工業(yè)固廢歷史堆場(chǎng)綜合整治方案方法探討

1、 工業(yè)固廢歷史堆場(chǎng)綜合整治方案方法探討 程振興+王亞軍+張德堂摘 要：本文針對(duì)某工業(yè)園區(qū)歷史堆場(chǎng)的現(xiàn)狀，進(jìn)行了廢棄物的成分分析及排放量統(tǒng)計(jì)，對(duì)歷史堆場(chǎng)的環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。其中，合冶金類堆場(chǎng)數(shù)量大、種類多、綜合利用途徑有限，堆存量大、占用土地、直接影響城鄉(xiāng)用地功能，而且會(huì)對(duì)土壤、水體、大氣和生態(tài)環(huán)境造成危害，威脅廣大人民群眾身體健康，是一種潛在的污染源特點(diǎn)，對(duì)擬采用整治方案的可行性分別進(jìn)行了分析，推薦采用原地整治的方案為最佳方案。Key：工業(yè)固廢 歷史堆場(chǎng) 原地整治：X705 ：A ：1674-098X（2017）10（b）-0111-03某工業(yè)園區(qū)建設(shè)時(shí)未配套固體廢物處置場(chǎng)，園區(qū)企業(yè)產(chǎn)生的固

2、體廢物堆到山溝內(nèi)以及溝邊周圍，形成了目前的歷史固廢堆場(chǎng)，產(chǎn)生的各類冶金固體廢棄物（簡(jiǎn)稱：冶金固廢）數(shù)量大，種類多，綜合利用途徑有限，堆存量大，占用土地、直接影響城鄉(xiāng)用地功能，而且會(huì)對(duì)土壤、水體、大氣和生態(tài)環(huán)境造成危害，威脅廣大人民群眾身體健康，是一種潛在的污染源，因此，對(duì)歷史堆場(chǎng)進(jìn)行綜合整治非常必要。本文針對(duì)某工業(yè)園區(qū)歷史堆場(chǎng)的現(xiàn)狀，進(jìn)行了廢棄物的排放量統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)歷史堆場(chǎng)的環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，結(jié)合冶金類堆場(chǎng)的特點(diǎn)，提出了原地整治的方案。1 固廢成分分析及排放量統(tǒng)計(jì)1.1 固廢成分分析1.1.1 硅鐵生產(chǎn)硅鐵生產(chǎn)主要原料是硅石、蘭炭、球團(tuán)礦、電極糊等。硅鐵渣主要成分為SiO2 35%40%、A

3、l2O3 20%30%、CaO 26%27%、MgO 0.2%1%、C 2.6%6.4%。類比其他相應(yīng)冶煉工藝流程，產(chǎn)生的灰渣一般均屬于一般固體廢物。1.1.2 鎳鐵生產(chǎn)鎳鐵生產(chǎn)主要原料是鎳礦、燒結(jié)礦、石灰石、焦炭等。鎳鐵渣主要成分為FeO 5.02%、SiO2 51.07%、Al2O3 0.89%、CaO 9.54%、MgO 27.08%、Ni 0.048%。類比其他相應(yīng)冶煉工藝流程，產(chǎn)生的灰渣均屬于一般固體廢物。1.1.3 錳鐵生產(chǎn)錳鐵生產(chǎn)主要原料是錳礦、硅鐵、石灰、鐵礦石、電極糊等。錳鐵渣主要成分為SiO2 30.46%43.43%、MnO 5.78%22.7%、CaO 25.39%36

4、.49%、MgO 3.98%6.76%、FeO 0.42%。類比其他相應(yīng)冶煉工藝流程，產(chǎn)生的灰渣一般均屬于一般固體廢物。1.1.4 電石生產(chǎn)電石的原料是生石灰和蘭炭，在電石爐內(nèi)依靠電弧高溫熔化反應(yīng)而生成電石，產(chǎn)生的固廢主要是除塵灰，成分主要是C 15%20%、MgO 10%18%、SiO2 13%、Al2O3 5%、CaO 25%30%、CaC2 1%5%。蘭炭需要烘干，采用燃煤沸騰爐烘干，爐渣主要成分SiO2 50%56%、Al2O3 15%19%、Fe2O3 8%10%、CaO 5%8%、MgO 1%5%。類比其他相應(yīng)冶煉工藝流程，電石產(chǎn)生的固廢均屬于一般固體廢物。1.1.5 鎂合金生產(chǎn)鎂

5、合金生產(chǎn)采用硅熱還原法煉鎂生產(chǎn)工藝，是以白云石為原料，用硅鐵作還原劑，螢石作催化劑，以間接加熱的方式，于真空條件下進(jìn)行熱還原生產(chǎn)金屬鎂。鎂合金冶煉產(chǎn)生的固廢主要是還原渣及少量精煉渣。類比其他相應(yīng)冶煉工藝流程，鎂合金還原渣為一般性固廢，主要成分為CaO 59%、MgO 7%、SiO2 27%、Fe2O3 5%等。精煉工段使用的熔劑成分主要是KCl、MgCl2、CaCl2、NaCl、MgO等，精煉渣含50%的MgCl2，具有回收價(jià)值，企業(yè)全部外銷回收鎂進(jìn)行綜合利用，不堆放。1.1.6 工業(yè)硅生產(chǎn)工業(yè)硅生產(chǎn)原料主要是含SiO2（99%）以及焦油、洗精煤、木片，屬于無(wú)渣冶煉，固廢主要是除塵灰，成分主要

6、是微硅粉，類比其他相應(yīng)冶煉工藝流程，產(chǎn)生的灰渣一般均屬于一般固體廢物。1.2 固廢排放量統(tǒng)計(jì)根據(jù)園區(qū)調(diào)研表數(shù)據(jù)分析，在歷史堆場(chǎng)內(nèi)堆放工業(yè)固體廢物的企業(yè)有24家，這些企業(yè)基本是從2003年10開(kāi)始投產(chǎn)。這些年企業(yè)累計(jì)產(chǎn)生工業(yè)固體廢物98.5萬(wàn)t，總體分布情況見(jiàn)表1。2003年至2008年這些企業(yè)主要生產(chǎn)電石和硅鐵，2008年以后只有4家企業(yè)還在生產(chǎn)硅鐵，基本維持50%左右的產(chǎn)能進(jìn)行生產(chǎn)，其他除停產(chǎn)的企業(yè)和鎂合金、工業(yè)硅企業(yè)外，均改為鎳鐵或錳鐵生產(chǎn)。從各企業(yè)使用原輔材料以及類比相同生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的固廢成分來(lái)看，均屬于一般固體廢物。這些企業(yè)累計(jì)產(chǎn)生工業(yè)固體廢物98.5萬(wàn)t，前些年建材市場(chǎng)景氣時(shí)，部分固

7、廢約30萬(wàn)t進(jìn)行了綜合利用，如硅微粉、電石除塵灰、鎳鐵爐渣、硅錳爐渣等，目前渣場(chǎng)中遺留大約70萬(wàn)t的固體廢物。對(duì)歷史堆場(chǎng)進(jìn)行取樣分析，檢測(cè)報(bào)告確認(rèn)歷史堆場(chǎng)堆存的廢物不屬于危險(xiǎn)廢物；其中部分固廢屬于類固廢，其他廢渣的部分pH值、氟化物、銅濃度浸出值超出污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)值，屬于類固廢。2 歷史堆場(chǎng)的環(huán)境現(xiàn)狀分析根據(jù)某園區(qū)所處地理位置，及環(huán)境狀況分析知：某園區(qū)處在干旱地區(qū)，歷史堆場(chǎng)周圍環(huán)境屬于不敏感區(qū)域。根據(jù)歷史堆場(chǎng)鉆孔點(diǎn)地下水水質(zhì)分析來(lái)看，亞硝酸鹽氮、總硬度、鐵超標(biāo)，其原因與環(huán)境背景值有關(guān)。且工業(yè)園區(qū)已對(duì)歷史堆場(chǎng)內(nèi)的固廢進(jìn)行了屬性鑒別，不屬于危險(xiǎn)廢物。歷史堆場(chǎng)屬于工業(yè)用地，無(wú)特殊土地利用規(guī)劃，項(xiàng)目

8、場(chǎng)址土壤可作為歷史廢渣填埋場(chǎng)的封場(chǎng)綠化用土，并滿足工業(yè)類項(xiàng)目用地要求。歷史堆場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)鉆探約100m深度范圍內(nèi)的巖性結(jié)構(gòu)從上到下分為素填土、粉土、殘積土、泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化砂巖幾個(gè)部分，場(chǎng)地內(nèi)水位埋深約66.5m，歷史堆場(chǎng)底部無(wú)潛水，并與承壓水之間有一層厚度在1419m強(qiáng)風(fēng)化泥巖，滲透系數(shù)在0.0000010.00001m/d之間，是承壓水和潛水含水層的良好隔水層，具有防滲功能。endprint在歷史堆場(chǎng)上面鋪設(shè)1.0mm厚高密度聚乙烯防滲膜及排氣管，再覆土綠化，同時(shí)在歷史堆場(chǎng)四周設(shè)有截洪溝，能夠把雨水和洪水及時(shí)排除場(chǎng)外，避免雨水與固廢接觸后形成滲濾水對(duì)地下水造成影響，同時(shí)對(duì)取土后將形成臨時(shí)渣場(chǎng)，

9、在溝谷底部鋪設(shè)土工布、膨潤(rùn)土墊、高密度聚乙烯防滲膜的防滲，避免滲濾液對(duì)地下水污染；同時(shí)對(duì)歷史堆場(chǎng)周邊設(shè)置監(jiān)控井，監(jiān)測(cè)其滲濾水對(duì)地下水的影響，按一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)三個(gè)地下水監(jiān)測(cè)井，對(duì)地下水進(jìn)行監(jiān)控。可保證歷史堆場(chǎng)對(duì)環(huán)境的影響時(shí)時(shí)監(jiān)控，已保證歷史堆場(chǎng)對(duì)環(huán)境的影響在可控范圍，如果周邊地下水受到影響，可第一時(shí)間采取措施，將固廢倒運(yùn)至正在規(guī)劃建設(shè)的一般工業(yè)固廢堆場(chǎng)；其次再通過(guò)對(duì)歷史堆場(chǎng)覆蓋綠化可改善歷史堆場(chǎng)周邊環(huán)境。因此，可對(duì)歷史堆場(chǎng)可采用就地掩埋覆蓋工程措施對(duì)歷史堆場(chǎng)整治。3 歷史堆場(chǎng)綜合整治方案的選擇3.1 整治目標(biāo)的確定確定整治目標(biāo)。（1）通過(guò)覆蓋防滲，減少降水滲入固廢

10、堆體內(nèi)，減少產(chǎn)生滲濾液，降低固廢對(duì)環(huán)境的影響。（2）通過(guò)堆體坡面處理和截洪溝的設(shè)置，使堆場(chǎng)表面雨水及時(shí)外排，避免對(duì)堆場(chǎng)的沖刷浸泡，確保堆場(chǎng)安全。（3）避免固廢的擴(kuò)散及其與人和動(dòng)物的直接接觸，為固廢與人群、植物和動(dòng)物的隔離提供一個(gè)物理屏障。（4）通過(guò)場(chǎng)地綠化，防止水土流失，改善環(huán)境景觀，有效地保護(hù)公眾的健康和周圍環(huán)境。（5）通過(guò)氣體導(dǎo)排系統(tǒng)，及時(shí)排出氣體，確保堆場(chǎng)安全；臨時(shí)堆場(chǎng)設(shè)置滲濾液收集系統(tǒng)，確保滲濾液不外排。（6）通過(guò)設(shè)置監(jiān)控井，實(shí)時(shí)監(jiān)控堆場(chǎng)對(duì)地下水的影響。3.2 冶金類工業(yè)固廢處置方法對(duì)于冶金類歷史固廢堆場(chǎng)，根據(jù)國(guó)內(nèi)冶金工業(yè)固廢的處置情況來(lái)看，分為三類方法1。（1）對(duì)冶金類工業(yè)固廢進(jìn)行資

11、源綜合利用2-4。（2）進(jìn)行就地掩埋覆蓋并加以監(jiān)控。（3）將現(xiàn)有冶金類歷史固廢倒運(yùn)至新建永久性固廢處置場(chǎng)進(jìn)行安全處置。3.3 歷史堆場(chǎng)整治技術(shù)方案的選擇3.3.1 歷史堆場(chǎng)資源綜合利用方案可行性分析根據(jù)歷史堆場(chǎng)所處地理位置、現(xiàn)存狀況，以及我國(guó)提出的“減量化、資源化、無(wú)害化”的固體廢物污染控制原則，首先選擇對(duì)歷史堆場(chǎng)固廢進(jìn)行資源化綜合利用。但是由于園區(qū)已建的水泥粉磨站項(xiàng)目、工業(yè)廢渣綜合利用熟料新型水泥項(xiàng)目、混凝土砌塊項(xiàng)目、100萬(wàn)t水淬渣微粉加工利用項(xiàng)目、再生100萬(wàn)t水渣微粉項(xiàng)目、水泥項(xiàng)目已全部停產(chǎn)，已不能對(duì)現(xiàn)有企業(yè)的工業(yè)固廢進(jìn)行循環(huán)利用。另外，歷史固廢堆場(chǎng)內(nèi)固廢堆存混亂，已不能滿足上述企業(yè)綜

12、合利用的原料要求。歷史堆場(chǎng)覆蓋綠化后，對(duì)于再產(chǎn)生的固廢要求綜合利用，只有在受到季節(jié)影響的時(shí)候，送到臨時(shí)堆場(chǎng)進(jìn)行分類堆存以便將來(lái)綜合利用。通過(guò)以上分析，歷史堆場(chǎng)堆存的冶金類固廢當(dāng)前不適合資源綜合利用，應(yīng)采用其他的處置方式。3.3.2 原地整治方案滿足環(huán)境要求可行性分析歷史堆場(chǎng)地下水水質(zhì)分析來(lái)看，污染因子為亞硝酸鹽氮、總硬度、鐵，與環(huán)境背景值有關(guān)；歷史堆場(chǎng)周圍環(huán)境屬于不敏感區(qū)域；歷史堆場(chǎng)內(nèi)固廢不屬于危險(xiǎn)廢物；歷史堆場(chǎng)項(xiàng)目場(chǎng)址土壤可作為歷史廢渣填埋場(chǎng)的封場(chǎng)綠化用土并滿足工業(yè)類項(xiàng)目用地要求；歷史堆場(chǎng)場(chǎng)底部有一層強(qiáng)風(fēng)化泥巖，是承壓水和潛水含水層的良好隔水層，具有防滲功能。從環(huán)境角度分析，通過(guò)工程措施，考

13、慮在歷史堆場(chǎng)上面鋪設(shè)1.0mm厚高密度聚乙烯防滲膜及排氣管，再覆土綠化，同時(shí)在歷史堆場(chǎng)四周設(shè)有截洪溝，能夠把雨水和洪水及時(shí)排除場(chǎng)外，避免雨水與固廢接觸后形成滲濾水對(duì)地下水造成影響。同時(shí)對(duì)歷史堆場(chǎng)周邊設(shè)三個(gè)地下水監(jiān)測(cè)井，對(duì)地下水進(jìn)行監(jiān)控，保證歷史堆場(chǎng)對(duì)環(huán)境的影響在可控范圍，如果地下水受到影響，可第一時(shí)間采取措施，將固廢倒運(yùn)至正在規(guī)劃建設(shè)的一般工業(yè)固廢堆場(chǎng)；其次再通過(guò)對(duì)歷史堆場(chǎng)覆蓋綠化可改善歷史堆場(chǎng)周邊環(huán)境質(zhì)量。通過(guò)以上分析，認(rèn)為歷史堆場(chǎng)堆存的冶金類固廢適合原地覆蓋整治綠化。3.3.3 異地整治方案滿足環(huán)境要求可行性分析根據(jù)園區(qū)的現(xiàn)狀，擬新建一般冶金二類工業(yè)固廢堆存場(chǎng)，將歷史堆場(chǎng)內(nèi)的歷史固廢進(jìn)行倒

14、運(yùn)填埋處置，可徹底解決歷史堆場(chǎng)內(nèi)的固廢對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)解決新產(chǎn)生固廢的堆存問(wèn)題。倒運(yùn)清空后的歷史堆場(chǎng)進(jìn)行土地平整綠化。但異地整治具有施工工期長(zhǎng)，見(jiàn)效慢，倒運(yùn)及處理成本高，倒運(yùn)對(duì)環(huán)境二次污染嚴(yán)重，操作復(fù)雜，仍需再占用新的土地資源，舊有歷史堆場(chǎng)仍需要土地平整綠化的缺點(diǎn)。從環(huán)境角度分析，歷史堆場(chǎng)堆存的冶金類固廢也適合異地倒運(yùn)整治。3.4 歷史堆場(chǎng)綜合整治方案比較結(jié)合歷史堆場(chǎng)的現(xiàn)狀和工業(yè)園區(qū)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，同時(shí)考慮園區(qū)新產(chǎn)生的冶金二類工業(yè)固廢的儲(chǔ)存，現(xiàn)對(duì)歷史堆場(chǎng)綜合整治方案對(duì)比，見(jiàn)表2。原地整治方案具有施工工期短，見(jiàn)效快，費(fèi)用低，操作比較容易，總圖位置優(yōu)越，施工過(guò)程對(duì)環(huán)境的二次污染小的優(yōu)點(diǎn)，建成后可減少

15、對(duì)周圍環(huán)境造成污染，土地資源可得到開(kāi)發(fā)利用等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是滲瀝液污染雖然可以得到有效控制，但短期內(nèi)還會(huì)有少量滲瀝液滲入，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，需要設(shè)置監(jiān)控井，實(shí)時(shí)對(duì)該堆場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控?？杀ＷC歷史堆場(chǎng)對(duì)環(huán)境的影響時(shí)時(shí)監(jiān)控，如果周邊地下水一旦受到影響，可將固廢倒運(yùn)至正在規(guī)劃建設(shè)的一般工業(yè)固廢堆場(chǎng)；其次再通過(guò)對(duì)歷史堆場(chǎng)覆蓋綠化可改善歷史堆場(chǎng)周邊環(huán)境。異地填埋方案可解決固廢的的污染問(wèn)題，異地整治方案具有施工工期長(zhǎng)，見(jiàn)效慢，倒運(yùn)及處理成本高，倒運(yùn)過(guò)程對(duì)環(huán)境二次污染嚴(yán)重，操作復(fù)雜，需占用新的土地資源，而且舊有歷史堆場(chǎng)仍需要土地平整綠化的缺點(diǎn)。根據(jù)原地和異地整治方案的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，本方案推薦選取原地整治方案（方案一）對(duì)舊有歷史堆場(chǎng)進(jìn)行綜合整治，異地整治方案（方案二）作為備選方案。4 結(jié)語(yǔ)該歷史堆場(chǎng)主要為合金類固體廢棄物，不屬于危險(xiǎn)廢物，但資源存放混亂，不適合資源化利用。因其且歷史堆場(chǎng)底部巖石條件較好，故采用原地整治為最佳方案。異地整治方案雖然具有解決固廢污染問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)，但需要對(duì)倒運(yùn)后的歷史堆場(chǎng)重新整治綠化，工期長(zhǎng)、費(fèi)用高，因此作為備選方案。Reference1 夏仕兵，李振猛，周屹.工業(yè)固體廢物資源綜合利用現(xiàn)狀及展望分析J.低碳世界，2016（25）：18-19.2 孫書(shū)晶.鋼鐵工業(yè)固體廢棄物資源化途徑探析J.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017（17）：138-140.3 張壽榮，張衛(wèi)東.中國(guó)鋼