贵州省某磷石膏渣场渗漏治理设计及效果分析

肖雄 杨军 何柳

摘要：本文以贵州某磷石膏渣场渗漏治理工程为例，简要介绍了该渣场的概况及采取的渗漏治理设计方案，并对渣场治理后的效果进行了分析研究。本文对类似固废堆场的渗漏治理工程具有一定的参考价值。

关键词：磷石膏渣场，渗漏治理，治理效果

1 引言

经过几十年的发展，我国现已成为全球产量第一的磷肥生产大国，正逐步向磷肥强国迈进。磷酸生产过程的副产物磷石膏，其主要成分为二水硫酸钙，除此之外还含有很多对环境有害的杂质，如磷、氟、有机物、碱金属元素等[1]。

因消除有害杂质困难、综合利用成本高、离消费市场距离远、市场接受度不高、磷化工分散不集中等因素导致我国磷石膏综合利用比例较低。据统计，我国目前磷石膏堆存量已超过6亿吨，资源化率约40%[2]，每年有超过5000万吨磷石膏净增量集中堆存于渣场内[3]。

根据《磷石膏库安全技术规程》（AQ 2059-2016）[4]，渣场应设置完善的防渗设施，应满足第Ⅱ类一般工业固体废物污染控制标准要求。目前渣场全场底铺设水平防渗最多见。而多数水平防渗结构是以HDPE土工膜（高密度聚乙烯膜）为主防渗材料的复合防渗结构，其完整性直接决定渣场是否会渗漏，而完整性取决于材料质量、基础处理、施工水平及运行管理水平等要求较高，这就导致了磷石膏渣场或多或少存在破损渗漏问题，本渣场就是其中之一。

2 渣场概述

2.1 工程概况

本磷石膏渣场位于贵州省开阳县，是为解决企业磷氨产业副产物磷石膏堆存问题而配套建设的附属设施。根据原设计，本渣场终期总库容为507万方，总堆存标高为77m。企业计划年入库磷石膏渣量约65万吨（约50万方），本渣场的服务年限为10.1年。

渣场所在沟谷北高南低，长度方向约1100m，该渣场按高程分两期建设，其中1445.0m标高以下为一期，1445.0m标高以上为二期。一期在水平方向分成A、B两区（上游为A区，下游为B区），两区中间设分区坝。

目前，渣场只使用了一期A区的下半段，A区上半段边坡开挖已经完成，周边拦挡设施已经完成，但尚未铺设水平防渗膜。一期B区还维持着原始地貌，尚未进行工程建设，但其末端已修建有一集渗池及泵房，渣场被污染的水体被收集进入集渗池后，再泵回至化工厂进行循环使用。

在渣场的东北侧修筑有初期坝，坝型为碾压土石坝，坝顶标高为1445m;在库区东南侧修筑有副坝，坝型为碾压土石坝，坝顶标高1435m;在库区西南侧修筑有分区坝，坝型为碾压土石坝，坝顶标高为1415m。磷石膏渣场主要设施平面布置见图1。

2.2 渣场污染状况

根据业主委托第三方开展的水质监测成果分析，本渣场位于集渗池下游、集渗池上游、副坝下游和初期坝下游的水质监测井中总磷浓度（见表1）均大大超过了《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）对Ⅲ类水体的要求（总磷不超过0.2mg/L，氟化物不超过1.0mg/L），氟化物也出现超标情况。

3 设计方案

根据渣场水文地质情况及污染现状，本渣场渗漏治理主要设计方案如下：

1）在堆渣区上游拦挡坝位置修筑一道粘土坝，并在坝基内设置防渗齿槽;

2）在南侧分区坝的下游新建地下垂直防渗帷幕，以及地下水抽排井，防止被污染的水体向下游渗漏，并收集被污染的水体，然后用泵直接抽排至下游集渗池;

3）在坝坝顶新建地下垂直防渗帷幕防止库内污染水体向该处低邻谷渗漏;

4）对目前磷石膏堆存区进行临时封场，渣场表面铺膜覆土，封场的土工膜与边坡原土工膜焊接在一起，将磷石膏全部包裹在土工膜内，降落到渣场区域的雨水通过现有截水沟排至库外，防止雨水被污染，减少被污染的水量。

5）在渣场上游A区未使用的库区内，新建一条集水槽，收集地下清水后用泵抽排至下游;新建一個后期渗滤液抽排井，渗滤液用泵抽排至下游调蓄池。

4 治理效果分析

经过治理，业主再次委托第三方监测机构开展渣场水质监测成果，本渣场位于集渗池下游、集渗池上游、副坝下游和初期坝下游的水质监测井中总磷、氟化物浓度（见表2）较治理前大幅降低，且均能达到地表水Ⅲ类标准。

5 结语

通过对该渣场进行系统治理，该渣场的渗漏情况及周边污染情况得到了明显改善，本工程取得了预定的目标。本项目的实施可为类似固废堆场渗漏治理提供有益经验。

参考文献

[1]武新民，杨再银.磷石膏综合利用现状和展望[J].硫酸工业，2017（8）：18-21.

[2]夏举佩.磷石膏用作建筑材料的瓶颈与关键技术[J].磷肥与复肥，2020，35（11）：6

[3]蒋建亚，张苏花，付旭东，孙浩.磷化工废渣磷石膏的特性及其资源化利用[J].山西建筑，2021，47（09）：1-4

[4]磷石膏库安全技术规程：AQ 2059-2016[S].2016.

作者简介：肖雄（1989-），男，湖南华容人，水工结构工程师，长期致力于工业固废堆存相关的安全和环保研究。