13.2 尾矿库的环保防渗设计

13.2.2  尾矿按环保要求分类。

    (1)我国对于固体废物性质的鉴别程序为：对照《国家危险废物名录》，凡列入名录的固体废物为危险废物。未列入名录的固体废物再按下面标准的规定进行性质鉴别。依据现行国家标准《危险废物鉴别标准》GB 5085进行鉴别，凡其浸出液具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性等一种或一种以上危险特性的，属危险废物；凡其浸出液不具有危险特性的工业固体废物为一般工业固体废物。 

    (2)现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599将一般工业固体废物分为两类：第Ⅰ类一般工业固体废物和第Ⅱ类一般工业固体废物。

13.2.3  将尾矿库按贮存尾矿的性质分类，是为了有针对性地对不同类型的尾矿库提出不同的环保防渗要求。分类原则按现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599、《危险废物鉴别标准》GB 5085、《危险废物填埋污染控制标准》GB 18598、《国家危险废物名录》的有关规定执行。

13.2.5  “环保防渗要求”概念是从生活垃圾卫生填埋场防渗技术要求引申过来的。本条吸取了现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599和现行行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17的防渗标准执行过程中的经验。

13.2.6  借鉴国外垃圾填埋场防渗衬垫应用的经验和国内垃圾填埋场的实践，本规范推荐单层土工膜复合防渗衬垫结构作为Ⅱ类尾矿库的环保防渗结构。

    Ⅱ类尾矿库环保防渗衬垫的结构设计，按照现行国家标准《土工合成材料应用技术规范》GB 50290的规定，并参照现行行业标准《聚乙烯(PE)土工膜防渗技术规范》SL/T 231、《生活垃圾卫生填埋场技术规范》CJJ 17和《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》CJJ 113等规范的相关要求进行。设计时应考虑尾矿库与垃圾填埋场防渗条件的差异，针对尾矿库的具体条件，选定相应的防渗衬垫结构与材料。

    随着国家环保执法力度的加大和企业环保意识的提高，在原行业标准《选矿厂尾矿设施设计规范》ZBJ 1-1990修订前已有一些尾矿库采用单层土工膜复合防渗衬垫结构。下面是其中的一个设计实例。

    中国铝业公司河南分公司第四赤泥库，其赤泥库环保防渗设计的关键点在于赤泥性质的确定：赤泥附液的pH值大于12.5(危险废物鉴别上限标准)，赤泥似属于危险废物。然而，按照现行国家标准《危险废物鉴别标准》GB 5085，固体废物的性质是用其浸出液的污染物含量及pH值来鉴别的。中国铝业公司河南分公司赤泥浸出液成分如表8所示(2003年)。将表中指标与现行国家标准《危险废物鉴别标准——腐蚀性鉴别》GB 5085.1和《危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别》GB 5085.3对照，可看出各污染因子均不超标，判别该赤泥不属于危险废物，而属于一般工业固体废物。再对照现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599-2001的第3.3节，浸出液的pH值在6～9范围之外，该赤泥应为第Ⅱ类一般工业固体废物。

表8  赤泥浸出液成分

    按照现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599-2001标准第4章的规定，该赤泥库应为Ⅱ类场，具体来说采用水平防渗结构，按现行国家标准《土工合成材料应用技术规范》GB 50290第5.3.4条的要求，采用单层土工膜复合防渗结构。

    应当说明的是，虽然不以赤泥附液的pH值来判别赤泥的性质，但该赤泥附液的pH值为12.75，大于12.5，具有碱腐蚀性，应按照现行行业标准《有色金属工业环境保护设计技术规范》YS 5017第5.4.1条“赤泥堆场澄清的赤泥附液必须全部返回氧化铝厂利用，不得外排”的要求，采取相应的措施。

13.2.7  本条规定土工膜的最小厚度为1.5mm。这一规定只是土工膜的最小厚度，设计时应根据尾矿库的具体条件，考虑防渗要求、膜的力学性能、膜上荷载、施工损伤、焊接要求和铺设条件等因素，经论证后综合选定膜的厚度。据德国资料介绍：1.5mm厚的HDPE膜在20m左右废物填埋高度的压力下不会因拉伸而发生破损或断裂，2.0mm厚的膜可以承受50m左右废物填埋高度的压力，考虑到施工时可能的机械损伤，他们倾向于选厚一点的HDPE膜。

13.2.8  本条系引用现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599第6.2.3条的条文。地下水质监控井应根据尾矿库库区水文地质条件以及能及时反映地下水质变化为原则来具体布置。现行国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB 16889第10.2.1条规定，本底井设在地下水流向上游30m～50m处；污染监视监测井2口，各设在地下水流向下游30m及50m处；污染扩散监测井设在地下水走向两侧各30m～50m处。以上要求可供设计者参考。

13.2.9  本条规定是参照垃圾填埋场土工膜防渗安全性分析的有关资料制订的，并参照现行行业标准《生活垃圾卫生填埋场防渗系统技术规范》CJJ 113-2007第6.1.9条的规定和现行国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB 16889第5.20节的规定而制订的。

13.2.10  国外对于填埋场底部地下水位深度要求较高，一般要求地下水位深度不小于2.0m。国内对此有不同的看法。本规定从地下水影响防渗结构安全角度出发(失事了就会造成污染)，采用现行行业标准《生活垃圾卫生填埋场防渗系统技术规范》CJJ 113的规定，即不应小于1.0m。

13.2.11  垂直防渗系统是垂直设置的，只能隔断水平流向的地下水流和阻止污染物向四周扩散。只有在尾矿库底部场地存在不透水层或厚的弱透水层时，将垂直防渗系统嵌入其中一定深度(一般要求嵌入渗透系数不大于10^-7cm/s的地层深度不小于2m)，才有可能满足环保防渗要求中防渗性能相等原则。

    尾矿库垂直防渗系统可采用地下塑性混凝土防渗连续墙、化学水泥复合灌浆帷幕或上墙下幕联合防渗系统等。

    垂直防渗帷幕的“防渗等效”应从两个方面考虑：“防渗透等 效”和“防污染扩散等效”。“防渗透等效”与水利防渗要求相同，按要求的K＝1.0×10^-7cm/s和厚1.5m黏土防渗性能换算出与实际施工能达到的帷幕K值所对应的帷幕厚度即可；但对防污染扩散等效，目前还没有可用于工程的帷幕厚度实用计算方法。因此，必要时可委托有关科研院所进行专题论证，确定防污染扩散要求的帷幕厚度。