铜陵新桥硫铁矿排土场污染分析与治理措施

毕勇超

摘 要：新桥硫铁矿是铜陵市一座较大规模的硫铁矿山，具有悠久的开采历史。该文通过对新桥硫铁矿排土场进行实地调查，从固废和淋溶水两方面污染物入手，通过取样进行特性鉴别，分析对周边环境的影响，并针对性的提出治理措施，具有一定的代表性，对铜陵市同类型矿山的治理和复垦措施提供参考价值。

关键词：新桥硫铁矿排土场；污染分析；治理措施

中图分类号 X751 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）07-0078-3

1 排土场概况

排土场位于矿区外南侧，总面积83.31hm2。整个排土场由堆土区、堆石区、污水调节库3部分组成。排土场是露天开采工程的配套项目，露天采场闭坑后，排土场结束服务。

1.1 排土场堆土区 新桥矿有几十年的开采历史，早期开采未对剥离的表土有足够的重视，部分剥离的土体与围岩、废石等混合堆放在排土场内，现已难以分离。

堆土区位于排土场北侧，为土方堆放相对集中的区域，土源为历年露天开采及道路建设剥离的土方堆放而成，堆放面积2.80hm2。土体堆放厚度约7～10m，土方估算约28万m3。堆放区土体中混入的砾石含量较高，目前土体上生长着乔、草本多种植被（松树及茅草等），土体仍可满足植被生长。

1.2 排土场堆石区 排土场堆石区面积79.33hm2，设计采用3种增容措施，即外移、加陡、加高，总计增容12.95×106m3。堆石区增容后堆积石长约1600m，宽约480m，高差近160m，体积约63.88×106m3，经计算堆石区尚剩余排废容积为19.81×106m3，基本满足露采场开采至标高-156m排废要求。

排土场堆石区最终排放结构参数：

①外移90m堤坝，外移55m，外坡比1∶1.75（29.75°），内坡和原90m坝外坡结合面刨毛处理，分层碾压，厚度2m，清基后最大段高44m；

②90～120m，外坡比1∶1.5（33.69°），分层碾压，110m以下分层厚度2m，110～120m分层厚度5m，段高30m；

③120～150m，台阶外坡比1∶1.5（33.69°），分层碾压，厚度5m，段高30m；

④150～180m，台阶外坡比1∶1.5（33.69°），段高30m；

⑤180～200m，台阶外坡比1∶1.5（33.69°），段高20m；

⑥200～215m，台阶外坡比1∶1.5（33.69°），段高15m。

1.3 排土场污水调节库 污水调节库依据天然地形建在排土场西侧坡脚前，库容0.753×106m3，主体构筑物有拦污坝、溢洪隧道等，面积1.18hm2。

污水调节库按50年一遇洪水计算洪峰流量14.03m3/s，调节库蓄水能力75.3×103m3，另外加上60m排土堆石体内空隙蓄水能力19.4×103m3，大于设计日洪水总量89.9×103m3。设计洪水位标高58.5m，溢洪隧道标高亦为58.5m，泄流量23.88m3/s，经调洪演算满足排土场区泄洪能力要求。

污水调节库、拦污坝进行防渗漏处理，主要措施为在库内应水坡、左右岸一定范围内铺焊高密度聚乙烯防渗膜。施工工艺为库内抽水清淤-两岸削坡-基底整平-鋪焊高密度聚乙烯-灌注砼压边。

2 排土场污染分析

2.1 排土场固废污染

2.1.1 固废来源及产生量 排土场固体废物的主要来源是采矿过程产生的废石、污水处理站污泥以及少量的生活垃圾。

2.1.1.1 开采废石 矿山开采废石主要为砂质页岩，闪长岩、栖霞灰岩和船山灰岩等，成分是石英，其次是方解石等，根据统计数据，产生量约为2.37×106t/a，堆置于排土场，部分用于土石方平衡及工程基建。

2.1.1.2 污水处理站污泥 根据调查，矿山污水处理过程中产生的污泥量约为73000t/a。污泥经压滤机脱水后，送至排土场堆存。

2.1.1.3 生活垃圾 生活垃圾主要包括废弃的各种生活用品以及饮食垃圾，其主要的成分可分为有机物和无机物两大类，有机物主要是果皮、蔬菜、剩余饭菜等厨余物及碎纸屑、塑料等；无机物垃圾主要是灰渣、玻璃、陶瓷、金属等。

本项目生活垃圾产生量66.65t/a，送到固定点，并定期由当地环卫管理部门统一处理、处置。

2.1.2 固废污染分析 依据《国家危险废物名录》的识别，生活垃圾为一般固体废物。现场调查后，分别对废石、污水处理站污泥取样进行特性鉴别，开采废石分析鉴别结果如表1所示，污水处理站污泥分析鉴别结果见表2所示。

根据分析结果，依据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599—2001），对照《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中的最高允许排放浓度、pH限值、《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》（GB 5085.1—2007）以及《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB 5085.3—2007）判断，矿山开采废石属第Ⅰ类一般工业固体废物，不属于危险废物，对于周围环境影响较小。

污水处理站污泥主要为含硫酸钙泥渣、未有效利用的中和剂石灰以及少量重金属氢氧化物沉淀。考虑排土场产生酸性废水，污泥中的重金属氢氧化物沉淀在酸性废水条件下，重金属重新进入水环境，易引发环境污染及增加污水处理站负荷，将生活垃圾按相关规定分类收集后，送到固定点，并定期由当地环卫管理部门统一处理、处置。

2.2 排土场淋溶水

2.2.1 水量 经现场调查分析，在非暴雨季节，正常情况下排土场淋溶废水每日泵送至污水处理站的平均工作时间约为6h，水泵的铭牌流量为288m3/h，实际流量按铭牌流量的80%计，则日平均排土场淋溶废水的产生量约为1400m3/d。

由于无有效的统计资料，本次评价根据多年铜陵市降雨统计表，以每年的4—9月为雨季，雨季日平均降雨量取值14.10mm。降雨径流汇水面积取值55.0hm2，考虑排土场120m、150m平台坡顶及终了排土场顶部设置了浆砌片石排水沟，能够迅速排出排土场表面的雨水。根据排土场运行的经验，一般渗入系数在0.2～0.3，取不利情况，本次评价取值0.3。计算得到雨季平均降雨水量为2316.5m3/d，雨水产生量5405.17m3/d。按50年一遇洪水计算，排土场最大24小时淋溶废水量为3.0×104m3，排土场最大24小时雨水产生量为7.0×104m3。

2.2.2 水质参数 针对排土场淋溶水进行了现状检测，检测结果如表3所示。

从表3可以看出，排土场淋溶水水质为酸性工业废水，排放指标中多项目指标超过《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中一级标准的要求，不能直排，需要进污水处理站处理。

3 治理措施

3.1 污水处理站污泥 对现有污水处理站污泥压滤后掺入江砂中与水泥和水根據设计确定的配比和料浆浓度进行井下充填处理。充填系统可采用一期西翼延伸地下开采工程井下充填系统，降低污泥中重金属浸出环境风险。

3.2 排土场淋溶水 利用现有污水调节库，承接排土场废渣淋溶水，最后管道输送至污水处理站处理，达标后排放。随着排土场逐渐实现全面复垦，酸性废水的产生量将逐渐减小，若干年后，基本不产生酸性废水。

3.3 排土场全面复垦 排土场服务期结束后，进行全面复垦，挖坑种树、边坡绿化并完善截排水设施。排土场平台区挖坑种植乔木，乔木树种选择耐酸、耐铜性较好的刺槐，边坡藤蔓树种选择爬山虎，进行掩盖式复绿。乔木种植密度为2500株/hm2，树坑规格为0.8m×0.8m×0.8m（长×宽×深），树坑覆土后在周围100cm2的范围内覆土培大土堆，厚度30cm。

通过以上措施，排土场废渣、废水对周围环境的影响将大大减小直至消失。排土场的复垦不仅仅解决了土地压占和污染等生态环境问题，复垦后树木成材也能创造一定的经济价值。

参考文献

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[3]王英辉，祁士华，陈学军.金属矿山废弃地重金属污染的植物修复治理技术[J].中国矿业，2006（10）：67-71.

[4]任万古.德兴铜矿酸性废水处理实践[J].采矿技术，2002（2）：57-59.

（责编：施婷婷）