磷石膏生态环境整治与绿色发展之路分析

磷石膏生态环境整治与绿色发展之路分析

胡振 （ 1） 叶兵 （ 2）

武汉湖振煜环境科技有限公司 上海交通大学材料学院

摘要：本文将围绕磷石膏生态环境整治的主要目标与发展绿色之路的必要性进行分析讨论，并提出一系列整治措施以及实现绿色发展的有效对策，以此为相关企业提供切实可行的治理方案，改善生态环境，降低污染物含量，实现高水平的生态修复。

关键词：绿色发展；生态环境；磷石膏

引言：我国磷石膏排放量相对较高，在2018年磷石膏堆存量甚至达到5亿吨，所造成的环境污染也呈逐年递增的趋势变化，为了解决此类不良现象，实现磷石膏的高效利用，相关企业必须着手于生态环境整治工作，明确绿色发展的主要目标以及重要任务，确保治理措施更具有针对性以及适用性。

一、磷石膏生态环境整治分析

（一）主要目标与任务

磷石膏生态环境整治的主要目标与任务可分为以下方面：通过创新治理技术的方式完成传统工艺的优化升级，明确关键共性技术点，从源头上消除磷石膏利用率低的问题；在完成技术升级、资源产品开发的前提下，需要对磷石膏实现车间化管理，不可直接运往露天堆场，要使用湿法磷酸磷石膏的零排放；在两年内要对所有磷石膏露天堆场进行环境治理，完成矿坑的填充工作，实现建材产品的开发与工业化运用，确保大部分石膏被有效消化；磷石膏堆场需要进行封闭管理，保证潜在的环境风险得到高效控制；在五年内逐渐完成堆场的生态修复，开展绿化工程，构建优美的绿色生态园[1]。

（二）实施绿色发展之路的必要性

以某省化工磷石膏堆场作为分析对象，在经过长达数十年的生产累积，该地区的磷石膏存量超过300万平方米，堆高大约在30米左右，通过干法排渣以及机械排土等方式构建了台阶式的磷石膏堆场，坡度大约在40度。在使用传统工艺进行磷石膏地综合利用过程中，需要预先完成陈化以及多点开挖。这也就造成了当出现暴雨天气或者大风气候时，会使沉陷、裂缝等风险问题的产生几率大幅度提升。同时传统工艺的磷石膏残磷量普遍偏高，无法直接进行资源的综合利用，需要依次设立排放区、回采区才能维持排采平衡，进而对周边环境造成严重影响。此外，传统磷酸工艺的淋溶水酸性较强，虽然一般情况下可以借助淋溶水回收系统实现淋溶水的回收再利用，但当汛期来临时，淋溶水的回收难度会进一步提高，需要设立应急处理装置才能避免淋溶水对环境产生破坏。因此推动生态环境的治理，实施绿色发展之路是当前必须加强重视度的整治工作[2]。

二、磷石膏生态环境整治、落实绿色发展的措施

（一）磷石膏堆场回填

要将磷石膏堆积成高坡，每隔十米设置一个台阶，数量不超过三个，同时台阶本身外坡角不可超过三十度，避免过于倾斜的削坡导致磷石膏下滑，造成堆场混乱引起不必要的清洁与管理，此外，要将平台宽度设置为四米，在保证磷石膏能够大量存放的基础上，便于人员进行搬运。

（二）采用客土喷播技术

客土喷播技术是指利用团粒剂使客土形成团粒化结构，之后将纤维加入到客土当中，以此起到网络加筋的作用，使其具有较高的耐水性、抗风侵蚀性，能够保证牢固透气的同时，形成与表土相似的多孔稳定结构。在应用客土喷播技术时要注意以下几点：第一，喷播过程中所使用的基材要以泥炭土为主，可适当将纸浆或者木纤维按照一定比例加入到材料当中，使泥炭土能够具有更加优良的保水功能以及附着性能，即使在较薄的土壤层中也能实现有效喷播。通常喷播的厚度需控制在10~20cm之间；第二，喷播时所使用的保水剂需要依照当地的气候条件以及石场的实际情况作出适当调整，而使用的粘合剂则要根据石壁的坡度完成设定，确保与坡度大小保持正比关系；第三，挂网，要预先将锚钉依照固定间距安装在石壁上，之后才可完成挂网处理；第四，选择草种，所使用的草种必须保证根系发达，属于耐贫瘠、抗旱的多年生品种，若当地的气候相对寒冷，还要确保品种具有一定程度的抗冻性；第五，混播，借助草种的互补性，例如豆科与禾本科、发育早与发育晚等特性完成混合喷播。

（三）生态环境修复

磷石膏厂生态环境修复工作需要使用胶凝材料填充技术，在对废弃矿坑进行充填时会消耗大量的贮存石膏，能够有效减少磷石膏的堆积高度，同时也可以间接降低地质灾害的形成几率，填补渣场形成的坑洞，有利于矿山地质的环境修复。

图1即为废弃矿坑进行生态修复后的效果图。

图 1 经生态修复后的磷石膏渣场

（四）石膏喷淋工艺

石膏喷淋工艺主要是借助堆场顶层的喷淋设备，向渣场内喷洒自然水，用以实现对磷石膏的洗涤工作，确保淋溶水能够有效渗透至地层，之后经过排水管道流入积水池，再由收集池负责水资源的汇总，最后完成回收再利用，防止资源的过度浪费。在使用该工艺时还要对淋溶水池进行适当扩建，进一步提高水池的蓄水能力，避免产生淋溶水外溢的情况。图2为磷石膏堆场治理之前的效果图，图3为磷石膏堆场治理后的效果图。

图 2 磷石膏堆场治理前

图 3 磷石膏堆场治理后

（五）淋溶水应急处理

淋溶水应急处理流程可分为：淋溶水流入扩容收集池以及收集池当中，并在厂内完成资源回用；向应急反应池加入石灰乳、氯化钙，使其与淋溶水充分结合，之后取上层清液并排入到厂区污水处理系统当中，而其余部分则通过污泥泵流入到污泥贮池当中，再通过压滤机房与干污泥结合，从而完成过滤后淋溶水的回用。

（六）膜法处理

通常情况下，磷石膏堆场的淋溶水可以直接返回至生产系统当中，但若在降雨量较高的机械，淋溶水量会大幅度增加，生产系统难以保证一次性完成大量消化，因此为了保证含磷污水能够有效实现回收再利用，某公司研发了一种膜法污水处理设备，该设备可以借助反渗透膜对含磷淋溶水完成及时处理，能够将收集的含磷污水直接返回至生产系统当中，磷回收效率极高。其具体流程为：含磷废水依次通过原水调节池、原水给水泵、板式换热器、多介质过滤器、保安过滤器、高压泵以及反渗透摩阻，之后产出的水可直接流入到回用水池当中，而产出的浓水则要通过二段反渗透膜组、浓水输送泵以及磷酸生产装置，之后才可流入回用水泵中与氢氧化钠反应，确保有害物被彻底清除。

结论：综上所述，通过对磷石膏生态环境整治的主要目标以及发展绿色之路的必要性进行分析讨论，并提出一系列切实可行的治理措施，以此提高资源利用效率，强化管理手段，推动科技创新，进一步规范磷石膏的存储，切实保障生态环境，构建绿色发展的新格局，为相关行业提供保持可持续发展的参考信息。

参考文献：

[1]李季,吴洪生,高志球.磷石膏对麦田CO_2排放和小麦产量的影响及其经济环境效益分析[J].环境科学,2019,36(08):3099-3105.

[2]刘媛媛,徐智,陈卓君.外源添加磷石膏对堆肥碳组分及腐殖质品质的影响[J].农业环境科学学报,2019,37(11):2483-2490.