某锰渣企业污染场地的治理经验探析

　　摘    要：　介绍了某锰渣工业污染场地综合治理工程。通过场地调查及风险分析确定了场地污染情况及修复工程量。通过修复技术比选，确定适合本项目的修复技术路线。通过小试试验确定适宜的稳定化药剂及药剂添加比。修复施工完成后，由第三方检测机构对修复工程进行采样、分析，根据检测结果评估修复质量。本修复工程的成功实施能够为锰渣行业其他类似污染场地土壤修复项目提供参考。

　　关键词：　锰渣; 重金属污染土壤; 固化稳定化; 路基回填;

　　Abstract：　This paper introduced the comprehensive treatment engineering of Mn dregs industrial contaminated site. The pollution status and the quantities of the project were determined by using pollution site investigation and risk analysis. After comparison, the technical route was determined. The dosing ratio and the kinds of stabilization Reagent was determined through lab-scale experiments. A third party testing corporation performed both sampling and analysis after the end of engineering, and verification of the treatment quality was obtained according to testing results. Successful implementation of this project showed that the Mn dregs contaminated site was remediated effectively, which could provide reference for other similar projects.

　　Keyword：　Mn dregs; heavy-metal contaminated soil; solidification and stabilization; backfilling on the subgrade;

　　锰及其化合物钢铁、有色冶金、电子技术、化学化工、食品卫生、生命科学、军事技术、航天科技等也有着举足轻重的地位。我国锰生产主要以电解工艺为主，其中湖南省锰资源居全国第2位，多年来锰矿开采量及锰制品业在全国处于领先地位[1]。锰矿资源的大量采掘，但生产后的锰渣未经妥善处理，导致环境安全隐患较大。锰渣经雨水淋浸而产生的渗滤液下渗，威胁地表水及地下水质安全，下渗渗滤液进入土壤后不断积累和形态转化造成严重污染。土壤造成严重污染。同时，大量渣堆造成局部景观破坏问题，渣坝垮坝等环境安全问题[2]。

　　本文对已实施完成的某锰渣企业污染场地综合治理工程进行相关介绍，通过对工程概况、修复工艺、工程实施及修复效果验收等方面内容的介绍，研究修复技术和积累工程经验，为锰渣行业遗留的其他类似污染场地修复提供参考与示范。

　　1、 工程概况

　　1.1、 场地污染现状

　　该厂主要产品为锰盐系列产品、电解二氧化锰、五氧化二钒等。企业长期的电解锰生产过程中遗留的大量锰渣，简单堆置于企业厂区的低洼地带。挡渣坝、雨水导流渠年久失修，堵塞不通，严重污染环境。

　　该场地占地面积259.16亩，建筑面积60000 m2，该厂及以南区域规划将重点改造置换老工业，原厂区所在地规划调整为二类居住用地。

　　根据污染调查结果，该厂废渣、水池底泥、渣土混合物中pH、锰、砷超过《污水综合排放标准》[3](GB8978-1996)的排放标准限值，为Ⅱ类一般工业固体废物。

　　与《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》[4](HJ350-2007)B级标准、《土壤环境质量标准》[5](GB 15618-1995)三级标准进行比较，铅、砷超过《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(HJ350-2007)B级标准近一倍，超过《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)三级标准近两倍。
 

　　根据厂区内重金属的污染现状及《污染场地风险评估技术导则》[6](HJ 25.3-2014)的相关要求，确定土壤主要关注污染物为As、Pb、V。

　　1.2 、治理工程量

　　该厂区治理红线范围面积为125157 m2，其中锰渣堆区面积为4600 m2，重度污染土壤区面积为31437 m2。废渣及重度污染土壤，共69568 m3。红线范围内轻度污染需要生态修复的面积为65763 m2。

　　2 、修复工艺确定

　　2.1、 修复技术比选

　　本场地主要为重金属污染及遗留锰渣治理，通过技术比选及现场中试，锰渣及重度污染土壤采用稳定化治理；轻度污染采用乔木、灌木和草本植物混合搭配模式对场地进行植被恢复，通过植被自身对重金属的吸收，使污染区域达到降低风险目的。因当地没有一般固废填埋场，结合当地规划，稳定化后的锰渣及重度污染土壤经论证，可用于路基填方，稳定化后的锰渣作为路基材料，考虑环境安全性论证结论如下：

　　(1)稳定化后锰渣及重度污染土壤强度(CBR)可满足30 cm以下路基填方要求；

　　(2)稳定化后锰渣及重度污染土壤渗透系数介于10-7～10-6cm/s，不易浸出；

　　(3)粒径小，液限大于50%、塑性指数大于26%，不宜直接作为路基填料，需搭配砂、石后作为路基填料。

　　(4)柱浸实验中，铅、砷、镉、钒、锰的析出浓度低于《地表水环境质量标准》[7](GB 3838-2002)Ⅳ类，尤其是铅、砷、镉、钒等污染物析出量极小，降雨对稳定化锰渣路基填料的污染物浸出作用小；同时考虑长效性及环境安全性，应避开地下水开采区、地下水利用及涉水风景名胜区和自然保护区等水环境敏感点。

　　表1 锰渣中试样品结果对比

　　2.2 、治理目标确定

　　2.2.1、 清理目标

　　清理目标需综合考虑总量及浸出浓度要求。根据规划，参照湖南省地方标准《重金属污染场地土壤修复标准》[9](DB43/T1165-2016)，土壤总量执行居住用地标准，浸出浓度执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类指标限值，其中钒执行GB3838表3限值。清理目标如下：

　　2.2.2、 修复目标

　　表3 稳定化修复目标值表

　　根据锰渣及重污染土修复后去向，对其进行无害化处理后作为道路路基进行安全填埋。稳定化处理后铅、砷、镉采用《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557-2010)，浸出结果执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类指标限值；钒执行GB3838表3限值。锰执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准限值。

　　2.3、 修复技术路线

　　图1 修复技术路线

　　Fig.1 Repair technology route

　　3、工程实施过程

　　3.1、 施工准备

　　测量放线：开工前，依据业主和测绘单位对本工程平面控制点和高程点进行交桩，并复核。对控制点进行引测及加密，建立控制网。对临建及污染土壤、废渣边界点进行测量放样方可施工。

　　修复车间：以轻钢骨结构车间作为固化/稳定化处理车间，车间内分为污染土壤及废渣暂存区、处理区、养护区。

　　3.2 、废渣及重度污染土壤治理主要过程

　　3.2.1 、基坑支护

　　浅层污染土(0～1.5 m)采用放坡+素喷砼开挖，坡比1︰1。深层部分(1.5 m以下)采用拉森钢板桩垂直支护。

　　3.2.2、 固化稳定化

　　锰渣及重度污染土壤分区、分层清挖，通过密闭式运输车运输至稳定化车间的暂存区；待破碎筛分等预处理后，采用修复一体化设备对锰渣及污染土进行处理，实现配料、计量、传输、定量自动化加药、混合搅拌一体化功能，设备处理能力为50 m3/h，同时能有效防止二次污染；药剂投加比为3%。

　　对稳定化处理后的土壤进行养护，并取样进行浸出毒性检测，检测合格后运送至项目区域做硬化道路的路基材料填埋；

　　对开挖后的基坑，采用外运清洁客土进行回填，回填后进行场地平整，种植乔木、灌木、草本植物等进行生态恢复，外运客土需达到《重金属污染场地土壤修复标准》(DB43/T1165-2016)居住用地标准。

　　3.3 、轻度污染土壤修复主要过程

　　主要通过场地平整，种植乔木、灌木、草本植物等进行生态恢复，以待后期通过植被自身对重金属的吸收，使污染区域达到修复目标值。

　　4 、修复效果

　　4.1、 清挖效果验收

　　开挖后基坑及侧壁进行采样检测，对所有采样点位土壤进行水浸及总量检测。

　　4.2、 重度污染图修复效果验收

　　施工过程中共采集27个批次稳定化修复后重污染土壤样品，检测结果见表4。

　　重污染土壤修复后各检测批次样品铅、砷、镉因子检测结果均满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅳ类标准限值，钒检测结果均满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)表3标准限值，锰检测结果均满足《污水综合排放标准》表4一级标准要求。

　　表4 重污染土壤修复后检测结果mg/L

　　4.3 、锰渣修复效果验收

　　施工过程中共采集22个批次稳定化修复后锰渣样品，检测结果见下表5。

　　表5 锰渣修复后检测结果mg/L

　　锰渣修复后各检测批次样品铅、砷、镉因子检测结果均满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅳ类标准限值，钒检测结果均满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)表3标准限值，锰检测结果均满足《污水综合排放标准》表4一级标准要求。

　　4.4 、轻度污染土修复

　　污染土采用生态修复方式达到修复目的。选择乔木、灌木和草本植物混合搭配模式对场地绿化植物类型与规模进行选配。具体操作模式如下：治理场地周边以红叶李为主，作为与周边工业企业的防护隔离带。场地内选用夹竹桃和木芙蓉等，该植被对重金属有吸附效果。中间可种植香樟、桂花、红叶石楠等，辅以常见绿化苗木，并选择常绿与落叶栾树搭配，圆球形植被龙伯球、大叶栀子球和海桐球等，兼具美观作用，然后整个厂区种植地被植物八角金盘、十大功劳、金边黄杨和台湾青等。

　　5、 结论

　　(1)本工程完成了某锰渣工业场地遗留锰渣及污染土壤的修复处置，总计废渣及重度污染土壤，共69568 m3。红线范围内轻度污染需要生态修复的面积为65763 m2。

　　(2)通过小试及中试试验，确定适宜的药剂添加范围。并论证污染土壤及遗留锰渣固化稳定化用于路基回填的可行性。

　　(3)采用一体化设备固化稳定化技术对重度污染土壤及遗留锰渣实施无害化处理，修复后锰渣及污染土壤各项指标满足修复目标值，稳定化效果好。

　　工程的实施，可为锰渣及其污染土壤的治理提供技术支持。

　　参考文献

　　[1] 沈华．湘西地区锰渣污染及防治措施[J]．中国锰业，2007,25(2):46-49.
　　[2] 石明星，魏振康．电解锰渣的环境危害和资源化利用[J]．四川化工，2016,19(3):52-54.
　　[3] 国家环境保护总局．GB8978-1996《污水综合排放标准》[S]．北京：中国环境科学出版社，1996.
　　[4] 国家环境保护总局．HJ350-2007《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》[S]．北京：中国环境科学出版社，2006.
　　[5] 国家环境保护总局．GB 15618-1995《土壤环境质量标准》[S]．北京：中国环境科学出版社，1995.
　　[6] 环境保护部．HJ 25.3-2014《污染场地风险评估技术导则》[S]．北京：中国环境科学出版社，2014.
　　[7] 国家环境保护总局．GB3838-2002《地表水环境质量标准》[S]．北京：中国环境科学出版社，2002.
　　[8] 环境保护部．HJ 557-2010《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》[S]．北京：中国环境科学出版社，2010.
　　[9] 湖南省环境保护厅．DB43/T1165-2016《重金属污染场地土壤修复标准》[S]．湖南：2016.