邵 樂(lè)，史學(xué)峰，李 娟，劉曉月，韓 鳳

（航天凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，湖南長(zhǎng)沙 410100）

歷史遺留含砷危險(xiǎn)廢渣安全處置工程案例

邵 樂(lè)，史學(xué)峰，李 娟，劉曉月，韓 鳳

（航天凱天環(huán)保科技股份有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410100）

在對(duì)原場(chǎng)址含砷廢渣進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定了化學(xué)氧化＋穩(wěn)定化固化＋就地安全填埋的處置方案。項(xiàng)目選擇過(guò)硫酸鈉為氧化劑，很好地將高毒性的三價(jià)砷氧化為相對(duì)低毒性的五價(jià)砷，通過(guò)穩(wěn)定化固化試驗(yàn)研究，確定了七水硫酸亞鐵為穩(wěn)定劑，其最佳添加量為8%，水泥為固化劑，其最佳添加量為10%（質(zhì)量比）。根據(jù)國(guó)內(nèi)外安全填埋場(chǎng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，填埋場(chǎng)采用HDPE雙層防滲技術(shù)，并設(shè)計(jì)了雨污分流系統(tǒng)、地下水導(dǎo)排系統(tǒng)、滲濾液收集處理系統(tǒng)、封場(chǎng)系統(tǒng)，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)合理，對(duì)周?chē)h(huán)境的影響小，取得了良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益，并對(duì)含砷廢渣處理處置工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題提出了建議。

含砷廢渣；化學(xué)氧化；穩(wěn)定化固化；安全填埋

我國(guó)砷礦資源豐富，探明儲(chǔ)量為世界總儲(chǔ)量的70%，其中廣西、云南、湖南三省儲(chǔ)量分別占全國(guó)總儲(chǔ)量的41.5%、15.5%和8.8%，合計(jì)占全國(guó)總儲(chǔ)量的2／3。砷在農(nóng)業(yè)、電子、醫(yī)藥、冶金、化工等領(lǐng)域具有特殊用途，可用于制取殺蟲(chóng)劑、木材防腐劑、玻璃澄清脫色劑等［1］。隨著科技的發(fā)展，砷的市場(chǎng)需求不斷增加。在砷的冶煉及其化合物的生產(chǎn)使用過(guò)程中，大量的砷化物被引入環(huán)境，污染水源，危害人體健康，因此人們對(duì)砷毒危害已給予了極大關(guān)注［2］。

湖南省某雄黃礦，自1950年成立以來(lái)，就開(kāi)始開(kāi)采雄黃，冶煉砒霜，1972年停止砒霜冶煉。長(zhǎng)達(dá)22年之久的砒霜冶煉在給國(guó)家贏得豐厚利潤(rùn)的同時(shí)也給環(huán)境造成了無(wú)法挽回的損失。近20萬(wàn)t的含砷砒霜冶煉廢渣未經(jīng)處理填埋在地下，分布在廠區(qū)空曠地帶及部分建筑物底下，經(jīng)風(fēng)化、雨水沖刷有些已暴露于地表，且從砷渣浸出的水中含砷量高，污染周邊土壤、地表水及地下水，導(dǎo)致周邊農(nóng)作物產(chǎn)量低，幾乎所有糧食作物不能食用?？紤]到該項(xiàng)目砷渣量大、含量高，且安全土地填埋成本相對(duì)較低，工藝較成熟，因此選擇安全填埋法安全處置歷史遺留砷渣。

由于該項(xiàng)目含砷廢渣砷浸出濃度極高，需進(jìn)行穩(wěn)定化固化預(yù)處理，使其達(dá)到進(jìn)入填埋場(chǎng)的入場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)。穩(wěn)定化固化技術(shù)是通過(guò)物理和化學(xué)作用來(lái)固定土壤中污染物的技術(shù)組合。穩(wěn)定化和固化試劑能與土壤中的重金屬污染物發(fā)生化學(xué)或物理反應(yīng)，使之轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力弱、毒性更小的形態(tài)［3］。

目前，常用的固化劑有水泥、石灰、瀝青、以及酚醛塑料等有機(jī)物聚合物［4］。其中，水泥是最常用的固化劑，其固化原理是堿性的水泥在水化過(guò)程中能通過(guò)吸附、沉降、離子交換、鈍化等多種方式與重金屬發(fā)生反應(yīng)，最終使得重金屬以穩(wěn)定的氫氧化物或絡(luò)合物的形式停留在水泥水化膠體表面，進(jìn)而抑制重金屬的滲濾［5，6］。水泥固化法已被廣泛用于電鍍污泥、鉻渣、砷渣、汞渣、鎘渣等重金屬?gòu)U物的固化處理，同時(shí)根據(jù)國(guó)內(nèi)大量的研究結(jié)果［7，8］以及國(guó)內(nèi)幾個(gè)已開(kāi)始運(yùn)行的危險(xiǎn)廢物填場(chǎng)工程的經(jīng)驗(yàn)表明：用水泥固化成本低，固化效果好，易于操作，適合我國(guó)的國(guó)情。因此，該項(xiàng)目選擇水泥做固化劑。

常用的砷的穩(wěn)定化添加劑有含鐵材料（鐵鹽、零價(jià)鐵、鐵氧化物）、含鋁材料（鋁鹽、鋁氧化物）、含錳材料（二氧化錳）、堿性材料（氧化鈣、碳酸鈣、粉煤灰、赤泥、電石渣等）、粘土礦物（蒙脫石、高嶺土、人工沸石、白云石等）、含硫材料（硫化鈉、硫化亞鐵）等。同時(shí)在處理過(guò)程中還需要添加一些氧化劑，pH調(diào)節(jié)劑等試劑，使砷反應(yīng)更加充分［9］。大量研究表明，含鐵材料對(duì)砷的穩(wěn)定效果明顯，在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，從成本及效果方面綜合考慮，該項(xiàng)目選擇七水硫酸亞鐵做穩(wěn)定化藥劑。Fe2＋全部氧化生成水合鐵氧化物，再通過(guò)鐵氧化物表面吸附及共沉淀作用除砷，但Fe2＋發(fā)生水解釋放出H＋離子，使廢渣變酸：4Fe2＋＋O2＋6H2O→4FeOOH＋8H＋［10］，加入堿性水泥，剛好可以發(fā)生中和反應(yīng)，使得穩(wěn)定化固化處理后的廢渣pH滿(mǎn)足填埋場(chǎng)入場(chǎng)要求。

1 含砷廢渣定性分析

廢渣呈灰褐色，粒徑較細(xì)，渣中含砂礫較多，含水率較低。采用李氏比重法測(cè)得廢渣密度為2.800 t／m3。廢渣pH按玻璃電極法測(cè)得為7～10，說(shuō)明廢渣的堿性較強(qiáng)，高堿性對(duì)廢渣的水泥固化是有利的。廢渣中的主要礦物成分為CaMg（CO3）2、CaCO3、SiO2以及少量的Mg3（AsO4）2·8H2O和CaPO3（OH）2· H2O，其中的砷主要以穩(wěn)定的砷酸鹽存在。

對(duì)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行均勻布點(diǎn)采集砷渣樣品并送檢，其砷含量為0.26%～7.26%，其中廢渣混合樣中As含量為3.5%左右。

同時(shí)，采用《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ／T299－2007）［11］對(duì)廢渣樣品進(jìn)行浸出，其酸浸值為12.07～138.6 mg／L，均超過(guò)《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》（GB5085.3－2007）中砷的浸出濃度限值（5 mg／L）［12］，該含砷廢渣是危險(xiǎn)廢物。采用《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法》（HJ557－2009）［13］對(duì)廢渣樣品進(jìn)行浸出，其浸出液中砷的濃度為3.36～54.59 mg／L，均超過(guò)《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18598－2001）中允許進(jìn)入填埋場(chǎng)的濃度限值（2.5 mg／L）［14］，需進(jìn)行穩(wěn)定化固化預(yù)處理后達(dá)到入場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)方可入場(chǎng)填埋。

2 化學(xué)氧化

三價(jià)砷的遷移性和毒性較五價(jià)砷強(qiáng)，為了達(dá)到更好的穩(wěn)定效果，該項(xiàng)目選擇加入氧化劑，將三價(jià)砷氧化為五價(jià)砷，提高穩(wěn)定效率。氧化劑選擇過(guò)硫酸鈉，氧化能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，能將砷渣中毒性較強(qiáng)的三價(jià)砷氧化成毒性相對(duì)較弱的五價(jià)砷，而高價(jià)砷酸鹽如A比亞砷酸A等更容易形成穩(wěn)定的固體［15］；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合鐵鹽固定砷，生成穩(wěn)定的砷酸鐵沉淀。過(guò)硫酸鈉添加量為1%（質(zhì)量比），為了氧化劑與廢渣混勻并充分反應(yīng)，將過(guò)硫酸鈉固體藥劑溶于水后配成溶液加入。

3 穩(wěn)定化固化設(shè)計(jì)

3.1 穩(wěn)定化固化小試研究

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集回來(lái)廢渣樣混合后進(jìn)行穩(wěn)定化固化小試試驗(yàn)，以確定穩(wěn)定化固化藥劑最佳藥劑添加量。該試驗(yàn)設(shè)計(jì)在砷渣中加入同等量的氧化劑和幾種不同添加量的七水硫酸亞鐵、水泥，加適量蒸餾水混合攪拌均勻后，反應(yīng)養(yǎng)護(hù)7 d，采用《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法》（HJ557－2009）［13］對(duì)其進(jìn)行浸出，旨在找到既能滿(mǎn)足填埋場(chǎng)入場(chǎng)要求，又經(jīng)濟(jì)合理的藥劑添加量。具體設(shè)計(jì)及檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 穩(wěn)定化固化小試試驗(yàn)結(jié)果

從表1中可以看出，通過(guò)穩(wěn)定化固化處理后，廢渣中砷的浸出濃度大大降低了，所有藥劑添加量下浸出液中砷的濃度均能滿(mǎn)足《危險(xiǎn)廢物安全填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18598－2001）中填埋物進(jìn)場(chǎng)要求（2.5 mg／L）［14］，但是浸出液pH滿(mǎn)足入場(chǎng)要求的只有6%的七水硫酸亞鐵＋15%水泥與8%的七水硫酸亞鐵＋10%水泥組合?？紤]到工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施條件比實(shí)驗(yàn)室要復(fù)雜多變，且從效果上和經(jīng)濟(jì)上綜合考慮，擬選用8%的七水硫酸亞鐵添加量及10%的水泥添加量作為本項(xiàng)目穩(wěn)定化固化現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)施時(shí)的藥劑添加量。

3.2 穩(wěn)定化固化工藝流程

含砷廢渣通過(guò)抓斗被送進(jìn)混合攪拌設(shè)備，根據(jù)重量和成分按比例加入水泥，水泥通過(guò)貯倉(cāng)下的定量下料裝置和螺旋輸送機(jī)被送進(jìn)混合攪拌設(shè)備，穩(wěn)定劑從配制槽通過(guò)計(jì)量泵輸送至混合攪拌設(shè)備。

經(jīng)穩(wěn)定化／固化處理后的危險(xiǎn)廢物，檢測(cè)達(dá)到填埋控制標(biāo)準(zhǔn)后再通過(guò)自卸汽車(chē)運(yùn)至填埋場(chǎng)進(jìn)行安全填埋處置，達(dá)不到入場(chǎng)控制標(biāo)準(zhǔn)的需調(diào)整穩(wěn)定化固化藥劑比例后返回重新攪拌處理，直到滿(mǎn)足入場(chǎng)要求。在穩(wěn)定化固化作業(yè)過(guò)程中，為避免混合攪拌機(jī)進(jìn)料口揚(yáng)塵，在進(jìn)料口設(shè)通風(fēng)除塵收塵點(diǎn)，廢氣中的細(xì)微顆粒經(jīng)布袋除塵器過(guò)濾后，凈化尾氣排空。

穩(wěn)定化／固化處理工藝流程如圖1所示。

圖1 穩(wěn)定化／固化處理工藝流程圖

4 填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)方案

4.1 庫(kù)容

需填埋的含砷廢渣總量約20萬(wàn)t，壓實(shí)容重2 t／m3左右，則廢渣填埋所需庫(kù)容為10萬(wàn)m3，另外，考慮到防滲與導(dǎo)排系統(tǒng)所占的體積，且加入水泥后廢渣體積會(huì)膨脹，填埋場(chǎng)總庫(kù)容設(shè)計(jì)為13萬(wàn)m3。

4.2 庫(kù)區(qū)整形

為了便于防滲層的鋪設(shè)和滲濾液的收集，在鋪設(shè)防滲層之前必須對(duì)填埋庫(kù)區(qū)進(jìn)行場(chǎng)地整形，包括清除庫(kù)區(qū)內(nèi)植被及其根系、挖除表層耕植土、場(chǎng)底平整及地基處理、邊坡修整處理。

填埋庫(kù)場(chǎng)底基本上沿溝底布置，谷底線(xiàn)向溝上游形成2%的縱向坡度，谷底線(xiàn)兩側(cè)形成2%的橫坡，有利滲濾液收集系統(tǒng)和地下水疏排系統(tǒng)的布置。

邊坡平整從場(chǎng)底開(kāi)始，結(jié)合地形坡度和工程地質(zhì)情況，修整坡度，邊坡按最陡1∶1考慮。每升高5 m設(shè)置錨固平臺(tái)。邊坡必須平整，以免對(duì)防滲膜造成破壞。

填埋庫(kù)整形后，部分位于巖層的開(kāi)挖地段將巖石裸露，為避免裸露的巖石堅(jiān)硬棱角對(duì)防滲膜造成損壞，邊坡平整要求沒(méi)有突出堅(jiān)硬物。填埋庫(kù)庫(kù)底的淤泥及表層耕植土需要挖除，粉質(zhì)粘土和需要的回填土需進(jìn)行平整和壓實(shí)，壓實(shí)度不小于93%，達(dá)到所需地基承載力的要求。

4.3 攔渣壩設(shè)計(jì)

為便于填埋作業(yè)、排水、滲濾液收集及取得一定的初始容積，需在填埋谷口建一攔渣壩（也叫基本壩）?；緣螇胃邞?yīng)考慮兩個(gè)因素，一是保證固廢堆坡度腳穩(wěn)定和免遭雨水沖刷；另外一個(gè)是要形成一定的填埋庫(kù)容，并可調(diào)節(jié)滲濾液的流出量。

根據(jù)工程場(chǎng)址地質(zhì)條件與現(xiàn)場(chǎng)其它條件，并考慮到經(jīng)濟(jì)性，攔渣壩選擇碾壓式土石壩。壩頂寬4.5 m，最大壩高12 m，長(zhǎng)213.5 m，上下游邊坡均為1∶1.8。壩外側(cè)為菱形網(wǎng)格草皮護(hù)坡，內(nèi)側(cè)防滲。

4.4 防滲層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18598－2001）［14］中對(duì)防滲層的要求，雙人工防滲襯層將選用GCL與HDPE防滲膜構(gòu)成復(fù)合防滲襯層，其中場(chǎng)底防滲層結(jié)構(gòu)由上向下依次為：（1）300 g／m2無(wú)紡布保護(hù)層；（2）500 mm碎石滲濾液收集排水層；（3）600 g／m2無(wú)紡布保護(hù)層；（4）2.0 mm HDPE防滲膜；（5）500 g／m2無(wú)紡布保護(hù)層；（6）HDPE土工網(wǎng)格（5 mm）滲濾液檢測(cè)層；（7）600 g／m2無(wú)紡布保護(hù)層；（8）1.0 mm HDPE防滲膜；（9）GCL（6 mm）膨潤(rùn)土墊。

考慮到邊坡坡度較陡，邊坡的防滲層與平緩的底部防滲層有所不同，借鑒國(guó)外填埋場(chǎng)邊坡防滲層的經(jīng)驗(yàn)，邊坡防滲層結(jié)構(gòu)由上向下設(shè)置如下：（1）150 mm袋裝粗沙層；（2）600 g／m2無(wú)紡布保護(hù)層；（3）2 mm HDPE防滲膜；（4）500 g／m2無(wú)紡布保護(hù)層；（5）HDPE土工網(wǎng)格（5 mm）滲濾液檢測(cè)層；（6）600 g／m2無(wú)紡布保護(hù)層；（7）1.0 mm HDPE防滲膜；（8）GCL（6 mm）膨潤(rùn)土墊。

HDPE防滲膜性能應(yīng)滿(mǎn)足《垃圾填埋場(chǎng)用高密度聚乙烯土工膜》（CJ／T234－2006）［16］的要求，膨潤(rùn)土墊性能應(yīng)滿(mǎn)足《鈉基膨潤(rùn)土防水毯》（JG／T193－2006）［17］的要求，無(wú)紡布性能應(yīng)滿(mǎn)足于《土工合成材料長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造土工布》（GB／T17639－2008）［18］的要求。

4.5 地下水導(dǎo)排系統(tǒng)

地下水導(dǎo)排工程主要作用是在填埋場(chǎng)使用過(guò)程中和終場(chǎng)后，將通過(guò)邊坡和地下水滲透進(jìn)入填埋區(qū)的雨水和部分可能存在的地下水安全排出場(chǎng)外，以保證填埋基底的穩(wěn)定性。地下水導(dǎo)排系統(tǒng)位于防滲系統(tǒng)以下，包括地下水導(dǎo)流層與地下水導(dǎo)排盲溝，地下水導(dǎo)流層采用卵石等材料，材料的碳酸鈣含量不大于10%，滲透系數(shù)k≥10－3m／s，粒徑為15～40 mm，導(dǎo)流層厚為0.5 m。場(chǎng)底只設(shè)導(dǎo)排主盲溝，主盲溝中設(shè)DN315HDPE穿孔花管，孔徑Φ20 mm，軸向間距100 mm，圓周方向除底部120°夾角范圍內(nèi)不開(kāi)孔外，其余均勻布7孔，管周?chē)?0～40 mm卵石填充，盲溝斷面為矩形斷面，寬1.2 m，高1.5 m，溝用300 g／m2土工布包裹。HPDE管性能應(yīng)滿(mǎn)足《垃圾填埋場(chǎng)用高密度聚乙烯管材》（GB／T371－2011）［19］的要求，其連接方式采用熱熔焊接。

填埋場(chǎng)地下水通過(guò)地下水導(dǎo)排主盲溝中的HDPE管穿過(guò)攔渣壩直接排至填埋場(chǎng)低處的地下水集水井排出。地下水導(dǎo)排管穿過(guò)攔渣壩時(shí)，采用DN315的HDPE不開(kāi)孔實(shí)管外套D400×8鋼管，施工前外套鋼管作防銹處理。

4.6 滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)

該項(xiàng)目設(shè)置的填埋場(chǎng)滲濾液集排系統(tǒng)包括位于填埋廢物與主防滲層之間的滲濾液主集排系統(tǒng)和位于兩層防滲層之間的滲濾液輔助集排系統(tǒng)以及滲濾液移出系統(tǒng)。

滲濾液主集排系統(tǒng)由排水層、過(guò)濾層加導(dǎo)排盲溝組成，其中場(chǎng)底排水層為0.5 m厚的碎石層，采用級(jí)配反濾結(jié)構(gòu)，大粒徑者在上，小粒徑者在下，形成反濾層，以防止堵塞而影響導(dǎo)流。排水層上鋪設(shè)400 g／m2無(wú)紡布作為過(guò)濾層，以防止填埋場(chǎng)的廢物進(jìn)入排水層內(nèi)而造成透水性下降，整個(gè)排水層透水系數(shù)不小于1 cm／s。為了提高滲濾液的收集效率，在場(chǎng)底設(shè)置縱向?qū)B主盲溝及橫向支盲溝，主盲溝一條，沿庫(kù)底谷溝地形坡向攔渣壩設(shè)置；支盲溝每間隔一定距離布設(shè)，與縱溝交錯(cuò)相連。主盲溝中設(shè)DN315HDPE穿孔花管，孔徑Φ20 mm，軸向間距100 mm，圓周方向除底部120°夾角范圍內(nèi)不開(kāi)孔外，其余均勻布7孔，管周?chē)?0～40 mm卵石填充，盲溝斷面為矩形斷面，寬1.2 m，高1.5 m，溝用300 g／m2土工布包裹；滲濾液導(dǎo)排支盲溝中鋪設(shè)DN200的HDPE穿孔花管，管周?chē)?0～40 mm卵石填充，同為矩形斷面，寬0.5 m，高0.5 m，溝用300g／m2土工布包裹。

石料的滲透系數(shù)k≥10－3m／s。HDPE管應(yīng)滿(mǎn)足《垃圾填埋場(chǎng)用高密度聚乙烯管材》（GB／T371－2011）［19］的要求，其連接方式采用熱熔焊接。

滲濾液輔助集排系統(tǒng)又稱(chēng)為檢測(cè)系統(tǒng)，主要是檢測(cè)主防滲層是否遭到破壞而發(fā)生滲漏，以便及時(shí)采取補(bǔ)救措施。采用HDPE復(fù)合排水網(wǎng)作為滲濾液輔助集排系統(tǒng)排水層，其優(yōu)點(diǎn)在于有一定的導(dǎo)水能力，又不占用填埋場(chǎng)容積，且易于施工。采用HDPE復(fù)合排水網(wǎng)性能應(yīng)滿(mǎn)足《垃圾填埋場(chǎng)用土工排水網(wǎng)》（CJ／T452－2014）［20］的要求。

通過(guò)設(shè)置兩根穿壩管（其中一根為滲濾液輔助集排管），將滲濾液引至設(shè)于場(chǎng)外的滲濾液收集池中。穿過(guò)攔渣壩時(shí)采用DN315不開(kāi)孔的HDPE管，為防止損壞HDPE管，管外套D400×8鋼管，施工前外套鋼管作防銹處理；攔渣壩至滲濾液收集池之間采用DN315不開(kāi)孔的HDPE管。

4.7 填埋場(chǎng)清污分流設(shè)計(jì)

在填埋作業(yè)時(shí)如果不采取措施將會(huì)導(dǎo)致大量滲濾液的產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)中主要考慮以下清污分流措施［21］：

1.在填埋場(chǎng)外側(cè)設(shè)置環(huán)場(chǎng)永久性截洪溝，將場(chǎng)區(qū)以外匯集的雨水排出場(chǎng)外。截洪溝采用矩形斷面，漿砌塊石結(jié)構(gòu)，最大斷面尺寸為800 mm×800 mm。截洪溝坡度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形布置，原則上不得小于0.01。

2.對(duì)分區(qū)填埋完畢的區(qū)域，采用0.5 mm厚HDPE膜進(jìn)行臨時(shí)覆蓋，以減少雨水滲透，并及時(shí)對(duì)填埋場(chǎng)封場(chǎng)。

4.8 填埋作業(yè)方式

實(shí)行分區(qū)填埋，按統(tǒng)一調(diào)度卸入填埋區(qū)作業(yè)點(diǎn)，然后依次由機(jī)械進(jìn)行攤鋪、壓實(shí)等作業(yè)。攤鋪和壓實(shí)作業(yè)要求分層進(jìn)行，每層填埋厚度不大于0.5 m，碾壓過(guò)程一般要求進(jìn)行3～7個(gè)來(lái)回，壓實(shí)系數(shù)應(yīng)≥0.92。當(dāng)填埋物壓實(shí)厚度達(dá)到2.5 m時(shí)，覆蓋0.5 mm厚LDPE膜，構(gòu)成1個(gè)2.5 m厚的填埋單元。一般以一日作業(yè)量為一個(gè)填埋單元，下雨時(shí)對(duì)已填埋區(qū)域采用0.5 mm厚HDPE膜進(jìn)行臨時(shí)覆蓋，覆蓋材料循環(huán)使用。填埋作業(yè)時(shí)，外坡面按1∶3放坡。

4.9 封場(chǎng)設(shè)計(jì)

填埋場(chǎng)在廢物填埋達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后需進(jìn)行封場(chǎng)處理，其作用在于減少大氣降雨進(jìn)入填埋場(chǎng)廢物層內(nèi)，從而減少滲濾液的產(chǎn)生量，并可盡快進(jìn)行復(fù)墾和土地利用，恢復(fù)地表景觀。

封場(chǎng)覆蓋系統(tǒng)包括頂部隔斷層、地表水集排系統(tǒng)和表面覆土與植被等。

頂部隔斷層由0.3 m厚壓實(shí)粘土層和1.0 mm厚的HDPE防滲膜復(fù)合構(gòu)成，用來(lái)阻擋地表降水滲入廢物層，以有效減少滲濾液的產(chǎn)生量。

在隔斷層表面鋪設(shè)300 mm卵石作疏水層，在填埋場(chǎng)四周設(shè)置雨水排水盲溝，溝內(nèi)鋪設(shè)排水管，地表水入滲至隔斷層后，在疏水層內(nèi)沿場(chǎng)頂坡度流進(jìn)排水盲溝，經(jīng)排水管引出場(chǎng)外。

疏水層上覆蓋0.5 m厚的回填土層，為防止雨水沖刷，表層覆蓋營(yíng)養(yǎng)土壤并植草綠化。

4.10 滲濾液處理系統(tǒng)

利用滲濾液產(chǎn)生量計(jì)算公式，得出滲濾液產(chǎn)生量為70 m3／d，另外考慮到滲濾液處理的安全性，礦井滲水、廠區(qū)內(nèi)預(yù)處理車(chē)間及運(yùn)輸?shù)缆烦跗谟晁?、生產(chǎn)污水等的處理，經(jīng)過(guò)綜合平衡，該工程廢水處理總規(guī)模定為100 m3／d，間歇運(yùn)行。

該項(xiàng)目滲濾液及廢水主要含有砷等重金屬離子，擬采用“次氯酸鈉氧化—鐵鹽—石灰法—PAM絮凝”化學(xué)處理工藝處理含砷廢水，經(jīng)處理后出水砷能穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978－1996）第一類(lèi)污染物最高允許排放濃度，加鹽酸調(diào)節(jié)廢水pH值至6～9后外排。沉淀池內(nèi)的底泥經(jīng)壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，壓濾后的污泥在施工期過(guò)程中送往穩(wěn)定化固化車(chē)間處理后與含砷廢渣一起填埋，在填埋場(chǎng)封場(chǎng)后，壓濾后的污泥送往專(zhuān)業(yè)處理中心處理，壓濾后的上清液自流至調(diào)節(jié)池。

5 施工過(guò)程砷渣二次污染防治措施

該項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容為含砷廢渣開(kāi)挖、穩(wěn)定化固化處理以及安全填埋，施工過(guò)程砷渣可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，主要有含砷粉塵及含砷廢水，需做好二次污染防治措施，擬采取的具體措施如下：

1.在施工過(guò)程中，作業(yè)場(chǎng)地將采取圍擋、圍護(hù)以減少揚(yáng)塵擴(kuò)散，圍擋、圍護(hù)對(duì)減少揚(yáng)塵對(duì)環(huán)境的污染有明顯作用，當(dāng)風(fēng)速為2.5 m／s時(shí)，可使影響距離縮短40%。

2.定期在泥土地面和路面灑水，以減少道路揚(yáng)塵。

3.含砷廢渣運(yùn)輸車(chē)輛及運(yùn)送水泥等粉狀建筑材料車(chē)輛加蓋蓬布，同時(shí)廢渣暫存場(chǎng)所及施工場(chǎng)地粉狀建筑材料堆場(chǎng)均加蓋篷布，防止風(fēng)蝕揚(yáng)塵。

4.安裝運(yùn)輸車(chē)輛沖洗裝置，避免車(chē)輪粘帶含砷廢物對(duì)道路造成污染。

5.運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)入場(chǎng)地應(yīng)低速行駛或限速行駛，減少揚(yáng)塵產(chǎn)生。

6.開(kāi)挖前含砷廢渣堆存點(diǎn)周邊修筑臨時(shí)截洪溝。截洪溝將挖掘作業(yè)期間廢渣堆場(chǎng)外圍雨水收集導(dǎo)排至周邊地表水體。

7.廢渣開(kāi)挖作業(yè)時(shí)四周設(shè)置排水溝，以收集開(kāi)挖期間產(chǎn)生的廢水，并用專(zhuān)用罐車(chē)將這些廢水運(yùn)至滲濾液處理設(shè)施進(jìn)行處理。

8.雨天停止施工，并對(duì)開(kāi)挖面覆蓋防雨材料。

6 結(jié) 語(yǔ)

1.目前國(guó)內(nèi)危險(xiǎn)廢物處置多是建設(shè)集中危廢處置中心，集中處理處置。但是往往單個(gè)危廢產(chǎn)生企業(yè)地處偏僻，遠(yuǎn)離城區(qū)，單純的外運(yùn)難以支付巨額費(fèi)用，考慮就地安全填埋的方法達(dá)到無(wú)害化目的［22］。關(guān)鍵是對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行充分調(diào)查，確定原址是否滿(mǎn)足危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)的選址要求，是否有足夠大的庫(kù)容滿(mǎn)足安全填埋的需求。

2.該項(xiàng)目針對(duì)歷史遺留下來(lái)的廢渣，在充分采樣調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定了廢渣的性質(zhì)及需要處理處置的廢渣的量，進(jìn)而根據(jù)原場(chǎng)址的地形特征，在詳細(xì)勘探和充分論證基礎(chǔ)上，采用就地安全填埋的處置方案，大大節(jié)省了處置費(fèi)用，消除了危險(xiǎn)廢物的環(huán)境隱患，取得了良好的環(huán)境效益與社會(huì)效益。

3.該項(xiàng)目含砷廢渣經(jīng)過(guò)七水硫酸亞鐵與水泥穩(wěn)定化固化預(yù)處理后，大大降低了砷的浸出，能滿(mǎn)足危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)的入場(chǎng)要求。

4.現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用中穩(wěn)定化固化藥劑通常很難與廢渣充分混合，可能難以達(dá)到小試的試驗(yàn)效果。另外，藥劑的添加量也需要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)廢渣砷含量有所變化。因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中還需要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和工程因素，必要的情況下，應(yīng)該深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行中試，以獲取實(shí)際工程設(shè)計(jì)施工中更符合現(xiàn)場(chǎng)條件的技術(shù)參數(shù)。

5.從該項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系不夠健全，大多參考垃圾填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范，尤其是土工材料方面，應(yīng)進(jìn)一步健全危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范體系。

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An Engineering Case of the Safe Disposal of Arsenic Hazardous W aste Residue Left Over by History

SHAO Le，SHIXue－feng，LI Juan，LIU Xiao－yue，HAN Feng
（Aerospace Kaitian Environmental Technology Co.，Ltd.，Changsha 410100，China）

On the basis of the detailed investigation of the properties of arsenic waste residue in site，the disposal scheme of＇chemical oxidation＋stabilization／solidification＋in－situ safe landfill＇was chosen in this project.Trivalent arsenic with high toxicity was primely oxidized into pentavalent arsenic with relatively low toxicity by using sodium persulfate as oxidant.Based on the experimental study of stabilization／solidification，the ferrous sulfa was selected as the stabilizer，and the optimum adding amount is 8%；the cement was selected as curing agent，and the optimum adding amount is 10%（weight ratio）.According to the domestic and international experience of safe landfill design，the double－layer high density polyethylene membrane as impervious layer was used in this project.The rainfallwastewater distributary system，underground water drainage system，leachate collection－diversion system，and final cover system were also designed.To conclude，this project was reasonable designed，and achieved good social and environmental benefits with minimum impact on the surrounding environment.Finally，some suggestions are put forward for the engineering design of the disposal of arsenic waste residue.

arsenic waste residue；chemical oxidation；stabilization／solidification；safe landfill

X758

A

1003－5540（2017）04－0058－06

2017－04－28

邵 樂(lè)（1984－），女，注冊(cè)環(huán)保工程師，主要從事重金屬污染治理項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作。