曾霄祥，黃廣黎，尹清海，劉 濤，曹其光

（1.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000；2.華唯金屬礦產資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

馬鞍山市經濟快速發(fā)展的同時帶來的“三廢”污染問題越來越突出，在習總書記提出“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念后，經過近幾年的環(huán)境綜合整治,馬鞍山市的水污染和大氣污染基本得到遏制，但工業(yè)固體廢物的污染未有明顯改善。首先限于資金、技術水平等，大量的固體廢棄物不能變廢為寶，實現(xiàn)循環(huán)利用，同時受限于馬鞍山沒有一個一般固體廢物集中處理的場所，使得企業(yè)對產生的固廢采取非法轉移傾倒，也因此造成了一系列的生態(tài)破壞問題，直接影響了馬鞍山市環(huán)境與經濟的協(xié)調和諧發(fā)展。如何合理有效的對工業(yè)固體廢物進行集中處理已成為亟需解決的問題。

1 馬鞍山固廢現(xiàn)狀及處置方式

1.1 固體廢物的產生量與構成

馬鞍山市工業(yè)固體廢物的構成以尾礦居首，達922.75萬噸，占總量的38.70%；冶煉廢渣其次，為842.53萬噸，占總量的35.34%；排在三到六位的分別是粉煤灰、污泥、爐渣和脫硫石膏，產生量依次為212.18萬噸、89.89萬噸、56.86萬噸和28.31萬噸。上述各類固體廢物除尾礦外綜合利用率均超過了85%。

1.2 固體廢物處理處置與綜合利用現(xiàn)狀

經調查，2017年馬鞍山市工業(yè)固體廢物產生量為2179.93萬噸，較2016年降低2.17%；綜合利用量2016.68萬噸，處置量19.19萬噸，工業(yè)固體廢物處置利用率為93.4%。

目前馬鞍山市的工業(yè)固體廢物處置狀況主要是回收再利用、垃圾填埋。工業(yè)固廢一般在處置之前均會進行不同程度的回收利用，且進入填埋場后也會被相關人員進行再分撿。對于邊角廢料的回收利用因行業(yè)有所不同，如機電行業(yè)的邊角廢料，回收利用率較高；包裝物品一般可以做到100%回收利用；而一般污水污泥因技術等原因資源化利用率較低，除部分進向山污泥處置中心外，大部分需要進行填埋最終處置，比較典型的為金星鈦白的鈦石膏。工業(yè)固廢部分在前期被回收利用后，剩余部分同生活垃圾一起進入了城鎮(zhèn)生活垃圾填埋場進行填埋處理。自馬鞍山生活垃圾填埋場封場以來，部分工業(yè)固廢出現(xiàn)了亂堆亂倒的情況。

2 馬鞍山固廢II類堆場建設的意義

（1）避免以后固廢污染對人類生存環(huán)境和身體健康造成極大威脅。

工業(yè)固體廢物污染具有潛在性和長期性的特點。從表面上看，其對環(huán)境的污染并不明顯，易被忽視，但其危害作用持續(xù)時間長，固廢污染后果一旦表現(xiàn)出來就難以在短期內清除，而且成本巨大[1，2]。

（2）對二類工業(yè)固體廢棄物的無害化處置，是鞏固馬鞍山市及周邊地區(qū)水、廢氣治理成果的需求。

廢水、廢氣的治理過程就是把大部分污染物轉化為固態(tài)和半固態(tài)成為工業(yè)固體廢物的過程。工業(yè)固廢對環(huán)境的污染又主要通過對水體、大氣、土壤環(huán)境質量造成破壞的方式表現(xiàn)出來。這些固廢如果得不到妥善處置，將使廢水、廢氣的治理成果前功盡棄[3，4]。

（3）二類工業(yè)固體廢棄物集中處理處置，可以形成規(guī)模經營，從而降低二類工業(yè)固廢的處理處置成本，帶來規(guī)模效益。

處置處理工業(yè)廢物工程管理系統(tǒng)復雜嚴密，技術要求高，且對污染物排放控制嚴格，不僅要投入大量成本，而且需要有強大的技術力量做后盾。只有集中財力、物力，建設有一定規(guī)模、技術先進可靠、管理系統(tǒng)嚴密、有完善的污染防治配套設備的固廢填埋場，才能降低投資和運行成本，使工業(yè)固廢的處置費用維持在可被排污單位接受的承受范圍之內，否則會制約社會與企業(yè)發(fā)展，影響投資環(huán)境。

3 馬鞍山固廢II類堆場的選址

3.1 馬鞍山市一般工業(yè)固廢填埋場的選址確定

按照固廢填埋場選址原則，初步選定馬鞍山向龍選礦廠尾礦庫、超山綠松石礦廢棄采坑、黃梅山鐵礦廢棄采坑三個場所作為備選場址。

3.1.1 馬鞍山向龍選礦廠尾礦庫

（1）地理位置。向龍選礦廠尾礦庫坐落于馬鞍山市向山鎮(zhèn)杜南莊村。場地南與馬鋼凹山尾礦庫相鄰，西與原向山硫鐵礦馬山排土場和廟山毗鄰，北面有較為開闊的農田。尾礦庫有簡易公路通往馬鞍山，其交通條件較為便利。

（2）尾礦庫現(xiàn)狀基本情況。向龍選礦廠尾礦庫2017年年底停止排尾，目前堆置標高+43m，庫內有少量積水。尾礦壩筑壩材料為排土場廢棄土+土工布，壩頂標高+43m，尾礦壩主壩最大壩高約21m，壩頂寬度4m，主壩臺階外坡比1：2.5，總坡比1：4。副壩外坡比分別為1：2.4和1：2.5，壩頂寬度4m ，1號副壩位于尾礦庫西南側，壩高13m。2號副壩位于尾礦庫東南側，壩高6m。尾礦庫庫區(qū)匯水面積0.128km2，庫區(qū)周邊500m范圍內沒有居民。故選擇向龍選礦廠尾礦庫作為馬鞍山一般工業(yè)固廢填埋場場址。按照庫容和壩高分類標準，該庫為五等庫。

表1 選址比選表

3.1.2 馬鞍山超山綠松石礦廢棄采坑

（1）地理位置。馬鞍山市超山綠松石礦位于馬鞍山市南東9km，距銀塘鎮(zhèn)北東約3km處，礦區(qū)東部與山北村、毛家橋村兩個自然村相近。礦區(qū)有礦山公路與鄰近的黃梅山鐵礦及銀塘鎮(zhèn)相通，馬蕪高速公路通過超山東部外圍，常合高速公路通過超山南部外圍。交通便利。

（2）礦山現(xiàn)狀基本情況。超山綠松石礦采用自上而下分臺階露天采礦方法。目前已停產多年，即將進行生態(tài)恢復。超山綠松石礦為凹陷露天采場，目前采場開采最低標高-34m，露天境界封閉圈標高+20m，采坑深度約為50m，采坑上口面積6.50hm2，下口尺寸2.23 hm2。目前采場西北側形成了50-60m的高陡邊幫，需要進行治理。該露天采場距離周邊民居較近，采場東南約40m有兩間民房，已被礦方租用，東20m外分布一些民房。采場東側最近40m為馬蕪高速公路。周圍環(huán)境復雜。

3.1.3 馬鞍山黃梅山鐵礦廢棄采坑

（1）地理位置。黃梅山鐵礦位于銀塘鎮(zhèn)北部，馬蕪高速公路黃梅山隧道西側，礦區(qū)西側緊鄰銀環(huán)路，北側緊鄰002鄉(xiāng)道，交通便利。

（2）礦山現(xiàn)狀基本情況。黃梅山鐵礦隸屬于安徽長江礦業(yè)有限公司，目前采礦證仍處于有效期，坑底尚有100多萬噸礦產尚未開采。采坑占地面積約20km2，目前形成了南北兩個相對獨立的采坑，采坑深度約為60m，坑底現(xiàn)有大量的廢水。采坑北側約300m為馬鞍山軍分區(qū)靶場，西側為長江礦業(yè)礦部和機械廠，東側為黃梅山隧道，南部為銀塘鎮(zhèn)，擬選址300m內有村莊，搬遷難度較大。

3.1.4 項目選址限制性因素分析

主要從占地面積、庫容場場址選擇的環(huán)境保護要求等對擬選場地進行分析。見表1。

4 馬鞍山一般工業(yè)固廢II類堆場主體工程設計

以閉庫后的向龍選礦廠為場址進行馬鞍山一般工業(yè)固廢II類堆場的設計，主體工程設計方案如下。

4.1 填埋庫區(qū)平面布置

整個填埋庫區(qū)呈矩形，東西向長250m，南北向寬410m。填埋庫區(qū)東側為尾礦庫主壩體，西側為凹山總尾礦庫南山凹主壩壩腳集水坑。填埋庫區(qū)通過中間分隔成Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號、Ⅳ號填埋區(qū)，四個區(qū)近似長方形，Ⅰ號填埋區(qū)尺寸為180m×123m，面積2.33萬m3；Ⅱ號填埋區(qū)尺寸為180m×109m，面積1.92萬m3；Ⅲ號填埋區(qū)尺寸為192m×118m，面積1.94萬m3；IV號填埋區(qū)尺寸為192m×114m，面積2.40萬m3。四個填埋區(qū)，各區(qū)均設置獨立的滲瀝液收集與導排系統(tǒng)、地下水收集與導排系統(tǒng)以利于雨污分流。

4.2 設計庫容

根據(jù)填埋庫區(qū)豎向布置論證結果，向龍尾礦庫庫區(qū)頂標高為+43m，尾礦庫外側主壩總外坡比約為1：4.0，壩頂寬度4.5m，1號及2號副壩壩高分別為11m和9m，外坡比分別為1:2.67和1:2.54，壩頂寬度分別為3.7m和5～15m。壩坡面植被良好，且壩體坡比滿足規(guī)范要求。填埋庫區(qū)地基處理后最低點標高+43.5m，最高點標高約+45m，平均為44.5m，填埋封場坡頂標高為61.5m，堆體邊坡平均坡比1:3，采用分層體積累加法進行庫容計算，得到填埋庫區(qū)設計總庫容約107.61×104m3。

4.3 攔擋壩工程

填埋庫區(qū)坡腳修建攔擋壩，攔擋壩壩頂標高+46.5m，壩頂寬度2米，其內外坡坡比均為 1：2，由于地基處理后基礎標高最低+43.5m，最高點標高+45.5m，攔擋壩最大高度3.0m，最小高度1.0m，攔擋壩外側修建排水溝，攔擋壩外側邊坡植草護坡，攔擋壩內坡鋪設1.5mm厚HDPE土工膜防滲。設計攔擋壩為粘土壩，采用機械分層碾壓，攔擋壩填土壓實度≥96%。

4.4 填埋場設計

填埋場經地基處理后最低點標高+43.5m，填埋場四周設置攔擋壩，攔擋壩的頂標高為+45.5m，最大高度為2m，攔擋壩的內外坡坡比為1：2。攔擋壩上部為堆積壩，堆積壩的總高度為15m，填埋場總高度為17m，總體坡比為1:3，尾礦庫的最大高度為20m，總高度為37m，總坡比為1:3.55。

堆積壩分為5個臺階，臺階高度為3m，臺階坡比為1:2，臺階之間預留平臺，平臺寬度為4m，各平臺設錨固溝，平臺內側修建環(huán)庫磚砌排水溝，排水溝內側斷面為40cm×40cm。攔擋壩內坡面鋪設土工膜防滲，堆積壩外坡鋪設土工膜封場。

4.5 滲瀝液調節(jié)池設計

調節(jié)池設置在庫區(qū)西南側與填埋區(qū)交接處。南北方向長50m，東西方向寬20m，占地面積1000m2。通過分析場址地質條件，經計算確定庫區(qū)邊坡的開挖坡度控制在4.4m，采用鋼筋混凝土結構。池底標高+39m，池頂為周邊地面標高+43m，平均深度4m，總容積4000m3，池頂設不銹鋼欄桿。調節(jié)池池底及池壁涂再生膠瀝青(水乳型)防水膜，采用一布兩涂，中間布采用100g/m2聚酯布。

4.6 集水坑治理設計

（1）排水涵管封堵。在排水涵管下游壩前位置，對排水涵管進行封堵，對下游排水涵管進水口進行封堵前，預埋排水管，排水管為2根，排水管采用DN200的UPVC管，排水管伸入涵管段長10.0m，深入段管壁間距80mm進行梅花形打孔，孔徑15mm，管身外包300g/m2加筋土工布?；炷凉酀{在涵管口也采用厚度300mm的C20混凝土砌筑擋墻，然后采用C20自密實稀釋速凝混凝土進行灌漿封堵，封堵段長度5.0m。

（2）排水井加固。對排水井內側底部采用C20混凝土進行加固（留涵管入口），加固至井頂標高，同時作為加高排水井的基座。排水井上采用直徑1.5m的混凝土涵管進行加高，高度9m，高出覆土后的庫尾面1m，并加蓋。

（3）集水坑排水設計。集水坑采用碎石土進行回填（夯填），在凹山總尾礦庫南山凹主壩初期壩+40.0m位置處及現(xiàn)狀排水井頂面處，沿壩坡面鋪設1.5m×1.5m的碎石盲溝坡度1%，內設DN300的排滲盲溝管，凹山總尾礦庫南山凹主壩坡面鋪置500g/m2的土工布，土工布與凹山總尾礦庫南山凹主壩坡面之間鋪設20cm厚卵石保護層。在排水井與凹山總尾礦庫南山凹主壩初期壩之間增設兩條1.5m×1.5m的碎石盲溝，與無砂混凝土涵管相連，用于排出初期壩滲水。在凹山總尾礦庫南山凹主壩右側，與平行于壩體的碎石盲溝出口處挖埋DN600的鋼筋混凝土涵管，管底標高+40m。

4.7 封場設計

封場覆蓋系統(tǒng)的目的是將填埋廢物、滲瀝液和填埋氣包覆起來，同時防止雨水、空氣和動物進入其中。

本次封場設計從上到下敘述如下：

（1）表土層：最少300mm厚耕植土，覆蓋整個最后修復的表面。此層土壤為營養(yǎng)豐富的耕植土。

（2）覆蓋土層：最少 200mm厚粘土，覆蓋整個最后修復的表面。

（3）滲入水防滲層：1mm厚的HDPE膜。

（4）膜下保護土層：填埋場表明滿鋪10cm的粉質粘土保護HDPE膜。

封場后頂面坡度為5%。

5 馬鞍山一般工業(yè)固廢II類堆場的試運行

固廢堆場一期工程按設計施工完成后進入試運行階段，填埋I區(qū)已開始堆存II類一般工業(yè)固體廢棄物，目前運行良好。

6 結語

不進行尾砂回采的尾礦庫閉庫后多直接進行復墾，而以閉庫后的尾礦庫改建作為固廢堆場場址然后進行固廢堆存后再進行閉庫，可以更加充分的利用土地資源，減少尾礦庫的復綠資金。該工程在馬鞍山的成功實施對未來閉庫后尾礦庫的綜合利用具有一定的借鑒作用。