存量工业污泥堆场原位修复设计——以辛集某项目为例.pdf

61存量工业污泥堆场原位修复设计以辛集某项目为例田明阳薛晓磊王建伟韦王颇军军李玲（中节能大地环境修复有限公司，北京10 0 0 8 2）摘要：存量污泥是我国目前环境治理的一大难点，其对周边大气、土壤及地下水造成了严重威胁，尤其存量工业污泥危害更为严重。以辛集某制革污泥堆场为例，探索了一套“垂直阻隔+真空预压/浅层固化+原位固化稳定化+水平阻隔”的工程设计方案，经工程验证实施效果良好，可用于存量污泥场地的原位修复。关键词：存量污泥；工业污泥；工程设计；原位修复Abstract:Stock sludge is a major difficulty in Chinas current environmental control,which poses a serious threat to thesurrounding atmosphere,soil and ground water,especially the stock industrial sludge.Taking a tannery sludge dumpin Xinji as an example,this paper explores a set of engineering design scheme of“vertical blocking+vacuumpreloading/shallow solidification+in-situ solidification and stabilization+horizontal blocking.The project has provedthat the implementation effect is good and can be used for the in-situ restoration of the sludge storage site.Key words:stock sludge;industrial sludge;engineering design;in-situ restoration中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：16 7 4-10 2 1(2 0 2 3)0 7-0 0 6 1-0 31引言随着我国经济的持续快速发展，污泥产量快速增加，目前针对污泥处置常用的技术路线包括卫生填埋、土地利用、干化焚烧等 1-2 ，但受限于污泥种类来源、性状差异较大，实际应用时还需结合物料特性及项目情况进行具体分析。污泥依据来源差异总体可以分为市政污泥和工业污泥 3-4。其中，市政污泥的特征是含水率高、有机质含量高、营养元素丰富、干化后热值高，但也存在含有重金属及病原体等问题，处置利用需做好二次污染防治。工业污泥成分更复杂，重金属含量及毒性波动大，受生产工艺影响，尤其电镀污泥、制革污泥、制药污泥等处理难度较大。由于我国早期“重水轻泥”，污泥的无序堆填十收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 9；修订日期：2 0 2 3-0 7-12。作者简介：田明阳，男，198 6 年生，工程师，主要研究方向为固废处置及资源化。基金项目：国家重点研发计划项目遗留堆填场地及周边土壤与地下水原位协同修复技术”（2 0 19YFC1806000）。分普遍，存量污泥坑数量大，污染物复杂，对周边大气、土壤及地下水造成了严重威胁，短期内不具备进行全量开挖焚烧等彻底处置条件。本文以辛集某制革存量污泥坑为例，对其原位修复方案进行探讨。2工程背景辛集市是全国最大的皮革生产基地之一，但由于早期企业环保意识薄弱、措施不力、发展方式粗放,生产过程中产生的污泥利用周边村内空地、坑塘进行简易覆膜填埋，形成了众多污泥坑，经技术鉴定,其不属于危险废物，拟采用原位修复及管控措施。制革工艺由于广泛使用铬剂，在促进制革工业发展的同时，也带来制革污泥中严重的铬污染问题,环境风险大,治理困难“-7 1。环境保护与循环经济623场地调查3.1污泥基本理化性能调查由于污泥堆体表面进行简易覆土，无明显刺激性气味，但表面清挖露出污泥层后呈现浓烈的刺激性，若异位处置会有严重的大气污染问题。经取样检测，污泥堆体含水率6 0.2%7 3.1%，均超过GB168892008生活垃圾填埋场污染控制标准中污泥填埋处置含水率小于6 0%的技术要求，同时该填埋场地表面松软，承载力低，不具备机械设备施工作业条件。3.2污泥重金属调查由于堆填区域周边为农田，根据GB15618一2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）要求对污泥中重金属进行评价，检测结果见表1。表1污泥重金属检测结果筛选值/含量范围/检出超标最大超标检测囚子(mgkg*l)(mgkgl)pH(无量纲)一7.788.38六价铬*3.01739铬250757016500汞3.40.450.78镍19026.836.3铅17052.4105253.14.5铜10033.344.9锌3002.8006150注：*由于农用地没有六价铬指标，参照GB366002018土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）一类用地筛选值。从表1可以看出，该场地污泥的主要问题为铬超标，此外，还存在锌超标。3.3周边土壤调查经检测，周边土壤均能达到GB15618一2 0 18土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行）筛选值及GB366002018土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）一类用地筛选值标准。但与周边对照点比对，铬与铅的最大值分别超过对照点检测值的4.6 3倍、2 倍，表明污染物存在扩散风险。3.4周边地下水调查经检测，该场地地下水常规指标中溶解性总固体、总硬度、硫酸盐、亚硝酸盐氮、氟化物、氯化物、硝酸盐氮超过地下水类标准，但污泥暂存场的特征因子锌、铬未超标。经与周边对照点比对，常规指标均与该场地所处的咸水区区域水文地质相关。另外，氨氮虽未超标，但数据远超对照点，其他指标也存在明显超过对照点的情况，调查结果表明，周边地下水存在被暂存污泥污染的风险4问题分析及修复设计(1)修复工艺分析及设计由于当地污泥坑众多，不具备全面开挖清理条件，拟设计采用原位修复方案，同时也可以解决异位率/%率/%倍数倍100一100100100100100一100100100100100处置的恶臭污染问题。(2)污染扩散分析及隔离设计12从调查结果可以看到，周边土壤及地下水逐渐出现污染物扩散转移趋势，为了阻隔污染物迁移，需65建设环形垂直阻隔结构封闭污染区域。本项目设计一采用水泥搅拌桩工艺进行区域封闭隔离。（3）施工作业条件分析及设计污泥场地含水率高，表面松软，承载力低，无法满足大型机械作业条件。为此设计采用真空预压手段，在墙体封闭后快速抽排内部水分，提高堆体密实一度，增大承载力。若污泥过于松软，仍无法满足作业10019.5要求，可进一步采用浅层固化手段对表层污泥进行加固。（4)修复方案分析及设计由于不同污泥场地超标污染物各异，本项目仅针对铬、锌超标问题进行设计，在固化稳定化满足浸出要求的同时，要考虑长期稳定性问题，尤其需关注六价铬反向析出问题，设计采用添加还原性铁盐的高效修复药剂进行处置，具体以小试为准。（5）二次扩散风险分析及设计由于该场地周边为农田，为避免生产灌溉用水过程中浸人固化稳定化污泥堆体，在完成原位修复63措施后，设计进行水平覆盖隔离，采用以HDPE为核心的高性能阻隔材料，彻底封闭污泥堆体，实现安全管控目标。总体设计工艺流程如图1。污泥堆体垂直阻隔废水处理真空预压固化稳定化水平阻隔图1污泥堆体原位修复工艺路线设计5工程实施(1)采用三轴搅拌桩完成堆体封闭阻隔，经检测防渗系数达到1x10-7cm/s。(2)真空预压运行3个月后，经检测堆体含水率降至6 0%以下，设备具备在堆体上运行条件，无需再进行浅层固化。（3）采用高效钙铁基药剂进行原位强力搅拌，经检测铬浸出达到0.1mg/L以下，六价铬浸出未检出，锌浸出达到1mg/L以下,均达到验收要求。(4)采用二布一模标准结构完成堆体的整体封闭。6结论（1)我国存量污泥堆场数量多、风险隐患大，随着环境管理力度的加大，未来存量污泥堆场的处置需求旺盛。(2)考虑目前的焚烧产能配置，大量地开挖污泥堆场进行异位清理尚不具备条件，为了尽快实现风险管控目标，原位修复具有天然优势。(3)本文结合辛集某制革污泥堆场的工程实践，浅层固化摸索了一套针对污泥场地具有一定普适性的设计方案，可以解决污染风险扩散、堆体高含水承载力不足、修复完成后二次污染浸出等常见问题，以期为我国存量污泥处理处置提供参考。参考文献1戴晓虎.我国污泥处理处置现状及发展趋势 J.国情研究，2020,72(6):30-34.2戴晓虎.我国城镇污泥处理处置现状及思考 J.给水排水，2012(2):1-5.3周天水，崔荣煜，王东田，等.市政污泥和工业污泥资源化处置利用技术 J.环境科学与技术，2 0 16,39（S2)：2 51-255.【4 冯逸凡.市政污泥和工业污泥处置利用技术 J.资源节约与环保,2 0 2 0(10):10 7-10 8.5郎建敏，潘志彦，方芳.制革污泥处理现状综述 J.皮革科学与工程,2 0 0 4,14(5):53-56.6丁绍兰，章川波，俞从正.制革污泥处理及综合利用的途径J.中国皮革,19 9 8,2 7(8):18-2 0.7侯永刚,单民瑜，鲁翠强.制革工业的污染及废物处理 J.皮革与化工,2 0 0 9,2 6(3)：2 9-31.