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        銅陵新橋硫鐵礦排土場污染分析與治理措施

        2018-07-09 10:01:48畢勇超
        安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2018年7期
        關(guān)鍵詞: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(duì)新橋硫鐵礦排土場進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,從固廢和淋溶水兩方面污染物入手,通過取樣進(jìn)行特性鑒別,分析對(duì)周邊環(huán)境的影響,并針對(duì)性的提出治理措施,具有一定的代表性,對(duì)銅陵市同類型礦山的治理和復(fù)墾措施提供參考價(jià)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(hào) X751 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(gè)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(xiàng)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(duì)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(duì)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(jì)采用3種增容措施,即外移、加陡、加高,總計(jì)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(jì)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(biāo)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(tái)階外坡比1∶1.5(33.69°),分層碾壓,厚度5m,段高30m;

        ④150~180m,臺(tái)階外坡比1∶1.5(33.69°),段高30m;

        ⑤180~200m,臺(tái)階外坡比1∶1.5(33.69°),段高20m;

        ⑥200~215m,臺(tái)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(jì)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(jì)日洪水總量89.9×103m3。設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)高58.5m,溢洪隧道標(biāo)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(jìn)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(jì)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(jī)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(jī)物和無機(jī)物兩大類,有機(jī)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(jī)物垃圾主要是灰渣、玻璃、陶瓷、金屬等。

        本項(xiàng)目生活垃圾產(chǎn)生量66.65t/a,送到固定點(diǎn),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(xiǎn)廢物名錄》的識(shí)別,生活垃圾為一般固體廢物?,F(xiàn)場調(diào)查后,分別對(duì)廢石、污水處理站污泥取樣進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)》(GB18599—2001),對(duì)照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的最高允許排放濃度、pH限值、《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)腐蝕性鑒別》(GB 5085.1—2007)以及《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)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(xiǎn)廢物,對(duì)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(jìn)入水環(huán)境,易引發(fā)環(huán)境污染及增加污水處理站負(fù)荷,將生活垃圾按相關(guān)規(guī)定分類收集后,送到固定點(diǎn),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(shí)間約為6h,水泵的銘牌流量為288m3/h,實(shí)際流量按銘牌流量的80%計(jì),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(jì)資料,本次評(píng)價(jià)根據(jù)多年銅陵市降雨統(tǒng)計(jì)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(tái)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(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),一般滲入系數(shù)在0.2~0.3,取不利情況,本次評(píng)價(jià)取值0.3。計(jì)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(jì)算,排土場最大24小時(shí)淋溶廢水量為3.0×104m3,排土場最大24小時(shí)雨水產(chǎn)生量為7.0×104m3。

        2.2.2 水質(zhì)參數(shù) 針對(duì)排土場淋溶水進(jìn)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(biāo)中多項(xiàng)目指標(biāo)超過《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求,不能直排,需要進(jìn)污水處理站處理。

        3 治理措施

        3.1 污水處理站污泥 對(duì)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(jì)確定的配比和料漿濃度進(jìn)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(xiǎn)。

        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(dá)標(biāo)后排放。隨著排土場逐漸實(shí)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(jìn)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(tái)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(jìn)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(duì)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(jì)價(jià)值。

        參考文獻(xiàn)

        [1]安徽金聯(lián)地礦科技有限公司.銅陵化工集團(tuán)新橋礦業(yè)有限公司土地復(fù)墾方案[Z].2014.

        [2]黃鐵平,林冬青.云浮硫鐵礦土地復(fù)墾規(guī)劃[J].南方金屬,2010(1):54-55.

        [3]王英輝,祁士華,陳學(xué)軍.金屬礦山廢棄地重金屬污染的植物修復(fù)治理技術(shù)[J].中國礦業(yè),2006(10):67-71.

        [4]任萬古.德興銅礦酸性廢水處理實(shí)踐[J].采礦技術(shù),2002(2):57-59.

        (責(zé)編:施婷婷)

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