發(fā)布時間：2018-11-28 17:10

【摘要】：公路交通行業(yè)是我國的基礎(chǔ)行業(yè)之一，公路交通的發(fā)展極大地推動了國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，人們也越加意識到公路交通的重要性。但是，在我國這樣一個以陸路運(yùn)輸為主的大國，隨著環(huán)境保護(hù)問題的逐漸升溫，公路交通面臨的環(huán)境問題也日益突出，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)問題等），作者初步研究了跨越我國最重要的特殊區(qū)域之一秦嶺的寶漢高速公路，該區(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。這樣，給寶漢高速公路帶來前所未有的環(huán)境問題，同時也給項(xiàng)目的環(huán)境問題研究及示范提供了機(jī)遇。寶漢高速公路環(huán)境問題主要表現(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)境問題，本文主要就此進(jìn)行技術(shù)探討。 本文研究內(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，使核算方法更為科學(xué)。同時針對路面環(huán)境問題，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：雨量大時采用“蒸濾池”工藝對路面橋面雨水收集處理處置，此時初期雨水進(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，則由清淤式蒸發(fā)池進(jìn)行蒸發(fā)處理。整個體系全程自動化管理，操作簡便，可實(shí)現(xiàn)無人值守。針對高速公路路面徑流污染問題，提出了混凝沉淀+PACT工藝的處理方法，并對混凝劑進(jìn)行了比選研究（聚合硫酸鋁+聚丙烯酰胺）。 通過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。同時以寶漢高速漢中石門水庫特大橋?yàn)槔�，采用暴雨�?qiáng)度核算、容積核算等方法對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)池聚集的沉淀物會對水源地水體威脅、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)的沉淀物因及時清理。 通過混凝劑的混凝效果比選，對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)重等問題，應(yīng)采用混凝沉淀+PACT工藝對雨水進(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150mg/L，PAM為5ml/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級標(biāo)準(zhǔn)，SS，COD，BOD5，氨氮，濁度總?cè)コ�率分別為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)石門水庫特大橋的坡向（從石門隧道坡向牛頭山隧道），以及石門及牛頭山隧道的實(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）對高速公路服務(wù)區(qū)污水進(jìn)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)水問題。 通過污水處理先進(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�活污水，尤其是沖廁廢水較多造成的。 對膜生物反應(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MBR出水的有效保障。人工濕地的出水無論在COD、BOD及氮素去除中都有很好的水平。通過膜生物反應(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，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→消毒→回用。 3、首次對服務(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)堆肥過程中，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)到無害化的標(biāo)準(zhǔn)。在堆肥過程中，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，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)整個高溫階段，腐殖質(zhì)含量的增加顯著。富里酸和胡敏酸含量的增加說明堆肥使得有機(jī)物向腐殖質(zhì)的方向轉(zhuǎn)化。種子發(fā)芽指率的變化說明了高溫堆肥階段是有機(jī)物降解的主要階段，經(jīng)過堆肥后，樣品達(dá)到腐熟。經(jīng)過小試試驗(yàn)認(rèn)為，留壩服務(wù)區(qū)和石門服務(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)工程研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)，主要針對寶漢高速公路寶雞～漢中段沿線穿越秦嶺段潛在的生態(tài)問題開展環(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，提出適應(yīng)秦嶺地區(qū)的高速公路長隧道豎井排氣的處理方案。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X734;U417

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2363643