螺旋藻养殖示范基地母液存贮池防渗整治方案资料Word文档下载推荐.docx

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满足委托方提出的安全管理和环保等要求。

1.4设计原则

1、遵守现行的设计规范。

采用可靠的设计参数，保证必要的安全系数。

2、力求经济合理，尽可能利用现有设施，减少投资。

3、力求技术合理。

在经济合理的原则下，全面考虑，根据当地实际考虑安全运行的条件，设置相应设施，确保使用可靠。

第二章设计基础资料

2.1地理位置

2.2地质条件

....县境地貌以浅山、丘陵为主，斜贯县境的....山构成地貌的骨架。

....山主脉由西向东，蜿蜒于县境南侧，为河南、湖北两省天然分界。

余脉延伸至中部、北部和东北部，形成大面积浅山和丘陵。

地势以南侧边缘最高，东北部顶端次之；

南侧中部突起，东西两端渐低；

北侧则由西向东呈总体渐次升高状。

地震裂度为6度。

安棚乡地处....盆地东部边缘，呈丘陵地貌，区域内中部隆起，形成鸿鸭河、江河南北两个流域区，总体地势向西南倾斜。

项目所在地地处乡域东北部，微丘地貌，地势略北倾，沟壑南北走向发育；

场址区为岭间洼地，土地利用系数较低。

海拔标高144～179m，周围分布有旱作和稻田。

地形坡度小于5°

，地势呈东北高西南低的趋势。

厂址区域土层自上而下大致分为三层：

耕植土层、棕褐色粘土层、土壤渗透性一般。

2.3气候与气象

....县地处北亚热带与暖温带的过渡地带，属北亚热带大陆性季风气候区，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春暖秋凉，四季分明。

年平均气温15.0℃，极端最高气温39.6℃，极端最低气温-18.7℃，年平均降水1149.8mm，年平均蒸发量1405.5mm，年日照时数2026.7h，年平均风速1.9m/s，该地区全年静风为41.1%，无明显主导风向。

项目位于....县安棚乡，距....县气象观测站和唐河县气象观测站均约32km。

考虑到....县气象观测站位于山区，与项目所在地地形存在较大差异，而项目所在区域与唐河县气象观测站同属一个平原区，地形条件相近；

因此，本次评价采用唐河县的地面气象观测资料。

所在区域多年主要气候要素均值见下表。

表2.2所在区域主要气候值

序号

项目

单位

数值

1

多年平均日照时数

h

1984.2

2

年平均降水量

mm

904.5

3

最大年降水量

1542.9

4

最小年降水量

628.9

5

年平均气温

℃

15

6

极端最高气温

41.7

7

极端最低气温

-19.0

8

年平均风速

m/s

1.9

9

最大风速

21

10

全年主导风向

/

ENE

11

全年次主导风向

E

2.4河流水系

2.4.1地表水

2.4.2地下水

安棚乡处于三夹河与江河的分水岭上，属于贮集性、渗透性差的弱富水区。

安棚乡可分为六个含水层：

中―上更新统孔隙水含水层，下更新统和上第三系凤凰镇组孔隙水含水层，廖庄组裂隙孔隙水含水层，核桃园组一段裂隙孔隙水含水层，核桃园组二段岩溶裂隙水含水层，核桃园组上部岩溶裂隙水含水层。

本项目所在区域安棚乡位于三夹河与江河的分水岭上，浅层地下水（第四系孔隙水）属冲击地层粘土裂缝含水。

水质属碳酸盐型低矿化淡水，无色、无味、透明度高。

粘土层较薄，一般厚10~20cm。

土壤渗透能力较差，地下水以垂直交替运动为主，微弱的地下水径流方向与地形呈现出明显的相关性。

项目所在区域安棚乡的主要饮用水源是浅层地下水，附近村民的取水水位位于地下40～70m处，而本项目的废碱液回注水层为含碱层，深为1300m以下。

本次拟建母液储存池考虑存在渗透的问题，需加设防渗措施，确保对地下水影响降低至最小。

2.5土壤、植被

....县境内土壤分山地土和耕作土两类。

山地土壤主要有黄棕壤、黄褐土、黄刚土和砂石土等。

耕作土主要有水稻土、黄褐土、砂石土，安棚乡土壤多为棕壤和黄棕壤。

....县植物种类丰富。

境内有林木植物178科756种。

山地植被主要以乔、灌为主，浅山、丘陵坡植被主要为草、灌木等，耕地植被主要以农作物为主，主要种植小麦、水稻、棉花、玉米、大豆、红薯等；

区域农业以旱作为主，少量水田；

项目占地现状为荒坡地，地表植被主要以荒草，野生灌木为主。

2.6生态环境现状

本项目....县安棚化工专业园区安岭村，项目所在地为荒地，周围不存在稀有或需保护野生动、植物资源，生态环境不敏感。

第三章主要设计方案

3.1项目生产工艺概述

　　项目生产工艺流程图如下图所示：

图3.1项目工艺流程图

本项目养殖类型为盐泽螺旋藻，主要的生长环境为温度在25～35℃之间，充足的光照，适宜的PH（9左右），除了要求养殖液中碳酸氢钠含量相对较高以外，对水质无其他额外的要求。

项目所用营养液为碱矿的下游产品高盐母液，含有盐泽螺旋藻养殖所需的高浓度碳酸氢钠，母液中几乎不含重金属，且养殖周期很短，每十天采收一次，故本项目不存在螺旋藻中重金属的富集现象。

利用碱矿的下游产品高盐母液不仅实现了废物利用，而且采取循环经济的方式有效的利用了可用资源。

项目建设养殖塘4块，各养殖塘分隔为若干个养殖独立池，均为开放式跑道椭圆形水池，水泥混凝土结构，池内培养液的深度为15～25cm，以日光为光源和热源。

螺旋藻生长的适宜温度一般在25～35℃，本项目螺旋藻适宜养殖季节为4-10月，全年养殖生产期六个月。

大池培养基用水为中源公司排放母液，定期补加，保持培养液pH处于9左右，并根据对基质即时检测结果，适量添加尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、硫酸镁、硫酸亚铁等营养物质及BT杀虫剂和碳铵抑制虫害影响，定期加搅拌防止死藻。

养殖以独立池为单元，正常情况下约10天可收成一期，收成后单元培养液用水泵抽取上层约三分之二排出至废碱液储存池；

加入新鲜母液，以下层存留基质作藻种进入下一培养周期。

最终排放的废碱液全部回注中源公司井下。

3.2项目排水情况

项目产生的废水包括生活污水、生产废水。

（1）生活污水

项目劳动定员40人，其中管理技术人员15人，养殖工人25人。

其中10人在厂区食宿，其余人员均不在厂区食宿。

根据河南省地方标准《用水定额》（DB41/T385-2009），非经营性食堂按15L/（人·

餐）计算，员工生活用水量按照60L/（人·

d），则食堂用水量为0.45m3/d，生活用水量为2.4m3/d，总用水量为2.85m3/d，按0.8的排放系数计算，项目生活污水总排放量为2.28m3/d，则污水年排放量为456m3/a（按200个工作日计）。

该项目根据三同时原则。

在建成后，生活污水将经化粪池、一体化污水处理设施处理后用于厂区降尘和绿化用水。

本项目绿化面积用水量取1L/（m2·

d），厂区绿化面积为3000m2，则绿化面积总需水量为3m3/d。

而本项目生活污水排放量为2.85m3/d，所以生活污水可全部用于绿化浇灌。

为防止阴雨天或者其他情况的发生，环评要求在污水处理设施旁边修建一座28m3储水池（约可储存10d的水量）。

（2）生产废水

生产废水包括养殖后池内废碱液的排放和藻泥洗涤水。

a、废碱液

母液输入量30万m3/a，按面积计算200天生产期降雨汇集量母液池（40000m2）1.36万m3/a、废液池（40000m2）0.92万m3/a、养殖区（53333m2）1.84万m3/a（年降水量628mm计）；

螺旋藻带走水量约为5.34万m3/a，按面积计算200天生产期蒸发输出量母液池3.18万m3/a、废液池2.2万m3/a、养殖区将4.8万m3/a（年蒸发量1500mm计），项目最终排出废碱液量为18.72万m3/a，全部回注中源公司井下。

b、冲洗废水

螺旋藻采集后需要用淡水进行数次冲洗，类比同类企业可知，冲洗水的用量为5kg水/kg螺旋藻，项目螺旋藻的产生量为175t/a，总用水量为875m3/a。

按0.8的排放系数计算，则冲洗废水年排放量为700m3/a。

冲洗废水合并至废碱液储存池。

项目给排水平衡见表3.2、图3.3。

表3.2本项目用水及排水量

用水类型

用水定额

数量

日用水量

（m3/d）

年用水量

（m3/a）

日排水量

食堂用水

15L/（人∙餐）

10人

0.45L

90L

72L

生活用水

60L/（人∙d）

40人

2.4L

480L

384L

冲洗水

3.5L

875L

700L

母液

22.8万m3

图3.3项目水平衡图（单位：

m3/d）

冲洗废水和废碱液全部回注中源公司井下。

来自中源公司的粗碱液以管道送至场内11.6万m3的母液存贮池内，按需求加入至培养池内，母液全年用量30万m3，存贮期每年6个月（母液成分见下表）。

因中源公司母液的输送并不是一次性的，故养殖厂内设置11.6万m3的母液存贮池可以满足生产的需要。

表3.4母液及废液成分（单位：

g/L）

组成

名称

总碱

Na2CO3

NaHCO3

NaCl

含盐母液

62

19

67.2

77

废碱液

7-8

4-5

1-3

3.3母液存贮池设计

本项目引入的含盐母液，是中源化学所属企业....博源新型化工有限责任公司生产小苏打的母液（其主要成分含碳酸氢钠、碳酸钠、氯化钠），加入微量的碳铵、氯化钾等配制而成，母液存贮池若不采取严格的防渗措施，一旦通过地表向外泄露，不但会给厂区外的地表水及地下水造成极其严重的污染，还会污染土壤，造成土壤盐碱化，恶化生态环境，危害人类的健康。

现今，越来越严格的国家法规以及人们对生存环境高质量的期望，都要求在母液存贮池的设计中，能采用安全、稳妥的防渗工程措施，以确保最大限度的防止母液外泄。

3.3.1存贮池池体设计

本次设计的母液存贮池。

池顶南北长度为120m，东西长度为140m，坝顶宽3.0m。

为排除雨水，坝顶面向外坡倾斜，坡度采用2%。

内坡比1：

1.5，外坡比采用1：

1.5，坝底宽33m。

根据计算结果，当池深为10m时，总池容为14.9万m3，有效池容为11.6万m3。

存贮池南侧有一池塘，可在两池之间设置排水沟，作为截洪渠，排出降雨期间的雨水。

3.3.2防渗设计

对于池体的防渗情况，由于厂址区域土层自上而下大致分为三层：

参照《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2001）、《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）、《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）

中对于填埋场设计与施工的环境保护要求，防渗层的渗透系数应满足K≤10-7cm/s。

（一）防渗工艺及选择

基于上述标准，并根据所选厂址的工程及水文地质类型，防渗方式可以分为自然防渗、人工防渗和复合防渗三种。

①根据对厂区周边的地质勘探，厂区土壤渗透性一般，不能达到防渗标准≤10-7cm/s，因此本厂不适于考虑自然防渗处理。

②钠基膨胀土软衬防渗层（GCL）是一种以钠基膨润土为原料，经进一步深加工而制成的防水板衬，具有稳定性强，能自动膨胀弥合填补缝隙的特点，所以防渗效果较为理想。

但从实际使用情况来看，其对施工的要求较为严格，卷材之间的接缝处理不当，很容易发生渗漏。

特别是在不规则的地形上铺设，施工难度大。

此外，GCL在运输过程中要求较为严格，不能与水接触，因此单独采用GCL防渗工艺的很少，故本工程不推荐这种防渗模式。

③根据对工程地质和水文地质初勘报告分析，若采用人工夯实粘土做防渗层，需要对场区地层进行详细勘察，察明粘土层的厚度、均匀性及渗透系数，然后对粘土进行测试，以选出能夯实达到防渗标准的优质粘土（土块最大尺寸不超过2mm，不得含有石块、尖锐物等杂质，液限指数25%~30%，塑限指数10%~15%），然后对粘土进行分层夯实，密度不小于95%，夯实粘土层厚度不小于2.0m，施工难度很大，且质量难以控制，综合造价高。

因此经综合考虑，不采用人工粘土防渗层。

④高密度聚乙烯（HDPE）土工膜防渗层是一种高性能防渗材料，能随一定的拉力伸长变形，适应地基不均匀沉降，具有较好的抗微生物侵蚀和抗化学腐蚀性能。

其材料厚度一般为1.5~2.0mm，渗透系数均小于10-13cm/s量级。

具有以下特点：

1）防渗效果可靠，其渗透系数小于10-13cm/s，较膨胀土卷材防渗性能高四个数量级，较人工夯实粘土层防渗性能高出六个数量级。

2）施工铺设较容易，本场地地形较复杂，HDPE材料比较适合场地的地形。

3）其拉伸强度、断裂伸长率、抗戳穿力等材料性能均优于膨胀土卷材。

4）接缝采用热焊机双缝连接，接缝强度高，检测设备齐全，不易产生渗漏。

5）保存需防火，运输无特殊要求；

造价适中。

综上所述，本工程采用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜防渗工艺。

（二）防渗结构形式

根据《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2001）、《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2001）、《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）、《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）中的有关规定，人工防渗系统应符合下列要求：

人工合成衬层的防渗系统应采用复合衬里防渗系统；

位于地下水贫乏地区的防渗系统也可采用单层衬层防渗系统；

在特殊地质和环境要求非常高的地区，库区底部应采用双层衬层防渗系统。

随着工程技术的发展，用于防渗的衬层系统也在不断改进，标准不断提高，从单层衬层到负荷衬层再到双层衬层甚至多层衬层，防渗性能越来越好，建设标准液越来越高。

目前，国外发达国家，防渗衬层结构大多采用双层衬层，我国少数大城市也有部分采用，但一般仅限于工程地质条件很差的场地。

双层衬层防渗效果虽然理想，但工程造价很高，其每平方米防渗层造价比单层衬层高约2~2.5倍，比复合衬层高约1.5~2倍。

由于本项目为母液存贮池防渗，比垃圾填埋场渗滤液要求较低，且项目所在地地质条件良好，因此采用复合衬层系统。

复合衬层系统采用以下结构：

HDPE膜与压实土壤防渗层：

HDPE膜下为压实土壤衬层，粘土层渗透系数不大于10-7cm/s，厚度不小于0.75m。

如采用人工夯实粘土作为防渗层，则需外运粘土（土块最大尺寸不超过2mm，不得含有石块、尖锐物等杂质，液限指数25%~30%，塑限指数10%~15%），然后对粘土进行分层夯实，密度不小于93%。

防渗结构的层次从上至下为：

防渗层（含防渗材料及保护材料）、基础层。

如下图所示：

图3.5HDPE膜防渗结构示意图

（三）防渗材料技术参数

（1）HDPE膜规格的选择

①厚度确定

通过HDPE膜对各种有机物的防渗性能测试表明，随着HDPE厚度的增加，污染物扩散能力开始迅速下降，随后下降趋势趋于平缓。

当HDPE膜厚度为1.0mm时，正处于迅速下降期，渗透能力相对较大，当HDPE膜的厚度为2.0mm时，多种污染物的渗透能力基本上已处于平稳下降期，再增加膜的厚度对渗透能力影响不大；

当HDPE膜厚度为1.5mm时，部分物质已处于平缓下降期，但也有部分物质仍处于迅速下降期，有的仍处于介于两者之间的过渡阶段。

因此，在一般情况下，仅从防渗性能考虑，1.5mm厚为经济使用值，2.0mm厚为较好值。

本工程选择2.0mm厚的HDPE膜。

②幅宽选择

国外有关研究表明，渗漏现象的发生，40%是由于材料的性质以及被尖物刺穿、顶破作用，60%是由于HDPE膜焊接处的渗漏，而HDPE膜焊接量的多少与材料的幅度密切相关，以5.0m和7.0m宽的不同材料对比，前者需要X/5-1个焊缝，后者需要X/7-1个焊缝，前者的焊缝数量至少比后者多37%，意味着渗漏可能性要提高37%。

因此，本工程HDPE膜选用宽幅HDPE膜。

③技术性能选择

HDPE膜的技术性能选择见表3.6。

表3.6HDPE膜技术性能表

性能指标

测试方法

厚度

2.0（±

5%）

ASTMD5199

宽幅

m

≥6.5

密度/比重

g/m3

0.94

ASTMD792/ASTMD1505

碳黑含量

%

2~3

ASTMD1603-94

碳黑分散度

Category

1或2

ASTMD5596-94

熔融指数

g/10min

≤1.0

ASTMD1238

抗撕裂强度

N

200

ASTMD1004

抗穿刺强度

450

ASTMD4833

屈服拉伸强度

N/min

24

ASTMD638

断裂拉伸强度

46

屈服延展率

ASMTD638

12

断裂延展率

≥720

13

尺寸稳定性

≤2

ASTMD1204

14

氧化诱导时间

min

≥100

ASTMD3895

耐环境应力开裂

≥1500

ASTMD1693

16

-70℃低温冲击性能

通过

ASTMD746-98

（2）膜保护层（土工布）规格的选择

在国内设计的某些防渗措施施工时，可能由于当地缺乏负荷要求的粘土，或由于施工的不规范，用于HDPE膜下的保护粘土层和膜上保护层免不了含有一定数量的碎石，在夯实过程中这些碎石往往会处于整个保护粘土层的表面，直接将防渗膜敷设在其表面，在水的压力作用下，膜的完整性和安全性受到很大的影响。

在这种情况下，土工布保护层的规格选择显得尤为重要。

本工程土工布保护层的规格为300g/㎡。

表3.7土工布性能指标

技术指标项目

300g/㎡

厚度（mm）

DINEN29073/2

2.2

幅宽偏差（%）

GB/T17639-1998

-0.5

抗拉伸强度（KN/m）

DINEN29073/3

15.0

断裂伸长率（%）

40-80

撕破强力（N）

420

CBR顶破强力（N）

2600

等效孔径（O95）（mm）

0.07~0.2

垂直渗透系数（cm/s）

0.001~1

（四）防渗方案

根据以上分析，本工程场底及边坡的防渗设计如下：

场底防渗（自下而上）

平整基底

压实土壤防渗层：

厚0.75m，渗透系数不大于10-7cm/s

长丝土工布保护层：

300g/㎡

光面HDPE膜：

2mm厚

300g/㎡

混凝土保护层：

厚5cm

边坡防渗（自下而上）

平整边坡基底

柱点式双糙面HDPE膜：

3.4施工要求

3.4.1土方工程

1、填方基底要求

基底范围内的树木、杂草、腐植土、淤泥等不合格土应全部清除。

基底无积水，有泉眼或地下水的地方应采取相应的排水措施。

基底表面无显著凸凹，坑洼洞穴已做局部土方回填压实处理。

基底清理边界超出设计基面线0.3m。

2、土方挖填要求

挖方范围内的树木、杂草、腐植土、石块应全部清除；

挖方表面无明显凹凸坡度基本达到设计坡度，且没有超挖；

回填土料不得含有淤泥、树根、腐植土、及至经大于75mm石块、垃圾或其它杂物；

回填应按规定分层夯实。

经检验合格后，在进行上部一层的填土前，压实面应采取机械刨松，刨松深度为25mm。

3、沟槽开挖及回填

严禁扰动沟底土壤；

沟底平整、无松土，边坡坡度应符合设计和施工规范规定。

锚固沟的允许偏差应符合下表的规定：

允许偏差

检验频率

检验方法

范围

点数

沟底高程

±

30

30m

用水准仪测量

沟底宽度

尺量检查

沟面宽度

50-30