重金属污染底泥环境调查评估及其安全处置工程研究

作     者：蒋羽涵 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄仁亮;张景辉

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：污染底泥 环境调查 风险评估 土工管袋 重金属稳定化 

摘      要：生态环境部于2018年启动了黑臭水体专项整治行动,其中底泥污染治理最为关键。本文针对某污水库污染底泥,开展了底泥环境质量调查,采用单因素指数和内梅罗综合指数法评估底泥中重金属的潜在生态风险。进一步,提出了一种基于环保疏浚、重金属稳定化、管道加药絮凝以及土工管袋脱水的底泥安全处置技术,筛选优化了重金属稳定剂、絮凝剂的种类及用量,开展了土工管袋脱水小试,在污水库重金属污染底泥治理工程中成功应用。(1)某污水库底泥环境调查与污染程度评估:针对某污水库底泥,采用系统布点法(40 m×40 m)共布设484个采样点,共采集1656个底泥样品,测试了p H、氨氮、总氮、有机质、《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)基本项45项。结果显示氨氮和总氮检出浓度分别为0.38-2079 mg/kg和89-10562 mg/kg,最大检出浓度为选定筛选值的28.7倍和6倍;As、Cd、Cr、Pb、Hg和Ni均超过选定筛选值,最大检出浓度分别为选定筛选值的2、3、8、1.02、18和2倍。生态风险评估结果显示:轻度污染底泥(内梅罗指数13.0)面积为17432 m,方量为23832 m,污染底泥共计445634 m。(2)重金属污染底泥稳定化与土工管袋脱水及工程应用:针对污水库重金属污染底泥,筛选优化了5种重金属稳定剂、7种絮凝剂及其用量,开展了土工管袋脱水小试实验,并将脱水后重度污染底泥烧制成陶粒。结果显示:采用重金属稳定剂W-2,在投加量为底泥干重5%时,As、Pb、Hg、Ni和Cu的稳定化率分别为55.8%、86.9%、70.9%、79%和75.9%;采用絮凝剂M603,在投加量为底泥干重3‰时,底泥含水率从95%降至68.4%,上清液COD值为32.5 mg/L,达到地表水环境质量标准(GB 3838-2002)中V类标准;土工管袋脱水效果显著,余水中固体悬浮物浓度低至11 mg/L;经烧制后的陶粒,其重金属稳定化率最高达86.9%。进一步,提出了一种基于环保疏浚、重金属稳定化、管道加药絮凝以及土工管袋脱水的底泥安全处置技术,开展了污水库污染底泥的安全处置工程,完成工程量共计46.66万m,经处置后底泥的毒性浸出值远低于危险废物鉴定标准(GB 5085.3-2007)和污水综合排放标准(GB 8978-1996)。