本發(fā)明涉及重金屬污染治理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種重金屬污染河底泥處理方法。

背景技術(shù)：

在采礦區(qū)或者其他涉及重金屬元素的廠區(qū)等的附近，往往容易造成重金屬元素污染。受重金屬污染影響較嚴(yán)重的主要是河流污染，排放的廢水、廢渣等進(jìn)入河水中造成河流污染。采礦區(qū)的重金屬污染主要來自于采礦和選礦過程中的覆蓋土、礦尾料、礦渣、灰分等，由于其形態(tài)和物理性質(zhì)與細(xì)砂相似，很容易不加防護(hù)而隨意堆棄，隨著雨水進(jìn)入河流和耕地。加上一些礦區(qū)環(huán)保意識不足、制度不健全或者資源限制，生產(chǎn)過程中的選礦廢水直接排放進(jìn)入河流，礦渣隨意堆存，隨雨水進(jìn)入河道的底泥不斷淤積在河道上。

河流中的重金屬會隨著河水流到更大的區(qū)域，影響廣度非常大，而且河水中的重金屬會進(jìn)入地下水、耕種土壤中，隨著人和動物的飲用、食用造成更深層的危害。

申請公布號為cn108298783a的中國發(fā)明專利申請公開了一種重金屬污染底泥原位阻隔修復(fù)方法，該方法將治理單元劃分若干個單元區(qū)域，根據(jù)單元區(qū)域的待處理污泥量設(shè)置底泥處置暫存池，在暫存池內(nèi)將底泥加穩(wěn)定化藥劑，實現(xiàn)重金屬鈍化。在清理底泥后的單元區(qū)域底部鋪設(shè)隔離層，然后將穩(wěn)定化后的底泥轉(zhuǎn)移復(fù)位至鋪設(shè)隔離層的單元區(qū)域，再在表面鋪設(shè)隔離層。這種方法主要是將底泥中重金屬無害化處理，但是其在待修復(fù)流域設(shè)置了兩層隔離層，嚴(yán)重破壞了河流原有的地質(zhì)狀況和生態(tài)，而且無法對重金屬元素進(jìn)行收集，不利于后續(xù)回收處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種重金屬污染河底泥處理方法，能夠方便地對重金屬元素進(jìn)行收集。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種重金屬污染河底泥處理方法，包括如下步驟：

1）對河道中的污染底泥進(jìn)行清挖；

2）將清挖出的污染底泥進(jìn)行預(yù)處理；

3）將預(yù)處理后的污染底泥運(yùn)至處置場，分層堆放，壓實，形成渣堆；然后收集滲瀝液，將滲瀝液沉降，然后將滲瀝液沉降后的上清液回噴至渣堆表面。

通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明將河道的污染底泥清挖出來，進(jìn)行預(yù)處理后在單獨(dú)的處置場進(jìn)行處理，具體處理時是將底泥堆放后收集滲瀝液，并將滲瀝液沉降后的上清液回噴到渣堆上。這樣可以使渣堆中有足夠的水分對底泥進(jìn)行浸泡，帶出重金屬元素，也能夠使渣堆表層保持足夠的含水量，避免渣堆表層喪失水分后，帶有重金屬污染的顆粒飄散到其他地方造成二次污染。還能夠促使?jié)B瀝液中的水分加快蒸發(fā)，避免產(chǎn)生的滲瀝液的量太大，在儲存時容易流失而造成新的污染。將滲瀝液上清液回噴的同時可以將沉降后的沉積物集中回收處理，便于重金屬元素的回收利用。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟1）中污染底泥清挖時，先在河道一側(cè)設(shè)置導(dǎo)流渠，然后在河道上下游分別設(shè)置圍堰，將上下游圍堰之間的河水排出，進(jìn)行污染底泥清挖。

通過采用上述技術(shù)方案，將上下游設(shè)置圍堰后，圍堰之間的河水排出，清挖出的底泥含水量大大降低，也避免了在清挖過程中，底泥中的重金屬元素進(jìn)入流水中，造成污染且不易收集。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟1）中污染底泥清挖時采用分段清挖，所述分段清挖是將河道劃分為兩個以上的河段，在一個河段的一側(cè)設(shè)置導(dǎo)流渠，然后在河段上下游分別設(shè)置圍堰，將上下游圍堰之間的河水排出，進(jìn)行污染底泥清挖，清挖結(jié)束后，進(jìn)行下一河段的污染底泥清挖。

通過采用上述技術(shù)方案，采用分段清挖的方式，每次清挖的河段長度較短，避免了清挖過程中，未清挖的底泥干化飄散造成新的污染。另外，也有利于機(jī)械設(shè)備等的集中使用。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：河段的長度為1-1.5km。

通過采用上述技術(shù)方案，河段的長度既不過長而造成底泥清挖不及時而干化，河段的長度也不過短而造成輔助設(shè)施施工量的過多增加。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟1）中圍堰的筑料采用導(dǎo)流渠開挖出的土料。

通過采用上述技術(shù)方案，導(dǎo)流渠挖出的土料供圍堰的筑料使用，可以減少施工時外購材料，有利于節(jié)約成本，而且使用導(dǎo)流渠挖出的土料可以就近取材，減少了運(yùn)輸成本和運(yùn)輸?shù)臅r間。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟1）中污染底泥清挖時，清挖深度大于污染底泥厚度。

通過采用上述技術(shù)方案，清挖深度大于污染底泥厚度，能夠?qū)⑽廴镜啄鄰氐椎厍逋诔鰜?，避免重金屬元素漏失。此處的污染底泥厚度是測量得到的重金屬含量大于設(shè)定值的污染底泥的厚度。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：清挖深度比污染底泥厚度大5-10cm。

通過采用上述技術(shù)方案，清挖的深度不能比污染底泥厚度大太多，以免造成施工量過多增加，也避免了在污染底泥中混入較多的未污染泥土，降低了后期滲瀝液處理的效率。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟2）中預(yù)處理是將污染底泥晾曬至含水率不大于50%。

通過采用上述技術(shù)方案，預(yù)處理后的污染底泥的含水率處理至比較合適的程度，減少了底泥的運(yùn)輸成本，也便于在后期處理過程中，能夠方便地收集滲瀝液。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟3）中每個月進(jìn)行3-8次的上清液回噴。

通過采用上述技術(shù)方案，可以保證上清液回噴的次數(shù)合適，使得渣堆中保持合適的含水量，有足夠的水分對底泥進(jìn)行浸泡，使重金屬元素進(jìn)入水中。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟3）中在兩次上清液回噴的間隔對渣堆噴淋水。

通過采用上述技術(shù)方案，能夠避免在水分蒸發(fā)較快時，渣堆內(nèi)的水分不足，造成渣堆干化或者滲瀝液收集的效率降低。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的重金屬污染河底泥處理方法采用將污染底泥挖出，在處置場集中處理，同時，收集滲瀝液，將污染底泥中帶有重金屬元素的滲瀝液收集后便于集中進(jìn)行回收處理，而將滲瀝液上清液進(jìn)行回噴，可以進(jìn)一步將底泥中的重金屬元素帶出，能夠以一種成本較低的方式將污染底泥中的重金屬元素分離出來，還能充分避免重金屬元素造成二次污染。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的重金屬污染河底泥處理方法中分段清挖的河段結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：1、河道；2、上游圍堰；3、下游圍堰；4、導(dǎo)流明渠。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

下面實施例以河南省lb市zx河流域河道重金屬污染底泥的無害化治理為例進(jìn)行說明，zx河長期接納大量含重金屬廢水，水體中的重金屬在沉淀、吸附作用下沉積在河道底泥中，日積月累，底泥中重金屬含量不斷增加。底泥中重金屬可以在清水條件下浸出，造成水體重金屬超標(biāo)，特別是下游河段，大量淤積的底泥長期浸泡在水中，當(dāng)河道水流條件改變時，底泥中的重金屬就會釋放出來進(jìn)入水體，對河道水質(zhì)、水生生物及下游人類生活等造成不良影響。

根據(jù)前期勘察報告，對zx河12個監(jiān)測斷面的15項指標(biāo)，包括ph、cod、銅、鋅、鉛、鎘、汞、砷、總鉻、六價鉻、硒、鎳、銀、鉈、氰化物的監(jiān)測結(jié)果，與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（gb3838-2002）》ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)比較，地表水超標(biāo)因子主要為cod、六價鉻、總鉻、汞、硒、鎳、鉈，根據(jù)超標(biāo)斷面來看，部分?jǐn)嗝嫠魅狈α鲃有?，出現(xiàn)cod、六價鉻、總鉻超標(biāo)嚴(yán)重的現(xiàn)象，cod最大值超標(biāo)23.1倍、汞最大值超標(biāo)131倍、總鉻最大值超標(biāo)116倍。根據(jù)勘察結(jié)果，待處理的河底泥屬于第ⅱ類一般工業(yè)固體廢物。

本發(fā)明的重金屬污染河底泥處理方法包括如下步驟：

1）對河道中的污染底泥進(jìn)行清挖；2）將清挖出的污染底泥進(jìn)行預(yù)處理；3）將預(yù)處理后的污染底泥運(yùn)至處置場，分層堆放，壓實，形成渣堆；收集滲瀝液，將滲瀝液沉降，然后將滲瀝液沉降后的上清液回噴至渣堆表面。

上述污染底泥為重金屬污染底泥，重金屬為鉻、汞、硒、鎳、鉈中的至少一種。

清挖出的污染底泥的含水率為60-70%。預(yù)處理是將污染底泥晾曬至含水率不大于50%。優(yōu)選的，晾曬至含水率為25-30%。所述含水率指的是污染底泥中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。預(yù)處理時，污染底泥堆放的臨時堆場面積在1000-5000m2。

步驟3）中將滲瀝液沉降是將滲瀝液靜置。靜置的目的在于使?jié)B瀝液中的固體物質(zhì)沉淀下來。

將河道進(jìn)行分段清挖時，根據(jù)河道沿岸地形、交通道路情況進(jìn)行分段劃分，劃分的河段不宜太長也不宜太短，一般的，河段的長度為1-1.5km。

開挖導(dǎo)流渠后在河道中間設(shè)置圍堰，一般情況下，圍堰由導(dǎo)流渠開挖出的土料筑成，如果開挖出的土料不足時，添加土砂卵石等料。

圍堰頂寬1m，邊坡1:1，圍堰高度比河內(nèi)最高水位高0.5m。圍堰的迎水面設(shè)置有防滲膜層，防滲膜層表面壓設(shè)有袋裝砂層。袋裝砂層是采用袋裝砂土進(jìn)行壓蓋護(hù)坡。圍堰頂設(shè)置錨固溝對防滲膜進(jìn)行錨固。在采取分段清挖時，可以采取從上游向下游逐段清挖，也可以采取從下游向上游逐段清挖。優(yōu)選的，采用從上游向下游逐段清挖。具體的，對上一個河段清挖結(jié)束后，將上游河段對應(yīng)的兩個圍堰，僅拆除其上游的一個，而對下游的圍堰進(jìn)行改造。改造是將下游圍堰的迎水面的防滲層和壓蓋的袋裝砂移到另一面設(shè)置。

導(dǎo)流渠流量設(shè)計為不低于5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)選的，流量為15m3/s。導(dǎo)流渠的渠道邊坡坡度為1:0.75~1:1。導(dǎo)流渠內(nèi)表面鋪設(shè)有防滲膜，采用土工膜防滲，分段鋪設(shè)，搭接長度20-30cm，可采用焊接、搭接以及化學(xué)溶劑膠結(jié)。防滲膜可以采用裝砂袋壓護(hù)。

導(dǎo)流渠彎道半徑為3-5倍水面寬度。水面寬度是導(dǎo)流渠內(nèi)的流水的水面寬度。優(yōu)選的，導(dǎo)流渠彎道半徑為20-120m。

步驟3）所述處置場包括滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)，所述滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)包括設(shè)置在處置場內(nèi)底泥堆放區(qū)的導(dǎo)排盲溝以及設(shè)置在底泥堆放區(qū)外的與導(dǎo)排盲溝相連的調(diào)蓄池。

所述滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)還包括滲瀝液回噴系統(tǒng)，滲瀝液回噴系統(tǒng)包括與調(diào)蓄池相連的回噴管以及設(shè)置在回噴管遠(yuǎn)離調(diào)蓄池的一端的噴淋裝置，噴淋裝置設(shè)置在處置場的渣堆上方。噴淋裝置包括噴淋架，噴淋架包括橫向固定在渣堆對應(yīng)位置上方的噴淋臂，噴淋臂上設(shè)置有噴頭。噴淋架還包括設(shè)置在處置場兩側(cè)的噴淋柱，噴淋柱與噴淋臂固定連接。噴淋裝置還包括噴淋管，噴淋管包括噴淋主管和與噴淋主管相連的噴淋支管，噴淋支管的遠(yuǎn)離噴淋主管的一端與噴頭相連。噴淋主管遠(yuǎn)離噴淋支管的一端連接有滲瀝液抽取泵，滲瀝液抽取泵的另一端通過管道與滲瀝液調(diào)蓄池相連。

所述導(dǎo)排盲溝包括主盲溝以及與主盲溝相連的兩條以上的支盲溝，主盲溝沿處置場底泥堆放區(qū)的一端向另一端延伸，支盲溝一端與主盲溝相連，另一端從主盲溝向兩側(cè)延伸，所述支盲溝與主盲溝之間的夾角為30-60°。支盲溝與主盲溝之間的夾角優(yōu)選為45°。

所述底泥堆放區(qū)底面沿主盲溝的一端向另一端延伸的方向逐漸降低，坡度為2-5%。所述底泥堆放區(qū)中主盲溝兩側(cè)的底面沿主盲溝向兩側(cè)延伸的方向逐漸升高，坡度為2-5%。

主盲溝同一側(cè)的相鄰兩條支盲溝平行間隔設(shè)置且間隔距離為20-35m。導(dǎo)排盲溝包括導(dǎo)排花管以及包裹在導(dǎo)排花管外的填充層，所述填充層包括至少一層碎石層，所述填充層外設(shè)置有包裹層，所述包裹層為無紡布層或者帶孔土工復(fù)合膜。

所述填充層包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的大粒碎石層、中粒碎石層、小粒碎石層，大粒碎石層的碎石粒度為40-60mm，中粒碎石層的粒度為15-30mm，小粒碎石層的粒度為10-20mm。每一層的厚度為200-300mm。

導(dǎo)流層包括在底泥堆放區(qū)底面上從下往上依次設(shè)置的粘土層、防滲層、碎石層，所述粘土層的厚度為450-600mm，防滲層采用復(fù)合土工膜，厚度為2-5mm，碎石層的厚度為300-500mm。碎石層的碎石粒徑為40-60mm。

污染底泥在處置場堆放區(qū)進(jìn)行堆放時，分層攤鋪，逐層壓實。每一層的的厚度為0.3-0.5m，優(yōu)選為0.4m。具體操作時，在處置場堆放區(qū)底面上傾卸污染底泥，然后推平，壓實。壓實系數(shù)為0.93。然后逐層傾卸堆放污染底泥。

污染底泥堆放結(jié)束后，最后形成的渣堆上表面覆蓋一層0.5m厚的粘土。滲瀝液上清液的回噴從污染底泥開始堆放時即可開始進(jìn)行，持續(xù)整個堆放過程。在渣堆完全堆放完成后，也可以進(jìn)行上清液回噴。

處置場整體呈長條形設(shè)置，長度方向兩端設(shè)置有攔渣壩，兩側(cè)設(shè)置有擋渣坡。優(yōu)選的，處置場設(shè)置在山谷的兩側(cè)山體之間，山谷兩側(cè)的山體構(gòu)成了擋渣坡。擋渣坡坡度50～70°，攔渣壩軸線處谷底寬20～30m。

處置場設(shè)置時，先進(jìn)行場地清理。場地清理包括地表土層清理，地表土層清理包括場區(qū)植被及根系清除和表層耕植土挖除，清除設(shè)計范圍內(nèi)的表層土、淤泥。

本發(fā)明在處置場邊界處設(shè)置鋼絲防護(hù)圍墻，高1.5m，長度1387m。圍墻與處置場兩側(cè)壩頂?shù)慕睾闇现g的邊坡進(jìn)行綠化隔離。

下游攔渣壩的下游設(shè)置有滲濾液調(diào)蓄池。在下游攔渣壩壩基下鋪設(shè)滲濾液排放管道，與主盲溝相連，將滲濾液排入滲濾液調(diào)蓄池。

滲瀝液調(diào)蓄池中的滲瀝液沉降后在滲瀝液調(diào)蓄池底部形成沉積泥，沉積泥中重金屬含量較多，需要定期清理并進(jìn)行回收處理。將滲瀝液調(diào)蓄池中的上清液回噴的間隔對渣堆噴淋的清水可來自于雨水收集，具體的，可以在處置場附近設(shè)置雨水收集池或者蓄洪池。滲瀝液調(diào)蓄池上可以設(shè)置加藥機(jī)構(gòu)，用來向池中的上清液加入沉淀劑，與上清液中的重金屬元素反應(yīng)后沉淀，降低上清液中重金屬元素的含量。

攔渣壩為混凝土壩、漿砌石壩、堆石壩、土壩中的任一種。優(yōu)選的，為碾壓式土壩。屬柔性壩，壩體較大，耗用的筑壩材料較多，對地質(zhì)條件要求較低，建設(shè)成本較低。

實施例1

本實施例的重金屬污染河底泥處理方法，包括如下步驟：

1）勘察調(diào)研

根據(jù)待治理河段的情況，綜合采用資料收集、工程測量、地質(zhì)測繪、機(jī)械鉆探、野外判別、室內(nèi)試驗等技術(shù)手段進(jìn)行勘察、調(diào)研。河道勘察監(jiān)測長度為17.1公里，按照1400m間隔確定勘探斷面，共設(shè)12個斷面。

通過勘察確定待處理的河底泥的數(shù)量、分布、性質(zhì)及沿岸地形等情況，最終確定底泥清挖量共計43.61萬立方米。

施工時間定為第一年的9月15日至第二年的6月15日的非汛期進(jìn)行。

2）河道底泥清挖

將河道分為12個河段，自上游向下游逐段施工。

a.設(shè)置導(dǎo)流明渠

導(dǎo)流明渠4根據(jù)河道沿岸地形進(jìn)行分段設(shè)置，對于待施工的河段，在河道旁沿河道的走向開挖導(dǎo)流渠。導(dǎo)流明渠4采用梯形斷面，采用放坡開挖的形式進(jìn)行。開挖出的土料部分運(yùn)至河道中進(jìn)行圍堰填筑，其余部分堆放在導(dǎo)流明渠4兩側(cè)，便于后期回填。

根據(jù)勘察調(diào)研的結(jié)果中河水流量情況，將導(dǎo)流明渠4流量設(shè)置為15m3/s。導(dǎo)流明渠4的總長度為15.2m。導(dǎo)流明渠4渠道邊坡1:0.75-1。

渠道內(nèi)襯砌表面全鋪設(shè)置土工膜進(jìn)行防滲，土工膜分段鋪設(shè)，接縫處采用搭接長度20-30cm，一般為30cm。

b.設(shè)置圍堰

在待處理河段上下游分別設(shè)置圍堰，圍堰采用填筑土砂卵石梯形圍堰，圍堰用料可以全部或者部分采用前期導(dǎo)流明渠開挖出的土料。

如圖1所示，1為河道，沿河道1上下游分別設(shè)置有上游圍堰2和下游圍堰3，沿河道1走向在外圍設(shè)置有導(dǎo)流明渠4。上下游圍堰的橫截面相同，上下游圍堰頂寬為1m，兩側(cè)邊坡坡度為1:1，圍堰頂部比河內(nèi)最高水位高出0.5m，堰隨水長。圍堰的迎水面上鋪設(shè)有防滲膜，防滲膜為厚度為2mm的復(fù)合土工膜，防滲膜表面采用編織袋裝砂土壓蓋護(hù)坡，袋裝砂土疊筑設(shè)置，排列整齊、密實。為了充分防滲，防滲膜的上端延伸至圍堰背水面的頂端，并采用袋裝砂土壓蓋。圍堰頂部還設(shè)置有v型錨固溝，將防滲膜壓設(shè)在錨固溝中。上述袋裝砂土可以采用編織袋裝填前期導(dǎo)流明渠開挖出的土料。

c.底泥清挖

在設(shè)置好導(dǎo)流明渠4和上下游圍堰的河段進(jìn)行河底泥開挖，底泥開挖時，開挖的深度比底泥厚度多5cm，即挖至下方含重金元素較少或者不含重金屬元素的底泥，以保證被污染的底泥全部被挖出。

3）底泥預(yù)處理

將清挖出的底泥運(yùn)送到河道附近臨時堆場，進(jìn)行預(yù)處理。臨時堆場為河道附近就近清理的場地，場地平整硬化，然后鋪設(shè)一層復(fù)合土工膜防滲。底泥運(yùn)送至臨時堆場，卸至土工膜上，推平晾曬，將底泥晾曬至含水率約為30%，即完成預(yù)處理。

4）底泥處置

將預(yù)處理后的底泥運(yùn)送至處置場，在處置場的填埋區(qū)進(jìn)行堆放。堆放時，在傾卸后，用推土機(jī)推平，然后用壓實機(jī)壓4遍，壓實系數(shù)為0.93。壓實后形成第一層渣堆層，然后在第一層渣堆層上傾卸污染底泥，按照上述方式進(jìn)行推平、壓實，形成第二層渣堆層。以此類推，直至渣堆高度接近上游攔渣壩或者下游攔渣壩的頂部時，開始逐層縮短渣堆層的長度（從上游至下游的長度），直至渣堆總高度達(dá)到設(shè)計高度。渣堆堆放完成后，在渣堆表面覆蓋一層0.5m后的粘土層進(jìn)行防護(hù)。

在渣堆堆放過程中及堆放完成后，持續(xù)收集滲瀝液，收集到的滲瀝液在滲瀝液調(diào)蓄池中進(jìn)行自然沉降，然后定期將滲瀝液沉降后的上清液回噴到渣堆表面。回噴的時間可設(shè)置為每個月5次，當(dāng)處于雨季或者滲瀝液調(diào)蓄池里的滲瀝液較多時，也可以隨時回噴?；貒姷臐B瀝液上清液，一方面可以防止渣堆表面的固體粉化后飄散到其他地方，另一方面能夠加速滲瀝液中的水分的蒸發(fā)，防止?jié)B瀝液調(diào)蓄池中的滲瀝液外溢，造成環(huán)境污染。在夏季，水分蒸發(fā)較快時，可以在兩次上清液回噴的間隔對渣堆噴淋清水，兩次上清液回噴之間噴淋清水的次數(shù)可以視環(huán)境溫度、水分蒸發(fā)快慢情況來定，一般噴淋1次即可。定期對滲瀝液調(diào)蓄池中沉降的沉積泥進(jìn)行清理并回收利用，清理的周期為每2月1次。

處置場設(shè)置在荒溝山谷中間，在場地上游和下游分別設(shè)置攔渣壩，利用山體和攔渣壩圍成處置場填埋區(qū)。攔渣壩的高度在5.0-20.0m之間，本實施例中，上游攔渣壩的高度為5.0m，下游攔渣壩的高度為10.0m。本實施例的處置場總庫容為84.91萬立方米。

處置場除了設(shè)置有下游攔渣壩、上游攔渣壩外，還設(shè)置有截洪溝、錨固溝、滲瀝液調(diào)蓄池、防護(hù)圍墻以及滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)等。

處置場設(shè)置時，先對場地的植被根系清除，并將表層土及淤泥挖出，開挖深度為30cm。場地按照2%縱橫坡進(jìn)行土方清理，局部低洼地區(qū)進(jìn)行回填壓實平整，場地兩側(cè)山谷邊坡按照1:1的坡度進(jìn)行削坡，削坡時按照每增加15m高度設(shè)置寬度3m的平臺，本實施例中按照填埋高度45m設(shè)置，共設(shè)置3個平臺。對場地底面及邊坡基礎(chǔ)層進(jìn)行壓實處理，場地底面基礎(chǔ)層壓實度不小于93%，邊坡基礎(chǔ)層壓實度不小于90%。

上游攔渣壩和下游攔渣壩設(shè)置時，先在地面清除表層土1.8m厚。筑壩時，壩肩兩側(cè)伸入邊坡內(nèi)，壩基下部深入清除表層土后的表面。壩體采用碾壓式土壩。

下游攔渣壩壩體為梯形結(jié)構(gòu)，下游攔渣壩壩頂標(biāo)高+510m，壩底標(biāo)高+500m壩頂軸線長度42m，壩高10m，壩頂寬度4m，壩頂面向外坡傾斜，坡度3%，上游邊坡坡比1:2，下游邊坡坡比1:2，設(shè)馬道，馬道寬度2m。壩體外側(cè)（即朝向下游，背離填埋區(qū)的一側(cè)）的邊坡表面設(shè)置防護(hù)層，防護(hù)層包括有內(nèi)線外依次設(shè)置的粗砂層、碎石層和干砌石層。粗砂層、碎石層和干砌石層的厚度分別為30cm、30cm、40cm。

下游攔渣壩內(nèi)側(cè)（即朝向上游，朝向填埋區(qū)的一側(cè)）的邊坡表面設(shè)置有防滲層，防滲層采用hdpe復(fù)合土工膜。壩頂設(shè)置錨固溝對hdpe復(fù)合土工膜的上端進(jìn)行錨固。

下游攔渣壩壩基下部鋪設(shè)有滲濾液排放管道，將滲濾液排入滲濾液調(diào)蓄池。

上游攔渣壩的結(jié)構(gòu)與下游攔渣壩的結(jié)構(gòu)類似，采用碾壓式土壩，為梯形結(jié)構(gòu)，上游攔渣壩壩頂標(biāo)高+520m，壩底標(biāo)高+515m，壩頂軸線長度為20m，壩高為5m。壩頂寬度為4m，為了排除雨水，壩頂面向外坡傾斜，坡度取3%。上游邊坡坡比為1:2，下游邊坡坡比為1:2。壩體外側(cè)（即朝向上游，遠(yuǎn)離填埋區(qū)的一側(cè)）設(shè)置防護(hù)層，防護(hù)層包括碎石層、干砌石層，碎石層作為反濾層，干砌片石層進(jìn)行護(hù)坡，壩體內(nèi)側(cè)（即朝向下游，朝向填埋區(qū)的一側(cè)）設(shè)置防滲層hdpe復(fù)合土工膜。在上游攔渣壩壩基下部鋪設(shè)排水暗涵，上游雨水經(jīng)排水暗涵匯入下游攔渣壩外的蓄洪池。

上游攔渣壩和下游攔渣壩的筑壩材料為含碎石土料，碎石含量30-40%wt，含水量為20%wt，壓實后的容重大于1.90t/m3，壓實系數(shù)大于95%。

處置場還設(shè)置有滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)，滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)包括導(dǎo)流層、導(dǎo)排盲溝，導(dǎo)排盲溝包括主盲溝和支盲溝。

導(dǎo)流層包括在場地底面的基礎(chǔ)層上從下往上依次鋪設(shè)的壓實黏土層、防滲層、碎石層，壓實黏土層的厚度為500mm，防滲層為hdpe復(fù)合土工膜，厚度為2mm，碎石層的碎石粒徑為40-60mm。

hdpe復(fù)合土工膜厚度為2.0mm，的密度為0.939g/cm3，炭黑含量為2.0-3.0%wt，屈服強(qiáng)度為29n/mm，屈服伸長率為12%，斷裂伸長率為700%，直角撕裂強(qiáng)度為249n，穿刺強(qiáng)度為640n。

場地底面上在導(dǎo)流層的基礎(chǔ)上還開設(shè)有主盲溝和支盲溝。主盲溝處于填埋區(qū)場地底面沿山谷走向的中線位置，即主盲溝距離兩側(cè)邊坡的坡底線的距離基本相等。主盲溝的每一側(cè)，邊坡坡底線到主盲溝逐漸降低，坡度為2%。

場地底面從上游向下游延伸方向也逐漸降低，坡度也為2%，即導(dǎo)排主盲溝的坡度也約為2%，以便于滲瀝液在主盲溝中的流動。

場地底面在設(shè)置導(dǎo)滲主盲溝的基礎(chǔ)上，還設(shè)置有與主盲溝相連的支盲溝。支盲溝與主盲溝的夾角為45°。

主盲溝和支盲溝設(shè)置時，均是在場地底面上在鋪設(shè)導(dǎo)流層前先挖設(shè)溝槽，溝槽的橫截面為v型或者u型，本實施例優(yōu)選為v型。溝槽深250mm，坡度為1:3。然后在鋪設(shè)導(dǎo)流層時，壓實黏土層和防滲層也連續(xù)在溝槽中鋪設(shè)，即壓實黏土層和防滲層在溝槽處向下凹陷形成新的溝槽，而碎石層上在溝槽處斷開，形成新的溝槽的開口。溝槽內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)排花管，導(dǎo)排花管為圓管。由導(dǎo)排花管外壁開始，由內(nèi)向外包埋設(shè)置有三層碎石層：大粒碎石層、中粒碎石層、小粒碎石層，大粒碎石層的碎石粒度為40-60mm，中粒碎石層的粒度為15-30mm，小粒碎石層的粒度為10-20mm。這三層碎石層的外形基本上呈梯形，導(dǎo)排花管埋設(shè)在大粒碎石層中，在導(dǎo)排花管的底壁與導(dǎo)流層的防滲膜之間也填設(shè)有大粒碎石，但是，導(dǎo)排花管的底壁位置仍低于溝槽外的場地導(dǎo)流層的防滲層。三層碎石層的小粒碎石層外可以包覆無紡布或帶孔復(fù)合土工膜以對碎石層進(jìn)行固定。

導(dǎo)排花管采用hdpe管，主盲溝的導(dǎo)排花管直徑315mm，支盲溝的導(dǎo)排花管直徑200mm。，導(dǎo)排花管上設(shè)置有導(dǎo)排孔，孔徑15mm，孔距300mm，開孔率為4%。導(dǎo)排孔的開設(shè)為沿hdpe管的軸向方向間隔成組設(shè)置，每一組在管的周向間隔設(shè)置，具體數(shù)量可以為4-5個，周向上相鄰兩個導(dǎo)排孔與管軸線的連線之間的夾角為60°。本實施例中，導(dǎo)排孔組為兩種，一種為4個，一種為5個，這兩種導(dǎo)排孔組在管軸線上交替布設(shè)。這兩種導(dǎo)排孔組均靠近花管的底壁一側(cè)設(shè)置。

調(diào)蓄池設(shè)置在下游攔渣壩外，處于整個處置場的下游，調(diào)蓄池的規(guī)格為：池頂平面尺寸為15×25m，池底平面尺寸為6×16m，邊坡坡度為1:1.5，總深度為3m，有效池容為600m3。調(diào)蓄池底壁上由內(nèi)向外依次鋪設(shè)有防滲層、粗砂層、混凝土預(yù)制磚層，調(diào)蓄池側(cè)壁上由內(nèi)向外依次鋪設(shè)有防滲層、混凝土預(yù)制磚層?；炷令A(yù)制磚層由500×500×80規(guī)格的混凝土磚鋪設(shè)而成，防滲層由2mmhdpe復(fù)合土工膜層鋪設(shè)而成。調(diào)蓄池池底四周設(shè)置有錨固溝，池頂外圍也設(shè)置有錨固溝。

本實施例中，擋渣坡修筑在兩側(cè)山體上，在擋渣坡的頂面上設(shè)置有截洪溝。處置場底部還設(shè)置有排水管涵，以排泄上游洪水保證場區(qū)安全，排水暗涵結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土。下游攔渣壩的下游還設(shè)置有蓄洪池，排水管涵從上游攔渣壩壩基下穿過，穿過處置場即下游攔渣壩壩基下后排到蓄洪池。蓄洪池的蓄水可以用來向處置場填埋區(qū)的渣堆上進(jìn)行噴水。蓄洪池旁設(shè)置有抽水泵，抽水泵與滲瀝液噴淋裝置相連，通過噴淋裝置向渣堆上方噴淋清水。

處置場邊界處，即邊坡坡頂處，設(shè)置鋼絲防護(hù)圍墻，圍墻外設(shè)置截洪溝，圍墻與截洪溝之間的地面進(jìn)行綠化隔離。

實施例2

本實施例與實施例1的不同之處在于，河道的污染底泥清挖時，不采用分段清挖，而是整個待清挖河道整體清挖。此時，只需要設(shè)置上下游兩個圍堰并配合導(dǎo)流渠即可實現(xiàn)。此種情況適合于待清挖河道不長的河道。進(jìn)一步的，導(dǎo)流渠和圍堰也可以不設(shè)置，而采用帶水底泥清挖的方式，此種方式適合于河道內(nèi)水量較小的情況。

實施例3

本實施例與實施例1的不同之處在于，清挖污染底泥時，清挖深度與污染底泥厚度相同，此種方式適合于底泥厚度均勻，且前期對底泥厚度勘測準(zhǔn)確的情況。

技術(shù)特征：

1.一種重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：包括如下步驟：

1）對河道中的污染底泥進(jìn)行清挖；

2）將清挖出的污染底泥進(jìn)行預(yù)處理；

3）將預(yù)處理后的污染底泥運(yùn)至處置場，分層堆放，壓實，形成渣堆；然后收集滲瀝液，將滲瀝液沉降，然后將滲瀝液沉降后的上清液回噴至渣堆表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：步驟1）中污染底泥清挖時，先在河道一側(cè)設(shè)置導(dǎo)流渠，然后在河道上下游分別設(shè)置圍堰，將上下游圍堰之間的河水排出，進(jìn)行污染底泥清挖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：步驟1）中污染底泥清挖時采用分段清挖，所述分段清挖是將河道劃分為兩個以上的河段，在一個河段的一側(cè)設(shè)置導(dǎo)流渠，然后在河段上下游分別設(shè)置圍堰，將上下游圍堰之間的河水排出，進(jìn)行污染底泥清挖，清挖結(jié)束后，進(jìn)行下一河段的污染底泥清挖。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：河段的長度為1-1.5km。

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項所述的重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：步驟1）中圍堰的筑料采用導(dǎo)流渠開挖出的土料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：步驟1）中污染底泥清挖時，清挖深度大于污染底泥厚度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：清挖深度比污染底泥厚度大5-10cm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：步驟2）中預(yù)處理是將污染底泥晾曬至含水率不大于50%。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：步驟3）中每個月進(jìn)行3-8次的上清液回噴。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的重金屬污染河底泥處理方法，其特征在于：步驟3）中在兩次上清液回噴的間隔對渣堆噴淋水。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種重金屬污染河底泥處理方法，屬于重金屬污染治理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的重金屬污染河底泥處理方法，包括如下步驟：對河道中的污染底泥進(jìn)行清挖；將清挖出的污染底泥進(jìn)行預(yù)處理；將預(yù)處理后的污染底泥運(yùn)至處置場，分層堆放，壓實，形成渣堆；然后收集滲瀝液，將滲瀝液沉降，然后將滲瀝液沉降后的上清液回噴至渣堆表面。本發(fā)明的重金屬污染河底泥處理方法能夠以一種成本較低的方式將污染底泥中的重金屬元素分離出來，還能充分避免重金屬元素造成二次污染。

技術(shù)研發(fā)人員：劉鐘森;王長虹;張艷娜;田阿惠;凌濤;常鵬;袁軍濤;朱小利;胡夢瑩;陳首印

受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南省地質(zhì)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計院有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.12.17

技術(shù)公布日：2020.02.28