貴州省某磷石膏渣場(chǎng)滲漏治理設(shè)計(jì)及效果分析

肖雄 楊軍 何柳

摘要：本文以貴州某磷石膏渣場(chǎng)滲漏治理工程為例，簡(jiǎn)要介紹了該渣場(chǎng)的概況及采取的滲漏治理設(shè)計(jì)方案，并對(duì)渣場(chǎng)治理后的效果進(jìn)行了分析研究。本文對(duì)類(lèi)似固廢堆場(chǎng)的滲漏治理工程具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：磷石膏渣場(chǎng)，滲漏治理，治理效果

1 引言

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)已成為全球產(chǎn)量第一的磷肥生產(chǎn)大國(guó)，正逐步向磷肥強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。磷酸生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)物磷石膏，其主要成分為二水硫酸鈣，除此之外還含有很多對(duì)環(huán)境有害的雜質(zhì)，如磷、氟、有機(jī)物、堿金屬元素等[1]。

因消除有害雜質(zhì)困難、綜合利用成本高、離消費(fèi)市場(chǎng)距離遠(yuǎn)、市場(chǎng)接受度不高、磷化工分散不集中等因素導(dǎo)致我國(guó)磷石膏綜合利用比例較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前磷石膏堆存量已超過(guò)6億噸，資源化率約40%[2]，每年有超過(guò)5000萬(wàn)噸磷石膏凈增量集中堆存于渣場(chǎng)內(nèi)[3]。

根據(jù)《磷石膏庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》（AQ 2059-2016）[4]，渣場(chǎng)應(yīng)設(shè)置完善的防滲設(shè)施，應(yīng)滿(mǎn)足第Ⅱ類(lèi)一般工業(yè)固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)要求。目前渣場(chǎng)全場(chǎng)底鋪設(shè)水平防滲最多見(jiàn)。而多數(shù)水平防滲結(jié)構(gòu)是以HDPE土工膜（高密度聚乙烯膜）為主防滲材料的復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)，其完整性直接決定渣場(chǎng)是否會(huì)滲漏，而完整性取決于材料質(zhì)量、基礎(chǔ)處理、施工水平及運(yùn)行管理水平等要求較高，這就導(dǎo)致了磷石膏渣場(chǎng)或多或少存在破損滲漏問(wèn)題，本渣場(chǎng)就是其中之一。

2 渣場(chǎng)概述

2.1 工程概況

本磷石膏渣場(chǎng)位于貴州省開(kāi)陽(yáng)縣，是為解決企業(yè)磷氨產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)物磷石膏堆存問(wèn)題而配套建設(shè)的附屬設(shè)施。根據(jù)原設(shè)計(jì)，本渣場(chǎng)終期總庫(kù)容為507萬(wàn)方，總堆存標(biāo)高為77m。企業(yè)計(jì)劃年入庫(kù)磷石膏渣量約65萬(wàn)噸（約50萬(wàn)方），本渣場(chǎng)的服務(wù)年限為10.1年。

渣場(chǎng)所在溝谷北高南低，長(zhǎng)度方向約1100m，該渣場(chǎng)按高程分兩期建設(shè)，其中1445.0m標(biāo)高以下為一期，1445.0m標(biāo)高以上為二期。一期在水平方向分成A、B兩區(qū)（上游為A區(qū)，下游為B區(qū)），兩區(qū)中間設(shè)分區(qū)壩。

目前，渣場(chǎng)只使用了一期A區(qū)的下半段，A區(qū)上半段邊坡開(kāi)挖已經(jīng)完成，周邊攔擋設(shè)施已經(jīng)完成，但尚未鋪設(shè)水平防滲膜。一期B區(qū)還維持著原始地貌，尚未進(jìn)行工程建設(shè)，但其末端已修建有一集滲池及泵房，渣場(chǎng)被污染的水體被收集進(jìn)入集滲池后，再泵回至化工廠(chǎng)進(jìn)行循環(huán)使用。

在渣場(chǎng)的東北側(cè)修筑有初期壩，壩型為碾壓土石壩，壩頂標(biāo)高為1445m;在庫(kù)區(qū)東南側(cè)修筑有副壩，壩型為碾壓土石壩，壩頂標(biāo)高1435m;在庫(kù)區(qū)西南側(cè)修筑有分區(qū)壩，壩型為碾壓土石壩，壩頂標(biāo)高為1415m。磷石膏渣場(chǎng)主要設(shè)施平面布置見(jiàn)圖1。

2.2 渣場(chǎng)污染狀況

根據(jù)業(yè)主委托第三方開(kāi)展的水質(zhì)監(jiān)測(cè)成果分析，本渣場(chǎng)位于集滲池下游、集滲池上游、副壩下游和初期壩下游的水質(zhì)監(jiān)測(cè)井中總磷濃度（見(jiàn)表1）均大大超過(guò)了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）對(duì)Ⅲ類(lèi)水體的要求（總磷不超過(guò)0.2mg/L，氟化物不超過(guò)1.0mg/L），氟化物也出現(xiàn)超標(biāo)情況。

3 設(shè)計(jì)方案

根據(jù)渣場(chǎng)水文地質(zhì)情況及污染現(xiàn)狀，本渣場(chǎng)滲漏治理主要設(shè)計(jì)方案如下：

1）在堆渣區(qū)上游攔擋壩位置修筑一道粘土壩，并在壩基內(nèi)設(shè)置防滲齒槽;

2）在南側(cè)分區(qū)壩的下游新建地下垂直防滲帷幕，以及地下水抽排井，防止被污染的水體向下游滲漏，并收集被污染的水體，然后用泵直接抽排至下游集滲池;

3）在壩壩頂新建地下垂直防滲帷幕防止庫(kù)內(nèi)污染水體向該處低鄰谷滲漏;

4）對(duì)目前磷石膏堆存區(qū)進(jìn)行臨時(shí)封場(chǎng)，渣場(chǎng)表面鋪膜覆土，封場(chǎng)的土工膜與邊坡原土工膜焊接在一起，將磷石膏全部包裹在土工膜內(nèi)，降落到渣場(chǎng)區(qū)域的雨水通過(guò)現(xiàn)有截水溝排至庫(kù)外，防止雨水被污染，減少被污染的水量。

5）在渣場(chǎng)上游A區(qū)未使用的庫(kù)區(qū)內(nèi)，新建一條集水槽，收集地下清水后用泵抽排至下游;新建一個(gè)后期滲濾液抽排井，滲濾液用泵抽排至下游調(diào)蓄池。

4 治理效果分析

經(jīng)過(guò)治理，業(yè)主再次委托第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)開(kāi)展渣場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)成果，本渣場(chǎng)位于集滲池下游、集滲池上游、副壩下游和初期壩下游的水質(zhì)監(jiān)測(cè)井中總磷、氟化物濃度（見(jiàn)表2）較治理前大幅降低，且均能達(dá)到地表水Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該渣場(chǎng)進(jìn)行系統(tǒng)治理，該渣場(chǎng)的滲漏情況及周邊污染情況得到了明顯改善，本工程取得了預(yù)定的目標(biāo)。本項(xiàng)目的實(shí)施可為類(lèi)似固廢堆場(chǎng)滲漏治理提供有益經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]武新民，楊再銀.磷石膏綜合利用現(xiàn)狀和展望[J].硫酸工業(yè)，2017（8）：18-21.

[2]夏舉佩.磷石膏用作建筑材料的瓶頸與關(guān)鍵技術(shù)[J].磷肥與復(fù)肥，2020，35（11）：6

[3]蔣建亞，張?zhí)K花，付旭東，孫浩.磷化工廢渣磷石膏的特性及其資源化利用[J].山西建筑，2021，47（09）：1-4

[4]磷石膏庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程：AQ 2059-2016[S].2016.

作者簡(jiǎn)介：肖雄（1989-），男，湖南華容人，水工結(jié)構(gòu)工程師，長(zhǎng)期致力于工業(yè)固廢堆存相關(guān)的安全和環(huán)保研究。