CN104314164A - 一种规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法。池底池壁采用同步施工、一次成型的建造工艺，防渗结构采用素混凝土垫层+HPDE防渗膜+混凝土砌块盖压的改造工艺。池壁改造：对全土质贮存池改造，在原池壁基础土层夯实的基础上新增一层素混凝土垫层，粘合HPDE防渗膜，铺设一层混凝土砌块；对四周建有池壁护岸、池底为土质的贮存池改造，在原有钢筋混凝土护岸接触面打毛后，粘合HPDE防渗膜，后铺设一层混凝土砌块。池底改造：挖深至老土层后，新增一层素混凝土垫层，铺设HPDE防渗膜，后铺设一层混凝土砌块。本发明的防渗效果可以达到钢筋混凝土池体防渗要求，并可有效保护防渗膜，防止地下水位上升引起的“鼓包”问题，大大延长其使用寿命。

Description

一种规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法
技术领域
本发明属于畜禽规模养殖污染防治技术领域，具体涉及一种适用于南方平原河网地区规模化畜禽养殖场或养殖小区的污水贮存池的防渗改造方法。
背景技术
根据2010年2月发布的《第一次全国污染源普查公报》，我国农业源(种植业、畜禽养殖业和水产养殖业)化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)排放量在污染物排放总量中分别占44％和57％。其中，畜禽养殖业COD和NH3-N排放量占农业源排放总量的96％和44％。因此，国务院在《“十二五”节能减排综合性工作方案》(国发[2011]26号)中首次将农业纳入主要污染物总量减排控制范围，尤其将规模化畜禽场污染治理作为重中之重，要求规模化畜禽场和养殖小区配套建设废弃物贮存、处理设施，并鼓励采用以生态还田为主的资源化循环利用方式消纳畜禽废弃物。
《“十二五”主要污染物总量减排核算细则》(环发[2011]148号)明确了规模化畜禽场污水/尿液采用农业利用方式，应建有固定防渗污水/尿液贮存池，容积应能容纳2个月以上的污水/尿液产生量。而我国大多数规模化畜禽场污水贮存池不具有防渗功能，构造类型多为土质，或仅在四周建有池壁护岸(池底仍为土质)。在南方平原河网地区，该种储存方式导致污水下渗污染地下水的问题特别突出。因此，在“十二五”期间及今后较长一段时期，该类型污水贮存池要逐步改造为具有防渗功能的储存设施，而传统改造方法主要有两种：(1)改造为钢筋混凝土贮存池，优点为防渗效果好、使用寿命长，但工程一次性投资大，且今后改扩建成本高；(2)直接铺设防渗膜，优点为工程一次性投资小，对后续改扩建施工影响程度小，但使用寿命短，且使用过程中防渗膜容易产生“鼓包”、破裂等问题，在地下水位较浅的南方河网地区使用具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于：结合目前规模化畜禽养殖场或养殖小区污水贮存池建设现状，针对传统防渗改造方式中涉及的工程造价高或防渗效果差等缺陷，提供一种符合结构强度要求、投资相对经济合理、防渗效果好、使用寿命长的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法。
本发明的构思：国家“十二五”农业源污染减排形势严峻，尤其在我国太湖流域等南方平原河网地区，雨量充沛、河网密布，丰水期地下水位最浅可至0.5m，畜禽污水储存不当极易造成周边水体环境污染，在该地区规模化畜禽场污水贮存池要逐步改造为具有防渗功能的储存设施。本发明结合传统防渗改造方式，在前人研究的基础上，将HPDE防渗膜应用于污水贮存池新、改建中，并根据工程力学特征改进施工工艺，利用混凝土垫层、HPDE防渗膜和砌块的协同承压作用达到池体结构稳定和完全防渗的双重目的，进而大大延长使用寿命，为污水储存后真正实现还田利用提供技术保障。
本发明的技术方案如下：
一种规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法如下：污水贮存池池底和池壁采用“同步施工、一次成型”的建造工艺，防渗结构采用“素混凝土垫层+HPDE防渗膜+混凝土砌块盖压”的改造工艺，以达到污水不能下渗污染地下水的目的，混凝土砌块盖压可有效地保护防渗膜，防治破裂、老化等问题。此外，将污水贮存池四周做成高出地面一定高度(200mm以上)，防止地表径流进入，并在污水贮存池四周加设镀锌栏杆，确保使用安全。另外，可根据实际情况，设置进、排水管路和泵站等辅助设施，即在污水贮存池进水口设置细格栅，出水口设置可控排水管道和泵站。
本发明一种适用于南方平原河网地区规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，主要用于旧池子改造，新建污水贮存池亦可参考执行。该种污水贮存池防渗改造适用范围：池体容积一般不低于1000立方米，有效水深不低于1.5米，以矩形池为宜，并处理池壁边坡系数不低于0.5。具体防渗改造方法如下：
池壁防渗改造方式：对于全土质贮存池改造，在原池壁基础土层夯实的基础上新增一层素混凝土垫层，粘合HPDE防渗膜，后铺设一层混凝土砌块。对于四周建有池壁护岸、池底为土质的贮存池改造，在原有钢筋混凝土护岸接触面打毛后，粘合HPDE防渗膜，后铺设一层混凝土砌块。
池底防渗改造方式：挖深至老土层后，新增一层素混凝土垫层，铺设HPDE防渗膜，后铺设一层混凝土砌块。
混凝土砌块盖压方式：Mb5专用砂浆砌筑，底部M10水泥砂浆30mm座浆，上部20mm厚砂浆抹面。即：所述混凝土砌块层的底层是30mm厚M10水泥砂浆(座浆)，中层是用Mb5专用砂浆砌筑的混凝土砌块，表层是20mm厚砂浆。
贮存池四周地上部分边缘改造方式：在常规地坪硬化处理后，砌筑侧立的混凝土砌块作为防径流进入阻挡设施，高度200mm；将HPDE防渗膜上端一部分(200mm左右)伸入混凝土砌块之间。
贮存池进水口可设置细格栅，出水口设置可控排水管道和泵站；格栅置于贮存池进水口，过滤杂草、粪渣等杂物；排水管道和泵站选型和位置设计则可根据畜禽场农田布局和实际需肥情况合理设置。
经上述防渗改造方法改造后的防渗污水贮存池，其池底和池壁结构为：最底层是素混凝土垫层，在素混凝土垫层上是HPDE防渗膜，在HPDE防渗膜上是混凝土砌块层。其中，池壁上的HPDE防渗膜是粘合在素混凝土垫层上的。贮存池四周高出地面一定高度(200mm以上)，并设有镀锌栏杆。
本发明的有益效果：
本发明可用于对全土质的污水贮存池或建有池壁护岸的污水贮存池改造，亦可指导防渗污水贮存池的新建，通过增设“素混凝土垫层+HPDE防渗膜+混凝土砌块”防渗层，使其在较低的工程投资下具备防渗功能。按池容计，该种防渗改造成本约220元/立方米，而钢筋混凝土贮存池造价约550～650元/立方米(不含清淤、外运、回填等)，因此，本发明涉及的污水贮存池防渗改造成本可节省一次性投资费用60-66％，使用寿命可达15年以上，远高于采用直接铺设防渗膜的贮存池使用寿命(5～7年)。
本发明一种规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其防渗效果可以达到钢筋混凝土池体防渗要求，尤其在南方平原河网地区，通过“素混凝土垫层+HPDE防渗膜+混凝土砌块”的防渗结构设计，可有效防止地下水位上升引起的“鼓包”问题，且可有效保护防渗膜，大大延长其使用寿命，杜绝污水侧渗、下渗引起河道、地下水质污染，具有良好的推广应用价值。
附图说明
图1是实施例1基于建有池壁护岸的污水贮存池防渗改造后的断面结构示意图；
图2是实施例2基于全土质的污水贮存池防渗改造后的断面结构示意图；
图中，1、池底老土层；2、100mm厚C10素混凝土垫层；3、0.75mmHPDE防渗膜；4、390mm×190mm×190mmMu混凝土砌块；5、20mm厚砂浆抹面；6、池壁基础土层；7、原有钢筋混凝土护岸；8、侧立的390mm×190mm×190mmMu混凝土砌块；9、镀锌栏杆；10、污水贮存水面。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本发明示范应用工程位于上海市崇明县现代农业园区北八滧垦区东南部的崇明北八滧奶牛养殖小区，场区中心地理坐标为E121.85°，N31.58°。该养殖小区常年圈存泌乳牛1500头，污水产生量约50吨/天，污水采用“厌氧-储存-还田”的处理工艺，匹配750余亩花菜-玉米轮作田，建有钢筋混凝土厌氧池500立方米、具有池壁护岸的污水储存池2820立方米。由于最长施肥淡季达50余天，因此该养殖小区在2011年实施的污染减排项目中，采用本发明的防渗改造方法，将原污水贮存池改造为防渗污水贮存池。
如图1所示，该贮存池长×宽×深为94m×20m×2.5m，有效水深2.2m(即污水贮存水面10距离池底的深度为2.2m)，池壁边坡系数为0.55，贮存池四周设有镀锌栏杆9；改造过程中，在原有钢筋混凝土护岸7接触面打毛后，粘合0.75mmHPDE防渗膜3，后铺设一层390mm×190mm×190mmMu混凝土砌块。池底则是挖深至池底老土层1后，新增100mm厚C10素混凝土垫层2，铺设0.75mmHPDE防渗膜3，后铺设一层390mm×190mm×190mmMu混凝土砌块4，混凝土砌块由Mb5专用砂浆砌筑，底部是M10水泥砂浆30mm座浆，上部是20mm厚砂浆抹面5。贮存池地上部分砌筑一圈侧立的390mm×190mm×190mmMu混凝土砌块8作为防径流进入设施，高度200mm，HPDE防渗膜上端一部分(200mm左右)伸入混凝土砌块之间。
本实施例应用本发明的防渗污水贮存池进行防渗改造达到的效果：一、结构较为稳固，可有效抵御地下水上浮造成的“鼓包”问题，大大延长使用寿命；二、防渗效果佳，通过流量计监测，实际年污水还田量接近污水年产生量；三、工程造价约60.0万元，仅为全钢筋混凝土的1/3，大大降低了建造成本，减轻了养殖小区的经济压力。
实施例2
本发明应用工程之一位于浦东新区航头镇丰桥村的浦东新区航头种猪养殖联营场，中心地理坐标为：E121.5677°，N31.0031°。该场常年存栏母猪950头(最大规模为1000头)，出栏肉猪为14500头猪/年，污水产生量约60吨/天，污水采用“厌氧-储存-还田”的处理工艺，匹配还田面积1100亩(525亩水稻，575亩蔬菜)，改造厌氧处理池1450立方米、污水储存池总容积4350立方米，但其中的2187立方米为全土池(全土质贮存池)，不具备防渗功能。由于场内污水贮存池总容积须满足最长施肥淡季达70余天，因此该2187立方米的土池须经防渗改造后继续利用。因此，该场在2013年实施的污染减排项目中，采用本发明的防渗改造方法，将原污水贮存池改造为防渗污水贮存池。
如图2所示，该贮存池长×宽×深为45m×27m×2.0m，有效水深1.8m(即污水贮存水面10距离池底的深度为1.8m)，池壁边坡系数为0.60，贮存池四周设有镀锌栏杆9；改造过程中，在原池壁基础土层6夯实的基础上新增100mm厚C10素混凝土垫层2，粘合0.75mmHPDE防渗膜3，后铺设一层390mm×190mm×190mmMu混凝土砌块4。池底则是挖深至池底老土层1后，新增100mm厚C10素混凝土垫层2，铺设0.75mmHPDE防渗膜3，后铺设一层390mm×190mm×190mmMu混凝土砌块4，混凝土砌块由Mb5专用砂浆砌筑，底部是M10水泥砂浆30mm座浆，上部是20mm厚砂浆抹面5。贮存池地上部分砌筑一圈侧立的390mm×190mm×190mmMu混凝土砌块8作为防径流进入设施，高度200mm，HPDE防渗膜上端有一部分(200mm左右)伸入混凝土砌块之间。
本实施例应用本发明的防渗污水贮存池达到的效果：一、防渗效果佳，通过流量计监测，实际年污水还田量接近污水年产生量；二、结构较为稳固，有效解决了地下水上浮造成的“鼓包”问题，大大延长使用寿命；三、工程造价约45.0万元，仅为全钢筋混凝土的1/3，大大降低了建造成本，减轻了养殖场的经济压力。

Claims (10)

1.一种规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于：污水贮存池池底和池壁采用“同步施工、一次成型”的建造工艺，防渗结构采用“素混凝土垫层+HPDE防渗膜+混凝土砌块盖压”的改造工艺；其中，
池壁防渗改造方法为：对于全土质贮存池改造，在原池壁基础土层夯实的基础上新增一层素混凝土垫层，粘合HPDE防渗膜，后铺设一层混凝土砌块；对于四周建有池壁护岸、池底为土质的贮存池改造，在原有钢筋混凝土护岸接触面打毛后，粘合HPDE防渗膜，后铺设一层混凝土砌块；
池底防渗改造方法为：挖深至老土层后，新增一层素混凝土垫层，铺设HPDE防渗膜，后铺设一层混凝土砌块。
2.如权利要求1所述的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于，所述污水贮存池为矩形池，池体容积不低于1000立方米，有效水深不低于1.5米，池壁边坡系数不低于0.5。
3.如权利要求1或2所述的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于，将污水贮存池四周做成高出地面200mm以上。
4.如权利要求1或2所述的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于，在污水贮存池四周加设镀锌栏杆。
5.如权利要求1或2所述的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于，在污水贮存池进水口设置细格栅，出水口设置可控排水管道和泵站。
6.如权利要求1或2所述的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于，所述素混凝土垫层为100mm厚C10素混凝土垫层。
7.如权利要求1或2所述的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于，所述HPDE防渗膜为0.75mmHPDE防渗膜。
8.如权利要求1或2所述的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于，所述混凝土砌块为390mm×190mm×190mmMu混凝土砌块。
9.如权利要求1或2所述的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于，混凝土砌块盖压方法为：Mb5专用砂浆砌筑，底部M10水泥砂浆30mm座浆，上部20mm厚砂浆抹面。
10.如权利要求3所述的规模化畜禽养殖场污水贮存池的防渗改造方法，其特征在于，贮存池四周地上部分边缘改造方法为：在常规地坪硬化处理后，砌筑一圈侧立的混凝土砌块，高度200mm；将HPDE防渗膜上端200mm部分伸入混凝土砌块之间。
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