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摘要:本文总结了《重金属污染综合防治“十二五”规划》实施以来,湖南省内有色金属开采冶炼历史遗留含重金属固废的分类鉴别及安全处置方案。另外,从成本上分析了该处置方案的优势。总而言之,就地/就近安全填埋处置历史遗留含重金属固体废物是现阶段因地制宜的采取的最符合我国国情、最经济技术可行的方案,可以在全国推广实施。
关键词:含重金属固廢;就地/就近安全填埋
湖南是“有色金属之乡”,上世纪80年代以来,有色金属开采与冶炼提速,数十年疯狂开采给湖南造成了难以负荷的重金属污染。2011年2月国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》,湖南省也相继出台了《湖南省环境保护“十二五”规划》、《湘江流域重金属污染治理实施方案》工作方案,开始大规模开展重金属污染治理。十二五规划实施后,国家下拨了大量专项资金进行重金属污染治理,湖南做为全国重金属污染治理的先锋,摸索出了最适合我国国情的重金属污染治理办法,经过近五年的治理,目前已取得卓越成效,基本从源头上控制了重金属污染。本文综述了近几年湖南对历史废渣采取的普遍做法。
1 重金属固体废物定性分析
有色金属采选与冶炼产生的废渣根据其危害性分为第Ⅰ类一般工业固废、第Ⅱ类一般工业固废与危险废物。因此,需对废渣进行定性分析,根据其属性设计符合规范要求的填埋场。
危险废物是指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物,危险废物的危险特性通常包括急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性[1]。而含重金属固体废物具有的危险特性一般是腐蚀性及浸出毒性,因此若该固体废物不属于《国家危险废物名录》里的废物,我们则要根据其腐蚀性及浸出毒性来判断该固体废物是否属于危险废物。根据《危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别》(GB5085.1-2007)[2]可知,按照GB/ T 1555.12— 1995的规定制备的浸出液,pH ≥ 12.5 ,或者pH≤2.0的固体废物为具有腐蚀性的危险废物。根据《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)[3]可知,按照《固体废物浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T299)[4]制备的固体废物浸出液中任何一种危害成分含量超过鉴别标准浓度限值,则判定该固体废物是具有浸出毒性特征的危险废物。判定为危险废物的需进一步判断进入填埋场前需不需要进行预处理,根据《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)[5],按照HJ557-2009和GB/T15555.1-12测得废物浸出液中任何一种有害成分浓度超过允许进入填埋区的控制限值的废物以及浸出液pH值小于7.0和大于12.0的废物需预处理后方能入场填埋。
若通过上述方法判定该固废不属于危险废物,则需进一步鉴别其为第Ⅰ类一般工业固体废物还是第Ⅱ类一般工业固体废物。根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)[6],按照GB5086(现被HJ557-2009代替)[7]规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中,任何一种污染物浓度均未超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)[8]最高允许排放浓度,且pH值在6至9范围之内的一般工业固体废物为第Ⅰ类一般工业固体废物。按照GB5086(现被HJ557-2009代替)规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中,有一种或一种以上的污染物浓度超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)最高允许排放浓度,或者是pH值在6至9范围之外的一般工业固体废物为第Ⅱ类一般工业固体废物。
2 填埋方案
2.1 危险废物填埋场
被判定为危险废物的含重金属固体废物,普遍采取就地或就近选址修建危险废物填埋场来填埋此类危险固废。危险废物填埋场主要包括拦截坝、防渗系统、渗滤液收集处理系统、地下水导排系统、雨污分流系统、封场系统、监测系统等。填埋场的选址、设计与施工均需满足《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)的要求,这里不一一赘述了。
另外,部分含重金属固废需进行预处理后方可进场填埋。预处理一般为中和处理使pH满足入场要求以及稳定化固化处理使得浸出液中重金属浓度达到入场标准。根据不同的污染因子,选择合适的稳定化固化药剂,通过小试中试确定药剂最佳添加量及最佳操作工艺条件。
2.2 一般工业固体废物填埋场
一般工业固体废物填埋场分为Ⅰ类场和Ⅱ类场,其设计与施工需满足《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)的要求。值得提出的是,历史遗留废渣一般堆存年代久远且量大,单个项目废渣堆存量可达幾十万吨至上百万吨,若都采取修建填埋场来处置的方法,工程费用巨大,因此,若判定项目废渣为一般工业固体废物Ⅰ类,对环境危害相对较小,普遍采取的做法是就地对废渣堆体采取平整削坡、防渗覆盖、覆土绿化、雨水导排,修建挡墙等措施,保证废渣堆体的稳定性及降低对周边环境的影响,同时兼顾美观性,另外,定时监测项目地地表水、地下水、大气等状况,跟踪项目实施的环境效益。
3 成本分析
根据设计施工的多个项目经验来看,就地或就近修建填埋场来安全处置危险废物的成本在200-500元/吨,处置Ⅱ类一般工业固体废物的成本在100-300元/吨,处置Ⅰ类一般工业固体废物的成本在10-100元/吨。而将危险废物外运至集中危废处置中心费用高达数千元,将一般工业工业固体废物外运至集中一般工业固体废物处置场费用同样可观,且我国集中危险废物填埋场数量少,湖南地区2010年以前仅衡阳有一家,而湖南省内历史遗留的危险废物达数千万吨,且堆存地点偏远,光运费就是个天文数字,另外,集中危废填埋场库容有限,难以容纳如此大量的废物,而一般工业固体废物处置也存在同样的问题,所以就地或就近修建填埋场来处置此类历史遗留固废是唯一经济可行且环境效益、社会效益良好的处置方案。
4 结语
针对湖南历史遗留含重金属废渣存在数量巨大、堆存地点偏远、治理资金有限等问题,摸索出就地或就近修建填埋场来安全处置此类固废的处置方案。实践证明,该处置方案是唯一经济技术可行的,能有效解决湖南地区历史遗留废渣污染问题的方案,取得了良好的环境效益和社会效益。但是无论是危废还是一般工业固废填埋场的设计标准规范体系不够健全,大多参考垃圾填埋场设计规范,应进一步健全工业固废填埋场设计规范体系。
参考文献:
[1] 庄伟强.固体废物处理与处置[M].北京:化学工业出版社,2009:6,12.
[2] GB5085.1-2007,危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别[S].
[3] GB5085.3-2007,危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别[S].
[4] HJ/T299-2007,固体废物浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法[S].
[5] GB18598-2001,危险废物填埋污染控制标准[S].
[6] GB18599-2001,一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准[S].
[7] HJ557-2009,固体废物浸出毒性浸出方法 水平振荡法[S].
[8] GB8978-1996,污水综合排放标准[S].
关键词:含重金属固廢;就地/就近安全填埋
湖南是“有色金属之乡”,上世纪80年代以来,有色金属开采与冶炼提速,数十年疯狂开采给湖南造成了难以负荷的重金属污染。2011年2月国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》,湖南省也相继出台了《湖南省环境保护“十二五”规划》、《湘江流域重金属污染治理实施方案》工作方案,开始大规模开展重金属污染治理。十二五规划实施后,国家下拨了大量专项资金进行重金属污染治理,湖南做为全国重金属污染治理的先锋,摸索出了最适合我国国情的重金属污染治理办法,经过近五年的治理,目前已取得卓越成效,基本从源头上控制了重金属污染。本文综述了近几年湖南对历史废渣采取的普遍做法。
1 重金属固体废物定性分析
有色金属采选与冶炼产生的废渣根据其危害性分为第Ⅰ类一般工业固废、第Ⅱ类一般工业固废与危险废物。因此,需对废渣进行定性分析,根据其属性设计符合规范要求的填埋场。
危险废物是指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物,危险废物的危险特性通常包括急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性[1]。而含重金属固体废物具有的危险特性一般是腐蚀性及浸出毒性,因此若该固体废物不属于《国家危险废物名录》里的废物,我们则要根据其腐蚀性及浸出毒性来判断该固体废物是否属于危险废物。根据《危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别》(GB5085.1-2007)[2]可知,按照GB/ T 1555.12— 1995的规定制备的浸出液,pH ≥ 12.5 ,或者pH≤2.0的固体废物为具有腐蚀性的危险废物。根据《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)[3]可知,按照《固体废物浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T299)[4]制备的固体废物浸出液中任何一种危害成分含量超过鉴别标准浓度限值,则判定该固体废物是具有浸出毒性特征的危险废物。判定为危险废物的需进一步判断进入填埋场前需不需要进行预处理,根据《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)[5],按照HJ557-2009和GB/T15555.1-12测得废物浸出液中任何一种有害成分浓度超过允许进入填埋区的控制限值的废物以及浸出液pH值小于7.0和大于12.0的废物需预处理后方能入场填埋。
若通过上述方法判定该固废不属于危险废物,则需进一步鉴别其为第Ⅰ类一般工业固体废物还是第Ⅱ类一般工业固体废物。根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)[6],按照GB5086(现被HJ557-2009代替)[7]规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中,任何一种污染物浓度均未超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)[8]最高允许排放浓度,且pH值在6至9范围之内的一般工业固体废物为第Ⅰ类一般工业固体废物。按照GB5086(现被HJ557-2009代替)规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中,有一种或一种以上的污染物浓度超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)最高允许排放浓度,或者是pH值在6至9范围之外的一般工业固体废物为第Ⅱ类一般工业固体废物。
2 填埋方案
2.1 危险废物填埋场
被判定为危险废物的含重金属固体废物,普遍采取就地或就近选址修建危险废物填埋场来填埋此类危险固废。危险废物填埋场主要包括拦截坝、防渗系统、渗滤液收集处理系统、地下水导排系统、雨污分流系统、封场系统、监测系统等。填埋场的选址、设计与施工均需满足《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)的要求,这里不一一赘述了。
另外,部分含重金属固废需进行预处理后方可进场填埋。预处理一般为中和处理使pH满足入场要求以及稳定化固化处理使得浸出液中重金属浓度达到入场标准。根据不同的污染因子,选择合适的稳定化固化药剂,通过小试中试确定药剂最佳添加量及最佳操作工艺条件。
2.2 一般工业固体废物填埋场
一般工业固体废物填埋场分为Ⅰ类场和Ⅱ类场,其设计与施工需满足《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)的要求。值得提出的是,历史遗留废渣一般堆存年代久远且量大,单个项目废渣堆存量可达幾十万吨至上百万吨,若都采取修建填埋场来处置的方法,工程费用巨大,因此,若判定项目废渣为一般工业固体废物Ⅰ类,对环境危害相对较小,普遍采取的做法是就地对废渣堆体采取平整削坡、防渗覆盖、覆土绿化、雨水导排,修建挡墙等措施,保证废渣堆体的稳定性及降低对周边环境的影响,同时兼顾美观性,另外,定时监测项目地地表水、地下水、大气等状况,跟踪项目实施的环境效益。
3 成本分析
根据设计施工的多个项目经验来看,就地或就近修建填埋场来安全处置危险废物的成本在200-500元/吨,处置Ⅱ类一般工业固体废物的成本在100-300元/吨,处置Ⅰ类一般工业固体废物的成本在10-100元/吨。而将危险废物外运至集中危废处置中心费用高达数千元,将一般工业工业固体废物外运至集中一般工业固体废物处置场费用同样可观,且我国集中危险废物填埋场数量少,湖南地区2010年以前仅衡阳有一家,而湖南省内历史遗留的危险废物达数千万吨,且堆存地点偏远,光运费就是个天文数字,另外,集中危废填埋场库容有限,难以容纳如此大量的废物,而一般工业固体废物处置也存在同样的问题,所以就地或就近修建填埋场来处置此类历史遗留固废是唯一经济可行且环境效益、社会效益良好的处置方案。
4 结语
针对湖南历史遗留含重金属废渣存在数量巨大、堆存地点偏远、治理资金有限等问题,摸索出就地或就近修建填埋场来安全处置此类固废的处置方案。实践证明,该处置方案是唯一经济技术可行的,能有效解决湖南地区历史遗留废渣污染问题的方案,取得了良好的环境效益和社会效益。但是无论是危废还是一般工业固废填埋场的设计标准规范体系不够健全,大多参考垃圾填埋场设计规范,应进一步健全工业固废填埋场设计规范体系。
参考文献:
[1] 庄伟强.固体废物处理与处置[M].北京:化学工业出版社,2009:6,12.
[2] GB5085.1-2007,危险废物鉴别标准-腐蚀性鉴别[S].
[3] GB5085.3-2007,危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别[S].
[4] HJ/T299-2007,固体废物浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法[S].
[5] GB18598-2001,危险废物填埋污染控制标准[S].
[6] GB18599-2001,一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准[S].
[7] HJ557-2009,固体废物浸出毒性浸出方法 水平振荡法[S].
[8] GB8978-1996,污水综合排放标准[S].