磷石膏堆场的雨污分流系统

摘要

磷石膏堆场的雨污分流系统，在山谷型的磷石膏堆场(100)底部下的山体(20)中设有将堆场后部的水和山坡渗下来的水导往堆场下游的导水管(30)，在导水管最大承载力所对应的堆渣高度处的陡山坡(21)上挖设有将陡山坡与堆场隔离开的截水沟(60)，截水沟连通堆场后部的积水区域与堆场外的区域，即使库底管道塌陷，库尾水位也仅上升到截水沟的高程、然后经由截水沟流出堆渣区域，避免形成堰塞湖、防止渣场被冲毁、保护了渣场下游群众安全，也防止了地表水倒灌入堆场。防渗膜上堆积磷石膏的高度始终高于库尾水位，渣场在整个运行过程中都不会出现防渗膜被地下水顶托隆起的问题。该系统选用山坡坡度较陡的一侧修建截水沟，库容损失最小。

说明书

技术领域

本发明涉及磷石膏堆场的雨污分流系统。

背景技术

磷石膏是磷酸生产的副产品。每生产一吨的P₂O₅，将产生4.5至5.5吨的副产磷石膏。磷石膏主要由二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)组成，并含有少量的硅化物及未反应的磷矿石。中国每年排放的磷石膏总量超过5000万吨。

磷石膏的孔隙水中含有污染性较高的酸性孔隙水，因此，磷石膏的堆存场地一般都需要铺设高密度聚乙烯膜(HDPE膜)以防止酸性水下渗污染环境。建于山谷中的铺膜防渗的磷石膏堆场需最大限度减少来自于渣场上游的地表水和堆场周边山坡的渗水进入渣场内部。如过量的洁净水进入渣场，不但会增加工厂处理污水的压力，而且会导致磷石膏力学性质产生变化，影响渣场安全。

来自上游的地表水一般可通过高于渣场最终设计标高的截水沟引导堆渣区域之外。来自堆场周边山坡的渗水一般使用通过渣场底部的管道引往渣场下游。然而，大中型磷石膏堆场最终堆渣高度可达数十米甚至上百米。在巨大的上覆压力作用下，埋设在渣场底部的管道很可能塌陷而使得渗水淤积在渣场后部(库尾)，从而使得库尾水位不断上升，最终倒灌入已铺设防渗膜的渣场之内。即使管道在渣场运行期间不塌陷，在渣场闭库后的数年或数十年时间里，管道也有可能因老化或泥沙淤积而堵塞，从而在库尾形成堰塞湖，最终冲毁渣场，对下游群众的安全形成较大威胁。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种即使在磷石膏堆场底部的导水管塌陷或堵塞后也能避免地表水在渣场后部积聚形成堰塞湖和引起地表水倒灌入磷石膏渣场的雨污分流系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磷石膏堆场的雨污分流系统，所述磷石膏堆场为山谷型，在磷石膏堆场底部下的山体中设有将堆场后部的水和山坡渗出的水导往堆场下游的导水管，其特征在于，在所述导水管最大承载力所对应的堆渣高度处的陡山坡上挖设有将陡山坡与堆场隔离开的截水沟，所述截水沟连通堆场后部的积水区域与堆场外的区域。

在所述导水管最大承载力所对应的堆渣高度以上，磷石膏渣向缓山坡那一侧堆积。

在磷石膏沉积区域的边缘通过挖取磷石膏渣筑造相邻的内堤和外堤，在所述内堤与外堤之间形成输送磷石膏渣浆的环形沟，所述外堤与堆场边缘防渗膜之间形成渗流收集沟；所述外堤与铺膜的缓山坡之间形成新的蓄渣空间。

本发明利用多数山谷两侧山坡坡度不一致的特点，选用山坡坡度较陡的一侧低于渣场最高设计高程的位置修建截水沟，在库容损失最小的情况下，形成了连通堆场后部积水区域与堆场外的区域流水通道，即使库底管道塌陷，库尾水位也仅上升到截水沟的高程，然后经由截水沟流出堆渣区域，避免了堰塞湖的形成，保护了渣场下游群众安全，防止了渣场被冲毁，也防止了地表水倒灌入堆场。由于防渗膜上堆积磷石膏的高度始终高于库尾水位，渣场在整个运行过程中都不会出现防渗膜被地下水顶托隆起的问题。

进一步的技术方案中，本发明的渣场从此高程开始使得磷石膏渣向山坡坡度较缓的一侧堆积，并采用沟渠法的渣场操作方法挖取磷石膏渣筑成内、外堤，内外堤形成输送渣浆的环形沟，并在外堤与渣场边缘防渗膜之间形成渗流收集沟。逐级抬升内堤和外堤，在外堤和铺膜的缓山坡之间形成新的蓄渣空间。从磷石膏边坡渗出的酸性工艺水以及落在磷石膏边坡上的雨水均流入环绕渣场边缘的渗流收集沟中，经收集后重新回到生产过程中或者经污水处理站处理后排出。而山坡坡度较陡的一侧高于截水沟的山坡上的地表水经由截水沟收集后直接流出堆渣区域，从而避免了雨污混合，减少了进入渣场系统的雨水量，使得堆场更加稳固。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明的磷石膏堆场的雨污分流系统剖面示意图。

图2是采用沟渠法抬升渣场得到的磷石膏堆场雨污分流系统剖面示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所涉及的磷石膏堆场100为山谷型，多数山谷两侧山坡坡度不一致，如图1中所示的山谷，右侧的坡度较左侧的坡度陡，右侧山坡称为陡山坡21、左侧山坡称为缓山坡22。磷石膏堆场100下设有防渗膜10，在磷石膏堆场100底部最低位置防渗膜下方的山体中埋设有将堆场后部(库尾)来水和山坡渗水导往堆场下游的导水管30，优选采用抗压强度等级很高的HDPE管道作为渣场底部的导水管，用以在渣场运行的前期将山坡渗水引往渣场下游。前期渣库内堆渣厚度有限，地下水导排系统正常发挥作用，地下水经导排系统流出堆渣区域，因此地下水位较低，称此时的地下水位为第一地下水位201。后期随着渣库内(防渗膜以上)堆渣厚度越来越大，地下导排水系统中的导水管在上部压力作用下被压扁，库尾的水出不去，膜下水位抬升，达到第二地下水位202。在所述导水管最大承载力所对应的堆渣高度处的陡山坡21上挖设与堆场隔离开的截水沟60，所述截水沟连通堆场后部(库尾)的积水区域与堆场外的区域，这样，即使库底的导水管塌陷或堵塞无法排水，堆场后部(库尾)积水水位也仅上升到截水沟60的高程，然后经由截水沟流出堆渣区域。使得抬升起来的地下水可以从截水沟中流走，从而避免了地下水位进一步升高，避免最终冲毁渣场。

在后期，当堆渣高度达到所述导水管最大承载力所对应的堆渣高度后，即在所述导水管最大承载力所对应的堆渣高度及以上，继续堆放磷石膏渣时，就向缓山坡22那一侧堆积，并采用沟渠法的渣场操作方法。如图2所示，沟渠法的操作方法指的是靠近磷石膏堆场的边缘挖取沉积的磷石膏渣111筑造平行于堆场边缘的两道磷石膏堤。靠近堆场边缘的一道堤称之为外堤106，与之平行的另一道堤称之为内堤104。在内外堤之间的水沟称之为环形沟105。外堤106与渣场边缘防渗膜之间的水沟称之为渗流收集沟107。磷石膏渣浆沿环形沟流动，输送到渣场的四周。同时，从环形沟中挖取磷石膏渣筑堤，逐级抬升内堤和外堤，在外堤和铺膜的缓山坡之间形成新的蓄渣空间110，最终形成如图1所示的磷石膏边坡108。从磷石膏边坡渗出的酸性工艺水以及落在磷石膏边坡上的雨水均流入环绕渣场边缘的渗流收集沟107中，经收集后重新回到生产过程中或者经污水处理站处理后排出。而山坡坡度较陡的一侧高于截水沟的山坡上的地表水经由截水沟收集后直接流出堆渣区域，从而避免了雨污混合，减少了进入渣场系统的雨水量，使得堆场更加稳固。