□王術(shù)禮
隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,人們生活水平日益提高,隨之而來的是人們生產(chǎn)生活廢水污水的增多,由于污水處理設(shè)施建設(shè)滯后,部分廢水、污水無法進行處理,直接排入河道,使河道受到污染,河道水體黑臭,水生植物退化甚至滅絕,水體生態(tài)系統(tǒng)被破壞,同時,由于污染物長期聚集沉淀,在河底形成厚厚的污泥,對河道造成長期污染。因此,徹底消除黑臭水體,改善美化環(huán)境,成為目前河道污染問題中急需解決的水環(huán)境問題。目前,河道污染處理方法主要有生物降解技術(shù)、底泥換填等技術(shù),其中生物降解技術(shù)主要是針對水體污染治理,對河底淤泥的效果較慢、治理周期長,底泥換填可以徹底解決河道水體污染問題、周期短,但是運棄的污泥容易對棄碴場環(huán)境造成二次污染。因此,在工程設(shè)計過程中,需統(tǒng)籌考慮工程周期、治理效果等。為此,分析生石灰對污泥處理的機理,并結(jié)合工程實例,介紹生石灰在河道污泥處理中的應用,為河道污泥治理提供參考。
對河道污泥進行處理,主要是對污泥進行穩(wěn)定化,是指污泥通過生物、化學或物理處理,使處理產(chǎn)物達到不易腐敗發(fā)臭、控制病原體等要求。
表1 不同方案比較表
污泥石灰穩(wěn)定是指在污泥中投加干燥的生石灰(CaO),進一步降低泥餅含水率,同時使其pH值和溫度升高,殺死和抑制病原菌和其他微生物生長,達到污泥穩(wěn)定的過程。其化學反應如下:
CaO+H2O→Ca(OH)2+熱量
石灰與污泥中水分發(fā)生化學反應,放出熱量,污泥溫度升高,短時間內(nèi)達到100℃,致使污泥內(nèi)水分蒸發(fā),含水率大幅度降低,通過物理化學雙重作用,使污泥減量化、穩(wěn)定化。
污泥中加入生石灰,使污泥pH值升高,達到約12左右,經(jīng)復雜化學反應達到除臭效果;污泥的溫度和pH值的升高,能夠殺死和抑制病原菌和其他微生物生長,達到污泥的無害化處理。加入生石灰后的堿性污泥,經(jīng)物理化學反應,部分重金屬離子生成穩(wěn)定的無害化合物。污泥與生石灰化學反應,消耗大量水分,同時產(chǎn)生熱量,蒸發(fā)了大量水分,降低污泥含水率。經(jīng)改性穩(wěn)定后的污泥,運輸和存儲條件得到了改善,避免了運輸途中及存放地的二次污染。
尹家溝是海河流域薊運河水系的3級支流,發(fā)源于三河縣燕郊鎮(zhèn)盛家屯,流經(jīng)三河市燕郊鎮(zhèn)的發(fā)蓋子、趙辛莊、南曹莊、西辛營、西柳河屯、東柳河屯,后進入大廠縣祁家屯,于夏墊鎮(zhèn)匯入鮑邱河。
燕郊鎮(zhèn)位于河北省廊坊市北部偏東,地理坐標為東經(jīng) 116°45′~117°15′,北緯 39°48′~40°05′,地處京、津、唐“金三角”地帶,與北京僅一河之隔,是環(huán)京津、環(huán)渤海經(jīng)濟圈的腹地,地理位置十分優(yōu)越。
本次設(shè)計工程治理段為尹家溝東柳西柳段,自G102公路至東柳河屯東縣界處,長2.64km,河道寬度約22~25m。
尹家溝東柳西柳段,兩側(cè)為西柳河屯、東柳河屯及部分工廠企業(yè),由于治理段工程所在區(qū)域污水管網(wǎng)建設(shè)滯后,兩岸生產(chǎn)生活污水直接排入河道,造成河道污染嚴重;由于河道多年未進行治理,河道淤積,排水不暢,造成污水存蓄在河道,河底污泥沉積,污水下滲污染河底土壤,河道常年散發(fā)惡臭,環(huán)境惡劣。
為保障沿河道民眾身心健康,改善生態(tài)環(huán)境,達到既要金山銀山,又要綠水青山的要求,對河道進行治理是非常必要的。
2.3.1 主要設(shè)計要求
快速消除河道黑臭水體,改善河道環(huán)境;對河道進行清淤疏浚,沿岸綠化及環(huán)境美化等。
2.3.2 工程設(shè)計方案
排查并切斷污染源,沿河道修建截污管道,搜集兩岸生產(chǎn)生活污水,引入污水處理廠進行集中處理;排干河道內(nèi)污水,然后對河底污泥進行清理。對河道岸坡及兩岸進行綠化,改善生態(tài)環(huán)境。
由于河道內(nèi)常年污水沉積,加上河道污水下滲污染河底土壤,現(xiàn)狀河底污泥厚度約1~2m,局部達到3m左右,土方量大,含水率很高,部分呈流動狀態(tài),散發(fā)著惡臭氣味。根據(jù)工程實際情況,擬定以下幾個方案。見不同方案比較表。
綜合表1分析,方案1有施工周期短、施工方便、效果好、且不造成二次污染等優(yōu)點,本次設(shè)計采用方案1。
參考相關(guān)文獻資料,本次工程設(shè)計生石灰為選取石灰粉,按體積比污泥量:生石灰=1∶0.3進行現(xiàn)場攪拌,然后靜置待溫度降低后,運至棄碴場。對于部分加生石灰攪拌后含水率較高且呈流態(tài)的,可摻拌干土后運輸。
工程實施過程中,生石灰摻拌時,發(fā)出大量熱量,伴隨氣泡蒸汽,靜置至常溫后,污泥含水率明顯降低,由開始流態(tài)、流塑態(tài)變?yōu)樗軕B(tài),基本能達到可運輸狀態(tài);污泥惡臭味道明顯減輕,運至棄碴場后,無明顯異味,無二次污染發(fā)生。
工程治理完成后,結(jié)合截污管道及綠化工程實施,河道內(nèi)無污水匯入,兩岸綠植生長,生態(tài)環(huán)境宜居,生態(tài)效果明顯。
本文針對河道污染情況,將污水處理廠常用的生石灰穩(wěn)定處理污泥方法應用于河道污泥治理,實踐證明這是一種行之有效、工期短、見效明顯的處理措施,對今后處理類似工程有一定借鑒意義。同時,進行處理后的干化污泥可以進一步進行資源化利用。
河道完成工程治理后,要結(jié)合河長制,加強河道管理,避免污水、垃圾等污染物進入河道,造成再次污染。同時通過生態(tài)景觀治理,對河道進行生態(tài)修復,建立良好的生態(tài)循環(huán),使水體具有自凈能力,達到人與自然的和諧統(tǒng)一。