程振兴+王亚军+张德堂
摘 要：本文针对某工业园区历史堆场的现状，进行了废弃物的成分分析及排放量统计，对历史堆场的环境现状进行了分析。其中，合冶金类堆场数量大、种类多、综合利用途径有限，堆存量大、占用土地、直接影响城乡用地功能，而且会对土壤、水体、大气和生态环境造成危害，威胁广大人民群众身体健康，是一种潜在的污染源特点，对拟采用整治方案的可行性分别进行了分析，推荐采用原地整治的方案为最佳方案。
关键词：工业固废 历史堆场 原地整治
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0111-03
某工业园区建设时未配套固体废物处置场，园区企业产生的固体废物堆到山沟内以及沟边周围，形成了目前的历史固废堆场，产生的各类冶金固体废弃物（简称：冶金固废）数量大，种类多，综合利用途径有限，堆存量大，占用土地、直接影响城乡用地功能，而且会对土壤、水体、大气和生态环境造成危害，威胁广大人民群众身体健康，是一种潜在的污染源，因此，对历史堆场进行综合整治非常必要。
本文针对某工业园区历史堆场的现状，进行了废弃物的排放量统计分析，对历史堆场的环境现状进行了分析，结合冶金类堆场的特点，提出了原地整治的方案。
1 固废成分分析及排放量统计
1.1 固废成分分析
1.1.1 硅铁生产
硅铁生产主要原料是硅石、兰炭、球团矿、电极糊等。硅铁渣主要成分为SiO2 35%～40%、Al2O3 20%～30%、CaO 26%～27%、MgO 0.2%～1%、C 2.6%～6.4%。类比其他相应冶炼工艺流程，产生的灰渣一般均属于一般固体废物。
1.1.2 镍铁生产
镍铁生产主要原料是镍矿、烧结矿、石灰石、焦炭等。镍铁渣主要成分为FeO 5.02%、SiO2 51.07%、Al2O3 0.89%、CaO 9.54%、MgO 27.08%、Ni 0.048%。类比其他相应冶炼工艺流程，产生的灰渣均属于一般固体废物。
1.1.3 锰铁生产
锰铁生产主要原料是锰矿、硅铁、石灰、铁矿石、电极糊等。锰铁渣主要成分为SiO2 30.46%～43.43%、MnO 5.78%～22.7%、CaO 25.39%～36.49%、MgO 3.98%～6.76%、FeO 0.42%。类比其他相应冶炼工艺流程，产生的灰渣一般均属于一般固体废物。
1.1.4 电石生产
电石的原料是生石灰和兰炭，在电石炉内依靠电弧高温熔化反应而生成电石，产生的固废主要是除尘灰，成分主要是C 15%～20%、MgO 10%～18%、SiO2 13%、Al2O3 5%、CaO 25%～30%、CaC2 1%～5%。兰炭需要烘干，采用燃煤沸腾炉烘干，炉渣主要成分SiO2 50%～56%、Al2O3 15%～19%、Fe2O3 8%～10%、CaO 5%～8%、MgO 1%～5%。类比其他相应冶炼工艺流程，电石产生的固废均属于一般固体废物。
1.1.5 镁合金生产
镁合金生产采用硅热还原法炼镁生产工艺，是以白云石为原料，用硅铁作还原剂，萤石作催化剂，以间接加热的方式，于真空条件下进行热还原生产金属镁。镁合金冶炼产生的固废主要是还原渣及少量精炼渣。类比其他相应冶炼工艺流程，镁合金还原渣为一般性固废，主要成分为CaO 59%、MgO 7%、SiO2 27%、Fe2O3 5%等。精炼工段使用的熔剂成分主要是KCl、MgCl2、CaCl2、NaCl、MgO等，精炼渣含50%的MgCl2，具有回收价值，企业全部外销回收镁进行综合利用，不堆放。
1.1.6 工业硅生产
工业硅生产原料主要是含SiO2（99%）以及焦油、洗精煤、木片，属于无渣冶炼，固废主要是除尘灰，成分主要是微硅粉，类比其他相应冶炼工艺流程，产生的灰渣一般均属于一般固体废物。
1.2 固废排放量统计
根据园区调研表数据分析，在历史堆场内堆放工业固体废物的企业有24家，这些企业基本是从2003年10开始投产。这些年企业累计产生工业固体废物98.5万t，总体分布情况见表1。2003年至2008年这些企业主要生产电石和硅铁，2008年以后只有4家企业还在生产硅铁，基本维持50%左右的产能进行生产，其他除停产的企业和镁合金、工业硅企业外，均改为镍铁或锰铁生产。从各企业使用原辅材料以及类比相同生产工艺产生的固废成分来看，均属于一般固体废物。这些企业累计产生工业固体废物98.5万t，前些年建材市场景气时，部分固废约30万t进行了综合利用，如硅微粉、电石除尘灰、镍铁炉渣、硅锰炉渣等，目前渣场中遗留大约70万t的固体废物。对历史堆场进行取样分析，检测报告确认历史堆场堆存的废物不属于危险废物；其中部分固废属于Ⅰ类固废，其他废渣的部分pH值、氟化物、铜浓度浸出值超出《污水综合排放标准》值，属于Ⅱ类固废。
2 历史堆场的环境现状分析
根据某园区所处地理位置，及环境状况分析知：某园区处在干旱地区，历史堆场周围环境属于不敏感区域。根据历史堆场钻孔点地下水水质分析来看，亚硝酸盐氮、总硬度、铁超标，其原因与环境背景值有关。且工业园区已对历史堆场内的固废进行了属性鉴别，不属于危险废物。历史堆场属于工业用地，无特殊土地利用规划，项目场址土壤可作为历史废渣填埋场的封场绿化用土，并满足工业类项目用地要求。
历史堆场场內钻探约100m深度范围内的岩性结构从上到下分为素填土、粉土、残积土、泥质粉砂岩、中风化砂岩几个部分，场地内水位埋深约66.5m，历史堆场底部无潜水，并与承压水之间有一层厚度在14～19m强风化泥岩，渗透系数在0.000001～0.00001m/d之间，是承压水和潜水含水层的良好隔水层，具有防渗功能。endprint
在历史堆场上面铺设1.0mm厚高密度聚乙烯防渗膜及排气管，再覆土绿化，同时在历史堆场四周设有截洪沟，能够把雨水和洪水及时排除场外，避免雨水与固废接触后形成渗滤水对地下水造成影响，同时对取土后将形成临时渣场，在沟谷底部铺设土工布、膨润土垫、高密度聚乙烯防渗膜的防渗，避免渗滤液对地下水污染；同时对历史堆场周边设置监控井，监测其渗滤水对地下水的影响，按《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》要求设三个地下水监测井，对地下水进行监控。可保证历史堆场对环境的影响时时监控，已保证历史堆场对环境的影响在可控范围，如果周边地下水受到影响，可第一时间采取措施，将固废倒运至正在规划建设的一般工业固废堆场；其次再通过对历史堆场覆盖绿化可改善历史堆场周边环境。
因此，可对历史堆场可采用就地掩埋覆盖工程措施对历史堆场整治。
3 历史堆场综合整治方案的选择
3.1 整治目标的确定
确定整治目标。
（1）通过覆盖防渗，减少降水渗入固废堆体内，减少产生渗滤液，降低固废对环境的影响。
（2）通过堆体坡面处理和截洪沟的设置，使堆场表面雨水及时外排，避免对堆场的冲刷浸泡，确保堆场安全。
（3）避免固废的扩散及其与人和动物的直接接触，为固废与人群、植物和动物的隔离提供一个物理屏障。
（4）通过场地绿化，防止水土流失，改善环境景观，有效地保护公众的健康和周围环境。
（5）通过气体导排系统，及时排出气体，确保堆场安全；临时堆场设置渗滤液收集系统，确保渗滤液不外排。
（6）通过设置监控井，实时监控堆场对地下水的影响。
3.2 冶金类工业固废处置方法
对于冶金类历史固废堆场，根据国内冶金工业固废的处置情况来看，分为三类方法[1]。
（1）对冶金类工业固废进行资源综合利用[2-4]。
（2）进行就地掩埋覆盖并加以监控。
（3）将现有冶金类历史固废倒运至新建永久性固废处置场进行安全处置。
3.3 历史堆场整治技术方案的选择
3.3.1 历史堆场资源综合利用方案可行性分析
根据历史堆场所处地理位置、现存状况，以及我国提出的“减量化、资源化、无害化”的固体废物污染控制原则，首先选择对历史堆场固废进行资源化综合利用。但是由于园区已建的水泥粉磨站项目、工业废渣综合利用熟料新型水泥项目、混凝土砌块项目、100万t水淬渣微粉加工利用项目、再生100万t水渣微粉项目、水泥项目已全部停产，已不能对现有企业的工业固废进行循环利用。另外，历史固废堆场内固废堆存混乱，已不能满足上述企业综合利用的原料要求。历史堆场覆盖绿化后，对于再产生的固废要求综合利用，只有在受到季节影响的时候，送到临时堆场进行分类堆存以便将来综合利用。
通过以上分析，历史堆场堆存的冶金类固废当前不适合资源综合利用，应采用其他的处置方式。
3.3.2 原地整治方案满足环境要求可行性分析
历史堆场地下水水质分析来看，污染因子为亚硝酸盐氮、总硬度、铁，与环境背景值有关；历史堆场周围环境属于不敏感区域；历史堆场内固废不属于危险废物；历史堆场项目场址土壤可作为历史废渣填埋场的封场绿化用土并满足工业类项目用地要求；历史堆场场底部有一层强风化泥岩，是承压水和潜水含水层的良好隔水层，具有防渗功能。
从环境角度分析，通过工程措施，考虑在历史堆场上面铺设1.0mm厚高密度聚乙烯防渗膜及排气管，再覆土绿化，同时在历史堆场四周设有截洪沟，能够把雨水和洪水及时排除场外，避免雨水与固废接触后形成渗滤水对地下水造成影响。同时对历史堆场周边设三个地下水监测井，对地下水进行监控，保证历史堆场对环境的影响在可控范围，如果地下水受到影响，可第一时间采取措施，将固废倒运至正在规划建设的一般工业固废堆场；其次再通过对历史堆场覆盖绿化可改善历史堆场周边环境质量。
通过以上分析，认为历史堆场堆存的冶金类固废适合原地覆盖整治绿化。
3.3.3 异地整治方案满足环境要求可行性分析
根据园区的现状，拟新建一般冶金二类工业固废堆存场，将历史堆场内的历史固废进行倒运填埋处置，可彻底解决历史堆场内的固废对环境的影响，同时解决新产生固废的堆存问题。倒运清空后的历史堆场进行土地平整绿化。但异地整治具有施工工期长，见效慢，倒运及处理成本高，倒运对环境二次污染严重，操作复杂，仍需再占用新的土地资源，旧有历史堆场仍需要土地平整绿化的缺点。
从环境角度分析，历史堆场堆存的冶金类固废也适合异地倒运整治。
3.4 历史堆场综合整治方案比较
结合历史堆场的现状和工业园区的经济现状，同时考虑园区新产生的冶金二类工业固废的储存，现对历史堆场综合整治方案对比，见表2。
原地整治方案具有施工工期短，见效快，费用低，操作比较容易，总图位置优越，施工过程对环境的二次污染小的优点，建成后可减少对周围环境造成污染，土地资源可得到开发利用等优点。缺点是渗沥液污染虽然可以得到有效控制，但短期内还会有少量渗沥液渗入，存在一定的风险性，需要设置监控井，实时对该堆场进行监控。可保证历史堆场对环境的影响时时监控，如果周边地下水一旦受到影响，可将固废倒运至正在规划建设的一般工业固废堆场；其次再通过对历史堆场覆盖绿化可改善历史堆场周边环境。
异地填埋方案可解决固废的的污染问题，异地整治方案具有施工工期长，见效慢，倒运及处理成本高，倒运过程对环境二次污染严重，操作复杂，需占用新的土地资源，而且旧有历史堆场仍需要土地平整绿化的缺点。
根据原地和异地整治方案的优缺点对比，本方案推荐选取原地整治方案（方案一）对旧有历史堆场进行综合整治，异地整治方案（方案二）作为备选方案。
4 结语
该历史堆场主要为合金类固体废弃物，不属于危险废物，但资源存放混乱，不适合资源化利用。因其且历史堆场底部岩石条件较好，故采用原地整治为最佳方案。异地整治方案虽然具有解决固废污染问题的优势，但需要对倒运后的历史堆场重新整治绿化，工期长、费用高，因此作为备选方案。
参考文献
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[2]孙书晶.钢铁工业固体废弃物資源化途径探析[J].科技创新导报，2017（17）：138-140.
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[4]晓兰，王丹丹，额日德木图.浅析2000—2014年内蒙古工业固体废弃物变化趋势[J].唐山师范学院学报， 2016（5）：55-57.endprint
