耿 震1,金亚伟2,刘 刚1
(1.无锡市政设计研究院有限公司,江苏 无锡 214005;2.江苏鑫泰岩土科技有限公司,
江苏 宜兴 214268)
摘 要:对于某存量污泥填埋坑,根据其处理的目的,采用增压式真空预压地基处理法处理后,基本达到设计要求。介绍了该工程的概况、工艺设计参数和施工方法,并总结分析了该工程的设计经验体会。
关键词:存量污泥;增压式真空预压
随着我国城镇化水平的不断提高,污水处理设施建设得到了高速发展,但是在污水厂建设过程中,长期以来“重水轻泥”,我国城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化,但未完全实现污泥的稳定化处理,很多污水处理厂产生的剩余污泥多进入垃圾填埋场填埋处置。
在2007年以前的几年中,某垃圾填埋场接收了该市城市污水处理厂的剩余污泥,后形成一个面积约17000m2、深度约23m的污泥填埋坑,位于垃圾填埋场的东侧。填埋坑中生长杂草,处于类沼泽地,含水率高,强度低。填埋坑表面由于积水全是液态,强度为0,水面下污泥为流塑状,基本没有强度。坑北侧为山体,东南侧为垃圾堆体边坡,坡顶到下部渗沥液调节池高差近38m,垃圾堆体边坡坡比为1:3。由于垃圾体各向均匀性差,剪切强度低,坑内的污泥强度无法保证垃圾体边坡的整体稳定。同时现状污泥填埋坑顶面低于四周垃圾坝4~5m,造成雨水无法排出,若遇连降大雨,雨水汇聚到坑内无法顺利排出,将使坑顶附加荷载增加,增大坑外侧垃圾堆体边坡破坏的可能,坑外侧垃圾堆体边坡若发生倾覆,将严重影响垃圾填埋场的生产安全。为解决垃圾填埋场的极大安全隐患,亟需对污泥填埋坑实施整治,以提高其安全稳定性能。
1处理工艺选择
存量污泥填埋坑处理可分为外运处理和原位处理。
1.1外运处理
外运处理是将坑中污泥挖除后采用专门车辆外运至污水处理厂进行污泥干化或污泥焚烧处理。由于本工程污泥填埋坑体积较大,且深度达到23m左右,挖除运输及处理均不可行,故采取原位处理方法。
1.2原位处理
目前国内的存量污泥填埋坑原位处理案例使用的方法有挖出后掺拌药剂回填法、桩基处理法、真空预压法等。
挖出后掺拌药剂回填法适用于坑深度不超过5m的污泥填埋坑,使用长臂挖机将污泥挖除,用固化剂固化后回填。本工程填埋坑深度过大,无法使用长臂挖机挖出污泥。
桩基处理法是在污泥坑顶部回填黏土等材料形成表面持力层,再使用搅拌机械或旋喷机械将水泥等固化剂喷入污泥体内,加固污泥。本工程污泥填埋坑面积和深度均很大,且稳定性能很差,无法大量回填黏土等材料,桩基处理法也不适用。
真空预压法是在污泥坑表面上覆盖一层不透气的密封膜使污泥体与大气隔绝,通过埋设于砂垫层中的吸水管道和污泥体中的塑料排水板,用真空装置抽气,将膜内空气和污泥体中的水分排出,其处理砂土和淤泥土效果较好,对污泥堆体处理效果有限。污泥堆体的治理,可采用增压式真空预压处理法,即在真空预压法的基础之上,在塑料排水板间增设增压管,通过在污泥体中正向增压,使得污泥体中心与排水板压力差增加,可明显改善处理效果。其处理成本要远远小于掺拌药剂回填法和桩基处理法,其缺点是处理后污泥的土力学指标不如前述两种方法好。
本工程污泥填埋坑处理的目的主要是加固污泥体,提高污泥体的安全稳定性能。结合施工方法的优缺点,本工程设计采用增压式真空预压法处理污泥填埋坑。
2工程设计
2.1污泥调理
污泥为亲水性、微细粒度的有机污泥,可压缩性能差,脱水性能差,污泥最高含水量达到90%左右,水分以自由水和细胞水存在。由于细胞水存在于有机物中,采取普通的增压真空预压技术难以压缩脱水,故需先对污泥调理,将水分充分释放。
本工程实施前,通过中试试验确定调理剂采用柠檬酸钠和三氯化铁的混合溶液,其质量比为1:9,溶液投加比例为0.8%。
详见:中国给水排水2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十届) 论文集