万金柱
1 概述
1.1 项目背景
为迎接广州2010年亚运会及配合广州市中心主要河涌综合整治工程的实施,根据《广州市中心城区河涌水系规划》和《广州市中心城区河涌综合整治工作方案》,以及广州市水务投资集团有限公司计划于2009年～2010年完成主要河涌清淤及淤泥处置的工作任务要求,广州市确定按照“集约化清淤、无害化处理、资源化利用”的处置原则,将31条河涌淤泥集中处置项目实施选定在娥眉沙岛和大蚝沙岛进行,以基本清除河涌污染淤泥,减少河涌污染内源,对淤泥进行资源化处置,增加河水自净能力,并配合随后进行河涌补水和生态修复工作,实现河涌水质的显著改善。
1.2 大蚝沙岛概况
广州大蚝沙岛是位于珠江前航道的一个江心岛,岛面积约1 450亩,其中农田约1 200亩,种植着各种经济作物,主要以香蕉为主。堤岸总长为5.03 km,旧堤多为20世纪80年代前后所建的砌石岸墙。
1.3 水文气象
1.3.1 气象特征
1)日照、气温。广州光热资源充足,年平均日照时数为1 875 h～1 960 h,年太阳总辐射量105.3 kcal◦cm2,年平均气温 21.4℃～21.8℃,日均气温都在0℃以上。7月、8月份气温最高,极端最高气温38.7℃;1月份气温最低,最低气温0℃左右。无霜期北部290 d,南部346 d。2)降水。广州雨量充沛,多年平均降水量为1 652 mm,最大年降水量2 865 mm,最小年降水量 1 061mm。雨季以(4月～9月)降水量占全年的85%左右;4月～6月以锋面雨为主,7月～9月台风雨盛行。广州市暴雨在省内属低值区,但短历时暴雨量较大,实测最大24 h雨量298 mm(1936年6月1日),多年平均24 h雨量均值134 mm。3)风向、风速。冬夏季风的交替是广州季风气候突出的特征。冬季的偏北风因极地大陆气团向南伸展而形成,干燥寒冷。夏季偏南风固热带海洋气团北伸,温暖潮湿。夏季出现台风时风力常达9级～12级,最大风速可达30 m/s,年平均风速2.6 m/s左右。4)蒸发量。年水面蒸发量在1 200 mm～1 400 mm左右,陆面蒸发800 mm左右,日照天数年平均240 d。
1.3.2 水文
1)降水量的变化。各级广州市区雨量站1908年～1998年资料统计,多年平均降水量为1 625 mm,实测最大年降水量为2 865 mm(1920年),最小年降水量为1 009 mm(1991年)。根据年降水量差积曲线分析,年降水量的丰枯循环期一般在20年～30年左右,这说明广州市降水量的年际变化相对比较稳定。
2)降水量的年内变化。根据1908年～1998年资料统计,广州市多年平均降水量年内分配情况见表1。
表1 广州市多年平均降水量年内分配表 %
从表1可知,汛期(4月～9月份)降水量占年降水量的80.6%,枯水期仅占19.4%,丰枯季节分明。在汛期,前汛期降水量占43.28%,后汛期占37.4%。
3)暴雨特性。广州市日最大降雨量298 mm(1936年6月1日),1955年6月6日 24 h最大降雨量284.9 mm。最大6 h降雨242.6 mm(1955年6月6日)。1 h最大降雨量101 mm(1983年6月16日)。
广州市区暴雨特征主要为锋面雨和台风雨,大暴雨中台风雨占主要地位,如在实测8次大暴雨中,有 4次是台风雨,而且最大的3次均为台风雨。台风雨的特点是雨区范围广,量级高,虽然时程分配较均匀,会出现大面积产流,使低洼地区的地面径流更为集中。锋面雨的特点是地区性强,雨强很大,虽然量级较低,但时程分配集中,会使局部地区排水系统超负荷。
1.4 区域地质概况
2 工艺方案选择
2.1 广州市河涌底泥及污染评价
使用疏浚物海洋倾倒分类评价限值对重金属进行评价,结果表明广州市河涌底泥中重金属含量水平对底泥海洋倾倒构成显著障碍。重金属超上限样点比例占90.6%,主要制约元素是Zn和Hg,超上限比例分别为69.8%和30.2%,可见淤泥不适合倾倒海洋。
2.2 工艺方案确定
2.2.1 淤泥处置原则
1)无害化处理原则:无论选取资源化利用还是堆场就地处置,都要保证在清淤、运输、堆放、利用的环节中污染物不释放进入周边水体,不产生二次的溶出、淋滤造成地下水、地表水的污染;2)资源化利用原则:根据疏浚底泥的物理和化学性质、底泥的疏浚方式、周围场地的土资源利用状况,优先考虑能够将疏浚底泥转化成为可资源化利用的土材料的方法。
2.2.2 处置方案设计
大蚝沙淤泥堆填处理工程本着无害化、资源化处理的目的,并且本工程工期较紧,泥量大,短时间内需要处置完,综合上述分析,本工程淤泥处置方案采用化学固化法。
2.2.3 工艺方案设计
由清淤船清出的淤泥经排泥管线或者通过其他运输方式吹填到堆场后,首先是排除表水,对于重金属污染严重且含水率较高的呈高流动状淤泥,通过自重固结作用,使淤泥在堆场内进行初步的排水,适当降低淤泥含水率。之后采用底泥调查中底泥的物理化学指数和重金属种类配制的固化材料和稳定化材料固化淤泥。固化后用卡车将固化土运至填埋场作为填方资源化利用,固化后处置土的强度要求达到填土要求。固化流程见图1。
2.2.4 核心处理设备选型
经多方比较,化学固化核心处理工艺设备首选日本产的螺旋搅拌机(TK200型)对淤泥进行搅拌固化处理。
1)管道搅拌固结技术流程如图2所示。
2)技术参数见图3。
3 结语
本项目于2009年11月完成施工招标工作,目前正在有序的施工中,工期于2010年 6月份完工。
[1] 贺四华,郑丹平.对污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则(征求意见稿)的建议[J].环境,2009(sup):19-20.
[2] 王 新,周启星.污泥土地利用对草坪及土壤的影响[J].环境科学,2003,24(2):50-53.
[3] 陈乃汇.城市污水处理厂工艺调试方法初探[J].山西建筑,2008,34(36):169-170.
