马鞍山市某地块固体废物处置技术方案研究*

李香梅 郑海军3

（1．中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司；2．国家环境保护矿山固体废物处理与处置工程技术中心）

随着经济社会的发展，人民对于生态环境的要求日益增长，对生态环境的保护与修复日益迫切。近年来，固体废物长期堆存的问题十分突出，占用土地资源，污染土壤和水质，对环境存在巨大的威胁。本项目以马鞍山市某地块固体废物堆存场地为研究对象，经过实地考察和多种技术手段勘探，对该固体废物堆存场地进行研判和评估［1-5］，为解决该地长期堆存的固体废物问题提供解决方案，也为国内同类地块固体废物堆存问题提供参考。

1 固废场地概况

1.1 固废场地现场踏勘

通过现场走访调查，该地块固体废物堆存场地距离马鞍山市区约15 km，紧邻南京市江宁区，南北跨度约350 m，东西跨度约460 m，占地面积约70 062 m2（105亩），场地主要包括水田、旱地、坑塘水面和林地等，其中耕地（水田和旱地）面积为12 434.39 m2，其他性质用地面积为57 627.82 m2，如表1所示。场地周围分布的敏感区域有村庄及河流等，500 m范围内无主要敏感区域；1 000 m范围内主要敏感目标为多个村庄；下游约800 m有1条河流。地块周边均为林地或农田，周边500 m范围内未见工业企业或其他明显污染源。踏勘可见，该场地目前已进行植被复垦，场地内的汇水区呈红褐色，无明显刺激性气味，场地表面及周边设置排水沟。

1.2 固废来源调查

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从地理历史影像图中得知，该地块原为一自然沟道，2006年，场地主要由坑塘、植被及林木构成，未见固体废物填埋情况；2017年7月，明显可见场地西南区域以及场地内的坑塘逐渐出现固体废物填埋和压占现象，林地逐渐退化；2019年3月，场地基本已被固体废物压占或损毁，林地基本消失；场地内填埋的固态物质主要来自于废水处理污泥，场地内可见已开展植被复垦工作。

2 固废堆存及属性调查

2.1 固体废物属性调查结果

参照《工业固体废物采样制样技术规范》（HJ/T 20—1998）、《场地环境调查技术导则》（HJ 25.1—2014）等相关标准和技术规范，采用系统布点法和分层采样法相结合的方法布设59个点位，每个点位分上层、中层和下层3层采集样品，共计采集177份钛石膏固体废物样品。同时，根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB 18599—2001），按照《固体废物浸出毒性浸出方法翻转法》（GB 5086.1—1997）要求，制成小样或大样进行检测分析。

为了进一步明确该地块钛石膏的类别归属，固体废物样品经过《污水综合排放标准》（GB 8978—2002）中第一类污染物和第二类污染物的初筛分析，并根据无机XRF全扫及有机GC-MS全扫结果，结合企业主要原辅材料，确定pH、总锌、总铜、总铬、总镉、总砷、总锰、氟化物、挥发酚、苯酚和邻苯二甲酸二丁酯为正式鉴别指标。

比对《污水综合排放标准》（GB 8978—1996），177份小样的主要污染物包括砷、铜、锰、锌、氟化物、挥发酚、邻苯二甲酸二丁酯和石油类等指标均低于标准限值，由于我国尚未建立一般工业固体废物以小样为份样的分类判别方法，因此，借鉴《危险废物鉴别技术规范》（HJ/T 298—2007）的判定方法进行判别，超标份样数为6份（包括pH和锰），大样浸出液的pH为7.91，锰的浸出浓度为0.43 mg/L，均低于标准限值。

综上，该简易堆场内填埋处置的是以钛石膏为主的固体废物，其主要污染物均符合《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级排放标准，鉴于色度等常规指标存在部分超标的现象，建议经预处理达标后，可按照第Ⅰ类一般工业固体废物进行管理。

2.2 地球物理勘察结果

本次勘查目的主要是查明场地内主要物性层（钛石膏层）的空间展布情况，并计算其相应的体量。根据本次物探勘探成果及三维空间模型模拟计算了场地内各成分的体积、分布面积及平均厚度。根据主要层位的顶、底界面埋深、展布情况及三维立体模型，利用微积分原理，计算出场地内固体废物体积约为4.53×10 m3，分布面积约为7.0×10 m2，平均厚度为6.48 m。固废在场地范围内基本均有分布，底面埋深整体呈西南深东北浅，最大底面埋深位于南部，约14 m，最小底面埋深位于最北部，约1.0 m；回填土层体积约为1.03×104m3，分布面积约为8.03×103 m2，平均厚度为1.29 m，主要物性层体积、分布面积及平均厚度结果见表2。

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2.3 水文地质调查结果

场地内共布设10个水文观测井，1.5 km范围内共布设6个区域水文备用观测井，分别位于场地东北、东南和正西3个方向。根据本次勘察资料，并结合以往区域成果，根据岩土层的工程地质特征和沉积环境，自上而下分述：①层填埋物顶部0.1～0.2 m为耕植土夹固体废物，稍湿，呈松散状，含植物根系；下部为灰褐色夹棕红色，较湿，可软塑，强度中等，韧性较差，具较强刺鼻性气味；该层水平渗透系数为1.62×103cm/s，中等透水层。②层全风化砂质泥岩呈密实状，水平渗透系数为2.09×104cm/s，富水性较差，渗透性较弱，属于弱透水层。场区内部包气带垂向入渗系数平均为1.08×103cm/s。

2.4 环境质量现状调查结果

（1）场地内无典型的地表径流或汇水区；此外，场地下游区域地表水的环境质量符合《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅳ类标准要求。

（2）场地内的土壤环境质量符合《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）；固体废物的主要污染物锰虽未被纳入土壤标准控制范围，但是，整个场地内土壤中约58%区域锰的含量超出对照点位20%水平。

（3）场地内无典型的地下水含水层；此外，潜在污染区域的地下水符合《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）的Ⅳ类标准要求；下游地下水汇入的地表水汇水区符合《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅳ类标准要求。

综上，现状条件下，场地及周边潜在受污染区域的地表水、土壤和地下水环境质量均符合现行的环境质量标准，环境风险可控。

3 固体废物处置工艺比选

目前，固体废物的主流处置技术为原位处置、焚烧法、填埋处置法和水泥窑协同处置法，4种处置方式的比选见表3。

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该地块不属于以上需要特别保护的区域，从技术的角度分析，原位和异位处置技术均可符合处置需求。由于当地固体废物简易堆场内填埋的固体废物体量大，通过综合利用等方式进行处置的消耗量低。此外，钛石膏以无机组分为主，热值较低，通过焚烧法等技术手段的焚毁去除率低。

4 固体废物清挖方案

基于前期固体废物属性和存量调查、固体废物的处置技术比选，优先采用“固体废物清挖+I类一般固废填埋场填埋处置”。为了保证清挖过程中的机械设备及人员的安全，本次清挖方案总体采用分层、分条带的清挖原则。所清挖物料全部运至固废填埋场填埋。

4.1 清挖前准备工作

该堆场固废主要为钛石膏，夹部分耕植土，稍湿，松散状，含大量植物。固废在场地内均有分布，厚度为0.9～10.5 m，变化较大。下部为灰褐色夹棕红色，强度中等，韧性较差，具较强刺鼻性气味。堆场底部及局部积土主要为黄绿色，成分以粉质黏土为主，含植物根须，夹少量碎石。根据标准贯入试验统计，该固废的标贯击数标准值为3，同时参考该固废的力学指标，该固废力学性质较差，属于淤泥质土的范畴。堆场四周已布设环场排水沟（局部有淤堵现象）用于截排周边山体汇水，清挖前应首先清理被淤堵的环场排水沟，并确保清挖过程中环场排水沟的正常运行。清挖过程中禁止破坏环场排水沟。

4.2 清挖方式、时限、范围

本次清挖采用机械（挖掘机、自卸汽车）清挖方式，对堆场内所有的固废进行清挖后外运至固废填埋场填埋，清挖过程中产生的渗沥液处理达标后外排或抽排至专门的污水处理厂进行处理。固废清挖整体通过分层、分条带、设置便道等方式直接装车外运，为了防止运输过程中出现跑冒滴漏现象，运输过程严格采用环保型自卸汽车。对于堆场底部局部饱和、流塑状态的固废，可采取晾晒后再进行装车外运。综合考虑清挖工艺、道路运输能力、固废填埋场处置能力等诸多因素，本次清挖时限确定为2 a。本次清挖范围为本堆场内的全部固体废物及堆场底部可能被污染的粉质黏土，平面范围上总体涵盖拦渣坝与环场排水沟所围区域，垂直方向总体涵盖现状固废表面至原始地表。清挖过程中同步清挖拦渣坝，所清挖物料全部运至固废填埋场填埋。

4.3 清挖工艺

本次清挖总体按分层、分条带清挖的原则进行，最后清挖拦渣坝。清挖按层循环进行，逐步降低堆场内固废堆积标高至原始地表，彻底恢复原始地形、地貌。每层清挖完成后使地表始终向后倾斜≥1%，使雨水（渗沥液）及时汇入后部的渗沥液及雨水收集沟，以确保清挖作业面的干燥。

根据工程经验及前期勘察资料，该固废承顶部承载力较低，结合该堆场的地形特征、清挖方式特点和固废清挖、装车、运输对地基承载力的要求，本次清挖采取水平方向纵向条带式清挖、垂直方向分层清挖，所清挖固废沿场内临时运输道路及入场道路由自卸车运至专门的固废填埋场。

5 生态恢复

对清挖完成后的固废场地进行生态恢复，本次对固废场地尽可能按照周边土地利用类型及植被进行恢复。总恢复面积约为70 062.21 m2，其中耕地12 434 m2、林地43 867 m2、建设用地12 m2。

6 结论

通过对马鞍山市某地块固体废物调查和检测，认定该地块中的废弃物为I类一般工业固体废物。建议优先采用“固体废物清挖+I类一般固废填埋场填埋”处置。通过制定生态环境修复方案，可恢复水田、旱地、坑塘水面和林地面积约70 062.21 m2，其中包括耕地面积12 434 m2、林地43 867 m2和建设用地12 m2，生态和经济效益显著。