銅陵新橋硫鐵礦排土場污染分析與治理措施

畢勇超

摘 要：新橋硫鐵礦是銅陵市一座較大規(guī)模的硫鐵礦山，具有悠久的開采歷史。該文通過對新橋硫鐵礦排土場進行實地調(diào)查，從固廢和淋溶水兩方面污染物入手，通過取樣進行特性鑒別，分析對周邊環(huán)境的影響，并針對性的提出治理措施，具有一定的代表性，對銅陵市同類型礦山的治理和復(fù)墾措施提供參考價值。

關(guān)鍵詞：新橋硫鐵礦排土場；污染分析；治理措施

中圖分類號 X751 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）07-0078-3

1 排土場概況

排土場位于礦區(qū)外南側(cè)，總面積83.31hm2。整個排土場由堆土區(qū)、堆石區(qū)、污水調(diào)節(jié)庫3部分組成。排土場是露天開采工程的配套項目，露天采場閉坑后，排土場結(jié)束服務(wù)。

1.1 排土場堆土區(qū) 新橋礦有幾十年的開采歷史，早期開采未對剝離的表土有足夠的重視，部分剝離的土體與圍巖、廢石等混合堆放在排土場內(nèi)，現(xiàn)已難以分離。

堆土區(qū)位于排土場北側(cè)，為土方堆放相對集中的區(qū)域，土源為歷年露天開采及道路建設(shè)剝離的土方堆放而成，堆放面積2.80hm2。土體堆放厚度約7～10m，土方估算約28萬m3。堆放區(qū)土體中混入的礫石含量較高，目前土體上生長著喬、草本多種植被（松樹及茅草等），土體仍可滿足植被生長。

1.2 排土場堆石區(qū) 排土場堆石區(qū)面積79.33hm2，設(shè)計采用3種增容措施，即外移、加陡、加高，總計增容12.95×106m3。堆石區(qū)增容后堆積石長約1600m，寬約480m，高差近160m，體積約63.88×106m3，經(jīng)計算堆石區(qū)尚剩余排廢容積為19.81×106m3，基本滿足露采場開采至標高-156m排廢要求。

排土場堆石區(qū)最終排放結(jié)構(gòu)參數(shù)：

①外移90m堤壩，外移55m，外坡比1∶1.75（29.75°），內(nèi)坡和原90m壩外坡結(jié)合面刨毛處理，分層碾壓，厚度2m，清基后最大段高44m；

②90～120m，外坡比1∶1.5（33.69°），分層碾壓，110m以下分層厚度2m，110～120m分層厚度5m，段高30m；

③120～150m，臺階外坡比1∶1.5（33.69°），分層碾壓，厚度5m，段高30m；

④150～180m，臺階外坡比1∶1.5（33.69°），段高30m；

⑤180～200m，臺階外坡比1∶1.5（33.69°），段高20m；

⑥200～215m，臺階外坡比1∶1.5（33.69°），段高15m。

1.3 排土場污水調(diào)節(jié)庫 污水調(diào)節(jié)庫依據(jù)天然地形建在排土場西側(cè)坡腳前，庫容0.753×106m3，主體構(gòu)筑物有攔污壩、溢洪隧道等，面積1.18hm2。

污水調(diào)節(jié)庫按50年一遇洪水計算洪峰流量14.03m3/s，調(diào)節(jié)庫蓄水能力75.3×103m3，另外加上60m排土堆石體內(nèi)空隙蓄水能力19.4×103m3，大于設(shè)計日洪水總量89.9×103m3。設(shè)計洪水位標高58.5m，溢洪隧道標高亦為58.5m，泄流量23.88m3/s，經(jīng)調(diào)洪演算滿足排土場區(qū)泄洪能力要求。

污水調(diào)節(jié)庫、攔污壩進行防滲漏處理，主要措施為在庫內(nèi)應(yīng)水坡、左右岸一定范圍內(nèi)鋪焊高密度聚乙烯防滲膜。施工工藝為庫內(nèi)抽水清淤-兩岸削坡-基底整平-鋪焊高密度聚乙烯-灌注砼壓邊。

2 排土場污染分析

2.1 排土場固廢污染

2.1.1 固廢來源及產(chǎn)生量 排土場固體廢物的主要來源是采礦過程產(chǎn)生的廢石、污水處理站污泥以及少量的生活垃圾。

2.1.1.1 開采廢石 礦山開采廢石主要為砂質(zhì)頁巖，閃長巖、棲霞灰?guī)r和船山灰?guī)r等，成分是石英，其次是方解石等，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，產(chǎn)生量約為2.37×106t/a，堆置于排土場，部分用于土石方平衡及工程基建。

2.1.1.2 污水處理站污泥 根據(jù)調(diào)查，礦山污水處理過程中產(chǎn)生的污泥量約為73000t/a。污泥經(jīng)壓濾機脫水后，送至排土場堆存。

2.1.1.3 生活垃圾 生活垃圾主要包括廢棄的各種生活用品以及飲食垃圾，其主要的成分可分為有機物和無機物兩大類，有機物主要是果皮、蔬菜、剩余飯菜等廚余物及碎紙屑、塑料等；無機物垃圾主要是灰渣、玻璃、陶瓷、金屬等。

本項目生活垃圾產(chǎn)生量66.65t/a，送到固定點，并定期由當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)管理部門統(tǒng)一處理、處置。

2.1.2 固廢污染分析 依據(jù)《國家危險廢物名錄》的識別，生活垃圾為一般固體廢物。現(xiàn)場調(diào)查后，分別對廢石、污水處理站污泥取樣進行特性鑒別，開采廢石分析鑒別結(jié)果如表1所示，污水處理站污泥分析鑒別結(jié)果見表2所示。

根據(jù)分析結(jié)果，依據(jù)《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599—2001），對照《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）中的最高允許排放濃度、pH限值、《危險廢物鑒別標準腐蝕性鑒別》（GB 5085.1—2007）以及《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》（GB 5085.3—2007）判斷，礦山開采廢石屬第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物，不屬于危險廢物，對于周圍環(huán)境影響較小。

污水處理站污泥主要為含硫酸鈣泥渣、未有效利用的中和劑石灰以及少量重金屬氫氧化物沉淀。考慮排土場產(chǎn)生酸性廢水，污泥中的重金屬氫氧化物沉淀在酸性廢水條件下，重金屬重新進入水環(huán)境，易引發(fā)環(huán)境污染及增加污水處理站負荷，將生活垃圾按相關(guān)規(guī)定分類收集后，送到固定點，并定期由當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)管理部門統(tǒng)一處理、處置。

2.2 排土場淋溶水

2.2.1 水量 經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查分析，在非暴雨季節(jié)，正常情況下排土場淋溶廢水每日泵送至污水處理站的平均工作時間約為6h，水泵的銘牌流量為288m3/h，實際流量按銘牌流量的80%計，則日平均排土場淋溶廢水的產(chǎn)生量約為1400m3/d。

由于無有效的統(tǒng)計資料，本次評價根據(jù)多年銅陵市降雨統(tǒng)計表，以每年的4—9月為雨季，雨季日平均降雨量取值14.10mm。降雨徑流匯水面積取值55.0hm2，考慮排土場120m、150m平臺坡頂及終了排土場頂部設(shè)置了漿砌片石排水溝，能夠迅速排出排土場表面的雨水。根據(jù)排土場運行的經(jīng)驗，一般滲入系數(shù)在0.2～0.3，取不利情況，本次評價取值0.3。計算得到雨季平均降雨水量為2316.5m3/d，雨水產(chǎn)生量5405.17m3/d。按50年一遇洪水計算，排土場最大24小時淋溶廢水量為3.0×104m3，排土場最大24小時雨水產(chǎn)生量為7.0×104m3。

2.2.2 水質(zhì)參數(shù) 針對排土場淋溶水進行了現(xiàn)狀檢測，檢測結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，排土場淋溶水水質(zhì)為酸性工業(yè)廢水，排放指標中多項目指標超過《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）中一級標準的要求，不能直排，需要進污水處理站處理。

3 治理措施

3.1 污水處理站污泥 對現(xiàn)有污水處理站污泥壓濾后摻入江砂中與水泥和水根據(jù)設(shè)計確定的配比和料漿濃度進行井下充填處理。充填系統(tǒng)可采用一期西翼延伸地下開采工程井下充填系統(tǒng)，降低污泥中重金屬浸出環(huán)境風(fēng)險。

3.2 排土場淋溶水 利用現(xiàn)有污水調(diào)節(jié)庫，承接排土場廢渣淋溶水，最后管道輸送至污水處理站處理，達標后排放。隨著排土場逐漸實現(xiàn)全面復(fù)墾，酸性廢水的產(chǎn)生量將逐漸減小，若干年后，基本不產(chǎn)生酸性廢水。

3.3 排土場全面復(fù)墾 排土場服務(wù)期結(jié)束后，進行全面復(fù)墾，挖坑種樹、邊坡綠化并完善截排水設(shè)施。排土場平臺區(qū)挖坑種植喬木，喬木樹種選擇耐酸、耐銅性較好的刺槐，邊坡藤蔓樹種選擇爬山虎，進行掩蓋式復(fù)綠。喬木種植密度為2500株/hm2，樹坑規(guī)格為0.8m×0.8m×0.8m（長×寬×深），樹坑覆土后在周圍100cm2的范圍內(nèi)覆土培大土堆，厚度30cm。

通過以上措施，排土場廢渣、廢水對周圍環(huán)境的影響將大大減小直至消失。排土場的復(fù)墾不僅僅解決了土地壓占和污染等生態(tài)環(huán)境問題，復(fù)墾后樹木成材也能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟價值。

參考文獻

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（責(zé)編：施婷婷）