和复杂程度、工程进度计划以及水文资料,导流时段均选择于第一年12月至第二年3月底,

因受施工环境的影响,项目实施时应制定雨季防汛范围、施工区域、周边居民点及与之有关的社会道路、周边情况等;

与气象部门取得联系,设专人收听天气预报,了解短期的天气情况和天气变化,以指导施工;

施工进入汛期前,对全线施工现场地形地势进行勘查,并结合现场排水情况确定排水计划;

对现有排水设施进行清理,并根据工程需要,确保达到防汛要求。 5.1.2.3 导流标准

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根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)规定,采用土石围堰的施工导流标准应为5-10年一遇。由于本工程施工措施简单、施工工期较短、工程量较小,一次过水能较快恢复施工,为减少导流工程量,降低围堰的施工强度,设计施工导流标准选3年一遇,临时建筑物级别为5级。 5.1.2.4 节流方式

由于本工程中需做施工围堰,为了减少围堰工程量,设计将导流施工安排在水量少的时期。

根据洋溪沟及龙须沟实际情况,设计采用一次性拦断河床的围堰方式。 5.1.2.5 导流建筑物设计及施工

本工程围堰均采用粘土及粘土编织袋围堰。

采用不过水围堰,设计围堰顶高程根据《水利水电工程施工组织设计规范》计算确定。 5.1.2.6 主要设备

河道清淤主要设备见下表:

表 5.1 主要设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 5.1.2.7 基坑排水 初期排水均考虑3天排干,经常性排水主要为围堰渗水、施工弃水、降雨等。 5.1.2.8 底泥清运及岸坡治理工程围堰

清淤施工总体上拟采用从上游至下游的顺序,从洋溪沟和龙须沟的清理源头

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主要机械设备 挖掘机 运输罐车 泥浆搅拌机 汽车起重机 推土机 柴油发电机 工具车 吸污泵 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 3 20 2 1 1 1 1 2 备注 PC200 16t HJ325 QY(20T) TY220 100KW WQ20-10-1.5 河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

处开始,依次实施,直至资江口。

出现暴雨或截流河段河水流速过大时,暂时停止清淤操作,并采用膨润土垫对正在开挖段进行临时覆盖,避免河水扰动沉积重金属污染下游水体。对围堰的稳固性要进行定期检查,出现溃坝预兆时要及时加固处理,加固处理可采用植入钢板桩或木桩支撑,也可覆盖沙袋加厚。并设置两台水泵备用,在导流管过流不及时,投入水泵抽水,增大过流量,避免溢坝。

对于截流成功的河段,马上进行底泥开挖施工,首先在施工下游段(靠近下游围堰处)设置抽水泵对余留的积水进行排出,同时利用污泥泵对含水量高的流态(高于85%)的表层底泥进行抽吸,并输送至干化场进行脱水干化处理,对于含水率较高的塑态性污泥(含水率75%~85%),无法用污泥泵抽取,则利用挖掘机就近挖送至干化场脱水干化,而含水率更低的底部或侧面底泥,则利用人工配合机械进行挖掘,然后直接装车运送至填埋场填埋处置。直至底泥清理至目标程度为准。

底泥开挖依据实际情况采用机械或人工的方式。机械无法开挖的局部区域采用人工开挖,开挖机械采用挖掘机,并利用淤泥装载机协助装车,开挖的淤泥装入密闭式运输车内,运送至填埋场。河道清淤深度为0.5~2m,总清理工程量为11.79万m3。

清理过程尽量选择有道路通行的河段进行底泥装卸。无道路的河段,需修建运输道路。运输道路初步设计是在需要清理的洋溪沟和龙须沟沿线设置临时施工道路,路面宽度暂定为6m,局部地方按照现场实际情况可调整,采用泥结碎石路面,如原有道路可以利用,则在原有道路的条件上进行利用或适当调整,如采取对原道路进行平整,拓宽或者延长等措施,使其适用于本工程的底泥运输。运送至填埋场的进出场道路利用原有道路,运输平均距离大约为25km。

本治理河段底泥清除及堤防基础大部分在设计枯水位高程以下施工,所以需修筑临时围堰。由于枯季河水深度一般在0.2~0.8 m 之间,且施工时段流量较小,所筑围堰都较低,故围堰工程量不大。围堰型式为均质土围堰,由于围堰不高,其顶宽按2.0m设计,围堰风浪超高按0.5m考虑,内外边坡均为1:2。局部段采用明渠导流,渠底宽0.5或1.0m,梯形断面,坡比为1:1。其余段均采用导流管导流,管径DN500,HDPE管,塑料软管连接。

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5.1.2.9 疏浚工程施工

本工程疏浚施工清挖方量共计11.79万m3,采用1m3反铲挖掘机开挖,5t自卸汽车装运。对于河道内无法采用机械直接开挖的底泥,应先向河内底泥加入普通生石灰,生石灰与水反应消耗了淤泥中大量的水份,使淤泥干化,体积减小后,再采用机械开挖,进一步处理后,采用5t自卸汽车运至填埋场场。 5.1.2.10 施工布置

本工程以土石方开挖、土方填筑、砼浇筑、浆砌石砌筑、护坡等施工为主,施工布置主要内容:风、水、电、施工辅助企业等。

本工程施工工程量大,战线长,故施工布置亦采取沿堤线分段布置方式,施工辅助设施一般布置在护岸内开敞地带,要求便于施工、节约能源、减少运输、提高效率,工程完工后恢复绿地或耕地。租借附近的民房要便于管理和联系,尽量少占用耕地和居民拆迁。 5.1.2.10.1 施工交通

本工程对外交通条件方便,工程所需器材和设备均通过陆路运抵工地。对外交通运输主要指建筑材料水泥、钢筋、钢材、块石、油料等主要建筑材料运输,采用公路运输,可利用现有公路、桥梁,无需另修临时施工道路。 5.1.2.10.2 施工工厂设施

施工工厂设施主要考虑:砂石料堆场、施工仓库(水泥仓库、钢筋仓库、木材仓库等)等,均为简易工棚。金属结构加工厂、机修厂不考虑设置,由相关工厂、城镇附近企业及加油站解决。生活用房部分可考虑租借民房,其余搭设简易工棚。

5.1.2.10.3 风、水、电供应及通讯

施工用风主要为浆砌石拆除、石方开挖等施工用风及少量的施工辅助企业用风,需风量较小。施工供风均采用1m3/min的电动移动式空压机4台。

施工用水主要为生产和生活用水,生产用水主要为混凝土、砂浆拌和、砼养护用水、土方填筑洒水、机械设备用水、施工辅助用水等,生产用水及生活用水可就近接当地自来水。

本工程施工用电负荷不大,从附近电网就近架线即可解决。

施工期通讯可利用当地现有通讯网络,安装程控电话,施工单位可自行配备

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适量的移动通讯设备。 5.1.2.10.4 施工总布置

施工布置根据护岸工程施工特点,因地制宜,分散布置,布置分施工区和生活区。尽量减少对附近居民生产、生活的影响。施工布置要充分考虑施工期洪水的影响,合理利用地形采取分区分段就近布置,尽量减少临建工程量。生活福利设施主要租用当地民房和已有设施。

该工程施工区分填筑区、取土区及弃土区,防护堤填筑应分段、分块进行填筑、平土、压实,实行流水作业;取土区应合理布置开挖工作面,确定开挖分区、分段、分层及开挖程序以便充分发挥机械的生产效率;存料场与弃土区布置主要结合小城镇开发、利用部分已开挖完的料场等。生活用房主要为租借附近民房,生产设施,砼拌和站、砂石料堆、施工仓库等,主要布置在河岸。

5.2 河堤护砌及绿化方案设计

5.2.1 河堤护砌方案

5.2.1.1 设计范围

洋溪沟、龙须沟清淤疏浚污染治理工程共治理河道长11.22km,其中洋溪沟为3.327km,先家冲支流2.648km,龙须沟4.056km,龙须沟支流1.169km,共新建土堤13.6km,均采用土堤形式。新建堤防基本沿原河岸线进行布置,不改变河道走势,部分河段根据水流方向对河道边滩及沙洲进行清除,使河道更平顺流畅,利于泄洪。

1、河堤工程总体布置原则:

(1)工程的建设应在该地区小流域综合治理的基础上,根据当地自然条件和社会经济状况,妥善协调好上、下游的关系,全面规划,统筹安排。

(2)河道两岸的防洪堤线应与基础设施、近远期发展规划相结合,相互协调一致,避免工程重复建设和改造。

(3)新建堤防布置原则为工程实施后河床宽满足河道行洪要求,尽量不抬升原河道的水面线,并充分利用有利地质、地形条件,减少挖填工程量。堤线力求平顺,各堤段平缓连接。堤防在保证稳定、安全的前提下,尽量利用当地材料,力求经济、美观。

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(4)堤身断面型式的选择要因地制宜,根据堤线两侧地形、地貌及建筑物分布情况,选择最合理的断面型式。

根据拟定的工程布置原则,结合该流域堤防工程的现状及地形条件进行合理布置。

2、布置方案 (1)河道现状

工程区河段现有部分浆砌石挡墙,多处开裂、坍塌十分严重,局部河段的凸岸,水流流速变缓,边滩发育,全河段淤积严重。

(2)岸距确定原则

新建堤防的堤距确定原则为在保证行洪需要的前提下,尽量减少开挖量及不侵占河道。

(3)堤距确定

新建堤防基本沿原河岸线进行布置,不改变河道走势,不侵占河道行洪断面为原则,部分河段根据水流方向对河道边滩及沙洲进行清除,使河道更平顺流畅,利于泄洪。经河道清障疏浚并对岸坡进行整治处理后,河床宽度能满足行洪要求。 5.2.1.2 堤型选择

堤防工程设计遵循的原则是:

安全可靠:即不管采用何种结构、何种形式,必须满足规范要求,经得起实践检验。

经济节约:以全寿命周期成本为原则,以采用新技术、新材料、新方法为手段,以资源节约为目标。

技术创新:以新理念为指导,以创新应用为宗旨,探索应用新材料、新结构、新工艺。

和谐自然:以构筑物融入自然为出发点,实现人与自然和谐、物与自然和谐。 本项目堤防形式选择指导思想:

根据河岸地形、地质条件,沿河区建设以及建筑材料供应、施工条件、运行管理要求、环境协调美观等多因素,因地制宜选择堤防形式。本项目堤防形式选择应当充分利用当地材料,利于环保,技术经济指标最优。

本次选用土堤与浆砌石堤两种方案进行比较,经多方面比较,确定本工程采

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用的堤防形式为土堤,其理由如下:

河段内设计流速较小,在满足抗冲刷要求的前提下,采用浆砌石堤虽是最稳定的,但块石料为非当地材料,当地河道砂卵石缺乏,运距较远,且浆砌石堤生态、环保性较差,而采用土堤能提供绿色植物生长的条件,无疑是既生态环保又经济的。

1、设计洪水位和设计岸顶高程

堤防顶部高程主要根据20年一遇设计洪水位高程加超高确定。 2、护脚、护坡型式的选择

根据河岸地形、地质条件,沿河镇区建设情况以及建筑材料供应、施工条件、运行和管理要求,环境景观等实际情况,因地制宜选择护岸型式。

本设计考虑到治理河段河道较窄,两岸大部分为良田及旱地,为尽量减少河道占用面积,本次设计主要选用格宾挡墙与草皮护坡及仰斜式浆砌石与草皮护坡两种护岸型式进行比较。即正常水位以下采用格宾挡墙或浆砌石护坡,正常水位以上采用草皮护坡。

方案一:格宾挡墙,采用重力式结构,顶宽1m,规格为1.0×1.0×3.0m、1.5×1.0×3.0m、2.0×1.0×3.0m(宽×高×长),即每层高1m,退台0.5m,格宾笼下铺设土工布。

方案二:仰斜式浆砌石护坡,采用顶宽60cm厚迎水面坡比为1:0.5,背水面坡比为1:0.2的M7.5浆砌块石,下设15cmC15砼垫层。

表 5.2 护脚、护岸型式单价比较表

方案一 格宾护脚 护脚型式 优缺点 单价 (元/m3) 每延米方量(m3) 每延米单价(元) 备注 取2.5m高断面进行比较 抗冲刷能力较强,施工方便,较生态环保,但285.93 钢丝网格容易破坏。 2.5 1286.69 抗冲能力强,不313.75 浆砌石护脚 方案二 生态,造价低。 3.45 1082.44 格宾挡墙是将低碳钢丝经机器编制而成的双绞合六边形金属网格组合的工程构件,在构件中填充物采用卵石或片石、块石,格宾重力式挡墙的基本稳定原

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理同浆砌石重力挡墙相同,均是通过墙体自身重量来维持挡墙在土压力下的稳定。其外形通常有外台阶、内台阶、宝塔式三种。格宾挡墙具有以下几方面的优点:

①柔性结构设计,格宾特有的柔性结构设计及高伸张率的低碳钢丝使得格宾具有很强的柔韧性及变形能力,尤其能够适应基础的不均匀沉降。

②生态环保性,首先整体结构并没有采用任何污染性材料,结构主材料石材为自然界中寻找,附加的限制性材料钢丝网对于自然也没有任何污染。而由于结构内存在较多的填石孔隙,这样一来可以实现河水和结构后土体的自由水交换,增强水体的自我净化能力,改善水质;二来为各类水生动植物提供生存空间,维持生态系统的平衡。三来不需要水泥等污染水质和环境的人工材料,对环境不会造成太大的破坏。

③美观性,无论是内部的填石还是后期长出的绿色植被,都能够很好的于周围的自然环境相互融合;插植等人工方式更可以使外观达到人为的设计视觉效果,美化环境。

4自透水性,○格宾具有天然的透水性,一来可以迅速降低结构后填土内由于

降雨等原因导致的过高地下水位,消散孔隙水压力,维持土体强度,降低发生滑坡的危险;二来无需传统结构的排水设施,节省工序,加快施工效率。三来可以加强水体交换能力,促进植被生长和生态系统的恢复。

⑤独立性和整体性。格宾单元在工地现场组装成型,相互绑扎成整体,属于典型的柔性防护结构 ,可以适应地基的不均匀沉降。

⑥施工便捷,效率高。格宾可按设计意图,工厂化生产制作出半成品,施工现场按施工图进行组装定型。整体工法操作简便、工序少、无需特殊的技术工人、受气候干扰小,整体施工效率颇高且效果易于保证。在有机械进行配合的时候,更加能够加快施工进度,可以大大减少施工周期。

本工程岸坡适宜采用外台阶式。该护岸形式优点是整体性较好,抗冲能力较强,能较好适应不均匀沉降,由于其存在天然透水性,能增强水体自净能力,而且可以直接在其上敷土绿化,生态效果好。其占地面积相对较少,适用于较陡岸坡,造价相对较贵,但其在水下施工方便且施工期相对较短。

仰斜式浆砌石护坡施工简单,群众熟悉,使用寿命长,糙率系数小,同样能

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减少耕地的占用量,其造价相对较低,抗冲刷能力强,占地面积少,适用于较窄和较高河岸。但考虑到治理河段淤积且污染严重,在河底砌筑浆砌石施工时段较长,对施工人员难度较大且砌筑浆砌石挡墙会阻断水体交换能力,不利于植被生长和生态系统的恢复,与本次治理目标不符。

经综合比较后,本次选用格宾挡墙作为正常水位以下护岸、护脚型式。 5.2.1.3 河堤断面设计

新建堤防均采用土堤,堤顶宽度为5m,迎水面坡比为1:2.5,背水面坡比为1:2,堤顶以下4m高设一人行通道,人行通道宽3.0m,堤顶及人行通道均铺设麻石道板。正常水位以下采用重力式格宾挡墙,正常水位以上及背水面均采用草皮护坡,格宾挡墙顶宽1m,规格为1.0×1.0×3.0m、1.5×1.0×3.0m、2.0×1.0×3.0m(宽×高×长),即每层高1m,退台0.5m,格宾挡墙下铺设土工布,挡墙埋深根据冲刷深度计算取0.6~1.1m。为方便行走及保护格宾顶部不被破坏,在格宾顶部浇筑20cm厚的C20砼路面,宽度为1.0m。河堤建设根据区域城市规划分期建设,一期主要以河道环境治理、改善河道水质及消除污染源为主,二期综合考虑环境治理及防洪排涝等要求。

草皮护坡 格宾挡墙

图 5.1 横断面示意图

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图 5.2河堤设计效果图

5.2.1.4 涵洞工程设计

龙须沟部分河段(龙2+000~龙4+056)及支流(龙支A0+000~龙支A0+135)河道上方已建公路及房屋,原河段为浆砌箱涵,多数已垮塌,淤积严重,行洪能力不足,本次河道治理对原有箱涵进行拆除重建,新建箱涵共2129m,其中龙须沟河段2056m,龙须沟支流135m。

新建箱涵采用C30钢筋砼结构,龙须沟段断面净空尺寸为3.5m×2.5m(宽×高)、龙须沟支流段断面净空尺寸为3.5m×2.5m(宽×高),均采用50cm厚C30砼衬砌。下设20cm厚C15砼垫层。 5.2.1.5 拦河坝改造设计

1)拦河坝现状

洋溪沟治理河段河道上共有共有3处较大灌溉引水坝,分别为罗家坝(洋1+270)、姚家坝(洋2+695)、谢家坝(先0+500)。这些灌溉引水坝多数均为圬工重力坝,坝顶与两岸高差不大,大部分坝的上游两岸只比正常水位高出0.3~1.0m,部分坝的正常水位到达上一级坝的坝脚,这些坝人为的抬高了河道水位,严重地影响了行洪。且这些坝已运行数十年,年久失修,坝体老化,病险严重,属病险坝。

2)改造方案

为降低治理河段的设计洪水位,结合坝体病险情况,对沿河的3处河坝进行改造加固,将原圬工重力坝拆除重建。

新建河坝均采用M10浆砌石外包20cm厚C20钢筋砼结构。基础采用30cm

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厚C15砼,坝基上、下游均设有齿墙,坝体下游接消力池,采用C20钢筋砼浇筑,消力池底板厚300mm,消力池后接C20砼护坦。为方便行走,坝顶均设有人行桥并设防护栏杆。

5.2.2 绿化及生态工程

由于洋溪沟、龙须沟底泥清淤工程将会对沿线植被造成较大的损毁,此外洋溪沟、龙须沟常年失修造成沿线土壤重金属的污染,考虑沿龙须沟部分河段及洋溪沟两侧建设生态林带,一方面恢复洋溪沟、龙须沟沿线的绿化,维持城市绿化率;另一方面,采取生态修复的方式,利用富集重金属的植物来修复洋溪沟、龙须沟含重金属底泥造成的沿线土壤的重金属污染。 5.2.2.1 设计范围

本工程植被恢复范围包括本工程范围内龙须沟部分河段及洋溪沟两岸沿线。 5.2.2.2 设计原则

以保护绿地资源为基础,进行林地的科学抚育管理,发挥水源涵养净化功能,确保水源保护区的水质安全。增加常绿树种和观赏灌木,提高水源涵养与环境保护生态服务性能和观赏价值,达到自然林与现代生活巧妙融合。河岸种植树冠较大的树木,逐步形成林带,地面栽上草坪,贴岸的树冠还可以伸向河道上空。既可以增强生态功能,大树扎在土壤时深而密的根须与草坪形成一个土壤生物体系,又可以发挥景观作用岸边的林带草坪与河道组合,可有效改善当地的温度、湿度与舒适度,形成一道独特的风景线。 5.2.2.3 植被恢复指导思路

本工程植被恢复范围主要包括本工程范围内龙须沟部分河段和洋溪沟两岸沿线。结合洋溪沟和龙须沟沿线自然生态条件,予以大力整治、美化。沿岸的绿化在设计应当以维护自然环境生态为原则,以保障自然环境及生态系统的和谐稳定。滨水区是自然因素最为密集、自然过程最为丰富、生态环境最为敏感的地域其特点是水与陆地共同构成环境的主导要素—生态要素。倘若忽视了该地区生态要素的因素,那么绿化建设将造成很大的负面影响:如小气候恶化、水土流失、岸线侵蚀、生物种类单一等。这一切都应该引起高度重视。因此,在河道的沿线绿化中应该遵循这样的具体策略,以广阔的水面和充沛的水量来促进水陆风发生的频率和强度,以河流绿色廊道和生物品种保护来遵从自然生物过程。

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5.2.2.4 具体设计内容

河道经整治后,河底规则,水质优良,为使河道现怡人风光,在河道两侧进行植树绿化,逐步建成滨河绿化生态带。生态带考虑乔、灌、草的合理配置,植物的选择坚持本地物种优先的原则,同时兼顾植物的景观价值、经济价值和对重金属的富集能力。生态带种植部分乔木和灌木,垂柳、杨树、水冬瓜、竹子、火把果等,种植规格为乔木株行距2×3m,灌木株行距1×1m,疏密不均匀布置,除垂柳为扦插外,其他大苗移栽。河道两侧生态林地控制在2米。

草皮护坡由人工铺植或播种,铺植或播种前应将坡面整修平整,拍打紧密并保持土湿润,铺植或播种后应及时浇水育苗,播种后遇大雨应对播种范围内的堤坡表面进行保护,以防雨水冲刷造成种籽流失。植物种植采用喷播的方式,所选草籽必须是发芽率在90%以上的新鲜草种,播种完后,加盖无防布,每天浇水三次以上,要保证播种面湿润。

洋溪沟、龙须沟共需绿化长度约13公里。

5.3 人工湿地示范工程方案设计

根据规划,本案在洋溪沟入河口附近修建2.74hm2人工湿地虑场,更高效,更有序的发挥接纳和降解两岸排放污水的作用,减少污泥的淤积,降低污水管网建设和污水处理费用,提高部分流入资江水体的水质。长期规划中,后期将在龙须沟一沿岸附近修建人工湿地,起到水体净化及提升城市景观的作用。本案人工湿地建设及长期规划的人工湿地位置示意图如下图所示。

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图 5.3人工湿地工程布置示意图

人工湿地主要设计参数参照《人工湿地污水处理工程技术规范》(HJ 2005-2010)相关规定。

表 5.3人工湿地主要设计参数

人工湿地类型 表面流人工湿地 水平潜流人工湿地 BOD5负荷 (kg/hm2.d) 15~50 80~120 水力负荷 (m3/m2.d) <0.1 <0.5 <1.0(建议值:北方:垂直潜流人工湿地 80~120 0.2~0.5;南方:0.4~0.8) 1~3 水力停留时间(d) 4~8 1~3 5.3.1 技术筛选

人工湿地指用人工筑成水池或沟槽,底面铺设防渗漏隔水层,充填一定深度的基质层,种植水生植物,利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协

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同作用使污水得到净化。按照污水流动方式,分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。目前人工湿地技术主要有表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地。

1、表面流人工湿地

表面流人工湿地指污水在基质层表面以上,从池体进水端水平流向出水端的人工湿地。

表面流人工湿地与自然湿地相类似,其土壤(床)被水体所覆盖,因而它与污水接触的面积较大。这类湿地全年或一年中的大多数时间都有表面水存在,因此停留时间较长,所以这类湿地对悬浮物、有机物的去除效果较好。另外,藻类和其他的浮游植物可以在自由水体表面生长,这显然有更好的光合活性,使水体的pH值增大呈碱性,促进了磷酸盐浓度下降和氨气的挥发;同时这些藻类和浮游植物的沉积物和植物枯叶也为反硝化提供了附加的碳源,能使氮的去除稳定进行。然而,表面流人工湿地只是利用了植物的茎和秆,没有充分利用它的基质以及植物根系表面所形成的生物膜,从而使净化效果不是很理想;湿地对营养盐的去除过程主要发生在基质内,可这类湿地的污水仅仅是在基质表面流过,因此对于溶解性的营养盐仅能通过渗透的方式进入基质内,而该过程又是很缓慢的,因此表面流人工湿地对营养盐的去除率偏低,大约只有10~15%左右。同时,这类湿地系统的卫生条件较差,易在夏季滋生蚊蝇,产生臭味一而影响湿地周围的环境,在冬季或北方地区表面易结冰,系统的处理效果受温差变化影响较大,因而在实际工程中应用较少,但这种湿地系统具有投资低的优点。

图 5.4表面流人工湿地剖面图

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2、水平潜流人工湿地

水平潜流人工湿地指污水在基质层表面以下,从池体进水端水平流向出水端的人工湿地。

潜流式人工湿地水面维持在基质床的表面下,这类湿地的基质通常由矿石和粗砂组成,从而能提供较多的孔隙以使污水能迅速渗漏到整个基质床。潜流人工湿地有以下几个特点:①水流在地表下流动,充分利用了填料表面生长的生物膜和丰富的植物根系;同时保湿性又好,处理效果受气候影响小,不易滋生蚊虫。②二表层土和填料截留的作用可以延长水流的停留时间,提高了处理效果和能力。③水力负菏和污染负荷大,对BOD、COD、SS和重金属等污染指标的去除效果好。

因此,潜流人工湿地被欧洲、澳大利亚和南非等国广泛接受。然而在潜流人工湿地系统中,氧主要来源于植物根系,而这种能力是非常有限的,这就妨碍了任何流经该水域水流中氮的硝化作用。有学者指出,潜流工人湿地高的净化能力主要是依靠土壤有效的通气性,对BOD、COD、氨氮的去除能力很高,但总氮的去除能力却有限,而冬季较低的气温抑制了硝化作用和植物根系的放氧。这种湿地的造价比水平流人工湿地高,控制相对复杂。

图 5.5水平潜流人工湿地剖面图

3、垂直流人工湿地

垂直潜流人工湿地指污水垂直通过池体中基质层的人工湿地。单一垂直流人工湿地的水流结合了表面流人工湿地和水平潜流人工湿地的特性,水流通过填料上部的布水管进.人填料,在填料床中由于受到重力的作用、基本呈由上向下的

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垂直流,水流经床体后被铺设在出水端底部的集水管收集而排出。

在垂直流人工湿地中,污水从湿地表面纵向流向填料床的底部,当床体处于不饱和状态时,氧可以通过大气扩散和植物传输进人该湿地系统。这类湿地的硝化能力高于水平潜流人工湿地,因此可用于处理氨氮含量较高的污水。其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系统,落干、淹水时间较长,控制相对复杂,投资较大。

图 5.6垂直潜流人工湿地剖面图 表 5.4三种类型人工湿地比较

类型 表面流人工湿地 污水在湿地的表面特点 流动,水位较浅,多在0.1~0.6 m,与自然湿地最为接近 水平潜流人工湿地 污水在湿地床的内部流垂直潜流人工湿地 污水在湿地床的内部动,从一端水平流过填料流动,从湿地表面纵向床 水力负荷较高,对污染物流向填料床的底部 优点 工程投资低,运行成去除效果好;很少有臭味本最低 和蚊蝇现象;运行成本较低 系统的处理效果受温差变化影响大 控制相对复杂;脱氮、除磷的效果不如垂直流人工湿地 74

硝化能力高,可用于处理氨氮含量较高的废水。运行成本较低 缺点 控制相对复杂

河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告 表 5.5人工湿地系统污染物去除效率

人工湿地类型 表面流人工湿地 水平潜流人工湿地 垂直潜流人工湿地 BOD5 40~70 45~85 50~90 CODCr 50~60 55~75 60~80 SS 50~60 50~80 50~80 NH3-N 20~50 40~70 50~75 T-P 35~70 70~80 60~80 综合比较可以发现,单独形式的人工湿地,在成本、处理效率、稳定性及控制难以程度上难以达到很好的平衡,而多中形式复合使用的人工湿地逐渐流行,即选用复合垂直潜流人工湿地+表面流人工湿地组合工艺。这种复合型的人工湿地能同时具备表面流人工湿地和潜流人工湿地的优点,具有处理效果好、受气候影响小、卫生条件好等优点,因此本案采用复合垂直潜流人工湿地+表面流人工湿地组合工艺。

图 5.7人工湿地处理工艺流程图

(a) 复合潜流人工湿地

综合考虑水平潜流负荷高,水力条件好能营造良好的厌氧环境,以及垂直潜流充氧能力和硝化能力强的特点,选择水平+垂直的复合潜流人工湿地,水流经进水布水,先后缓慢流经粒径20mm的粗砾石和5mm~10mm的细砾石,在砾石表面形成生物膜,附着的微生物对污水中的有机物进行降解,出水进入垂直流湿地,水流在填料床中呈由上向下的垂直流,床体处于不饱和状态,氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直流湿地的硝化能力高于水平潜流湿地,可用于处理氨氮含量较高的污水。在设计时应充分考虑了检修的需求。

(b) 表面流人工湿地系统

地表流湿地系统也称水面湿地系统,与自然湿地最为接近,但它是受人工设计和监督管理的影响,其去污效果又要优于自然湿地系统。污染水体在湿地的表面流动,水位较浅。通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。氧的来源主要靠水体表面扩散,植物根系的传输和植物的光合作用,表面流负荷小,占地面积相对较大。

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5.3.2 处理参数 5.3.3 选配方案

5.3.3.1 水平潜流人工湿地系统基质配选方案

水平潜流湿地从表层到底层依次为覆土土壤,粗砂,填料层,细砂,防渗层,将湿地分为多个单元,每个单元分为2格,第一格选择粒径为20mm的粗砾石作为填料层,一方面利用粗砾石粒径大,水力条件好的特点,增大系统的抗负荷能力,另一方面靠近进水端的填料层也起到很好的布水作用,使水流均匀,提高容积利用率;第二格选择5mm~10mm的细砾石,增大填料比表面积,使附着在填料表面的微生物与污水更容易接触,同时由于粒径小,水流速度较慢,给微生物提供充足的时间硝化降解河水中的有机物,提高出水水质,降低对后续工艺的冲击。

5.3.3.2 垂直潜流系统人工湿地系统基质配选方案

本案将潜流湿地由上而下划分为土壤表层、多孔管布水系统、填料处理层、集水系统和防渗层五部分,其中多孔管布水系统与集水系统包含于填料处理层中,本方案中为了便于区分,将布水管、集水管周围的填料层分别归为多孔管布水系统与集水系统。

根据设计规范,多孔管布水系统、填料处理层与集水系统三层的总厚度宜为0.4~1.6 m,本案取1.0 m。

1、土壤表层

土壤表层的主要功能是维持挺水植物的生长,由于污水进入系统后,不经过本层,其对污水无直接净化作用,主要体现为植物净化。

应优先选择当地土壤,以松软土质为佳(黏土~壤土),并具较高的肥力,渗透系数宜为0.025~0.35 cm/h。

考虑到植物的生长、工程量与系统的维护去堵,土壤厚度取30 cm。系统完成面比周边地表高5 cm,防止周边雨水漫入系统。

在系统运行后,土壤表层厚度会因外界的冲刷等而逐渐下降,部分土壤会进入下层,从而影响布水,因此,下层填料层的厚度应超出设计值10%~15%。

2、多孔管布水系统

多孔管布水系统的作用主要在布水,为确保顺畅布水,须考虑两点:

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1)布水管周围填料的空隙与孔隙率

布水管周围填料应有较大的空隙与较高的孔隙率。选取有效粒径为16 mm的陶粒即可满足布水的水力传导条件,陶粒厚度取15 cm。

2)土壤表层对布水的影响

土壤表层中的土壤会在运行过程中逐渐向下扩散,对布水造成污堵,从而影响顺畅布水。针对这个问题,本案在考虑提高布水层厚度的基础上,先在土壤表层下铺一层5 cm厚的粗砂,而后敷设布水管。

布水主管径取De110,布水管包含在细砾石层中。 3、填料处理层

填料处理层的基质的选择对于处理效果有很大影响,应考虑基质的粒径、比表面积、孔隙率、材质等因素。

粒径与孔隙率影响基质的水力传导性能;比表面积影响基质的吸附性能;材质影响某些污染物质(磷)的去除效果。

本层基质的孔隙率以35%~40%为宜,过低会影响基质的除污效果。比表面积大、含大量钙的填料(碱性环境)或含大量铁铝的填料(酸性环境)对污染物质(磷)有很好的去除效果。

本层中填料选用复合填料,即以陶粒、煤渣、玉米芯、土壤四种填料的按3:3:1:3的体积比配制而成的填料。

复合填料有良好的除污效果、费用低、易获取,充分利用了周围资源。 复合填料层厚取65 cm。 4、集水系统

与布水系统类似,为确保顺畅集水,集水管周围填料应有较大的空隙与较高的孔隙率,选取有效粒径为16 mm的陶粒即可满足布水的水力传导条件。

集水支管径取De63,主管径取De110,陶粒厚度取15 cm。 5、防渗系统

根据设计规范,潜流湿地系统底部与侧壁须进行防渗处理,防渗层的渗透系数不应大于10-6 cm/s。

本案采用防渗膜HDPE与压实土层进行防渗处理。

敷设防渗布前,应先将场址基地整平压实,对于地表高低起伏过大及土质松

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软之区域应加以改善,不能有尖锐突出物在地面上。敷设防渗膜后,在防渗膜上要铺20 mm厚的细沙,以防止防渗层被上层砾石刺破。 5.3.3.3 表面流人工湿地系统基质配选

基质自上而下分为3层:砾石层、土壤层与黏土层。

砾石层为支撑层,厚度0.1 m,取细砾石,粒径16 mm;土壤层应优先选择当地土壤,以松软土质为佳(黏土~壤土),并具较高的肥力,渗透系数宜为0.025~0.35 cm/h,厚度取30 cm;底层为黏土层,其夯实前厚度取30 cm。 5.3.3.4 水生植物的选择与配置

水生植物是指生长环境为水体、沼泽地的植物,包括草本和木本植物。水生植物可分为以下四类:

1、挺水植物:指茎叶挺出水面的水生植物,常见的有芦苇、菖蒲、香蒲、水葱、水生美人蕉、慈姑、灯心草等;

2、浮叶植物:指叶片浮在水面的水生植物,常见的有睡莲、荷花、萍浮草、王莲等;

3、漂浮植物:指根部不生长在泥中,植株部分漂浮与水面之上,部分悬浮在水里的水生植物,常见的有浮萍、红萍、水鳖等;

4、沉水植物:指整个植株全部没入水中,或仅有少许叶尖或花露出水面的水生植物,常见的有金鱼藻、菹草、黑藻等。

表 5.6主要的植物配置表

植物类型 水平潜流型 泽泻、纸莎草、挺水植物 西伯利亚鸢尾 浮叶植物 漂浮植物 沉水植物 / / / 垂直潜流型 菖蒲、慈姑、千屈菜、美人蕉、西伯利亚鸢尾 / / / 表面流型 水葱、慈姑、西伯利亚鸢尾、水芹菜 美人蕉 睡莲 / 可调整 少量 按实际情况可调整 备注 黒藻、金鱼藻、按实际情况可菹草 调整 78

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5.3.4 后期管理

人工湿地后期管理主要包括结构管理和植物管理两方面: (1)结构管理

人工湿地的各项结构管理在于保证系统稳定运行,延长湿地使用年限。任何细微的损坏或裂缝,都会因不断的污水流动,造成损坏不断扩大,因此必须定期(如每月)对人工湿地池体如坝、泄洪沟及其它控制水流的设施进行检查和维修。

(2)植物管理

植物是人工湿地处理核心,也是人工湿地后期管理最重要工作,主要注意以下几方面:

1)植物栽种初期的管理

人工湿地植物栽种初期的管理主要是保证其成活率,湿地植物栽种最好在春 季,植物容易成活。如果不是在春季,如冬季应做好防冻措施,如在夏季应做好

遮阳防晒。总之要根据实际情况采取措施确保栽种的植物能成活。 2)控水

植物栽种初期为了使植物的根扎得比较深,需要通过控制湿地的水位,促使 植物根茎向下生长。 3)及时收割植物

人工湿地植物一般生长较快,根据不同的植物类型,在其生长茂盛、成熟后应对植物进行及时收割,并处理和利用。一般的植物收割时间为上半年的3~5月份和下半年的9~11月份。

4) 做好日常护理

防止湿地内其它杂草滋生,对已生长的杂草应及时清除;需及时清除植物的枯枝落叶,以防止腐烂等污染。

5)暴风雨后的维护

暴风雨后,湿地床上植物发生歪倒,要及时扶培,排除积水。 6)冬季对植物的处理

对不耐寒的植物在冬季来临之前要做好防冻措施或及时收割掉,降低负荷。 3、人工湿地堵塞的预防措施

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1)选择了粒径较大的基质以有效地防止堵塞的发生, 但过大的粒径会缩短水力停留时间,进而影响净化效果。根据在净化效果和防堵塞两者之间寻找一个最佳平衡点选择了合适粒径基质。

2)潜流人工湿地分为多格,可以间歇进水可减缓人工湿地基质堵塞。 3)选择了合理的湿地植物,选用根际复氧能力强、分泌难降解物质较少的植物并将来定期收割植物的地上部分。

4)湿地日常运行的科学管理,一般该每六个月综合检查一次,日常的维护主要包括拔除杂草、清除死的植物以及清洗管道等并需根据来水水质的变化及时调整湿地进水量以防止湿地超负荷运行。

5)其他临时措施有:更换湿地表层基质、停床休作与轮休、投加蚯蚓等。

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第6章 底泥治理与污水处理方案设计

6.1 底泥脱水方案设计

6.1.1 设计数据

底泥脱水规模为11.79万m3,初始含水率为85%~95%,按平均值90%考虑,根据同类工程经验经强化自然干化处理后含水率一般可达60~70%,本项目按60%考虑,根据其他项目经验,干化除去的水分有60%挥发掉,40%变为渗滤液。可脱出水分约9.41万m3,污水处理系统收集渗滤液总量为3.72万m3。

6.1.2 底泥脱水工艺比选

6.1.2.1 常用底泥脱水工艺

底泥脱水工艺主要有自然干化法、机械脱水法和土工管袋法。 (1)自然干化法

主要构筑物是底泥干化场,一块用土堤围绕和分隔的平地,如果土壤的透水性差,可铺薄层的碎石和砂子,并设排水暗管。依靠下渗和蒸发降低流放到场上的底泥的含水量。下渗过程约经2~3天完成,可使含水率降低到80%左右。此后主要依靠蒸发,数周后可降到75%左右。底泥干化场的脱水效果,受当地降雨量、蒸发量、气温、湿度等的影响。一般适宜于在干燥、少雨、沙质土壤地区采用。该法占地大,但投资较少,运营成本较低,能耗低,适用于用地宽裕的地区。

(2)机械脱水法

通常底泥先进行预处理,改善脱水性能后再脱水。最通用的预处理方法是投加无机盐或高分子混凝剂。

机械脱水法有过滤和离心法。过滤是将湿底泥用滤层(多孔性材料如滤布、金属丝网)过滤,使水分(滤液)渗过滤层,脱水底泥(滤饼)则被截留在滤层上。离心法是借底泥中固、液比重差所产生的不同离心倾向达到泥水分离。

过滤法用的设备有真空过滤机、板框压滤机和带式过滤机。真空过滤机连续进泥,连续出泥,运行平稳,但附属设施较多。板框压滤机为化工常用设备,过滤推动力大,泥饼含水率较低,进泥、出泥是间歇的,生产率较低。带式过滤机是新型的过滤机,有多种设计,依据的脱水原理也有不同(重力过滤、压力过滤、毛细管吸水、造粒),但它们都有回转带,一边运泥,一边脱水,或只有运泥作

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用。它们的复杂性和能耗都相近。

离心法常用卧式高速沉降离心脱水机,由内外转筒组成,转筒一端呈圆柱形,另一端呈圆锥形。转速一般在3000r/min左右或更高,内外转筒有一定的速差。离心脱水机连续生产和自动控制,卫生条件较好,占地也小,但底泥预处理的要求及能耗均较高。

(3)土工管袋法

土工管袋法一般用于泥水混合物的脱水处理,高强度、可渗透的土工管袋能截流底泥并同时允许水的排出。在泥浆进入土工管袋之前,可提前加入聚合物以提高其脱水性能,减少脱水周期。水分从土工管袋的小孔隙中排出,并收集起来进行处理。土工管袋脱水周期较短,并且相对于重力脱水法,脱水处理后的底泥具备更低的含水率,有利于填埋处理。但土工管带法投资较大、所需运营费用较高。

6.1.2.2 底泥脱水工艺比选

机械脱水法能耗高,设备损耗大,管理成本高,不适用于本项目这类底泥量很大的底泥脱水,因此,本可研主要对自然干化法和土工管带法从工程可实施性和经济性进行比选,见表6.1。

表 6.1 底泥脱水工艺比选表

序号 比较项目 自然干化法 建设地上式砖砌干化池,池底设置沥水收集系统和防渗系1 工作原理 统,底泥经开挖运输卸入干化池后,水分由于重力作用下渗,由沥水收集管道排出,进入处理系统。 土工管袋法 土工管袋脱水步骤主要有3个阶段:充填、脱水、固结。污泥加絮凝剂经泵抽入管袋内,由于土工管袋材质所具有的过滤结构和袋内液体压力达到脱水。 82

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土工管袋所在场地需防渗,由场地四周边沟进行渗滤液收集,废水产生量大,雨水混入边沟形成渗滤液 含水率需大于80%,需泵抽取压入管袋 需邻开挖现场就近布置,不利于废水收集处理 重复利用率很低,影响脱水效果,容易造成二次污染 泵体损耗大,易出现故障 较小 较高 较低 较长 较高 否 高 由干化池底沥水收集系统收2 渗滤液收集 集,废水产生量小,可设遮挡拦截雨水 污泥含水率要求 场地要求 3 含水率大于60% 无特别要求,干化池可相邻建设,便于废水收集和处理 可多次重复利用 低 较大 低 较高 长 较低 是 低 4 5 6 7 8 9 10 11 12 重复利用率 故障率 占地面积 运行能耗 干底泥含水率 脱水周期 投资 是否适用于本项目 成本 综上所述,土工管袋法适用于含水率很高、能够利用泵体输送、治理场地相对集中的场合,其产生的渗滤液量大,造成运行能耗和处理成本偏高,而本项目为河道清淤,洋溪沟和龙须沟属小型河道,常年河水流动,沿岸堆积散落大量废渣等固体废物,河内淤积物主要为河堤水土流失的泥沙、卵石及废渣,不同于湖泊内软质淤泥层,因此自然干化法更适用于本项目底泥,且具有运行可靠、运行能耗和处理成本较低、可重复利用,经济性较好,因此本项目拟采用自然干化法进行底泥脱水处理。洋溪沟和龙须沟治理范围内沿线大部分为废弃厂房和荒地,可以选择一块场地作为污泥自然干化的场地。

6.1.3 底泥干化场设计

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底泥脱水规模为11.79万m3,初始含水率为90%,根据同类工程经验经自然干化处理后含水率一般可达60%,可收集渗滤液3.72万m3。

根据现场实地情况,在洋溪河治理范围内沿线大部分为废弃农田和荒地,龙须沟前段流经工业区,后段经过大部分区域为农田,均有较大空地,可用于作为底泥自然干化场地,且就近布置干化场可方便运输,属于理想的干化场所。

同时考虑底泥量、运输距离以及沿岸居民区、工厂、农田和荒地分布情况,共设置5个干化场地。1、2号干化场地用于接收龙须沟底泥、2、3、4、5用于接收洋溪沟底泥。1号底泥干化、处理场地设置6个干化池、2号底泥干化、处理场地设置8个干化池,3、4、5号底泥干化、处理场地设置4个干化池,总共26个干化池。每个干化池面积为600m2,干化池平面尺寸为12×50m,有效深度为2.0m。

设计参数:

(1)干化池半地下布置,有效深度2.0m,超高0.5m,总深度2.5m,地下部分1.2m,地上部分1.3m,采用砖砌结构,砂浆抹面。

(2)干化场进行分区干化,轮流进泥,同时设置人员工作通道和污泥铲车的行进道路。

(3)干化池地面采用防渗处理(为了防止渗出液污染地下水),池底和池壁均采用1.5mmHDPE土工膜进行防渗。

(4)防渗层上设滤水层,采用2~3层级配粗细河沙或石英砂(厚度视污水渗滤情况而定)。

(5)化场地面地面设置坡度0.01~0.03,便于渗滤水排放,并设横竖数条排水沟,以接纳下渗的污水并迅速排走以达到好的干化效果。其排水沟深度取100mm,并汇总接入污水收集池。

(6)底设置废水收集导排系统,脱水产生的废水经管道收集至集水井,再由管道流入废水池,利用一体化污水处理设备就地进行净化处理。

(7)集水井和废水池均采用防渗处理,废水池边坡坡度不超过1:2,容积为500m3,池内采用1.5mmHDPE土工膜进行防渗。

(8)污泥干化后(含水量降低至60%),利用机械设备将干污泥运走,重新进新的湿污泥进行干化。

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6.1.4 主要设备及原料消耗

底泥脱水处理主要设备和工程量见表6.2。

表 6.2 底泥脱水主要设备和工程量表

序号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 单位 数量 规格 地上式、池内防渗处理,并设置滤水导流系统 防渗处理 防渗处理,容积500m3 XE260C,斗容积1.2m3 斗容积2.0m3 V=12m3 起重规格为3t 干化池 集水井 废水池 长臂挖掘机 淤泥装载机 密闭式运输车 汽车吊 座 座 座 台 台 台 台 26 26 5 5 5 10 2 6.2 底泥安全处置方案

大多数的含重金属、有机污染物污染的淤泥,因含有可能对环境造成危害的物质,不能直接填埋,为了降低、减轻或消除这类废物本身带来的危害,需要消除污染物危害,尽量资源和利用底泥,最终安全处置底泥。

6.2.1 受污染的淤泥来源及数量

本项目来自洋溪沟、龙须沟中需要处理的废物即受重金属、有机污染物污染的淤泥,经干化至含水率约为60%的固体时,总质量约为3.14万吨。

6.2.2 设计原则

1)严格遵守国家和地方现行有关环境保护法规、法令和标准。

2)选用工艺先进适用、流程合理、运行可靠的处理方法,严格控制重金属离子对环境的二次污染。

3)根据污泥不同污染程度,采用不同的处理处置方法。

4)综合分析各个方案,优先选择节省投资,运行费用较低的方案。 5)结合实际情况,因地制宜,符合当地要求和条件。

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6.2.3 工艺方案比较

6.2.3.1 国内外底泥处置工艺介绍

底泥处置无论采取何种处置工艺,都是以稳定化、减量化、无害化和资源化为原则。一般来讲,不同的底泥处置都需进行不同的预处理,预处理已经成为该种处置方法的组成部分。就处置方法而言,虽然世界各国根据自己的国情和历史的沿袭而各有侧重,但归纳起来国内外底泥最终处置方式主要有以下几种:综合利用(包括农田林地利用、焚烧利用、低温热解利用、制造建筑材料等)、土地填埋和投海。

(1)综合利用 ① 农田林地利用

底泥脱水后堆肥农用是一种较佳的最终处置方法。这种利用和处置方式可以使底泥含有的有机物重新进入自然环境,从而改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长。底泥中含有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K)、微量元素(Ca、Mg、Cu、Fe)及土壤改良剂(有机腐殖质)。但是,底泥中也含有大量对植物、土壤及水体有危害作用的病菌、寄生虫(卵)、难降解有机物、重金属离子以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解有毒有害物质等,这些物质会造成对土壤、地表水和地下水的严重污染,重金属离子等甚至可能产生致癌物质。一般而言,在泥水分离的过程中,当水中含有重金属离子时,水中50%以上的重金属离子都会转移到底泥中,底泥中的重金属离子含量较高。因此,底泥在作农田林地利用前,应首先对底泥进行检测分析,用堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵,采取物理化学方法去除重金属离子等有害物质。但目前普遍存在的问题是:检测手段跟不上要求,处理成本根本无法与经济效益相平衡,处理不当会产生想当危险的后果,化肥的普遍应用造成底泥堆肥销售市场难以开发等,这些使得此种处置方式尚在研究开发当中,未得到普遍的推广。

② 焚烧利用

焚烧是底泥最彻底的处理方法,焚烧最大优点是可以迅速和较大程度地使底泥减容,并且在恶劣的天气条件下不需存储设备。底泥中含有一定量的有机成分,经脱水干燥的底泥可用焚烧处理,焚烧可以迅速降低底泥的体积并降低其有害性。焚烧使有机物完全燃烧,最终产物是CO2、H2O、N2等气体及焚烧灰。底泥

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焚烧废气中可以获得剩余能量,用来发电;所产生的焚烧灰可用于改良土壤、作为砖瓦和陶瓷等的原料等。底泥在焚烧之前无需进行堆肥、消化等处理,但是需进行脱水干燥来降低其含水率。底泥的焚烧操作很复杂,而且其有机成分含量直接影响其燃烧热值,焚烧效果很不稳定,有可能需要辅助燃料以提高焚烧的质量,焚烧时动力消耗也较大。底泥经过燃烧后,含水率可降到0%,质量与体积会大大降低,但焚烧残渣为有害物质,仍需进行运输和最后处理。另外,底泥焚烧废气可能含有致癌物质二恶英,故需要配备去除二恶英的装置,价格较高。因此底泥焚烧所需的基建投资和运行费用较高,工艺操作复杂。

③ 低温热解利用

将底泥进行热化学处理可制取可燃物。因热解的无害化和减量化彻底,地位已逐渐升高。底泥低温热解是一种发展中的能量回收型底泥热化学处理技术。它通过在催化剂作用下无氧加热干燥底泥至一定温度(<500℃)、由干馏和热分解作用使底泥转化为油、反应水、不凝性气体和炭等可燃产物,最大转化率取决于底泥组成和催化剂的种类,正常产率为200~300L(油)/t(干泥),其性质与柴油相似。这是一个新兴的课题,有着很好的发展前景,目前正在探索和试验阶段。

④ 建筑材料利用

利用底泥制砖是一种变废为宝的处理方法,不但减少了因堆放而侵占耕地,同时缓解了砖瓦厂土源紧张和对农田的取土破坏,社会效益显著。底泥制砖的方法有两种。一种是用干化底泥直接制砖,另一种是用底泥焚烧灰渣制砖。用干化底泥直接制砖时,应对底泥的成分作适当调整,使其成分与制砖粘土的化学成分相当。当底泥与粘土按一定重量比配料时,底泥砖可达普通红砖的强度。利用底泥焚烧灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制砖粘土的化学成分是比较接近的,制坯时只需添加适量粘土与硅砂。无论采取哪种制砖方法,对底泥的预处理要求较高,由于所制作的是与人有较密切接触的地砖或墙砖,在制砖前必须对底泥进行彻底地除臭除毒,用消化等方法将底泥中极易发臭腐败的有机物腐殖质分解成二氧化碳、氮和水,并采取措施杀灭各种病原体,然后用物理化学方法把底泥中的铬、镉、铅等重金属转化为水不溶物实现稳定化,再通过脱水使底泥含水率尽可能地降低。最后,这些除臭除毒灭菌脱水后的底泥方可用来制成人行道地砖或墙体用红砖。并且砖瓦行业做为一种夕阳产业,要充分分析砖的销售河道,并考虑到采

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用先进的制砖工艺以节省成本和提高质量以提高砖的销量。

(2)填埋

底泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内外常采用的方式。其优点是投资少、容量大、见效快。填埋始于上个世纪60年代,经过四十多年的发展其处理技术已臻成熟。底泥经过简单消化灭菌和自然干化脱水后,有机物含量降低,总体积减少,性能稳定,可以直接送到生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的填埋场,根据底泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋。底泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。填埋场四周设围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施。为防止二次污染和地下水污染,底泥的填埋较之普通的垃圾填埋有更高的防渗要求,应铺设符合标准的防渗层。为使填埋底泥稳定,对填埋作业亦有相应的要求:未经干燥焚烧处理的底泥宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应<0.5m,消化污泥泥层厚度应不大于3m,泥层上面铺砂土层为0.5m,彼此交替进行填埋,并设置排液、通气装置。底泥焚烧灰渣填埋时,可不分层填埋。

底泥的土地填埋需要大面积的场地和一定量的运输费用,需做防渗处理以免污染地下水,并且考虑到填埋底泥的稳定性,这就需要对底泥的脱水、填埋场的防渗层和填埋作业有较高要求。 6.2.3.2 底泥处置方案的优缺点

底泥处置工艺的优缺点见表6.3。

表 6.3 底泥处置工艺比较一览表

处置工艺 主要优点 可以改良土壤结构,提供植物农田综合利用 生长必需肥分和微量元素,增加土壤肥力、促进作物的生长。 含水率可降至0%,迅速和较焚烧利用 大程度地使底泥减容。焚烧产物既可用作新的产品原料,又可回收热能。 88

主要缺点 检测手段跟不上要求,处理成本无法与经济效益平衡,处理不当可能产生危险的后果,销售市场难以开发。 工艺操作复杂,运行不稳定,会产生巨大危害性的烟尘,基建及运行费用高昂,是其它处置方法的2~4倍。 河道清淤疏浚综合治理项目可行性研究报告

低温热解利用 无害化、减量化和资源化彻底,可通过干馏提取油、气等 减少占用土地,减少了对自然建筑材料利用 资源的消耗,而且可以使资源得到循环利用,社会和经济效益显著。 工艺成熟,经验丰富,操作和土地填埋 管理简单,经济节能不耗电,具有投资少、容量大、见效快的特点。 6.2.3.3 推荐方案 底泥的若干种处置方式各有其优缺点,采用何种处置方案最主要的根据就是底泥的物理化学性质。

根据底泥环境质量的监测资料,可以看出洋溪沟、龙须沟底泥中的重金属污染亦较严重,同时存在有机污染物污染,以及以上处置方案的选择原则,本着以保护环境、安全经济和人民健康为原则,考虑到某某的城市特点,经过综合分析,选择土地填埋法进行处理。填埋法是最佳的选择。原因是:填埋法工艺技术成熟,经验丰富,能对底泥进行安全的处置,二次污染最少,基建投资和运行费用低,操作和管理简单,管理和服务人员编制少,耗能低,是最为合理的底泥处置方法。

工艺和设备还需改进,总体还在试验和探讨阶段。 由于与人密切接触,除臭除毒灭菌等预处理工序严格,安全性受到怀疑;还需考虑制砖工艺和砖的销售河道。 占地面积大,对底泥的脱水、填埋场的防渗层和填埋作业有较高要求。 6.3 底泥无害化处理方案

底泥经干化后需要送至填埋场填埋,首先应满足相应的要求。洋溪沟、龙须沟底泥主要污染物为重金属和有机污染物,经检验,底泥重金属和有机污染物浓度未超过危险废物标准,不属于危险废物。则底泥经过处理后污染物浸出浓度满足填埋场相应标准后,即可送至填埋场填埋。

6.3.1 底泥重金属污染无害化处理方案

污染底泥在进行安全填埋前,需要对底泥中重金属和有机污染物进行无害化处理,以满足准入标准。重金属污染底泥填埋前通常进行固化处理。 6.3.1.1 处理方法的确定

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固化是采用将危险固废或II类工业固废与稳定剂或固化剂混合,通过物理化学反应,使废物中的所有有害成分变成化学性质稳定的不溶性化合物或被包裹起来固定在固化体中。这种固化体具有良好的抗渗透性、抗吸水性,并具有一定的强度,有利于安全填埋时的机械作业。固化从机理上可分为包胶固化、自胶固化和玻璃固化三类。

表 6.4 各种固化方法的分析对比

固 化 方 法 优 点 水泥原料和添加剂廉价易得;含水量较低的废物可以水泥类固化 直接固化;固化体的强度、耐热性和耐久性好;工艺、设备较简单;设备和运行费包胶固化 热塑性材料固化 石灰类固化 用低。 原料和添加剂来源广、价廉;固化产品比原废物的体积工艺设备简单,操作方便;和重量有较大的增大;易受被处理废物不要求全脱水。 固化产品空隙率低,致密度高;浸出率低于水泥和石灰法。 固化产品比其它固化法小;既能处理干渣,也能处理混泥浆,也能处理湿泥浆; 采用的添加剂石灰、水泥灰自胶固化 只适用于硫酸钙和亚硫酸处置费用高;操作复杂; 酸性介质浸蚀。 热塑性材料价格昂贵;设备费用高;操作复杂。 固化产品比原废物的体积和重量有一定的增大; 缺 点 有机物聚合固化 和粉煤灰等也是工业废物;钙泥渣;设备昂贵;操作技凝结硬化时间短。 处理效率最好;固化体中有害元素的浸出率最低。 术需要熟练。 装置较复杂;处理费用昂贵;工作温度较高,设备腐蚀严重。 玻璃固化 90

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从表6.4可以看出:自胶固化和玻璃固化两种方法投资及操作复杂,在实际应用中具有很大的局限性。目前应用最多的固化/稳定化方法是包胶固化,其中又以水泥固化和石灰固化两种方法应用最广泛,尤其是水泥固化法已被广泛用于电镀污泥、铬渣、砷渣、汞渣、镉渣等重金属废物的固化处理,同时根据国内大量的研究结果以及国内几个已开始运行的危险废物填场工程的经验表明:用石灰类固化成本低,固化效果好,易于操作,适合我国的国情。综合考虑对有机污染物及重金属的稳定化处理,确定采用石灰类固化剂进行底泥的稳定化/固化处理。在保证固化物浸出率不超标,避免二次污染的前提下,综合经济实用性及资源化,提出以下两套固化污泥处理方案。

1)方案一:污泥+石灰固化法

根据相关案例可知,重金属污泥送入固化车间后,卸入污泥贮存池,通过上料设备送进搅拌机,同时根据污泥废物重量和污泥泥含重金属成分、含量等确定加入石灰或稳定剂(由取样分析结果确定是否添加)进行搅拌。选定干污泥与石灰的投加比为1:5。搅拌完成后的污泥用混凝土输送泵直接打到暂存车间,经养护一段时间(一般5天左右),采用机械进行压实成型。

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图 6.1 污泥+石灰固化法流程图

2)方案二:污泥+稳定化药剂

石灰固化的最大优点是“价廉”,但是随着环保法规对废物浸出率的要求日益严格,石灰做固化剂时的用量也在不断加大,有时甚而达到1∶20(干污泥∶石灰),“价廉”优势正在逐渐消失。找到一种或几种与石灰理化性质相似的废物代替石灰作固化剂,实现“以废治废”将具有非常重要的意义。根据重金属污泥的化学成分和固化后固化物处置措施的不同,石灰类固化方案可以采取不同的配方,对单纯的石灰稳定化固化处理进行改进,结合实验研究成果,拟使用特效型稳定剂—稳定剂作为处理药剂,可以达到降低稳定化药剂用量、减小固化成本的效果,可以达到减小固化物体积,降低固化物处置成本的目的。

3)两种方案的主要经济指标对比

处理效果以固化后试块的浸出液重金属浓度来考察,两种处理工艺处理效果

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对比见表6.5。

表 6.5 固化方案处理效果比较

项目 GB5085-2007标准值(mg/L) GB16889-2008标准值(mg/L) 方案一(mg/L) 方案二(mg/L) 镉 1 0.15 0.004 0.01 铅 5 0.25 0.154 0.02 砷 5 0.3 0.0105 0.01 汞及其化合物 0.1 0.05 0.0001 未检出 由上表可以看出,两种处理方案都能够满足要求,其中方案一的效果要优于比方案二。方案二虽然浸出液镉浓度较高,但仍未超出标准值。与《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表1标准相比较,也能满足进城市生活垃圾填埋场填埋处理的要求。

4)两种方案的主要经济指标对比

a、药剂费用:方案一略高,需要大量的石灰,方案二采用7%左右的稳定化药剂可以既可以满足需求。

b、人工费用:方案一略高,需要石灰运送人员四名;

c、主要原材料消耗:方案二优势明显,稳定剂用量少,综合处理成本较低; d、处理后固化物量:方案二增加固化物量低。

由以上比较可以看出,方案二在经济上有明显优势,并且特效稳定化药剂已经成功应用于多个固废修复工程中,所以从固化的效果以及安全性考虑,建议本工程采用方案二,即使用稳定化方法处理重金属污染底泥。

6.3.2 底泥有机污染无害化处理方案

6.3.2.1 处理方法的确定

底泥中的有机污染物笼统地分为易降解有机物和难降解有机物。易降解有机物能够立即被微生物所吸收利用而得以降解,并导致水体底泥中溶解氧的下降;而难降解有机物包括多氯联苯(PCB)、多环芳烃(PAHs)、取代苯类以及石油烃类等,难以被生物降解,富集在底泥中。底泥与上覆水之间不停地进行着物质交换和能量交换,底泥中的各种污染物质也与上覆水保持着一种吸收与释放的动态平

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衡,一旦环境条件发生改变,有机污染物质就会通过解吸、扩散、扰动等方式重新释放污染上覆水水质。 6.3.2.1.1 工艺方案比较

1、处理工艺简介

经浓缩干化后有机污染底泥可以作为固体废物处理,借鉴有机污染土壤修复处理方式,可以采用的有机污染固体处理技术有:固化/稳定化技术、化学氧化/还原技术、热脱附技术、洗脱技术、水泥窑协同处置技术、阻隔填埋技术、生物处理技术等。

(1)固化/稳定化技术

向污染固体中添加固化剂/稳定化剂,经充分混合,使其与污染介质、污染物发生物理、化学作用,将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透系数的固化体,或将污染物转化成化学性质不活泼形态,降低污染物在环境中的迁移和扩散。可处理农药/除草剂、石油或多环芳烃类、多氯联苯类以及二噁英等有机化合物。不适用于挥发性有机化合物。目前国内应由固化/稳定化技术处理有机污染固废的研究案例和工程案例较少。国外通常采用以水泥为主,蒙脱石、活性炭等添加剂为辅的配方作为有机污染固废的固化/稳定化药剂。

(2)化学氧化/还原技术

向污染固废添加氧化剂或还原剂,通过氧化或还原作用,使固废中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。常见的氧化剂包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧。常见的还原剂包括连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、多硫化钙、二价铁、零价铁等。化学氧化可处理石油烃、BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、酚类、MTBE(甲基叔丁基醚)、含氯有机溶剂、多环芳烃、农药等大部分有机物;化学还原可处理重金属类(如六价铬)和氯代有机物等,化学还原不适用于石油烃污染物的处理。化学氧化/还原的修复周期较短,一般为数周到数月。国外已经形成了较完善的技术体系,应用广泛。国内发展较快,已有工程应用。国内处理成本一般为500-1500元/m3。

(3)热脱附技术

通过直接或间接加热,将污染固废加热至目标污染物的沸点以上,通过控制系统温度和物料停留时间有选择地促使污染物气化挥发,使目标污染物与固体颗

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