污泥庫區(qū)治理真空預壓法

　　城市建設的快速發(fā)展，與工業(yè)化進程的加快密不可分，伴隨產(chǎn)生的污水與污泥量也隨之日益增大。污泥做為污水的附屬產(chǎn)物，因此人們在處理過程中往往“重水輕泥”，但是污泥含有大量的微生物和細菌，同時也含有重金屬、寄生蟲和某些無機毒物，若得不到有效處理，將會對環(huán)境造成二次污染，且危害程度和污染持久性遠大于污水。

　　通常，污泥處理應遵循減量化和穩(wěn)定化的原則，污泥處理方式可分為四種，即污泥填埋、污泥土地利用、污泥焚燒和建材的利用。就中國目前的情況，污泥的衛(wèi)生以及重金屬指標難以符合土地利用標準，污泥焚燒和建材利用需要投入大量資金，因此中國絕大部分的市政污泥仍然采用填埋方式進行處置，但是經(jīng)污水處理廠處理后排放的污泥仍然有80%的高含水率，必須對污泥進行減量化處理。本文以上海某污泥暫存庫區(qū)為背景，探討真空預壓法在污泥庫治理中的控制要點。

　　1、工程概況

　　上海某污泥暫存庫區(qū)的修筑方法是在低洼地修建壩體，在壩體的底部和側(cè)面位置鋪設土工膜，隨后將來源于周邊市政污水處理廠的污泥直接傾倒在污泥庫中。該區(qū)域共有污泥庫若干個，堆放污泥總量約128萬m3，每個污泥庫(圖1)的污泥量約為1.05萬m3，單個庫區(qū)的長為120m，寬為30m，庫區(qū)最深處約為5m，污泥含水率約為80%。

　　2、真空預壓法基本原理

　　目前國內(nèi)外對軟土地基處理的主要方法有排水加固法、強夯擠密法、土工織物加固法、換填墊層法、置換法、及振動水沖法等。其中排水加固法會使地基沉降在加載過程中就可以完成，在建筑物、構(gòu)筑物使用期間基本上不會產(chǎn)生較大的沉降，對處理各類淤泥和黏土有著較好的效果。真空預壓法是排水加固法中的一種，是指在軟土表面鋪設排水板和一定厚度的砂墊層，而后覆蓋一層不透氣的薄膜，形成封閉區(qū)域，利用抽真空系統(tǒng)，使得封閉區(qū)域內(nèi)外存在壓力差，不斷排出水和空氣，使得含水率降低，軟土被固化。

　　真空預壓法有以下優(yōu)點：真空預壓法在原位施工，不存在大面積開挖現(xiàn)象，可以減少臭氣的產(chǎn)生，對環(huán)境影響較?。患庸趟俣瓤?、加固面積大、加固深度大；在加固過程中不產(chǎn)生剪切破壞。

　　真空預壓法被廣泛應用于各類軟土地基，但市政污泥的性質(zhì)與軟土、淤泥存在一定的差異，本文通過減小排水板鋪設間距、設置增壓管、強化加藥攪拌方式等工藝措施對真空預壓法進行優(yōu)化，使得真空預壓法能夠有效處理市政污泥。

　　3、真空預壓法施工流程

　　排出膜上積水→鋪設人工墊層→注入調(diào)理劑→鋪設編織布→施插排水板和增壓管→管網(wǎng)布設→安裝不倒翁集水井→鋪設土工布、無紡布、密封膜→設置沉降觀測尺和真空度測頭，組建抽真空系統(tǒng)→開始抽真空

　　4、真空預壓法主要控制要點

　　(1)PE泡沫板應套入編織袋，組成泡沫板組件，再將泡沫板組件按順序放在HDPE膜上，必須兩兩綁扎固定，形成穩(wěn)定整體，為注入調(diào)理劑、施插排水板和增壓管提供施工平臺，同時保證施工人員的生命安全。

　　(2)在注入調(diào)理劑前先將注漿平臺搭設完成，要采用污泥專用注漿管，本工程調(diào)理劑的固體藥量為污泥質(zhì)量的1%，成分為三氯化鐵和檸檬酸，按照一定的配比經(jīng)水1:2稀釋后通過機械和人工加藥的方式注入污泥中，在施工過程中應嚴格控制配比，同時檢查三氯化鐵和檸檬酸的出廠合格證、試驗報告，做好抽樣送檢工作。

　　機械加藥設備采用自主研發(fā)的加藥系統(tǒng)，該系統(tǒng)由噴槍、遠程控制系統(tǒng)、動力機構(gòu)和藥劑輸送系統(tǒng)等組成，利用鉆機將藥劑注漿管和噴頭傳送至設計深度4.8m，使用高壓發(fā)生裝置，將配制好的藥劑通過噴頭噴射出去，形成集中能量的液流，在噴射過程中，鉆桿應邊旋轉(zhuǎn)邊提升，通過液流和鉆桿漿葉對污泥進行攪拌，使污泥和調(diào)理劑充分混合?？刂沏@桿提升下降速度，防止底膜被破壞。機械加藥設備通過導軌定向移動，移至某處加藥時，將該處泡沫板取出，并割除HDPE膜，待加藥完成后，放回泡沫板。在加藥過程中，抽風設備與加藥設備同時移動，用于臭氣收集，檢查抽風設備接口，同時檢查施工人員的安全防護措施是否到位。

　　因污泥庫區(qū)地勢為中間高兩邊低，機械加藥不適用庫區(qū)周邊，此時采用人工加藥，同樣采用高壓發(fā)生裝置將配制好的藥劑從噴頭噴射出去，形成能量相對集中的液流，保證污泥和調(diào)理劑充分混合。

　　(3)排水板及增壓管采用正方形布置，用人工方式進行施插，塑料排水板按0.3m×0.3m進行布置，增壓管按0.9m×0.9m布置。查看進場的排水板和增壓管的出廠合格證和試驗報告，現(xiàn)場實測實量尺寸。插入污泥的排水板應盡量使用整板，且保證插入污泥深度約為4.8m，露出頂面不小于0.3m。插入污泥的增壓管應保證插入污泥深度約為4.8m，露出頂面不小于0.1m。

　　施工時嚴格控制回帶長度及回帶率，回帶率不大于5%。在施工過程中應加強抽查力度，盡可能減小回帶長度?，F(xiàn)場的塑料排水板應覆蓋或存在的倉庫中，防止日曬雨淋后會導致材料老化。

　　(4)排水板施插完成后，用四通手型接頭將兩根排水板連接在一起，并打入鉚釘，防止排水板脫落，而后依次將所有排水板連接好，再用椎25mmPVC鋼絲軟管將四通手型接頭組合在一起做為真空支管，各真空支管匯集到真空主管(采用椎50mmPVC鋼絲軟管)，再與增壓管連接在一起，組成抽真空管網(wǎng)。

　　(5)為了保證密封膜在抽真空期間不被損壞，在鋪設密封膜之前，先鋪設一層150g/m2編織土工布和一層200g/m2短絲針刺土工布保護密封膜，再鋪設兩層聚氯乙烯薄膜做為密封膜，在鋪設過程中應用砂袋壓膜，鋪設完成后應立即檢查膜是否完好，發(fā)現(xiàn)存在破裂處應立即修補，保證密封性完好。

　　(6)埋設沉降觀測尺和真空度測頭，通過真空度觀測可以了解真空度隨時間的變化情況，得出真空荷載隨時間的變化曲線，通過沉降觀測尺，可以計算地表沉降量和沉降速率。將真空管網(wǎng)、不倒翁集水井和抽真空機組進行連接，組成真空預壓系統(tǒng)。

　　(7)抽真空開始階段，務必嚴格控制抽真空速率，真空度應緩慢增大，直到80kPa，防止因瞬時力對周圍土體造成破壞。抽真空過程中，所有設備應24小時滿負荷運行，并應定期記錄真空度數(shù)值和沉降觀測值。

　　5、結(jié)語

　　本文采用減小排水板鋪設間距、設置增壓管、強化加藥攪拌方式等工藝措施對真空預壓法進行優(yōu)化，保證了工程的順利進展，但工程進度需要的時間較長，本文未對真空度數(shù)值和沉降觀測值進行分析，無法了解真空度和沉降速率變化規(guī)律，待后續(xù)試驗結(jié)束，便可利用圖表對數(shù)據(jù)進行詳細解讀。(來源：上海三凱工程咨詢有限公司)