基于寶漢高速公路環(huán)境保護(hù)及資源循環(huán)利用的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、公路交通行業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)行業(yè)之一,公路交通的發(fā)展極大地推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),人們也越加意識(shí)到公路交通的重要性。但是,在我國(guó)這樣一個(gè)以陸路運(yùn)輸為主的大國(guó),隨著環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的逐漸升溫,公路交通面臨的環(huán)境問(wèn)題也日益突出,這樣制約了公路交通的可持續(xù)發(fā)展。
　　基于高速公路環(huán)境問(wèn)題研究的熱點(diǎn)(雨水收集處理處置、污水資源化利用、固體廢棄物資源化利用、高速公路隧道生態(tài)問(wèn)題等),作者初步研究了跨越我國(guó)最重要的特殊區(qū)域之一秦嶺的寶漢高速公路,該

2、區(qū)域具有特殊的秦嶺地質(zhì)結(jié)構(gòu)、眾多的自然保護(hù)區(qū)及水環(huán)境敏感的水源地-水庫(kù)。這樣,給寶漢高速公路帶來(lái)前所未有的環(huán)境問(wèn)題,同時(shí)也給項(xiàng)目的環(huán)境問(wèn)題研究及示范提供了機(jī)遇。寶漢高速公路環(huán)境問(wèn)題主要表現(xiàn)在:高速公路路面橋面徑流污染及其收集處理處置,服務(wù)區(qū)的污水污染、固體廢棄物污染以及隧道空氣污染防治等環(huán)境問(wèn)題,本文主要就此進(jìn)行技術(shù)探討。
　　本文研究?jī)?nèi)容主要體現(xiàn)在:
　　1、利用暴雨強(qiáng)度公式核算方法進(jìn)行了路面橋面雨水蒸發(fā)池的容積核算,使核

3、算方法更為科學(xué)。同時(shí)針對(duì)路面環(huán)境問(wèn)題,首次提出路面橋面雨水收集處理處置全程管理體系,即“蒸濾池”方案:雨量大時(shí)采用“蒸濾池”工藝對(duì)路面橋面雨水收集處理處置,此時(shí)初期雨水進(jìn)入清淤式蒸發(fā)池進(jìn)行蒸發(fā)處理,余水則自動(dòng)進(jìn)入混凝濾池進(jìn)行處理后,達(dá)標(biāo)排入水體。而雨量小時(shí),則由清淤式蒸發(fā)池進(jìn)行蒸發(fā)處理。整個(gè)體系全程自動(dòng)化管理,操作簡(jiǎn)便,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。針對(duì)高速公路路面徑流污染問(wèn)題,提出了混凝沉淀+PACT工藝的處理方法,并對(duì)混凝劑進(jìn)行了比選研究(聚合硫

4、酸鋁+聚丙烯酰胺)。
　　通過(guò)路面橋面雨水收集處理處置全程管理體系研究,利用暴雨強(qiáng)度公式對(duì)蒸發(fā)池容積進(jìn)行核算,得到適合秦嶺地區(qū)的蒸發(fā)池容積計(jì)算公式。同時(shí)以寶漢高速漢中石門(mén)水庫(kù)特大橋?yàn)槔?采用暴雨強(qiáng)度核算、容積核算等方法對(duì)跨越路橋雨水收集的蒸發(fā)池容積優(yōu)化,結(jié)果表明:蒸發(fā)池的容積應(yīng)為180m3。由于蒸發(fā)池聚集的沉淀物會(huì)對(duì)水源地水體威脅、造成蒸發(fā)池容積減少,擁堵、隨著水量的增加流入河道及水源地,造成危害。因此蒸發(fā)池內(nèi)的沉淀物因及時(shí)清理。

5、
　　通過(guò)混凝劑的混凝效果比選,對(duì)跨越路橋雨水收集的處理工藝優(yōu)化,結(jié)果表明:由于初期雨水具有污染物種類多、濃度高、濃度變化范圍大、初期徑流污染嚴(yán)重等問(wèn)題,應(yīng)采用混凝沉淀+PACT工藝對(duì)雨水進(jìn)行處理,混凝沉淀優(yōu)化后的藥劑為聚合硫酸鋁+聚丙烯酰胺,藥劑投加量為150 mg/L,PAM為5 ml/L,pH值取原水pH值不變。經(jīng)本工藝處理后的水,水質(zhì)可以達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn),SS,COD,BOD5,氨

6、氮,濁度總?cè)コ史謩e為100％,98.0%,99.0%,98.0%,99.8%。處理后水可以直接排放入水源地的水體或河流。根據(jù)石門(mén)水庫(kù)特大橋的坡向(從石門(mén)隧道坡向牛頭山隧道),以及石門(mén)及牛頭山隧道的實(shí)際情況,采用沉淀池→集水池→混凝池→光催化池→生物活性碳池→出水,經(jīng)處理后的水質(zhì)可以達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
　　2、首次采用先進(jìn)污水處理組合工藝(膜生物反應(yīng)器+人工濕地組合)對(duì)高速公路服務(wù)區(qū)污水進(jìn)

7、行回用處理。實(shí)現(xiàn)了污水的資源化利用,使得高速公路服務(wù)區(qū)此類的遠(yuǎn)離城市水管網(wǎng)的區(qū)域節(jié)水問(wèn)題。
　　通過(guò)污水處理先進(jìn)技術(shù)組合工藝(膜生物反應(yīng)器與人工濕地組合工藝),對(duì)高速公路服務(wù)區(qū)廢水回用處理進(jìn)行研究,結(jié)果表明:服務(wù)區(qū)廢水基本上以 COD、BOD污染為主,SS的來(lái)源主要是洗車的廢水產(chǎn)生,石油類污染主要以洗車廢水為主。氨氮含量較高,這是因?yàn)樯钗鬯?尤其是沖廁廢水較多造成的。
　　對(duì)膜生物反應(yīng)器處理高速公路服務(wù)區(qū)污水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室小

8、試的反應(yīng)器優(yōu)化,運(yùn)行結(jié)果顯示:COD去除可達(dá)90%以上,BOD去除可達(dá)93%以上,氨氮去除可達(dá)99%以上,總氮去除可達(dá)80%以上,具有良好的處理效果。盡管MBR反應(yīng)器的處理效果很好,但是有時(shí)其出水 BOD5及總氮不能滿足回用標(biāo)準(zhǔn)。因此人工濕地的運(yùn)行可作為對(duì)MBR出水的有效保障。人工濕地的出水無(wú)論在COD、BOD及氮素去除中都有很好的水平。通過(guò)膜生物反應(yīng)器+人工濕地組合工藝處理服務(wù)區(qū)廢水實(shí)驗(yàn)室小試運(yùn)行,結(jié)果顯示:COD去除可達(dá)96%以上,

9、BOD去除可達(dá)98%以上,氨氮去除可達(dá)99%以上,總氮去除可達(dá)96%以上,具有良好的處理效果。出水可達(dá)到城市污水再生利用-景觀環(huán)境用水回用標(biāo)準(zhǔn)。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究,在充分論證的情況下,認(rèn)為:留壩服務(wù)區(qū)和石門(mén)服務(wù)區(qū)的水資源循采用膜生物反應(yīng)器+人工濕地組合工藝是完全可行的,出水可以達(dá)到滿足GB/T18921-2002,城市污水再生利用-景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。服務(wù)區(qū)水循環(huán)回用處理工藝:污水→化糞池→調(diào)節(jié)池→水解酸化池→MBR→人工濕地→

10、消毒→回用。
　　3、首次對(duì)服務(wù)區(qū)的剩余活性污泥和生活垃圾進(jìn)行混合堆肥處理,處理后肥料可用于花圃、苗圃等非食用類植物生長(zhǎng)基地使用。實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的資源化利用,又可使污水處理的剩余污泥得以資源化解決,一舉兩得。
　　通過(guò)服務(wù)區(qū)污水站剩余污泥和服務(wù)區(qū)生活垃圾進(jìn)行混合堆肥,進(jìn)行固體廢棄物處理及資源化研究,結(jié)果表明:將高速公路服務(wù)區(qū)產(chǎn)生的固體廢棄物和污水處理站產(chǎn)生的剩余污泥進(jìn)行混合堆肥,基本能夠達(dá)到廢物的生態(tài)化利用。在小試試驗(yàn)堆肥

11、過(guò)程中,堆體的溫度發(fā)生了明顯的變化。50℃以上的高溫維持了12天,其中55℃以上高溫6天,可以達(dá)到無(wú)害化的標(biāo)準(zhǔn)。在堆肥過(guò)程中,pH值首先快速上升到堿性范圍,在第9天左右達(dá)到最高值,然后呈下降趨勢(shì),直至中性范圍內(nèi)。全碳的含量在前12天下降明顯,表明在高溫階段,微生物的活性較強(qiáng),所以對(duì)有機(jī)物的降解比較迅速。氮在前12天也有明顯下降,減少了33%,表明高溫階段微生物分解代謝旺盛,產(chǎn)生氨類物質(zhì)較多,高溫造成大量氮的損失。小試試驗(yàn)整個(gè)高溫階段,腐

12、殖質(zhì)含量的增加顯著。富里酸和胡敏酸含量的增加說(shuō)明堆肥使得有機(jī)物向腐殖質(zhì)的方向轉(zhuǎn)化。種子發(fā)芽指率的變化說(shuō)明了高溫堆肥階段是有機(jī)物降解的主要階段,經(jīng)過(guò)堆肥后,樣品達(dá)到腐熟。經(jīng)過(guò)小試試驗(yàn)認(rèn)為,留壩服務(wù)區(qū)和石門(mén)服務(wù)區(qū)的水資源循采用污水處理站污泥及固體廢棄物混合堆肥基本可行,腐熟后肥料可供花圃、苗圃等非食用類植物生長(zhǎng)基地使用。服務(wù)區(qū)混合堆肥工藝:污水污泥及生活垃圾→收集→混合堆肥→清運(yùn)。
　　4、基于京昆高速公路西安—漢中段生態(tài)修復(fù)工程研究

13、和實(shí)踐的基礎(chǔ),主要針對(duì)寶漢高速公路寶雞~漢中段沿線穿越秦嶺段潛在的生態(tài)問(wèn)題開(kāi)展環(huán)境保護(hù)技術(shù)的研究,這些技術(shù)主要涉及珍稀動(dòng)物通道、邊坡水土保持功能恢復(fù)、水源涵養(yǎng)地保護(hù)、棄碴場(chǎng)生態(tài)修復(fù)、退化植被的再植恢復(fù)以及其他需要生態(tài)改造的點(diǎn)位等,即以點(diǎn)位復(fù)合修復(fù)的方式進(jìn)行針對(duì)性的修復(fù),達(dá)到以點(diǎn)帶線的作用。
　　總結(jié)了高速公路隧道豎井排氣的控制措施,首次提出以大氣污染物吸附型材料,吸收材料以及催化轉(zhuǎn)化材料等,并在工程措施、生態(tài)措施、植物吸收結(jié)合,提